| Реферат |
Изобретение относится к области электротехники, в частности к системам охлаждения электрических машин с внешним ротором. Технический результат заключается в повышении эффективности охлаждения статора электрической машины. Электрический двигатель с внешним ротором содержит статор с обмоткой, установленные на валу ротор и устройство охлаждения. Статор закреплен неподвижно в подшипниковых щитах и состоит из пакетов статора, между которыми вплотную установлены теплоотводящие диски из немагнитного материала. Для достижения технического результата наружный контур теплоотводящих дисков повторяет форму наружного контура пакета статора, а внутренний диаметр теплоотводящих дисков меньше внутреннего диаметра пакета статора. При этом устройство охлаждения интегрировано в статор с образованием кольцевого воздушного зазора между теплоотводящими дисками и устройством охлаждения. 5 ил.
Изобретение относится к области электромашиностроения, в частности к системам охлаждения электрических машин с внешним ротором.
Известен электродвигатель переменного тока [Авторское свидетельство SU № 570958, МПК H02K 9/197, опубликовано 30.08.1977 г.], содержащий защитный корпус, щиты, внутренний статор с неподвижным опорным валом и внешний ротор с фланцевым валом и продольными ребрами, расположенными по его наружной поверхности, герметичный оребренный полый радиатор, расположенный на внешнем торце одного из щитов, а статор имеет заполненную охлаждающей жидкостью полость, сообщающуюся через вал с полостью радиатора для паров охлаждающей жидкости, а магнитопровод ротора имеет цилиндрическую оболочку, и его ребра выполнены с полостями, сообщающимися с внутренней полостью электродвигателя, а межреберные полости выполнены сообщающимися с пространством, окружающим оребренный радиатор.
Недостаток технического решения заключается в сложности конструкции.
Известно охлаждающее устройство, встроенное в электрическую машину [патент CN 111864992 A, МПК H02K 9/06, H02K 1/20, опубликовано 30.10.2020 г.], включающее в себя вытянутый вдоль оси электрической машины корпус с входным и выходным отверстиями для воздуха, внутри которого расположены теплообменник у выходного отверстия и циркуляционный вентилятор, при этом вентилятор направляет охлаждающий воздух к вентиляционным камерам электрической машины, где воздух отводит тепло от компонентов и возвращается в корпус для теплообмена с теплообменником.
Недостатками технического решения являются высокие массо-габаритные показатели, сложность конструкции, а также неравномерное охлаждение электрической машины.
Известен статор электрической машины [патент РФ №218121, МПК Н02К 1/20, Н02К 23/00, опубликовано 11.05.2023 г. ], содержащий пазы, обмотку, уложенную в пазы, пакеты в сердечнике, собранные из электротехнической стали, каналы для возможности циркуляции воздуха между пакетами сердечника, образованные с помощью крайних листов пакетов с приваренными распорками, выполненными с щелевыми прорезями.
Недостаток технического решения заключается в невысокой эффективности охлаждении статора, а также невысокой надежности ввиду наличия сварных соединений, которые могут подвергаться термическим деформациям.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является электрический двигатель с внешним ротором [патент EP №4135169 A1, МПК H02K21/22, H02K5/173, H02K9/08, опубликовано 15.02.2023 г. ], содержащий статор с обмоткой и каналами охлаждения, ротор и охлаждающее устройство, генерирующее направленный поток воздуха от внешнего диаметра колеса через каналы статора к внутреннему диаметру.
Недостаток технического решения состоит в сложности конструкции, не обеспечивающей эффективное охлаждение статора.
Задачей заявленного изобретения является упрощение конструкции электрической машины с достижением следующего технического результата: повышение эффективности охлаждения статора электрической машины.
Задача решается и технический результат достигается электрическим двигателем с внешним ротором, содержащим статор с обмоткой и установленные на валу ротор и устройство охлаждения, в котором, согласно изобретению, статор закреплен неподвижно в подшипниковых щитах и состоит из пакетов статора, между которыми вплотную установлены теплоотводящие диски из немагнитного материала, наружный контур которых повторяет форму наружного контура пакета статора, а внутренний диаметр теплоотводящих дисков меньше внутреннего диаметра пакета статора, при этом устройство охлаждения интегрировано в статор с образованием кольцевого воздушного зазора между теплоотводящими дисками и устройством охлаждения.
Существо полезной модели поясняется чертежами. На фиг. 1 показан поперечный разрез электрического двигателя с внешним ротором с интегрированным устройством охлаждения. На фиг. 2 показан статор электрического двигателя с внешним ротором. На фиг. 3 показан теплоотводящий диск. На фиг. 4 показан вал с устройством охлаждения. На фиг. 5 представлен поперечных разрез статора электрического двигателя с внешним ротором.
Электрический двигатель с внешним ротором (фиг. 1) содержит статор 1 с обмоткой 2, закрепленный неподвижно в подшипниковых щитах 3, 4 на валу 5, и установленные с возможностью вращения на валу 5 ротор 6 и устройство охлаждения 7. Статор 1 (фиг. 2) содержит пакеты 8 статора 1, между которыми вплотную установлены теплоотводящие диски 9 (фиг. 3), наружный контур которых повторяет форму наружного контура пакета 8 (фиг. 2) статора 1. Устройство охлаждения 7 (фиг. 4) интегрировано внутрь статора 1 (фиг. 1) таким образом, что между ним и с образованием кольцевого воздушного зазора 10 (фиг. 5) между теплоотводящими дисками 9 и устройством охлаждения 7.
Электрический двигатель с внешним ротором и встроенным устройством охлаждения работает следующим образом. Электрический двигатель с внешним ротором крепится на объекте эксплуатации (на фиг. не показан) консольно посредством болтового соединения через крепёжные отверстия 11 (фиг. 1) подшипникового щита 3. В процессе работы электрического двигателя с внешним ротором (фиг. 1) по его обмоткам 2 протекает электрический ток, что приводит к нагреву обмотки 2 и статора 1. Для интенсификации охлаждения статор 1 состоит из пакетов 8 статора 1, между которыми вплотную установлены теплоотводящие диски 9 (фиг. 2), изготовленные из немагнитного материала (например, алюминиевый сплав). В статор 1 интегрировано устройство охлаждения 7 (фиг. 4) с образованием кольцевого воздушного зазора 10 (фиг. 1) между теплоотводящими дисками 9 и устройством охлаждения 7. Вал 5 приводит во вращение устройство охлаждения 7, обеспечивая циркуляцию воздуха между теплоотводящими дисками через кольцевой воздушный зазор. Благодаря тому, что внутренний диаметр теплоотводящих дисков 9 (фиг. 2) выполнен меньше внутреннего диаметра пакетов 8 статора 1, возникает принудительная циркуляция воздуха между теплоотводящими дисками 9. Охлаждающий воздух поступает из окружающей среды, проходит через кольцевой воздушный зазор 10 (фиг. 1, фиг. 5) в пространство между теплоотводящими дисками 9 (фиг. 2). Благодаря непосредственному механическому контакту между пакетами 8 статора 1 и теплоотводящими дисками 9, а также высокой теплопроводности материала теплоотводящих дисков 9, тепло эффективно передается от пакетов 8 статора 1 к теплоотводящим дискам 9 посредством теплопроводности. При этом тепло от обмотки 2 (фиг. 1) сначала передается на статор 1, а затем через пакеты 8 (фиг. 2) статора 1 переходит на теплоотводящие диски 9. Проходящий между теплоотводящими дисками 9 воздушный поток осуществляет конвективный теплообмен, унося тепловую энергию от поверхности теплоотводящих дисков 9. Далее охлаждающий воздух поступает в кольцевой воздушный зазор 10 (фиг. 1, фиг. 5) и выводится через конструктивные зазоры в подшипниковых щитах 3, 4 (фиг. 1).
Таким образом, заявляемая конструкция электрического двигателя с внешним ротором позволяет упростить конструкцию, повысить эффективность охлаждения статора электрической машины
|
