Система охлаждения электрической машины


 


Владельцы патента RU 2557073:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) (RU)

Изобретение относится к электротехнике, к электромашиностроению и может быть использовано для охлаждения электрогенераторов и электродвигателей. Технический результат состоит в повышении эффективности и равномерности охлаждения за счет использования эффекта газодинамической температурной стратификации. Система охлаждения электрической машины содержит источник сжатого воздуха, напорный трубопровод, полый вал, трубчатый канал, выполненный в виде сопла Лаваля. 1 ил.

 

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано для охлаждения электрогенераторов и электродвигателей.

Наиболее близкой системой того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является система охлаждения электрической машины, включающая источник сжатого воздуха с напорным трубопроводом, делящую вихревую трубу, имеющую в результате энергетического разделения две полости - горячую и холодную, полый вал электрической машины, по оси которого выполнен трубчатый канал для прохода холодного потока от делящей вихревой трубы, а пространство, образованное наружной поверхностью трубчатого канала и внутренней поверхностью полого вала, является тепловой трубой, конденсационная область которой - наружная поверхность трубчатого канала, а испарительная область - внутренняя поверхность полого вала (см. Пат. РФ №2279172 / Жуховицкий Д.Л., Цынаева А.А., бюлл. №18 от 27.06.2006).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известной системы, принятой за прототип, относится то, что охлаждение электрической машины осуществляется не достаточно эффективно.

Сущность изобретения заключается в повышении ресурса работы электрической машины.

Технический результат - эффективное и равномерное охлаждение электрической машины за счет использования эффекта газодинамической температурной стратификации.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в предлагаемой системе охлаждения электрической машины, содержащей источник сжатого воздуха с напорным трубопроводом, полый вал, по оси которого выполнен трубчатый канал, пространство, образованное внутренней поверхностью полого вала и наружной поверхностью трубчатого канала, являющееся тепловой трубой, испарительная область которой - внутренняя поверхность полого вала, а конденсационная область - наружная поверхность трубчатого канала, особенность заключается в том, что трубчатый канал выполнен в виде сопла Лаваля.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

На фигуре предлагаемая система охлаждения электрической машины, где показаны:

источник сжатого воздуха 1, напорный трубопровод 2, полый вал 3, трубчатый канал 4, пространство 5, внутренняя поверхность полого вала 6, наружная поверхность трубчатого канала 7.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, заключаются в следующем.

Работа системы охлаждения электрической машины осуществляется следующим образом.

Сжатый воздух от источника сжатого воздуха 1 и напорный трубопровод 2 служат для подачи охладителя (воздуха, газа и т.д.) к электрической машине. Ротор электрической машины охлаждается за счет того, что вал выполнен полым, а внутри полого вала 3 имеется трубчатый канал 4. Пространство 5 между внутренней поверхностью полого вала 6 и наружной поверхностью трубчатого канала 7 является тепловой трубой.

При работе электрической машины ее элементы нагреваются (ротор, статор). За счет выделяющегося тепла жидкость на внутренней поверхности полого вала 6 кипит, образуя пар в пространстве 5. Под действием центробежных сил пар отбрасывается к наружной поверхности трубчатого канала 7. Трубчатый канал 4 выполнен в виде сопла Лаваля. В трубчатом канале 4, выполненном в виде сопла Лаваля, осуществляется ускорение воздуха, поступающего от источника сжатого воздуха 1. Скорость воздуха становится больше скорости звука. При этом во внутреннем пространстве 5 жидкость (пар, конденсат) движется с дозвуковой скоростью. Известно, что момент импульса возле стенки в сверхзвуковом потоке газа за счет работы сил трения переходит в тепло, которое отводится за счет механизмов теплопроводности. Если количества тепла, отводимого от стенки за счет теплопроводности, становится больше подводимого тепла за счет сил трения (критерий Pr<1), происходит перераспределение температуры газа в сверхзвуковом потоке газа. Таким образом, увеличение скорости сверхзвукового потока охладителя (воздуха, газа) в трубчатом канале 4 приводит к снижению температуры восстановления и к передаче тепла от потока в пространстве 5 к сверхзвуковому потоку в трубчатом канале 4 (за критическим сечением сопла Лаваля). При этом образующийся пар в пространстве 5, отброшенный к наружной поверхности трубчатого канала 7 (конденсационной области тепловой трубы), конденсируется на наружной поверхности трубчатого канала 7. Это происходит при отводе тепла к сверхзвуковому потоку охладителя (воздуха, газа и т.д.) из-за перераспределения температуры газа в сверхзвуковом потоке охладителя (процесс газодинамической температурной стратификации). То есть интенсифицируется отвод тепла от наружной поверхности трубчатого канала 7. Получаемый конденсат под действием центробежных сил перемещается от наружной поверхности трубчатого канала 7 к внутренней поверхности полого вала 6 (испарительной области тепловой трубы). Так, за счет использования эффекта газодинамической температурной стратификации охладителя осуществляется интенсивное и равномерное охлаждение электрической машины, что ведет к повышению ресурса ее работы.

Система охлаждения электрической машины, содержащая источник сжатого воздуха с напорным трубопроводом, полый вал, по оси которого выполнен трубчатый канал, пространство, образованное внутренней поверхностью полого вала и наружной поверхностью трубчатого канала, являющееся тепловой трубой, испарительная область которой - внутренняя поверхность полого вала, а конденсационная область - наружная поверхность трубчатого канала, отличающаяся тем, что трубчатый канал выполнен в виде сопла Лаваля.



 

Похожие патенты:

Изобретение касается устройства для охлаждения сверхпроводящих машин, включающего в себя закрытую термосифонную систему, которая может наполняться жидким охлаждающим средством и которая снабжена испарителем для испарения жидкого охлаждающего средства.

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения, в частности, к охлаждению электрических машин. Статор электрической машины содержит корпус, рубашку с каналами для проточного хладагента, магнитопровод с рабочей обмоткой, охлаждение лобовых частей которой осуществляется посредством расположенных между слоями либо над слоями лобовых частей обмотки теплоотводящих элементов в виде цилиндров с ребрами на наружной поверхности, отходящими в радиальном направлении и контактирующими с рубашкой.

Изобретение относится к короткозамкнутому ротору для асинхронной машины, а также к способу изготовления такого короткозамкнутого ротора. Технический результат заключается в улучшении отвода тепла от короткозамкнутого ротора асинхронной машины.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в уменьшении габаритов и упрощении обслуживания.

Изобретение относится к электротехнике, к динамоэлектрическим машинам с системой охлаждения. Технический результат состоит в улучшении отвода тепла без усложнения конструкции.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам. Предлагается электрическая машина с радиально-щелевым охлаждением в листовом пакете (12) статора и листовом пакете (7) ротора, причем основной поток охлаждающего воздуха с двух сторон по оси направляется в листовой пакет (7) ротора и радиально через щели листового пакета (7) ротора и листового пакета (12) статора.

Насос // 2479754
Изобретение относится к насосу, в частности к циркуляционному насосу, включающему в себя расположенное в корпусе 1а, 3 насоса лопастное колесо 2, с помощью которого жидкость может перемещаться от входного отверстия 1с к выходному отверстию 1d.

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения, в частности к крупным электрическим машинам, например к турбогенераторам. .

Изобретение относится к области электротехники и касается выполнения электрических машин, заполненных жидкостью, преимущественно асинхронных двигателей, и может быть использована в электроприводе систем с большой продолжительностью пусковых нагрузок при работе на низких оборотах, например в тренажерной технике.

Изобретение относится к области тяжелого электромашиностроения. .

Изобретение относится к электрической машине. Техническим результатом является улучшение охлаждения электрической машины. Предложена электрическая машина (100), содержащая: статор (107) и ротор (101), при этом ротор (101) имеет полый вал (102), при этом с помощью полого вала (102) образовано замкнутое полое пространство (103), при этом замкнутое полое пространство (103) предназначено для размещения охлаждающего средства, при этом в замкнутом полом пространстве (103) предусмотрена трехмерная транспортировочная (прокачивающая) структура (200) для транспортировки охлаждающего средства, которая выполнена так, что обеспечивается возможность транспортировки охлаждающего средства за счет вращения трехмерной транспортировочной структуры (200). При этом транспортировка охлаждающего средства в первом агрегатном состоянии и во втором агрегатном состоянии осуществляется в разных направлениях. Трехмерную структуру можно изготавливать, например, с помощью аддитивного нанесения материала. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 7 ил.
Наверх