Электрическая машина постоянного тока

 

Союз Советск

< ос< . ..:;

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.05.74 (21) 2024252/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.05.76. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 17.06.76 (51) М. Кл.е H 02К 9/20

Н 02К 23/00

Государственный комитет

Совета Министрев 6ССт" (53) УДК 621.313.713 (088.8) ло делам изобретений и открытии (72) Авторы изобретения

В. М. Антонов, В. А. Винокуров, Б, Н. Калугин, В. В. Комов, А. Б. Романов и Ю. М. Попов (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к области электрических машин, используемых одновременно в качестве стартера и генератора либо только для генерирования электрической энергии. Оно может найти применение в авиационном, автомобильном, железнодорожном, морском транспорте и других отраслях техники.

Известна электрическая машина постоянного тока, например стартер-генератор, с комбинированным воздушным и пленочно-испарительным охлаждением, содержащая якорь и скрепленный по торцам кольцевыми бандажами коллектор, расположенные на ребрах полого вала и выполненные с каналами, сообщающимися между собой и с неподвижным подводящим хладагент штуцером. В такой машине быстро изнашиваются щетки вследствие их контактирования с жидкостью; сопротивление изоляции при испарительном охлаждении понижается из-за наличия уравнительных колец на торцовой стороне коллектора и отложений спекшейся щеточной пыли в лобовых частях обмотки якоря; теплоотвод с коллектора и в каналах якоря понижен вследствие недостаточно хорошо организованного струеобразного перемещения жидкости; конструкция коллектора недостаточно прочна при резких температурных перепадах, что выражается в «распушении» пластин и приводит к быстрому износу щеток; на миканитовых изоляционных втулках, выполненных по форме ласточкиных хвостов, наблюдаются большие перепады температуры; коррозийная стойкость пластин пакета якоря в его каналах недоста5 точна; происходит запирание воздуха межполюсных каналов в тройнике слияния его c воздухом, протекающим через каналы якоря, Описываемая электрическая машина отличается от известной тем, что с целью повыше10 ния ее эксплуатационной надежности и эффективности охлаждения, внутри коллектора выполнена полость, ограниченная поверхностью пластин, снабженных по краям выступами, образующими кольцевые буртикп, и сооб15 щающаяся со штуцером через окна в ребрах вала и установленную внутри него гильзу.

Для уменьшения гидравлического сопротивления хладагента и охлаждения подшипникового узла на якоре со стороны, противополож20 ной коллектору, установлен вентилятор в виде профилированного конуса с двумя рядами отверстий.

На чертеже показана описываемая электрическая машина, продольный разрез.

25 Стартер-генератор с комбинированной воздушной и пленочно-испарительной системой охлаждения содержит патрубок 1 для подвода воздуха, штуцер 2 для подвода жидкого хладагента и цилиндрическую гильзу 3, через

30 которую и через окна а в ребрах 4 полого ва514394

30 ла штуцер сообщается с полостью консольно расположенного на якоре коллектора. Ламели последнего стянуты по торцам кольцевыми бандажами 5 и 6, первый из которых опирается на ребра полого вала. Второй бандаж установлен между коллектором и цельнометаллической втулкой 7 пакета якоря, имеющей кольцевой буртик 8 со стороны, противоположной коллектору. Коллектор имеет внутреннюю цилиндрическую поверхность с кольцевыми буртиками 9 и 10 по краям и уравнительные соединения 11, размещенные под лобовыми соединениями обмотки якоря. Конический вентилятор 12 расположен со стороны привода, Система комбинированного охлаждения стартера-генератора работает следующим образомм.

Когда достаточно только воздушного охлаждения, воздух поступает через патрубок 1 по двум путям: для охлаждения щеток 13 и полюсов 14, для охлаждения полости А коллектора и канала Б якоря.

При недостаточном воздушном напоре происходит самовентиляция с помощью вентилятора 12 с двумя рядами отверстий б. Такая конструкция вентилятора отличается простотой, позволяет увеличить расход воздуха через межполюсную зону за счет устранения узла слияния его с воздухом, идущим из каналов якоря, а также интенсивно охлаждать подшипниковый узел воздухом, выходящим из каналов якоря.

При высоких температурах поступающего воздуха и малой плотности или сильном загрязнении, когда использование его в качестве хладагента становится нерациональным, машина переключается на пленочно-испарительное охлаждение. В этом случае жидкость (вода, спиртово-водяная смесь, керосин и пр.) поступает через штуцер 2 в полость гильзы 3 и затем через отверстия а в ребрах полого вала на открытую внутреннюю поверхность коллектора. Такое устройство позволяет предотвратить возможность сублимационного процесса жидкости по схеме лед-пар при низких давлениях и вместе с тем жидкость не проникает в каналы коллектора и якоря для прохода воздуха. Наличие кольцевых цилиндрических буртиков 9 и 10 по краям внутренней цилиндрической поверхности коллектора позволяет увеличить поверхность и обеспечить оптимальную пленочную структуру жидкости и тем самым увеличить интенсивность теплообмена, 5

4

Опора консольного коллектора на ребро полого вала лишь через одно бандажное кольцо (5) обусловливает уменьшение усилий температурных деформаций. Устранение попадания жидкостных пленок под щетки и охлаждение их насыщенным паром приводит к уменьшению износа щеток и увеличению сопротивления изоляции. Кроме того, для увеличения сопротивления изоляции вместо уравнительных колец в торцовой части коллектора выполнены уравнительные соединения 11. Попадание на них жидкости исключается благодаря соединительному бандажу б с конической внутренней поверхностью между коллектором и втулкой 7 пакета якоря, последняя обеспечивает за счет центробежных сил интенсивное перемещение жидкости на активную поверхность каналов якоря. Новая конструкция пакета якоря, насаженного на цельнометаллическую втулку с кольцевым буртиком 8 со стороны, противоположной коллектору, отличается коррозионной стойкостью и оптимальной пленочной структурой перемещения жидкости. Остатки не испарившейся в каналах якоря жидкости попадают на лобовые части его обмотки, теплоотводящие кольца 15 дополнительных полюсов и лобовые части катушек главных полюсов.

Формула изобретения

1. Электрическая машина постоянного тока, например стартер-генератор, с комбинированным . воздушным и пленочно-испарительным охлаждением, содержащая якорь и скрепленный по торцам кольцевыми бандажами коллектор, расположенные на ребрах полого вала и выполненные с каналами, сообщающимися между собой и с неподвижным подводящим хладагент штуцером, отличающаяся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности и эффективности охлаждения, внутри коллектора выполнена полость, ограниченная поверхностью пластин, снабженных по краям выступами, образующими кольцевые буртики, и сообщающаяся со штуцером через окна в ребрах вала и установленную внутри него гильзу.

2. Машина по п. 1, отл ич а ющ а я ся тем, что, с целью уменьшения гидравлического сопротивления хладагента и охлаждения подшипникового узла, на якоре, со стороны, противоположной коллектору, установлен вентилятор в виде профилированного конуса с двумя рядами отверстий.

514394

;4 о 12

15 75.

Составитель Л. Карцева

Техред E. Подурушина

Редактор Т. Юрчикова

Корректор Т. Гревцова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1305(15 Изд. М 1335 Тираж 882 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5