Электрическая машина

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii> 744850

Союз Советскнх

Соцналнстнческнх

Республик

<

/Г

«« (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2%1277 (21) 2560666/24-07 с присоединением заявки Нов (23) Приоритет

Опубликовано 300680. Бюллетень М 24

Дата опубликования описания 300630

С51)М. Кл.2

Н 02 К 5/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 313. 33 . (088. 8) (72) Авторы изобретения

А. И. Золотухин, Н. К. Городецкий и В. В. Мантуленко (71) Заявитель (5 4 ) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА

Изобретение относится к электромашиностроению и манжет быть использовано, в частности, в высокоскоростных асинхронных двигателях с коротко- 5 замкнутой обмоткой ротора и с массивным ротором, устанавливаемых на транспортных средствах.

Известна конструкция злектрошпинделя, в котором короткоэамкнутый ротор двигателя установлен в корпусе на воздушных опорах (1). Сжатый воздух от внешнего источника через канал в корпусе двигателя подводится к опорам. Для создания несущей воз- душной подушки в радиальном зазоре между валом и втулкой опоры во втулке выполнены два ряда радиальных отверстий, через которые в зазор поступает воздух под давлением. Осевую нагрузку на вал воспринимает подпятник.

Через канал в нижней части корпуса сжатый воздух из той же магистрали подается для охлаждения двигателя.

Воздух проходит через отверстия в крышке одной из опор, омывает лобовые части обмотки статора,затем проходит через зазор между ротором и статором, а также через каналы в пазах статора

30 и выходит через отверстия в крышке другой опоры.

Таким образом, каналы для подачи воздуха в опоры и охлаждающие каналы разобщены.

Для обеспечения достаточной несущей способности поверхность опор pasвита, так что размеры их соизмеримы с размерами ротора. Кроме того, наличие одной осевой опоры (подпятника) н е допуск ает э н ачи тельные ос евые нагрузкики на вал.

Известна также электрическая машина, содержащяя статор, ротор, установленный в подшипниках сухого трения, подшипниковые щиты и корпус, имеххцие каналы для подачи воздуха в зазоры машины (2)..Сжатый воздух от внешнего источника через штуцер в верхней части корпуса и радиальные каналы в пакете статора подается в зазор, одновременно охлаждая машину. Выполнение воздушной опоры непосредственно в рабочем магнитном зазоре машины позволяет значительно уменьшить габариты машины.

Однако необходимость иметь внешний источник сжатого воздуха, обеспечивающий достаточное давление, огра. ннчив ает применение -.àêèõ машин,,ос Обенно на транспортных средствах.

В аварийных случаях (при прекраще-HHB пОдачи ВОздуха) Они становятся неработоспособными и могут выйти иэ строя в результате заклинивания-вала.

Кроме того, схема управления машиной должна обеспечивать автоматическое отключение ее при падении давления воздуха в магистрали. В противном случае будет иметь место интенсивный износ поверхностей опор.

Цель изобретения — повышение надеж. ности, укаэанная цель достигается тем, что на торцовых поверхностях ротора выполнены кольцевые Выемки,, в ксторьх установлены лопатки,- а часть канала подшипниковых щитов, расположенная чапротив выемки ротора,- имеет форму незамкнутого кольца, сообщающе"гося через отв ерстие в подшипниковом щите с атмосферой.

На фиг. 1 показана электрическая машина В разрезе, общий вид; на фиг.

2 — сечение A-A на фиг. 1;на фиг. 3вид на торец ротора.

Электрическая машина содержит корпус 1 с подшипниковыми щитами 2, в котором расположен статор 3 и массивный ротор 4 с валом 5, установленным в подшипниках б скольжения сухого трения На тОрцОвых IIoBIBpxHoc тях рОтора 4 выполнены кольцевые выемки 7 полукруглого сечения, в которых установлены лопатки 8.

B подшипниковых щитах 2 напрстив выемок 7 ротора 4 расположены каналы 9, имеющие Форму неэамкнутогс кольца. Каналы 9 сообщаются с атмосферой через отверстия 10 подшипником .х щитов 2. Канал 9 имеет собщение каналом 11. Этот канал через полость 12, образованную круговой выемкой в спинке статора,- сообщается с радиальными каналами 13 в пакете статора 3, выходящими в воздушный зазор

14 между статором 3 и ротором 4, образуЮщий радиальную воздушную опору. Осевые воздушные опоры Образованы в зазорах 15 между торцами ротора

4 и поверхностью щитов 2 и корпуса

Ротор 4 может быть выполнен мас-.-rвным или шихтованным с короткс1эамкнутой обмоткой и закрытыми пазами.

Подшипники б,скольжения сухого трени я выпОл нены гр афитов ьР ж или мс т ал локерамическими с пропиткой фторопластом.

Радиальный зазор в подшипнике б . гревышает начальный эксцентриситет ро сора 4) пс величине меньше радиаль:о л„ ) - аэоо а ) 4 между оотором 4 и с т а-рр -„ M 3

Ус tpoß тво работает с чецующим .)бравом а

При ьключении машины ротор 4 с

Ва-. л зм 5 начинает вращатс Я в подшип нихBLx б сухОГО трениЯ IlpB зтОм ВОзqyx через отверстия 10 поступает на лопатки 8 кольцевых выемок 7 ротора

4 так, что по мере многократного прохождения его через лопатки проис— ходит приращение давления в каналах

9 щитов 2 и выходит в каналы 11. Воз,г;ух:,:од давлением из каналов 11 попад-.j=т в сборную полость 12, где, равномерно распределяясь, через радиальные каналы 13 в корпусе статора

3 поступает в зазор 14, создавая радиальную воздушную опору. По мере возрастания частоты вращения ротора

4 при выходе машины на номинальный режим давление в зазоре 14 также возрастает. В результате в зазоре 14 ,образуется несущая воздушная подушка и ротор 4 с валом 5 всплывает .

При этом в подшипниках б создается равномерный воздушный зазор и нагрузка с них полностью снимается.

Радиальная воздушная опора, образованная в зазоре 14, работает как газос тати ческая опора. При больших частотах вращения несущая способность ее возрастает за счет появления гаэодинамического эффекта как в зазоре 14, так и в подшипниках б. Осевые воздушные Опоры образуются при истечении воздуха под давлением в зазорах

15 между торцовыми поверхностями ротора 4 и щитов 2 корпуса 1.

Охлаждение машины обеспечивается при прохождении воздуха под давлением чере-; полость 12, охватывающую наружную поверхность пакета статора 3, радиальные каналы 13 в пакете статора, зазоры 14 и 15.

Предварительные расчеты показали, что при частотах вращения ротора

4000 об/мин и более в предлагаемой конструкции давление воздуха в зазоре

14, обеспечивающее необходимую несущую способность, достигается при па— раллельном соединении каналов 11. К тому же запас давления Обеспечит жесткость воздушной подушки, предотвра.1ющую биение ротора. При частоте вращения 30 0 0 об,/мни дл я обеспечения необходимого давления канал 11 в одном иэ щитов 2 необходимо соединить с отверстием 10 (который в этом случае не сообщается с атмосферой) в другом щите, канал 11 которого сообщаетс я с полостью 12 . Обеспечение в предла- гаемой конструкции автономной подачи во.-. духа в опоры исключает несбходи— мость в источнике сжатого воздуха и в грокладке Воздухопровода. При этом искл а аются также аварийные си:уации возника;ащие при прекращении годачи

H адеж— ность таких машин и расширяет областих применения.

Подшипники сухого трения работают толькс при запуске машины и при выбеге ротора после ее Отключения. Так как время зтО исчи л яетс я с c !(p HIr Ýmr, 744850.Формула изобретения 2 f5 r а

Фиест

ЦНИИПИ Заказ 3829/20 Тираж 783 Подписное

Филиал ПНП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 то ресурс их и машины в целом значительно возрастает.,Злектрическкя машина, содержащая 5 статор, ротор, установленный в подшипниках сухого трения, подшипниковые щиты и корпус, имеющие каналы для подачи воздуха s зазоры машины, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, на торцовых поверхностях ротора выполнены кольцевые выемки, в которых установлены лопатки, а часть канала подшипннковых щитов, расположенная HBtIpoTHH выемки ротора, имеет форму незамкну— того кольца, сообщающегося через отверстие в подшипниковом щите с атмосферой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шаров В. C. Сверхвысокоскоростные асинхронные электродвигатели.

M. — Л., Госэнергоиздат, 1983, с. 170 — 174.

2. Патент СШЛ М 3525003, 310-90, 1970.