СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ЛИНЕЙНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

Изобретение относится к электрическим машинам, более конкретно - к устройствам охлаждения линейных электрических машин, и может быть использовано в машиностроении.
Одним из наиболее перспективных методов увеличения силы в линейной электрической машине является жидкостное охлаждение. Применение жидкостного охлаждения увеличивает продолжительную силу машины примерно в полтора - два раза (см., например, каталог компании Kollmorgen, PLATINUM DDL, November 2004. www.DanaherMotion.com).
Известна система жидкостного охлаждения линейных машин компания ETEL (Швейцария) - ETEL Doc. Installation manual # LM 912/Ver.A/23/l/02. Система обеспечивает в продолжительном режиме работы электрической машины температуру обмоток якоря не выше +120°C. Система состоит из входного и выходного штуцеров и теплообменника в виде змеевика, размещенного в пазах магнитопровода якоря в максимальной близости к обмоткам. Материал теплообменника - медь. В качестве охлаждающей жидкости используется вода с добавлением антикоррозионных агентов. Змеевик и катушки залиты в блок теплопроводящим компаундом.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является патент США (№US2007/0176495 A1, 2 августа 2007 г. Heat dissipation apparatus for a linear motor). В патенте представлена система охлаждения линейной электрической машины, состоящая из якоря с катушками и двух теплообменников с противоположных сторон якоря, покрытых теплопроводящей пастой, и двух крышек. Теплопроводящая паста увеличивает коэффициент теплопроводности между катушками и теплообменниками и улучшает эффективность передачи тепла. Недостатками данных устройств являются:
1. Использование дорогостоящих материалов (медь) в теплообменнике.
2. Замыкание вихревых токов в материале теплообменника, что снижает силу машины.
3. Недостаточно эффективный съем тепла только с лобовых частей катушек. Вышеперечисленные недостатки системы охлаждения увеличивают стоимость линейной электрической машины и снижают ее силу.
Задачей изобретения является разработка системы охлаждения линейной электрической машины, недорогой и не снижающей силу машины.
Поставленная задача решается благодаря тому, что в системе охлаждения линейной электрической машины, состоящей из якоря с катушками, залитыми в блок теплопроводящим компаундом и двух теплообменников с противоположных сторон якоря, покрытых теплопроводящей пастой, в блоке теплопроводящего компаунда над катушками сформированы каналы для охлаждающей жидкости, соединенные с двумя теплообменниками.
Изобретение поясняется фиг.1, на котором показан общий вид системы охлаждения линейной электрической машины в соответствии с представленным изобретением. Система охлаждения линейной электрической машины содержит якорь (1) с катушками (2), залитыми в блок (3) теплопроводящим компаундом и два теплообменника (4) с противоположных сторон якоря, покрытых теплопроводящей пастой (5). В блоке 3 теплопроводящего компаунда над катушками 2 сформированы каналы (6) для охлаждающей жидкости, соединенные с двумя теплообменниками 4. Сборка якоря 1 с теплообменниками 4 осуществляется с помощью шпилек (7).
Изобретение характеризуется тем, что каналы 6 охлаждающей жидкости формируются прямо в блоке 3 компаунда без промежуточных устройств, таких, например, как змеевики. Каналы формируются специальными вставками, удаляемыми после полимеризации компаунда. Затем к каналам 6 якоря 1 подсоединяются два теплообменника 4 с противоположных сторон якоря, покрытых теплопроводящей пастой 5. Теплообменники могут быть выполнены из алюминия или его сплавов, т.к. основная теплопередача от катушек происходит через компаунд в каналы охлаждающей жидкости. Сборка якоря осуществляется с помощью шпилек (7). Таким образом, устраняется использование дорогостоящих материалов в теплообменнике, исключается замыкание вихревых токов в материале теплообменника и улучшается съем тепла с поверхности катушки, что снижает стоимость и увеличивает силу линейной электрической машины. Устройство работает следующим образом:
К якорю 1 в сборе с двумя теплообменниками 4 присоединяется источник - насос охлаждающей жидкости. При протекании тока в якоре выделяется тепло, которое через каналы 6 блока 3 теплопроводящего компаунда передается потоку охлаждающей жидкости. Дополнительный передача тепла в теплообменник 4 и в охлаждающую жидкость осуществляется через поверхность блока 3 теплопроводящего компаунда, покрытую пастой.
Использование предлагаемого устройства исключает использование дорогостоящих материалов в теплообменнике, замыкание вихревых токов в материале теплообменника и обеспечивает отвод тепла со значительной части поверхности катушки, что снижает стоимость и увеличивает силу линейной электрической машины.