ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА

Полезная модель относится к электротехнике и, в частности, к обратимым электрическим машинам, работающим как в режиме электрогенератора, так и в режиме электродвигателя, преимущественно в автомобильной технике, и может найти применение там, где необходим источник электрического тока или механической энергии.
Известна электрическая машина, содержащая корпус, статор, обмотки которого подключены к источнику электрического тока, и установленный на валу ротор, коаксиально охватывающий статор, при этом ротор соединен с валом, а последний установлен на подшипниках качения в статоре с консольно выступающим из корпуса концом (см. патент TW №201630312, кл. Н02К 5/08, опубл. 16.08.2016).
Однако отсутствие средств отвода тепла от работающей электрической машины снижает возможности ее использования, поскольку при работе на максимальной мощности возможен перегрев электрической машины и выход ее из строя.
Наиболее близкой к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является электрическая машина, содержащая корпус, статор, обмотки которого подключены к источнику электрического тока, и установленные на валу рабочее колесо вентилятора и ротор, коаксиально охватывающий статор, при этом ротор соединен с валом, а последний установлен на подшипниках качения в статоре с консольно выступающим из корпуса концом (см. патент GB №622441, кл. Н02K 7/112, опубл. 02.05.1949).
Данная электрическая машина обеспечивает отвод тепла от работающей электрической машины. Однако выполнение вентилятора в виде самостоятельного конструктивного элемента приводит к усложнению конструкции при одновременном увеличении ее габаритов. Кроме того, значительные аэродинамические потери при обтекании ротора и статора снижают эффективность охлаждения электрической машины.
Технической проблемой является устранение выявленных в аналогах недостатков.
Технический результат заключается в том, что достигается возможность снизить аэродинамические потери при обтекании охлаждающим воздухом ротора и статора электрической машины.
Указанная проблема решается, а технический результат достигается за счет того, что в электрической машине, содержащей корпус, статор, ротор, коаксиально охватывающий статор, при этом ротор соединен с выходным валом, а последний установлен на подшипниках качения в статоре с консольно выступающим из корпуса концом, и вентилятор, ротор выполнен в виде цилиндрической обечайки с расположенными на ее внутренней поверхности постоянными магнитами и торцевой крышки, закрепленной на выходном валу, причем лопатки вентилятора выполнены на крышке коаксиально выходному валу и в крышке ближе к валу выполнены выходные вентиляционные отверстия, оси которых образуют острый угол с осью вала, при этом обечайка с открытой стороны посажена на подшипник качения, установленный на корпусе, и в обечайке перед статором выполнены входные вентиляционные отверстия.
Описанная выше конструкция электрической машины позволяет создать по существу гладкий кольцевой зазор между ротором и статором, что в сочетании с выполнением выходных вентиляционных отверстий таким образом, что их оси образуют острый угол с осью вала, позволяет с минимальными аэродинамическими потерями организовать протекание охлаждающего воздуха вдоль ротора и статора, а крепление оболочки на подшипнике качения, установленном на корпусе, позволяет резко снизить вибрацию ротора при работе электрической машины и поддерживать одинаковую величину зазора между ротором и статором, что также позволяет снизить аэродинамические потери для протекающего между ротором и статором охлаждающего воздуха. Таким образом, достигается эффективный отвод тепла от работающей электрической машины при минимальных затратах энергии на организацию потока охлаждающего воздуха между ротором и статором.
На чертеже представлен продольный разрез электрической машины.
Электрическая машина содержит корпус 1, статор 2 с обмотками 3, выходной вал 4, лопатки 5 вентилятора. Ротор 6 коаксиально охватывает статор и соединен с выходным валом 4, а последний установлен на подшипниках качения 7 в статоре с консольно выступающим из корпуса концом.
Ротор 6 выполнен в виде цилиндрической обечайки 8 с расположенными на ее внутренней поверхности постоянными магнитами 9 и торцевой крышки 10, закрепленной на выходном валу, причем лопатки вентилятора выполнены на крышке коаксиально выходному валу и в крышке ближе к валу выполнены выходные вентиляционные отверстия 11, оси которых образуют острый угол с осью вала, при этом обечайка с открытой стороны посажена на подшипник качения 12, установленный на корпусе, и в обечайке перед статором выполнены входные вентиляционные отверстия 13.
При работе электрической машины во время вращения ротора вокруг статора 2 лопатки 5 вентилятора создают поток охлаждающего воздуха, который входит через входные вентиляционные отверстия 13, проходит по кольцевому зазору между ротором 6 и статором 2 и далее посредством лопаток 5 вентилятора охлаждающий воздух выходит через выходные вентиляционные отверстия 11 из машины.