ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА

ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА
Полезная модель относится к электрическим машинам защищенного исполнения с самовентиляцией через окна в подшипниковых шитах.
Известна конструкция электрической машины защищенного исполнения со степенью защиты IP23 по классификации ГОСТ 17494 Машины электрические вращающиеся, ЬСлассификация степеней защиты, обеспечиваемых оболочками вращающихся электрических машин. (МЭК 34-5) с двухсторонней симметричной радиальноаксиальной самовентиляцией, соответствующей по способу охлаждения исполнению IC01 по классификации ГОСТ 20459 Машины электрические вращающиеся. Методы охлаждения. Обозначения. (МЭК 34-6). Конструкция такой электрической машины описана в книге Асинхронные двигатели общего назначения под редакцией В.М.Петрова и А.Э.Кравчшса, издательство Энергия 1980 г., с. 429.
Указанная электрическая мащина содержит статор, ротор с валом и подшипниковые щиты с подщипниками, которые обеспечивают свободное вращение ротора. Статор состоит из станины, в которую заключен сердечник статора с обмоткой. Обмотка имеет лобовые части, расположенные с торцов сердечника статора, и части.
МПК HO2k 9/04
размещенные в пазах сердечника. Литая станина снабжена внутренними широкими продольными ребрами малой высоты, на которые посажен сердечник статора, и окнами по боковым сторонам. Ротор содержит короткозамкнутую обмотку, состоящую из расположенных в пазах стержней и короткозамыкающих колец на торцах. За одно целое с короткозамьпсающими кольцами выполнены вентиляционные лопатки. Подщипниковые щиты прикреплены к станине, имеют окна и расположенные на внутренней поверхности щитов направляющие дефлекторы.
При работе такой мащины лопатки ротора создают разряжение внутри области, ограниченной внутренними поверхностями подщипниковых щитов и дефлекторов, благодаря чему наружный воздух через окна в подщипниковых щитах поступает в двигатель. Под действием вентиляционных лопаток ротора и дефлекторов воздух направляется к лобовым частям обмотки статора, охлаждает их и поступает в каналы, образованные внутренней поверхностью станины, ее ребрами и наружной поверхностью сердечника статора. Потоки воздуха от переднего и заднего щитов, пройдя навстречу друг другу вдоль станины по межреберным каналам до половины длины сердечника статора, выходят наружу через боковые окна в станине, расположенные в ее средней части.
Такая констрз сция имеет следующие недостатки.
1.Межреберные каналы, образованные внутренней поверхностью станины, ее ребрами и наружной поверхностью сердечника статора, имеют, в следствии их малого поперечного сечения, значительное аэродинамическое сопротивление, что в совокупности с малой производительностью вентиляционных лопаток ротора, особенно для тихоходных двигателей с числом полюсов 6 и выще, обуславливает недостаточно интенсивное охлаждение обмотки и сердечника статора.
2.Станина имеет окна для выхода воздуха из двигателя только с боков, верхние и нижние межреберные каналы не имеют окон для выхода, что приводит к неравномерному охлаждению обмотки и сердечника статора.
окнами для выхода воздуха изготавливается по усложненной технологии литья с применением центрального и боковых стержней.
Наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемой полезной модели является асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором защищенного исполнения со степенью защиты IP23 по классификации ГОСТ 17494 Мащины электрические вращающиеся. Классификация степеней защиты, обеспечиваемых оболочками вращающихся электрических мащин. (МЭК 34-5) с аксиальной вытяжной самовентиляцией, соответствующей по способу охлаждения исполнению IC01 по классификации ГОСТ 20459 Мащины электрические вращающиеся. Методы охлаждения. Обозначения. (МЭК 34-6). Двигатель такой конструкции представлен в каталоге фирмы Schorch ФРГ М1.1 d/e 07/82.
Указанный двигатель состоит из статора, ротора с валом, подшипниковых щитов с подщипниками, вентилятора, размещенного на валу двигателя со стороны, противоположной приводу, и защитного кожуха вентилятора. Статор состоит из литой станины с внутренними щирокими продольными ребрами малой высоты, на которые посажен сердечник статора с обмоткой, размещенной в его пазах. С обоих торцов сердечника расположены лобовые части обмотки. Ротор содержит короткозамкнутую обмотку. На торцах ротор имеет вентиляционные лопатки. Подшипниковые щиты прикреплены к станине и снабжены окнами для прохода воздуха. С противоположной приводу стороны на валу расположен вентилятор, который обращен своей рабочей стороной к заднему подщипниковому щиту. Вентилятор закрыт защитным кожухом, на боковых поверхностях которого имеются окна для выхода воздуха.
При вращении ротора вентилятор создает внутри двигателя разряжение, и наружный воздух поступает в мащину через окна в переднем подщипниковом щите. Пройдя над передней лобовой частью обмотки статора, поток воздуха входит в узкие каналы, образованные вн)пфенней поверхностью станины, ее ребрами и наружной поверхностью сердечника статора. Охладив сердечник статора, поток воздуха омывает заднюю лобовую часть обмотки статора и выходит из двигателя через окна заднего подшипникового щита, где вентилятор
выбрасывает его наружу через боковые окна в защитном кожухе. Вентиляционные лопатки ротора создают дополнительные потоки, омывающие внутренние поверхности лобовых частей обмотки статора. По назначению и совокупности существенных признаков эта электрическая мащина наиболее близка к заявляемой полезной модели. Конструкция прототипа обеспечивает равномерное охлаждение обмотки и сердечника статора. Однако эта электрическая машина имеет следующие недостатки.
1Межреберные каналы, образованные внутренней поверхностью станины, ее ребрами и наружной поверхностью сердечника статора, из-за малого поперечного сечения и большой протяженности создают значительное аэродинамическое сопротивление для потока охлаждающего воздуха, что требует для интенсивного охлаждения установки на валу двигателя вентилятора повыщенной производительности.
2Станина с продольными внутренними ребрами для прохода охлаждающего воздуха над сердечником статора изготавливается по усложненной технологии литья с применением центрального трудоемкого стержня.
Полезная модель имеет целью обеспечение интенсивного и равномерного охлаждение обмотки и сердечника статора при использовании вентилятора малой производительности и более технологичной станины. Полезная модель унифицирует станину защищенного исполнения и закрытого.
Поставленная цель рещается за счет того, что электрическая мащина защищенного исполнения с самовентиляцией через окна в подщипниковых щитах, состоящая из станины с запрессованным в нее сердечником статора с обмоткой, ротора с  вентиляционными лопатками на торцевых поверхностях, вентилятора, расположенный на валу машины со стороны, противоположной приводу, и защитного кожуха вентилятора, выполнена со станиной с оребренной наружной поверхностью и гладкой безреберной внутренней поверхностью, в которую заключен сердечник статора с обмоткой, защитный кожух вентилятора имеет окна на торцевой поверхности и цилиндрическую
часть, с зазором размещенную над наружной поверхностью станины и направляющую поток охлаждающего воздуха от вентилятора в наружные межреберные каналы станины, на внутренней поверхности щита, расположенного со стороны привода, закреплен направляющий дефлектор, обращенный в сторону лопаток ротора и разделящий окна щита и внутренний объем машины за ним на две концентрические части.
Фиг.1 - представлен продольный разрез электрической машины предлагаемой полезной модели.
Электрическая машина имеет станину 1 с высокими и узкими ребрами 2 на ее наружной поверхности. В гладкую внутреннюю поверхность станины 1 заключен сердечник статора 5 с обмоткой (не показана), лобовые части  и 5 которой находятся на торцах сердечника 5. Ротор 6 с короткозамкнутой обмоткой (не показана) имеет на торцах вентиляционные лопатки 7 и 5. Ротор 6 насажен на вал 9, на конце которого со стороны, противоположной приводу, расположен вентилятор 10, своей рабочей стороной обращенный к защитному кожуху 11. Защитный кожух 11 имеет на торцевой поверхности окна а и б для входа охлаждающего воздуха и цилиндрическую часть в расположенную над станиной 1 с зазором г. Подшипниковый щит 72, расположенный со стороны, противоположной приводу, имеет окно д. На наружной поверхности переднего подшипникового щита 13 расположен направляющий дефлектор 14, разделяющий окна е и 5/с на две концентрические части.
При работе электрической машины охлаждающий воздух под действием вентилятора 10 через окна avi б кожуха 11 входит внутрь и разделяется на два потока. Один из потоков цилиндрической частью в кожуха 11 направляется через зазор г в наружные межреберные каналы, образованные ребрами 2 станины 1. Другой поток охлаждающего воздуха через окно д подшипникового шита 12 попадает внутрь машины. Под действием лопаток 8 ротора 6 поток омывает лобовую часть 5 и выходит через окно д подшипникового щита 12 , где смешивается с первым потоком. Проходя по межреберным каналам, потоки охлаждают станину 1, которая
нагревается сердечником статора 3. Под действием лопаток ротора 7 охлаждающий воздух поступает внутрь машины через окно ж переднего подшипникового щита 13, омывает лобовую часть 4 и благодаря направляющему дефлектору 14 через окно е подшипникового щита 13 выходит наружу.
В полезной модели интенсивность и равномерность охлаждения элементов мащины достигается благодаря созданию вентилятором 10 и лопаткам 7 и 8 ротора 6 потоков, проходящих через окна д, е, ж и непосредственно омывающих лобовые части 4и 5 обмотки статора, а также потокам, проходящим по наружным межреберным каналам и охлаждающим через стенки станины 1 и ребра 2 сердечник статора 5.
Снижение вентиляционных потерь в полезной модели достигается тем, что окна Э, е, ж подшипниковых щитов 12 и 13 имеют большое поперечное сечение и малую протяженность, что обеспечивает низкое аэродинамическое сопротивление входа охлаждающего воздуха во внутрь мащины, а межреберные каналы на наружной поверхности станины 1, образованные узкими и высокими ребрами 2, имеют з еличенное поперечное сечение, благодаря чему оказывают потоку охлаждающего воздуха при его прохождении вдоль станины 1 малое сопротивление. Это позволяет использовать для охлаждения вентилятор пониженной производительности.
Литая станина 1 с наружными ребрами 2 и гладкой безреберной внутренней поверхностью не требует при изготовлении использование трудоемких стержней. Станина подобной конструкции широко применяется в электрических машинах закрытого исполнения со степенью защиты IP44, IP54 по классификации ГОСТ 17494 (МЭК 34-5) и способом охлаждения IC0141 по классификации ГОСТ 20459 (МЭК 34-6) - внутренняя самовентиляция и наружный аксиальный обдув.
Использование заявляемой полезной модель позволит повысить мощность электрической машины защищенного исполнения на 20 25 % по сравнению с электрическими машинами закрытого исполнения, имеющими такие же по конструкции и размерам станины.