ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к системам охлаждения высоконагруженных электрических машин с повышенными удельными параметрами.
Известна электрическая машина, расположенная в кожухе внутри которого образован замкнутый воздушный контур охлаждения, по которому прокачивается воздух с помощью центробежного нагнетателя, установленного на торцевой стороне вращающегося элемента электрической машины с возможностью нагнетания охлаждающей среды вдоль внутренней поверхности кожуха (см. патент US 2013119795 А1, опуб., 16.05.2013).
Недостатками известной электрической машины являются недостаточная эффективность охлаждения из-за снижения эффективности центробежного нагнетателя при значительном сопротивлении движению охлаждающей среды внутри узких каналов в электрической машине на входе в нагнетатель.
Техническим результатом является повышение эффективности охлаждения и увеличение за счет этого повышенных удельных параметров машины.
Поставленная задача достигается тем, что в электрической машине, расположенной в кожухе с торцевыми крышками, внутри которого образован замкнутый воздушный контур охлаждения, по которому прокачивается охлаждающая среда с помощью центробежного нагнетателя, установленного на торцевой стороне вращающегося элемента электрической машины с возможностью нагнетания охлаждающей среды вдоль внутренней поверхности кожуха, согласно полезной модели, на внутренней и наружной поверхностях кожуха выполнены ребра охлаждения, в замкнутом контуре на торцевой стороне, противоположной центробежному нагнетателю, установлен дополнительный нагнетатель, выполненный осевым с возможностью нагнетания охлаждающей среды по замкнутому контуру в направлении входа охлаждающей среды в центробежный нагнетатель, при этом в неподвижном элементе с электрическими обмотками между перегородками образованы сквозные каналы для прохождения охлаждающей среды во внутреннем контуре охлаждения.
Поставленная задача достигается также тем, что торцевые крышки кожуха могут быть снабжены охлаждающими ребрами, расположенными на внутренней и наружной поверхностях крышек.
Поставленная задача достигается также тем, что замкнутый контур охлаждения может быть выполнен герметичным.
Полезная модель поясняется при помощи чертежей.
На фиг. 1 показан поперечный разрез электрической машины;
На фиг. 2 - вид на машины с местным вырезом;
На фиг. 3 - схема циркуляции теплоносителя во внутренней полости.
Электрическая машина, преимущественно вентильная, содержит неподвижный элемент, например, статор 1 с обмотками, вращающийся элемент, например, ротор 2 с постоянными магнитами. Статор 1 и ротор 2 расположены внутри полости, образованной кожухом 3 с торцевыми крышками 4. На внешней и внутренней поверхностях кожуха выполнены ребра 5 охлаждения, а на внутренней и наружной поверхностях торцевых крышек 4 выполнены ребра 6 охлаждения. Во внутренней полости кожуха 3 по замкнутому контуру прокачивается охлаждающая среда, например, воздух. Вместе с ротором 2 вращаются центробежный нагнетатель 7, подающий воздух к внутренней поверхности кожуха 3, вдоль которой воздух направляется к противоположной торцевой крышке 4, у которой воздух меняет направление и вращающимся осевым нагнетателем 8 подается вдоль оси вращения ротора 2 по сквозным каналам 9 к входу в центробежный нагнетатель 7. Каналы 9 образованы перегородками 10 статора 1. Перегородки 10 могут быть расположены радиально или тангенциально с большей поверхностью теплоотдачи. Они могут быть расположены параллельно оси вращения ротора 2 или под углом к ней с образованием винтовых каналов 9 для закрутки воздуха перед входом в центробежный нагнетатель 7. Ребра 5 и 6 охлаждения также могут быть выполнены наклонными с целью закрутки воздуха в заданном направлении и увеличения длины ребер и поверхности теплообмена.
Ротор 2 установлен на валу 11, на котором закреплен ведущий элемент, например звездочка 12 цепной передачи. Элемент крепления статора 1 может содержать торцевой палец 13, передающий реактивный крутящий момент на корпус, например, транспортного средства. Вентильная электрическая машина содержит многополюсное кольцо 14 и датчики 15.
При работе электрической машины выделяемое тепло выносится из внутренней полости, образованной кожухом 3 и торцевыми крышками 4, наружу посредством циркулирующего во внутренней полости теплоносителя. В качестве теплоносителя для упрощения конструкции и надежности используется воздух, нагнетаемый центробежным нагнетателем 7 из приосевой зоны в районе вала 11 в периферийную зону к внутренней поверхности кожуха 3 с ребрами охлаждения 5. Затем воздух проходит вдоль внутренних ребер 5 кожуха 3 и направляется к противоположной торцевой крышке 4 и подхватывается осевым нагнетателем 8, направляющим воздух в противоположном направлении обратно на вход в центробежный нагнетатель 7 через приосевую зону. Осуществление направленной циркуляции требует использования именно осевого нагнетателя. Перед центробежным нагнетателем 7 воздух обходит перегородки 10, образующие сквозные каналы 9 и являющиеся также и поверхностями теплоотвода от статора 1. Циркулирующий по внутренней полости воздух отдает тепло внутренним ребрам 5 и 6, передающим тепло наружным ребрам 5 и 6, которые обдуваются встречным потоком воздуха или дополнительным вентилятором охлаждения (на чертежах не показан).
Таким образом, использование дополнительного нагнетателя позволяет повысить эффективность теплоотвода из внутренней полости наружу. Улучшение теплоотвода позволяет повысить эксплуатационные параметры электрической машины, в том числе и удельные ее показатели.