ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА С ВОЗДУХО-ВОЗДУШНЫМ ТРУБЧАТЫМ ТЕПЛООБМЕННИКОМ

Полезная модель относится к области электромашиностроения, а именно к конструкции закрытых электрических машин с симметричной системой охлаждения, в которых для охлаждения циркулирующего воздуха используется воздух окружающей среды.
Известна конструкция взрывонепроницаемого электродвигателя с воздушным охлаждением (см., Бурковский А.Н. и др. «Нагрев и охлаждение электродвигателей взрывонепроницаемого исполнения», - М,: Энергия, 1970, с.8, рис.1-3 (1)), принятая за прототип, содержащая статор с обмоткой, ротор, наружный вентилятор, корпус статора, состоящий из торцовых стенок, наружной обшивки, трубок теплообменника, закрепленных по дуге в торцовых стенках корпуса, продольных ребер, разделяющих пространство от наружной обшивки корпуса до наружной поверхности статора на секции. В средней части машины образованы окна подачи горячего внутреннего воздуха в теплообменник, а у торцовых стенок - окна выхода охлажденного внутреннего воздуха из теплообменника в машину.
Недостатком указанной конструкции является недостаточная эффективность теплоотдачи внутреннего воздуха к стенкам трубок из-за того, что не весь воздух обтекает все поверхности трубок при продольно-поперечном ходе внутреннего воздуха через трубки теплообменника, кроме того существует возможность перетока практически горячего внутреннего воздуха под трубками теплообменника в зону охлажденного воздуха, что снижает эффективность охлаждения электродвигателя.
Задачей полезной модели является устранение выше перечисленных недостатков.
Технический результат достигается тем, что электрическая машина с воздухо-воздушным трубчатым теплообменником содержит статор с обмоткой, ротор, наружный вентилятор, корпус статора, состоящий из торцовых стенок, наружной обшивки, трубок теплообменника, закрепленных в торцовых стенках корпуса, продольных ребер, разделяющих пространство от наружной обшивки корпуса до наружной поверхности статора на секции, в средней части машины образованы окна подачи горячего внутреннего воздуха в теплообменник, а у торцовых стенок - окна выхода охлажденного внутреннего воздуха из теплообменника в машину, теплообменник разделен двумя поперечными перегородками на среднюю и две крайние камеры, поперечные перегородки расположены между окном подачи горячего внутреннего воздуха в теплообменник и окнами выхода охлажденного внутреннего воздуха из теплообменника в машину, причем в поперечных перегородках, в каждой секции над трубками теплообменника, образовано окно прохода внутреннего воздуха из средней камеры в крайние, трубки теплообменника закреплены в торцовых стенках корпуса в каждой секции по хордам описанных окружностей с центром по оси вала.
Полезная модель поясняется фигурами, где изображены: на Фиг.1 - продольный разрез электрической машины с воздухо-воздушным трубчатым теплообменником; на Фиг.2 - вид А-А Фиг.1; на Фиг.3 - выносной вид Б Фиг.2.
Полезная модель содержит (Фиг.1) статор с обмоткой 1, ротор 2, на валу которого размещен наружный вентилятор 3, корпус статора, состоящий из торцовых стенок 4, наружной обшивки 5, продольных ребер 6 (Фиг.2, 3), разделяющих пространство между наружной обшивкой 5 корпуса и наружной поверхностью статора 1 на секции, поперечных перегородок 7, делящих теплообменник на среднюю и две крайние камеры, трубок теплообменника 8, которые закреплены в торцовых стенках 4 в каждой секции, образованной продольными ребрами 6, по хордам описанных окружностей с центром по оси вала (Фиг.2). В средней камере машины
образованы окна подачи горячего внутреннего воздуха в теплообменник 9, в крайних камерах окна выхода охлажденного внутреннего воздуха из теплообменника в машину 10, 11. В поперечных перегородках 7, в каждой секции, между внутренней поверхностью наружной обшивки 5, продольными ребрами 6 и над верхним рядом трубок теплообменника 8 образовано окно для прохода внутреннего воздуха из средней камеры в крайние 12.
Электрическая машина работает следующим образом.
Наружный вентилятор 4 обеспечивает необходимый расход наружного охлаждающего воздуха через трубки теплообменника 8. Ротор 2 создает циркуляцию внутреннего воздуха, который проходит по системе вентиляционных каналов ротора и статора, собирается и проходит через окна подачи горячего внутреннего воздуха в теплообменник 9 в среднюю камеру теплообменника. Горячий внутренний воздух в средней камере проходит через ряды трубок теплообменника 8. Благодаря зазорам δ2, δ3 - между стенками трубок теплообменника 8 (Фиг.3), δ1 - между стенками крайних трубок теплообменника 8 и поверхностью продольного ребра 6 (Фиг.3), которые могут иметь одинаковую величину, обеспечивается равномерное поперечное обдувание всех поверхностей трубок теплообменника 8 горячим внутренним воздухом, что существенно увеличивает эффективность теплоотдачи к поверхности трубок теплообменника 8 горячего внутреннего воздуха. После прохождения рядов трубок 8 в средней камере внутренний воздух делится на две части. Каждая часть воздуха через окна для прохода внутреннего воздуха из средней камеры в крайние 12 поперечных перегородок 7 из средней камеры перетекает в крайние, затем проходит через ряды трубок теплообменника 8, вторично охлаждается. Поперечные перегородки 7 не допускают попадания горячего внутреннего воздуха из средней камеры в крайние, минуя ряды трубок теплообменника 8 в этих камерах. Охлажденный внутренний воздух через окна выхода охлажденного
внутреннего воздуха из теплообменника в машину 10, 11 из крайних камер попадает в машину и далее к ротору 2.
Использование предлагаемой электрической машины с воздухо-воздушным трубчатым теплообменником при сравнительно простой конструкции корпуса статора существенно увеличивает эффективность охлаждения внутреннего воздуха за счет поперечного обтекания трубок теплообменника, что позволяет интенсифицировать охлаждение электрической машины, обеспечив в заданных габаритах большую ее мощность, или, сохранив значения перегревов машины на допустимом уровне, уменьшить размеры воздухо-воздушного теплообменника, т.е. обеспечить уменьшение габаритов электрической машины.
Предлагаемая конструкция воздухо-воздушного теплообменника опробована в асинхронных взрывозащищенных двигателях типа 4АЗВ, АЗВ, 4АЗМВ и 5АЗМВ.