×
10.06.2015
216.013.5213

Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ОХЛАЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к способам охлаждения электрических машин, в частности генераторов авиационного двигателя, и касается особенностей конструктивного выполнения их системы охлаждения. Технический результат: использование тепловой энергии авиационного двигателя (вспомогательного или маршевого) для питание активной системы охлаждения. Устройство охлаждения электрической машины включает статор с аксиальными каналами охлаждения, модуль Пельтье, спаи которого электрически изолированы от конструкции электрической машины. Холодные спаи модуля Пельтье сопряжены с наружной поверхностью пакета статора, а горячие сопряжены с внутренней поверхностью корпуса электрической машины. Модуль Пельтье теплоизолирован на 1/5 сечения со стороны горячих спаев. Модуль Пельтье электрическими выводами подключен к источнику постоянного тока - батарее термопар, горячий спай которой находится в камере сгорания авиационного двигателя, а холодный спай - на корпусе входной части авиационного двигателя, сопряженной с воздухозаборником. 4 ил.
Основные результаты: Устройство охлаждения электрической машины, включающее статор с аксиальными каналами охлаждения, отличающееся тем, что содержит модуль Пельтье, спаи которого электрически изолированы от конструкции электрической машины, причем холодные спаи сопряжены с наружной поверхностью пакета статора, а горячие сопряжены с внутренней поверхностью корпуса электрической машины и теплоизолированы на 1/5 сечения со стороны контактной шины модуля Пельтье, соединены с источником электрического тока, представляющим собой термопару или батарею термопар, горячий спай которой находится в камере сгорания авиационного двигателя, а холодный спай - на корпусе входной части авиационного двигателя, сопряженной с воздухозаборником.

Изобретение относится к термоэлектричеству, в частности к электрическим машинам, а именно к устройствам охлаждения генераторов авиационного двигателя, и касается особенностей конструктивного выполнения их системы охлаждения.

Известна электрическая машина как синхронная машина с жидкостным канальным охлаждением (Науменко В.И., Клочков. О.Г Авиационные машины с интенсивным охлаждением. М., «Машиностроениие», 1977, с. 9). Она снабжена пакетом статорных пластин с радиальными каналами охлаждения и пакетом ротора с аксиальными каналами охлаждения.

Недостатками этой машины является нагрев охлаждающего агента при протекании через лобовую часть обмотки до попадания в активную часть статора и ротора и отсуствие активных средств снижения температуры магнитопровода статора и охлаждающего агента.

Известна электрическая машина как синхронная машина со струйным жидкостным охлаждением (Науменко В.И., Клочков. О.Г Авиационные машины с интенсивным охлаждением. М., «Машиностроениие», 1977, с. 9), в которой осуществляется конвективный теплообмен с жидким хладагентом, подаваемым струями во внутренний объем машины непосредственно на поверхности тепловыделяющих элементов.

Недостатками этой конструкции являются отсутствие активных средств охлаждения и возможность возгорания хладагента при использовании, например, топлива.

Известна электрическая машина как синхронная машина с испарительным жидкостным охлаждением (Науменко В.И., Клочков. О.Г Авиационные машины с интенсивным охлаждением. М., «Машиностроениие», 1977 с. 12). При испарительном охлаждении на тепловыделяющих поверхностях происходит теплообмен с кипящим слоем хладагента. Процесс кипения на поверхности вызывает искусственную турболизация, что обуславливает весьма высокую интенсивность теплосъема. При выбросе паров хладагента за борт тепло выносится за пределы самолета.

Недостатками этой машины являются:

- необходимость наличия на борту самолета запаса хладагента, который является дополнительным грузом;

- невозможность использования в качестве хладагента топлива из-за высокой вероятности его воспламенения;

- загрязнение охлаждаемых поверхностей продуктами разложения хладагента;

- отсутствие активных средств снижения температуры тепловыделяющих частей машины.

В перечисленных конструкциях охладительных систем используются способы, обладающие значительными недостатками, в которых отсутствуют активные элементы охлаждения.

Наиболее близкой к заявляемому является конструкция синхронной электрической машины с жидкостным полостным охлаждением (Науменко В.И., Клочков О.Г. Авиационные машины с интенсивным охлаждением, М., «Машиностроениие», 1977, с. 10,) которая содержит статор с аксиальным охлаждением, разделенный на несколько частей с образованием аксиальных каналов.

Недостатком данного аналогиа является отсутствие процесса активного снижения температуры магнитопровода статора, в том числе охлаждающего агента, температура которого повышается по мере обтекания элементов обмоток и магнитопровода машины.

Задачей представленного изобретения является создание активной системы охлаждения, повышающей эффективность авиационной электрической машины, снижающей ее вес, с электрическим питанием этой системы от источника термоэлектрического тока, не увеличивающего вес бортового оборудования, работающего на принципе использования большого перепада температур, например, камеры сгорания двигателя и его наиболее холодной части, без дополнительного расхода топлива с использованием тепловой энергии, бесполезно рассеиваемой в пространстве.

Технический результат - использование рассеиваемой бесполезно тепловой энергии авиационного двигателя (вспомогательного или маршевого) для питание активной системы охлаждения,

Поставленная задаче решается, а технический результат достигается тем, что устройство охлаждения электрической машины, включающее статор с аксиальными каналами охлаждения, согласно изобретению содержит модуль Пельтье, спаи которого электрически изолированы от конструкции электрической машины, причем холодные спаи которого сопряжены с наружной поверхностью пакета статора, а горячие - сопряжены с внутренней поверхностью корпуса электрической машины и теплоизолированы на 1/5 сечения со стороной контактной шины модуля Пельтье, соединены с источником электрического тока, представляющим собой термопару или батарею термопар, горячий спай которой находится в камере сгорания авиационного двигателя, а холодный спай - на корпусе входной части авиационного двигателя, сопряженной с воздухозаборником.

Существо изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 дан продольный разрез электрической машины (генератор авиационного двигателя) с активной системой охлаждения.

На фиг. 2 дана конструктивная схема модуля Пельтье для генератора авиационного двигателя.

На фиг. 3 дано изображение модуля Пельтье без теплоизоляционного слоя.

На фиг. 4 дана электрическая схема питания модуля Пельтье от батареи термопар, работающих от перепада температур частей авиационного двигателя и самолета.

Генератор авиационного двигателя (Фиг. 1) состоит из корпуса 1, запрессованного в него пакета статора 2 с обмоткой 3, установленного между ними модуля Пельтье 4, имеющего теплоизоляционное заполнение на 1/5 сечения 5 со стороны горячих спаев, сопряженных с корпусом 1, и холодных спаев, сопряженных с пакетом статора 2 (Фиг. 2), электрически изолированного от них слоем 6 и 7, с электрическими выводами 8, образующего с корпусом 1 и отдельными элементами модуля Пельтье 4 каналы 9 для протекания хладагента, ротора 10.

Модуль Пельтье без термоизоляционного заполнения, представленный на Фиг. 3, имеет четыре сектора 11, каждый из которых состоит из батарей p- и n-элементов 12 и 13, соединенных электрически последовательно шинами 14 и 15. Между секторами образованы каналы 16 для силовых ребер 17, координирующих и удерживающих пакет статора 2.

Генератор с активной системой охлаждения работает следующим образом.

Привод генератора на борту самолета осуществляется от авиационных (вспомогательного или маршевого) двигателей. При вращении ротора 10 его магнитное поле возбуждает в обмотке статора 3 ЭДС, под действием которой по ее цепи протекает ток нагрузки, который обуславливает потери и нагрев машины в целом. Для обеспечения теплового режима генератор охлаждается прокачиванием хладогента по каналам 9, образованным корпусом 1, пакетом статора 2 и элементами модуля Пельтье 4. Модуль Пельтье 4 электрическими выводами 8 подключен к источнику постоянного тока - батарее термопар 18 (Фиг. 4), горячий спай 19 которой находится в камере сгорания авиационного двигателя 20, а холодный спай 21 - на корпусе входной части авиационного двигателя 22, сопряженной с воздухозаборником. Под действием протекающего тока на модуле одни спаи охлаждаются, другие нагреваются (холодный и горячий спаи (Фиг. 1)). Холодные и горячие спаи электрически изолированы от элементов конструкции электрической машины (Фиг. 2). Наружная поверхность пакета статора 2 охлаждается холодными спаями, сопряженными с нею, горячие спаи сопряжены с корпусом 1, охлаждаемым наружным обдувом. Хладогент, прокачиваемый по каналам 9, охлаждается элементами модуля Пельтье 4, образующими эти каналы 9.

Таким образом, заявляемый способ позволяет повысить эффективность электрической машины, снизить ее вес, исключить опасность возгорания хладогента и загрязнения охлаждаемых поверхностей.

Устройство охлаждения электрической машины, включающее статор с аксиальными каналами охлаждения, отличающееся тем, что содержит модуль Пельтье, спаи которого электрически изолированы от конструкции электрической машины, причем холодные спаи сопряжены с наружной поверхностью пакета статора, а горячие сопряжены с внутренней поверхностью корпуса электрической машины и теплоизолированы на 1/5 сечения со стороны контактной шины модуля Пельтье, соединены с источником электрического тока, представляющим собой термопару или батарею термопар, горячий спай которой находится в камере сгорания авиационного двигателя, а холодный спай - на корпусе входной части авиационного двигателя, сопряженной с воздухозаборником.
УСТРОЙСТВО ОХЛАЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ
УСТРОЙСТВО ОХЛАЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ
УСТРОЙСТВО ОХЛАЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ
УСТРОЙСТВО ОХЛАЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 41-50 of 107 items.
10.09.2015
№216.013.77c9

Преобразователь частоты и способ управления им

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в вакуумных установках для плавки и термообработки металлов. Технический результат: непрерывный контроль симметрии и величины напряжения вывода индуктора относительно заземленной нейтрали питающей сети, быстрое снижение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562254
Дата охранного документа: 10.09.2015
10.09.2015
№216.013.794a

Способ вторичного вскрытия продуктивных пластов

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способу вторичного вскрытия продуктивных пластов перфорацией. Способ включает транспортирование перфоратора в забой скважины, его фиксацию, перфорацию стенок обсадной колонны, расфиксацию перфоратора и его извлечение на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562639
Дата охранного документа: 10.09.2015
20.09.2015
№216.013.7bdc

Термоэлектрический генератор автомобиля

Изобретение относится к области прямого преобразования тепловой энергии в электрическую и может быть использовано для обеспечения электрической энергией узлов системы электроснабжения автомобиля. Технический результат: повышение надежности, минимизация количества узлов термоэлектрического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563305
Дата охранного документа: 20.09.2015
20.11.2015
№216.013.91d7

Регулируемый струйно-кавитационный стабилизатор расхода жидкости

Изобретение относится к струйной технике, в частности к струйным стабилизаторам расхода жидкости, и может быть использовано в гидроприводах для получения постоянной скорости движения исполнительного гидродвигателя вне зависимости от нагрузки. Сущность изобретения: струйная камера выполнена в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002568951
Дата охранного документа: 20.11.2015
10.12.2015
№216.013.9655

Способ контроля формы и положения профиля рабочих лопаток моноколеса

Использование: изобретение относится к способам измерения, а именно к способам измерения профиля сечений, и может быть использовано для контроля профиля и положения рабочих лопаток моноколеса. Сущность изобретения: форму и положение профиля рабочих лопаток моноколеса контролируют в заданном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570105
Дата охранного документа: 10.12.2015
10.12.2015
№216.013.992e

Магнитопровод статора электромеханических преобразователей энергии с интенсивным охлаждением (варианты) и способ его изготовления

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электромеханических преобразователях энергии автономных объектов. Технический результат состоит в повышении надежности, энергоэффективности и минимизация тепловыделений, повышении кпд Диэлектрический остов статора выполнен в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570834
Дата охранного документа: 10.12.2015
10.02.2016
№216.014.c224

Способ получения отверстий сложной формы в крупногабаритных отливках

Изобретение относится к литейному производству и может использоваться для получения отверстий в крупногабаритных отливках. Способ включает изготовление модели цельного стержня в виде трубки, выращенной методом прототипирования. На внутреннюю полость модели, которая соответствует полости...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574949
Дата охранного документа: 10.02.2016
10.02.2016
№216.014.c49c

Многосекционный синхронный двигатель

Изобретение относится к области электротехники, а именно к бесконтактным электродвигателям с возбуждением от постоянных магнитов, и может быть использовано в качестве погружного электродвигателя. Технический результат: повышение прочности конструкции многосекционного синхронного двигателя....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574609
Дата охранного документа: 10.02.2016
10.02.2016
№216.014.c4f9

Способ логического управления сложным многосвязным динамическим объектом

Изобретение относится к области систем автоматического управления сложными многосвязными динамическими объектами и может быть использовано в системах автоматического управления газотурбинными двигателями, энергетическими комплексами, синхронными генераторами. Технический результат: повышение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574841
Дата охранного документа: 10.02.2016
27.03.2016
№216.014.c7e4

Устройство для чистки ствола орудия (варианты)

Группа изобретений относится к устройствам для обслуживания ствола орудия, а именно к устройствам для чистки ствола. Устройство содержит электродвигатель и планетарный редуктор, размещенные внутри чистящего ерша. Устройство также включает в себя энкодер, связанный с системой управления....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578919
Дата охранного документа: 27.03.2016
Showing 41-50 of 145 items.
10.12.2015
№216.013.992e

Магнитопровод статора электромеханических преобразователей энергии с интенсивным охлаждением (варианты) и способ его изготовления

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электромеханических преобразователях энергии автономных объектов. Технический результат состоит в повышении надежности, энергоэффективности и минимизация тепловыделений, повышении кпд Диэлектрический остов статора выполнен в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570834
Дата охранного документа: 10.12.2015
10.02.2016
№216.014.c224

Способ получения отверстий сложной формы в крупногабаритных отливках

Изобретение относится к литейному производству и может использоваться для получения отверстий в крупногабаритных отливках. Способ включает изготовление модели цельного стержня в виде трубки, выращенной методом прототипирования. На внутреннюю полость модели, которая соответствует полости...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574949
Дата охранного документа: 10.02.2016
10.02.2016
№216.014.c49c

Многосекционный синхронный двигатель

Изобретение относится к области электротехники, а именно к бесконтактным электродвигателям с возбуждением от постоянных магнитов, и может быть использовано в качестве погружного электродвигателя. Технический результат: повышение прочности конструкции многосекционного синхронного двигателя....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574609
Дата охранного документа: 10.02.2016
10.02.2016
№216.014.c4f9

Способ логического управления сложным многосвязным динамическим объектом

Изобретение относится к области систем автоматического управления сложными многосвязными динамическими объектами и может быть использовано в системах автоматического управления газотурбинными двигателями, энергетическими комплексами, синхронными генераторами. Технический результат: повышение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574841
Дата охранного документа: 10.02.2016
27.03.2016
№216.014.c7e4

Устройство для чистки ствола орудия (варианты)

Группа изобретений относится к устройствам для обслуживания ствола орудия, а именно к устройствам для чистки ствола. Устройство содержит электродвигатель и планетарный редуктор, размещенные внутри чистящего ерша. Устройство также включает в себя энкодер, связанный с системой управления....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578919
Дата охранного документа: 27.03.2016
20.03.2016
№216.014.c977

Ротор электромеханического преобразователя энергии с постоянными магнитами (варианты)

Изобретение относится к энергомашиностроению и может быть использовано в электрических генераторах с постоянными магнитами. Технический результат: повышение синусоидальности кривой магнитной индукции в воздушном зазоре и снижение омических потерь в электрической машине от высших гармоник, а...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578131
Дата охранного документа: 20.03.2016
10.04.2016
№216.015.2d4c

Способ контроля систем зажигания газотурбинных двигателей

Изобретение относится к технике поджига горючих смесей с помощью электрической искры, в частности, к системам зажигания, и может быть использовано для контроля систем зажигания и оценки их работоспособности, сравнительной оценки воспламеняющей способности систем зажигания совместно с запальными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579435
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.2ff1

Датчик скорости изменения ускорения

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и вибрационной технике и предназначено для использования в приборостроении и машиностроении. Датчик скорости изменения ускорения содержит ротор с постоянными магнитами, статор с магнитопроводом, измерительную обмотку, при этом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580212
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.30cf

Устройство для обжима инструмента

Изобретение относится в области машиностроения и может быть использовано для холодной высадки изделий. Устройство содержит смонтированные в корпусе инструмент для холодной высадки, обжимной элемент и пуансон. Инструмент для холодной высадки установлен с опорой на втулку, упорную втулку и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580960
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.3173

Струйно-кавитационный делитель потока жидкости

Изобретение относится к струйной технике, в частности к струйным делителям потока жидкости, и может быть использовано в гидроприводах для синхронизации движения исполнительных гидродвигателей, разделения потока жидкости на требуемое число частей в требуемом отношении. Кавитационный делитель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580912
Дата охранного документа: 10.04.2016
+ добавить свой РИД