×
02.10.2019
219.017.d157

Результат интеллектуальной деятельности: Электрическая машина с интенсивной системой охлаждения

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть использовано при изготовлении электродвигателей и генераторов. Технический результат - повышение надежности электрических машин благодаря защите от межвиткового короткого замыкания, а также повышение эффективности охлаждения обмотки. Электрическая машина содержит корпус, в котором расположены статор и ротор. Внутреннее пространство пазов статора выполнено в виде ячеек сотовой конструкции. Стенки ячеек изготовлены из прочного высокотеплопроводного изоляционного материала. В каждую отдельную ячейку помещен проводник, причем ячейки выполнены с возможностью протекания по ним охлаждающей жидкости. 2 ил.

Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть использовано при изготовлении электродвигателей и генераторов.

Известна электромашина [патент РФ №2477916 С2, кл. Н02K 5/16, 23.05.2011 г.], содержащая герметичный корпус, в полости которой размещен шихтованный сердечник статора из электротехнической стали с открытыми пазами, в которых размещены обмотки, а в цилиндрической полости статора с возможностью вращения размещен ротор электромашины, при этом сердечник статора снабжен радиальными межпакетными вентиляционными каналами, аэродинамически сообщенными продольными каналами корпуса с внешней средой. Проводники обмотки каждого паза статора зафиксированы клином и контактирующей с ним шпоночной вставкой, поперечное сечение которой выполнено с возможностью фиксации спинки шпоночной вставки под клином паза, а сечение выступа соответствует сечению паза, поверхность спинки шпоночной вставки по всей ее длине снабжена продольным желобом, сообщенным с межпакетными вентиляционными каналами сердечника статора, причем объемы шпоночных вставок, выступающие над поверхностью полости сердечника статора, объединены в трубчатую втулку, предпочтительно составленную из сегментов, с образованием внутренней поверхности цилиндрической формы, в полости корпуса соосно с полостью сердечника статора установлены цилиндрические втулки, выполненные из изоляционного материала, например, стеклотекстолита, скрепленные своими торцами с торцами крайних пакетов статора.

Недостатками данного аналога являются ограниченная область применения из-за отсутствия возможности использовать жидкостное охлаждение, а также невысокий коэффициент заполнения стали из-за использования шпоночных пазов и втулок. Кроме того, в таком устройстве отсутствует защита от межвиткового короткого замыкания.

Известно устройство [патент РФ №2354029 С2, кл. Н02K 1/00, 07.07.2004 г.], состоящее из электрического двигателя, в корпусе которого содержится пакет статорных дисков. Диски имеют расположенные в линию пазы, образующие в статоре отверстия. В каждый из пазов помещают изготовленную из диэлектрической пленки трубу со сплошной боковой цилиндрической стенкой. Труба имеет слой диэлектрической пленки, изготовленной из неплавкого материала, который служит изоляцией, выдерживающей высокие температуры.

Недостатками данного аналога являются повышенный немагнитный воздушный зазор и отсутствие защиты от межвиткового короткого замыкания.

Известно устройство [патент РФ №2580951 С2, кл. Н02K 9/19, 02.09.2014 г.], состоящее из статора, внутри которого установлен ротор с валом с возможностью вращения на подшипниках, маслораспределительные кольца ротора с радиальными и осевыми отверстиями и маслораспределительные шайбы статора, в которых выполнены по периметру секторные пазы, два штуцера подачи масла и два штуцера отвода масла. В сердечнике статора по его периметру выполнены сквозные отверстия, параллельные оси электрической машины. В валу ротора по его оси выполнено глухое осевое отверстие и радиальные отверстия на шейках вала.

Недостатками данного аналога являются ограниченные функциональные возможности за счет применения только масляного охлаждения. Кроме того, отсутствует защита от межвиткового короткого замыкания.

Известна электрическая машина (патент DE 10330295; Мкл. Н02K 9/19; опубл. 20.01.2005), содержащая корпус, в котором расположены статор и ротор. Корпус машины частично заполнен охлаждающей жидкостью, которая под действием центробежной силы выталкивается из зазора, при этом за счет использования на торцах ротора теплоотводов обеспечивается теплообмен между поверхностью ротора и охлаждающей жидкостью.

Недостатком данного аналога является недостаточная эффективность системы охлаждения статора и ротора из-за отсутствия контакта с охлаждающей жидкостью.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство [заявка WO2018/145807 Al, Н02K 3/12, 16.08.2018], содержащее корпус, в котором расположены статор и ротор. В статоре обмотки имеют плоскую форму и укладываются друг над другом, таким образом, они образуют параллельные ряды из обмоток. Открытая часть паза, в которую устанавливают клин, используется для охлаждения за счет того, что клин представлен в виде полой трубки из высокотеплопроводного материала, по которому протекает жидкость и отводит тепло от обмоток.

Недостатком ближайшего аналога является недостаточная эффективность системы охлаждения, обусловленная тем, что самая нагретая часть обмотки расположена на дне паза и не взаимодействует с полой трубкой, по которой протекает хладагент, кроме того у данного аналога отсутствует защита от межвиткового короткого замыкания.

Задача изобретения - расширение функциональных возможностей электрических машин благодаря увеличению эффективности системы охлаждения и использованию защиты от межвиткового короткого замыкания.

Технический результат - повышение надежности электрических машин благодаря защите от межвиткового короткого замыкания, а также уменьшение уровня нагрева электрической машины за счет использования эффективной системы охлаждения.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается в электрической машине, содержащей корпус, в котором расположены статор и ротор, согласно изобретению, внутреннее пространство паза статора выполнено в виде ячеек сотовой конструкции, стенки ячеек изготовлены из прочного, высокотеплопроводного изоляционного материала, в каждую отдельную ячейку помещен проводник, причем ячейки выполнены с возможностью протекания по ним охлаждающей жидкости.

В результате от каждого проводника обмотки отводится тепло, кроме того за счет соприкосновения стенок ячеек с пазом в статоре производится эффективный теплообмен между ними и происходит охлаждение статора и всей машины. Также обеспечивается защита проводника от контакта с другими проводниками, и исключается возможность межвиткового короткого замыкания.

Существо изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен поперечный разрез электрической машины с интенсивной системой охлаждения. На фиг. 2 изображен паз с обмоткой.

Электрическая машина с интенсивной системой охлаждения содержит корпус 1, в котором расположен статор 2 и ротор 3. Внутреннее пространство паза 4 статора 2 выполнено в виде ячеек 5, сотовой конструкции, стенки ячеек 5 изготовлены из прочного высокотеплопроводного изоляционного материала, в каждую отдельную ячейку помещен проводник 6 обмотки, тем самым обеспечивается защита его от контакта с другими проводниками, и исключается возможность межвиткового короткого замыкания. Ячейки 5 выполнены с возможностью протекания по ним охлаждающей жидкости 7, в результате от каждого проводника обмотки отводится тепло, кроме того за счет соприкосновения стенок ячеек 5 с пазом 4 в статоре 2 происходит эффективный теплообмен между ними.

Электрическая машина с интенсивной системой охлаждения работает следующим образом: частота вращения ротора 3 электрической машины в режиме генератора составляет 60000 об/мин, при этом под действием магнитного поля, создаваемого постоянными магнитами 8, на проводниках 6 обмотки статора 2 индуцируется ЭДС. При подключении нагрузки к генератору на проводниках 6 обмотки статора 2 протекает электрический ток и выделяется тепловая энергия:

Q=I2R,

где Q - количество теплоты, выделяемое обмоткой статора, Вт;

I - ток в обмотке статора, А;

R - сопротивление в обмотке статора, Ом.

При работе устройства обмотка статора нагревается. Протекающая в ячейках 5 паза 4 жидкость 7 отводит тепло от каждого проводника 6 обмотки электрической машины, за счет этого достигается максимальная эффективность охлаждения. Защита от межвиткового короткого замыкания обеспечивается тем, что каждый проводник 6 окружен стенками ячейки 5, которые выполняют функцию дополнительной изоляции и делают невозможным замыкание проводников 6 обмотки между собой.

Итак, заявляемое изобретение позволяет расширить функциональные возможности электрической машины благодаря увеличению эффективности системы охлаждения и использованию защиты от межвиткового короткого замыкания.

Таким образом, достигается повышение надежности электрических машин благодаря уменьшению уровня нагрева электрической машины за счет использования эффективной системы охлаждения, а также благодаря защите от межвиткового короткого замыкания.

Электрическая машина, содержащая корпус, в котором расположены статор и ротор, отличающаяся тем, что внутреннее пространство пазов статора выполнено в виде ячеек сотовой конструкции, стенки ячеек изготовлены из прочного высокотеплопроводного изоляционного материала, в каждую отдельную ячейку помещен проводник, причем ячейки выполнены с возможностью протекания по ним охлаждающей жидкости.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 131-140 из 146.
12.04.2023
№223.018.424c

Способ обработки поверхности на стальных деталях

Изобретение относится к металлургической промышленности, а именно к комбинированной упрочняющей химико-термической обработке поверхности стальных изделий и инструмента, работающих в условиях локального изнашивания. Способ обработки изношенных локальных участков поверхности стальной детали...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002766388
Дата охранного документа: 15.03.2022
12.04.2023
№223.018.42b0

Разъемный гребной винт

Изобретение относится к области судостроения, а именно к водоходным движителям, обеспечивающим движение и маневрирование судна. Гребной винт содержит ступицу и как минимум две съемные лопасти, каждая из которых имеет корневую часть, выполненную с фасонной поверхностью типа «ласточкин хвост» для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002757989
Дата охранного документа: 25.10.2021
12.04.2023
№223.018.46ca

Универсальный шариковый расходомер жидкости

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться в расходометрии любых жидкостей - электропроводных и неэлектропроводных, прозрачных и непрозрачных, химически агрессивных и пожароопасных, взрывоопасных, ядовитых и опасных для окружающей среды - в химической, нефтедобывающей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002761416
Дата охранного документа: 08.12.2021
12.04.2023
№223.018.470f

Цифровой преобразователь расхода электропроводной жидкости

Изобретение относится к измерительной технике и электронному приборостроению и может быть использовано в расходометрии электропроводных жидкостей, например воды и водных растворов солей, щелочей и кислот, электропроводных органических и неорганических химических соединений. Преобразователь...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002755715
Дата охранного документа: 20.09.2021
23.04.2023
№223.018.5203

Способ получения сорбента для очистки воды от нефтезагрязнений

Изобретение относится к получению сорбентов для очистки воды от нефтепродуктов. Сущность изобретения: экстрагированную сечку сахарной свеклы подвергают высушиванию до содержания влаги не более 10 мас.%, измельчают с получением частиц заданного гранулометрического состава. Высушенное и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002732274
Дата охранного документа: 14.09.2020
09.05.2023
№223.018.52d9

Интегральный перестраиваемый излучатель оптического вихревого пучка

Изобретение относится к оптике, в частности к лазерной технике, и может быть использовано в радиофотонных и оптических системах связи. Интегральный перестраиваемый излучатель оптического вихревого пучка содержит прямой оптический волновод, микрокольцевой резонатор радиусом 30 мкм с глухими...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002795166
Дата охранного документа: 28.04.2023
14.05.2023
№223.018.5544

Способ сравнительной оценки загрязнения воздуха по высшим растениям

Изобретение относится к области защиты окружающей среды и может быть использовано в биоиндикации атмосферного воздуха. Оценку загрязнения воздуха по высшим растениям проводят по сравнению усредненных величин модулей разницы фрактальной размерности правой и левой части листьев. При отличии...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002736935
Дата охранного документа: 23.11.2020
15.05.2023
№223.018.5910

Способ комбинированной обработки изделия из быстрорежущей стали

Изобретение относится к способу комбинированной обработки изделия из быстрорежущей стали. Способ включает создание ультрамелкодисперсной структуры посредством холодной осадки, закалку при температуре 900-1100°С, ионное азотирование стального изделия, при этом после закалки осуществляют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002760515
Дата охранного документа: 25.11.2021
15.05.2023
№223.018.5911

Способ комбинированной обработки изделия из быстрорежущей стали

Изобретение относится к способу комбинированной обработки изделия из быстрорежущей стали. Способ включает создание ультрамелкодисперсной структуры посредством холодной осадки, закалку при температуре 900-1100°С, ионное азотирование стального изделия, при этом после закалки осуществляют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002760515
Дата охранного документа: 25.11.2021
16.05.2023
№223.018.5dab

Система для магнитной обработки нефтяного флюида в технологическом оборудовании его сбора и транспортировки

Изобретение относится к нефтяной промышленности и предназначено для магнитной обработки нефтяного флюида, транспортируемого в системе сбора нефти после автоматизированной групповой замерной установки (АГЗУ). Система включает АГЗУ, связанную трубопроводами с нефтяными скважинами, выход которой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002757352
Дата охранного документа: 14.10.2021
Показаны записи 101-110 из 110.
18.12.2019
№219.017.ee6d

Электромеханический преобразователь энергии с зубцовой концентрической обмоткой

Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть использовано в автономных системах электроснабжения, а также в авиационной отрасли в качестве стартер-генератора. Технический результат - минимизация колебаний частоты вращения и электромагнитного момента при номинальном режиме...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002709024
Дата охранного документа: 13.12.2019
25.12.2019
№219.017.f211

Система электроснабжения летательного аппарата

Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть использовано в системе электроснабжения гиперзвуковых и детонационных летательных аппаратов. Система электроснабжения летательного аппарата содержит приводной авиационный двигатель, генератор, выводные концы которого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002710037
Дата охранного документа: 24.12.2019
25.12.2019
№219.017.f25e

Генератор электрической энергии для космического аппарата

Изобретение относится к области энергетики и может применяться для электроснабжения космических аппаратов, в частности космических спутников. В генераторе электрической энергии, содержащем преобразователь тепловой энергии в электрическую с магнитной системой из постоянных магнитов и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002710118
Дата охранного документа: 24.12.2019
05.02.2020
№220.017.fe87

Устройство для беспроводной чрескожной передачи энергии сердечному насосу

Изобретение относится к медицинской технике. Технический результат: повышение надежности устройства и эффективности за счет отказа от проводов передачи энергии и быстро выходящих из строя устройств передачи энергии. Сущность изобретения: использование двухрезонансных контуров, содержащих по две...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002713108
Дата охранного документа: 03.02.2020
28.03.2020
№220.018.1167

Рабочее колесо центробежного вентилятора с пустотелыми лопатками

Изобретение относится к вентиляторостроению, в частности к рабочим колесам центробежных вентиляторов, и может быть использовано для проветривания помещений, в транспортном машиностроении и др. Рабочее колесо центробежного вентилятора, содержащее коренной и покрывной диски, лопатки с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002717866
Дата охранного документа: 26.03.2020
22.04.2020
№220.018.1761

Статор электрической машины с трубчатой системой охлаждения

Изобретение относится к электротехнике. Техническим результатом является повышение надежности, энергоэффективности, минимизация тепловыделений обмотки статора и, как следствие, повышение КПД электрической машины. Статор электрической машины с трубчатой системой охлаждения содержит магнитопровод...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002719287
Дата охранного документа: 17.04.2020
31.07.2020
№220.018.39a4

Ротор магнитоэлектрической машины с низким уровнем нагрева постоянных магнитов (варианты)

Изобретение относится к области электромеханики и может быть использовано для изготовления роторов магнитоэлектрических машин. Технический результат - повышение энергоэффективности и снижение тепловыделений в роторе магнитоэлектрической машины. Ротор электрической машины с низким уровнем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002728276
Дата охранного документа: 29.07.2020
23.05.2023
№223.018.6c2c

Блок из двигателя и генератора для гибридной силовой установки самолета

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат – повышение энергоэффективности. Система привода воздушного винта самолета состоит из двигателя, генератора и силовой электроники. При этом генератор и двигатель расположены в одном корпусе концентрично относительно друг...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002736232
Дата охранного документа: 12.11.2020
23.05.2023
№223.018.6d6c

Стартер-генератор с обмоткой статора с проводниками разного поперечного сечения

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в стартер-генераторных системах электрического транспорта. Технический результат: снижение нагрева обмотки статора благодаря выполнению части обмотки из провода большего сечения. Стартер-генератор содержит обмотку статора из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002760568
Дата охранного документа: 29.11.2021
01.06.2023
№223.018.74d2

Статор отказоустойчивой электрической машины

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройству статоров электрических машин. Технический результат заключается в повышении отказоустойчивости электрической машины благодаря применению конструкции статора, в котором при повышении температуры выше допустимых пределов обеспечиваются...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002755922
Дата охранного документа: 23.09.2021
+ добавить свой РИД