ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА С МАГНИТНЫМИ ПОДШИПНИКАМИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА С МАГНИТНЫМИ ПОДШИПНИКАМИ


RU (11) 2280305 (13) C1

(51) МПК
H02K 7/09 (2006.01)
H02K 9/02 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2006.07.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 2005102448/09 
(22) Дата подачи заявки: 2005.02.01 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.02.01 
(45) Опубликовано: 2006.07.20 
(56) Аналоги изобретения: DE 19731313, 24.09.1998. SU 1175003 A1, 23.08.1985. SU 725155 A1, 30.03.1980. SU 1771041 A1, 23.10.1992. SU 1700691 A1, 23.12.1991. 
(72) Имя изобретателя: Хуторецкий Гарри Михайлович (RU); Андреев Анатолий Владимирович (RU); Аксенова Татьяна Михайловна (RU); Пылинина Светлана Николаевна (RU); Гегенава Нина Михайловна (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Открытое акционерное общество "Энергомашкорпорация" (RU) 
(98) Адрес для переписки: 198097, Санкт-Петербург, ул. Трефолева, 2В, Энергомаш, патентно-лицензионное бюро 

(54) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА С МАГНИТНЫМИ ПОДШИПНИКАМИ

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при создании вращающихся электрических машин с магнитными подшипниками, например турбогенераторов с воздушным охлаждением, имеющих замкнутый цикл вентиляции. Технический результат - удобство обслуживания и настройки вентиляции при более эффективном охлаждении подшипников и возбудителя, что обеспечивается благодаря тому, что в электрической машине с замкнутой системой вентиляции, содержащей корпус, на котором закреплен статор, внутри статора расположен ротор с обмоткой, вал которого установлен на опорных магнитных подшипниках, встроенные внутри корпуса охладители, имеющей в своем составе вентиляторы и установленный на валу ротора возбудитель, согласно изобретению, корпус машины охватывает статор и ротор, а магнитные подшипники и возбудитель снабжены каждый собственными корпусами, интегрированными в систему вентиляции электрической машины с помощью воздуховодов, которые соединяют корпус машины с корпусами подшипников, корпус машины и корпус возбудителя. 6 з.п. ф-лы, 5 ил. 



ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при создании вращающихся электрических машин с магнитными подшипниками, например турбогенераторов с воздушным охлаждением, имеющих замкнутый цикл вентиляции.
Известна электрическая машина с воздушным охлаждением с замкнутой системой вентиляции, имеющая вентиляторы на валу ротора и встроенный охладитель и снабженная подшипниками скольжения или качения (А.Е.Алексеев. Конструкция электрических машин. Государственное энергетическое издательство. М.-Л., 1958, стр.19, рис.1-6). Недостаток такой конструкции заключается в том, что автономная вентиляция возбуждения не соединена с общим вентиляционным циклом турбогенератора.
Более близким к заявленному решению является электрическая машина (заявка DE 19731313 А1, МПК Н 02 К 5/16), содержащая корпус, внутри которого расположены статор, ротор с обмоткой, опорные магнитные подшипники, на которых установлен вал ротора. Внутри корпуса расположены также охладители, вентиляторы и установленный на валу ротора возбудитель. Электрическая машина имеет систему вентиляции с охлаждением магнитных подшипников и возбудителя посредством вентиляционного корпуса, охватывающего собственно машину, магнитные подшипники и возбудитель. Общим с заявляемым изобретением является наличие в электрической машине с замкнутой системой вентиляции корпуса, на котором закреплен статор, расположение внутри корпуса статора и ротора с обмоткой, вал которого установлен на опорных магнитных подшипниках, наличие встроенных внутри корпуса охладителей. Как и в заявляемом изобретении, электрическая машина имеет в своем составе вентиляторы и установленный на валу ротора возбудитель.
Недостатками конструкции по прототипу является неудобство в сборке и в обслуживании подшипников и возбудителя, так как общий корпус с вентиляционными перегородками охватывает перечисленные узлы, препятствует доступу к ним обслуживающего персонала и приводит к необходимости предусматривать сложные дросселирующие устройства в системе циркуляции воздуха для правильного распределения охлаждающего воздуха между отдельными узлами.
Техническим результатом изобретения является:
- достижение удобства сборки и обслуживания подшипников и возбудителя, настройки системы охлаждения,
- минимизация геометрических размеров каждого из корпусов при увеличении их жесткости и, как следствие, возможность экономии материалов,
- более эффективное охлаждение подшипников и возбудителя путем организации наилучшим образом движения вентиляционных потоков, при этом имеет место улучшение охлаждения при расходе меньших объемов воздуха,
- возможность автономного охлаждения магнитных подшипников во время отсутствия основного вентиляционного потока (при невращающемся роторе электрической машины) путем соединения корпусов магнитных подшипников с выносными вентиляторами,
- наличие автономных корпусов на магнитных подшипниках и возбудителе позволяет устанавливать в них дополнительные охладители воздуха, улучшая температурный режим указанных устройств.
Технический результат достигается тем, что в электрической машине с магнитными подшипниками и замкнутой системой вентиляции, содержащей корпус, внутри которого жестко закреплен статор, внутри статора расположен ротор с обмоткой, вал которого установлен на указанных магнитных подшипниках, имеющей в своем составе вентиляторы и установленный на валу ротора возбудитель, согласно изобретению, корпус машины охватывает статор и ротор, а магнитные подшипники и возбудитель снабжены каждый собственными корпусами, интегрированными в систему вентиляции электрической машины с помощью воздуховодов, которые соединяют корпус машины с корпусами магнитных подшипников, корпус машины с корпусом возбудителя.
При необходимости дросселирование воздуха осуществляется путем подбора сечений самих воздуховодов без специальных дросселирующих устройств.
Для обеспечения самовентиляции вентиляторы устанавливают на роторе.
Воздуховоды к магнитным подшипникам и возбудителю могут быть встроены в фундаментную раму самой машины, а возможность дросселирования осуществлена путем подбора сечений воздуховода расчетным путем.
Для обеспечения автономного охлаждения корпуса подшипников могут быть соединены с выносным вентилятором, а в корпусах каждого из подшипников и в корпусе возбудителя могут быть установлены автономные охладители.
Благодаря новому техническому решению в заявляемой конструкции электрической машины достигнут комплексный технический результат.
Удобство сборки, обслуживания подшипников и возбудителя и настройки вентиляции обеспечивается благодаря тому, что к каждому из магнитных подшипников, возбудителю и воздуховодам имеется свободный доступ, не загроможденный общим корпусом. Дополнительным преимуществом является также то, что появляется возможность расположить воздуховоды подшипников и возбудителя в фундаментной раме.
Благодаря тому, что электрическая машина, магнитные подшипники и возбудитель имеют обособленные корпуса, к которым подведены воздуховоды, достигается организация воздушных потоков внутри каждого индивидуального корпуса, обеспечивающая более эффективное охлаждение. При этом за счет подбора расчетным путем сечений самих воздуховодов осуществляется дросселирование, т.е. подача необходимого и достаточного для эффективного охлаждения потока воздуха. В то время как в прототипе необходима установка специальных дросселирующих устройств.
Преимуществом изобретения является также возможность подачи под корпуса магнитных подшипников относительно малого расхода охлаждающего воздуха, когда электрическая машина не вращается, а магнитные подшипники включены для левитации неподвижного ротора. Наличие обособленных корпусов на магнитных подшипниках и возбудителе позволяет устанавливать в них дополнительные охладители воздуха, улучшая температурный режим указанных устройств.
Сущность изобретения поясняется примером конкретного выполнения, показанным на фиг.1-5.
На фиг.1 показана электрическая машина (турбогенератор) с замкнутой системой самовентиляции, образованной с помощью корпуса 1, охватывающего статор 2 и ротор 3, и вентиляторов 4, расположенных на роторе, содержащая охладители 5, выносные опорные магнитные подшипники 6 и возбудитель на валу 7. Магнитные подшипники и возбудитель имеют собственные вентиляционные корпуса 8, 9. Вентиляция подшипников и возбудителя интегрирована в общую систему вентиляции турбогенератора посредством воздуховодов 10 и 11, которые встроены в фундаментную раму турбогенератора 12. Необходимые дросселирующие устройства встраиваются в эти воздуховоды.
При работе турбогенератора его вентиляция обеспечивается циркуляцией воздуха внутри корпуса 1 под воздействием вращающихся вентиляторов 4, часть охлаждающего воздуха ответвляется и поступает по воздуховодам 10 и 11 к подшипникам и возбудителю, в которых вентиляция осуществляется посредством собственных корпусов 8 и 9.
Наличие собственных корпусов на подшипниках и возбудителе создает удобство для доступа обслуживающего персонала, и на каждом из перечисленных узлов могут проводиться профилактические работы без разборки самой машины. В случае, если машина не вращается, а магнитный подвес ротора необходим, то есть магнитные подшипники включены в сеть электрического питания, а вентиляция машин отсутствует, может быть применена вентиляция от выносного вентилятора относительно малой производительности 13, имеющего автономный привод. Этот вентилятор связан с подшипниками внешним трубопроводом.
В случае, если температура общего вентиляционного потока слишком высокая, в корпусе каждого магнитного подшипника (фиг.2) и в корпусе возбудителя (фиг.3) могут быть встроены охладители воздуха 14, что может являться дополнительным преимуществом в работе всего агрегата.
Причем в зависимости от конкретных условий охлаждения дополнительные воздухоохладители могут охлаждать воздух, поступающий в подшипники и возбудитель (фиг.2 и 3) из генератора или поступающий из подшипников и возбудителя (фиг.4 и 5) в турбогенератор, либо совмещать варианты, показанные на фигурах 2 и 3.



ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Электрическая машина с магнитными подшипниками и замкнутой системой вентиляции, содержащая корпус, внутри которого жестко закреплен статор, внутри статора расположен ротор с обмоткой, вал которого установлен на указанных магнитных подшипниках, имеющая в своем составе вентиляторы и установленный на валу ротора возбудитель, отличающаяся тем, что корпус машины охватывает статор и ротор, а магнитные подшипники и возбудитель снабжены каждый собственными корпусами, интегрированными в систему вентиляции электрической машины с помощью воздуховодов, которые соединяют корпус машины с корпусами подшипников, корпус машины с корпусом возбудителя.
2. Электрическая машина по п.1, отличающаяся тем, что вентиляторы установлены на роторе.
3. Электрическая машина по п.1 или 2, отличающаяся тем, что воздуховоды к магнитным подшипникам и возбудителю встроены в фундаментную раму самой машины, причем возможность дросселирования осуществлена путем подбора расчетным путем сечений воздуховода.
4. Электрическая машина по п.1, отличающаяся тем, что воздуховоды к магнитным подшипникам и возбудителю встроены в фундаментную раму самой машины, причем возможность дросселирования осуществлена путем подбора расчетным путем сечений воздуховода, а корпуса подшипников соединены с выносным вентилятором.
5. Электрическая машина по п.2, отличающаяся тем, что воздуховоды к магнитным подшипникам и возбудителю встроены в фундаментную раму самой машины, причем возможность дросселирования осуществлена путем подбора расчетным путем сечений воздуховода, а корпуса подшипников соединены с выносным вентилятором.
6. Электрическая машина по п.1 или 2, отличающаяся тем, что в корпусе каждого из подшипников и в корпусе возбудителя установлены автономные охладители.
7. Электрическая машина по п.4 или 5, отличающаяся тем, что в корпусе каждого из подшипников и в корпусе возбудителя установлены автономные охладители.






ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к машиностроению, а именно способам изготовления, ремонта и обслуживания различных типов подшипников: подшипники качения и скольжения, магнитные подшипники, гидростатические подшипники, газостатические подшипники, способы формирования антифрикционной поверхности трения в подшипниках и др.


Новые технологии и изобретения. Подшипники качения и скольжения




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "закалка стекла" будет найдено словосочетание "подшипник качения". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("подшипник" или "качения").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+подшипник -качения".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "подшипник" будут найдены слова "подшипники", "подшипнику" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "подшипник!".


Рейтинг@Mail.ru