專(zhuān)利名稱(chēng)：用于電機(jī)的冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的目標(biāo)是根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的用于電機(jī)的 冷卻裝置。
背景技術(shù)：
對(duì)于電機(jī)的高效和安全操作而言電機(jī)的所有部件的溫度在設(shè)計(jì) 范圍內(nèi)是至關(guān)重要的。電機(jī)由于線圈導(dǎo)體、換向器或者其它電流供 應(yīng)設(shè)備的電阻、》茲路中的損耗、渦電流和軸岸義磨擦而變熱。對(duì)于冷 卻電機(jī)的需要根據(jù)其結(jié)構(gòu)、操作方法和尺度設(shè)計(jì)而變化很大。空氣 冷卻是常用的冷卻方法，在該方法中使用風(fēng)扇或者類(lèi)似設(shè)備來(lái)經(jīng)過(guò) 電機(jī)或者沿著它的外表面?zhèn)魉屠鋮s空氣。從現(xiàn)有技術(shù)已知利用內(nèi)部 以及外部循環(huán)的空氣冷卻。根據(jù)需要通過(guò)熱交換器來(lái)提高空氣冷卻 效率。在變熱程度最大而冷卻空氣的流動(dòng)沒(méi)有這樣充足的位置，局 部地提高發(fā)熱。
需要冷卻的電機(jī)的重要部分包括定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組的線圏端
部。線圏導(dǎo)體攜帶電機(jī)的電樞電流或者勵(lì)磁電流，而關(guān)聯(lián)電阻的損 失使繞組變熱。在定子槽和轉(zhuǎn)子槽，耗散的熱量傳導(dǎo)到磁路內(nèi)的鐵， 但在線圏端部區(qū)域內(nèi)，導(dǎo)體僅由傳熱能力有限的相對(duì)薄的絕緣體層 覆蓋。已經(jīng)通過(guò)熱交換器、液體冷卻以及額外風(fēng)扇和空氣偏轉(zhuǎn)器來(lái) 改進(jìn)線圏端部的冷卻。這些方法就冷卻而言是高效和有用的，但是 常常導(dǎo)致復(fù)雜和昂貴的特殊布置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，創(chuàng)造一種實(shí)施起來(lái)既簡(jiǎn)單又經(jīng)濟(jì)并且保證 了線圈端部處的充分冷卻效果的用于電機(jī)的新穎和有利的冷卻裝
4置。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，本發(fā)明的特征在于權(quán)利要求1的特征部分中 具體說(shuō)明的特征。本發(fā)明的其他某些優(yōu)選實(shí)施方式的特征在于從屬 權(quán)利要求中列舉的特征。
根據(jù)本發(fā)明的解決方案以有利方式提高了冷卻線圏端部的效 率。在具有內(nèi)部空氣循環(huán)的電機(jī)中，在具有較高冷卻要求的電機(jī)端 部處的線圏端部提供較大空氣流，從而將線圏端部的線圏導(dǎo)體中生 成的熱耗散傳遞到冷卻空氣中。根據(jù)本發(fā)明，離心式風(fēng)扇沿著轉(zhuǎn)子 中的冷卻通道穿過(guò)轉(zhuǎn)子抽取空氣。循環(huán)風(fēng)扇循環(huán)線圈端部周?chē)目?氣，這改善了線圈端部的冷卻。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，將循環(huán)風(fēng)扇集成到離心式風(fēng)扇中。 控制電機(jī)內(nèi)冷卻空氣的循環(huán)并且將冷卻引向必要位置，而在電機(jī)的 縱向方向上風(fēng)扇所需的空間幾乎等于循環(huán)風(fēng)扇所需的空間。當(dāng)離心 式風(fēng)扇包括與軸垂直的外偏轉(zhuǎn)器板和內(nèi)偏轉(zhuǎn)器板并且循環(huán)風(fēng)扇附接 到內(nèi)偏轉(zhuǎn)器板時(shí)，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)這一特征。
根據(jù)本發(fā)明的另 一 特征，線圏端部循環(huán)的部分被布置為引導(dǎo)到 主要循環(huán)，而主要循環(huán)的部分被布置為引導(dǎo)到線圈端部循環(huán)。這意
味著在已經(jīng)僅略微變熱的電機(jī)氣隙(air gap )中流動(dòng)的空氣將混合到 線圏端部循環(huán)中，從而有助于冷卻線圈端部，并且對(duì)應(yīng)地，在線圈 端部循環(huán)中已經(jīng)變熱的空氣將與主要循環(huán)匯合，并且在流過(guò)散熱片


將通過(guò)參照附圖借助特定的實(shí)施方式在下文中描述本發(fā)明，在 附圖中
-圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)的端部的局部橫截面圖，
-圖2圖示了根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)扇，以及
-圖3圖示了根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)扇結(jié)構(gòu)的透視圖略圖。
具體實(shí)施方式
在圖1中提供了本發(fā)明的實(shí)施方式的示意圖，其中電機(jī)2的端
部之 一 被圖示為中心線以上部分的局部橫截面圖，而中心線以下的 區(qū)域僅圖示了風(fēng)扇和具有線圏端部的轉(zhuǎn)子。必須理解，僅圖示了對(duì)
于理解和實(shí)施本發(fā)明而言必需的電機(jī)2的部分。
電機(jī)的定子4附接到電機(jī)框架6,而將散熱片8裝配到外周邊上。 用于定子繞組14的槽12形成于定子的磁芯10中。在定子的端部， 定子繞組的線圈端部16從磁芯延伸出并進(jìn)入電機(jī)端部處的空氣空間 (airspace) 18中。取代散熱片，定子的外邊緣可以具有冷卻空氣流 流經(jīng)的空氣通道。通道可以在定子的外表面上或者在定子內(nèi)部，在 通道位于定子內(nèi)部的情況下，在定子中分開(kāi)地制作孔，或者空氣通 道可以位于定子繞組槽的底部上。
將電沖幾的轉(zhuǎn)子20裝配到電才幾的軸22上，該軸例如由位于電扭i 的框架6上的、穿過(guò)電機(jī)的端部板23的軸承支撐。轉(zhuǎn)子包括其中已 經(jīng)為轉(zhuǎn)子繞組形成槽的轉(zhuǎn)子磁芯24,而轉(zhuǎn)子繞組的線圏端部28延伸 到轉(zhuǎn)子芯24外部的轉(zhuǎn)子端部處的空氣空間3 0 。在轉(zhuǎn)子芯中已經(jīng)制作 在電機(jī)軸的方向上延伸穿過(guò)轉(zhuǎn)子芯24的冷卻空氣通道34。眾所周 知，在定子與轉(zhuǎn)子之間具有電機(jī)的氣隙36。
離心式風(fēng)扇38在定子線圏端部和轉(zhuǎn)子線圏端部的外部附加到電 機(jī)的軸22上。離心式風(fēng)扇安裝于容納線圈端部的相同空氣空間中， 并且它用來(lái)在電機(jī)內(nèi)循環(huán)冷卻空氣。風(fēng)扇借助輪轂部分40處的鍵槽 接合附接到軸22上。如圖3中更加詳細(xì)所示，離心式風(fēng)扇的葉片42 附接到輪轂部分，并且徑向延伸到風(fēng)扇的外邊緣。葉片42朝向轉(zhuǎn)子 的邊緣與離心式風(fēng)扇38的內(nèi)邊緣部分44裝配在一起。在該內(nèi)邊緣 部分內(nèi)，朝向軸的部分46是圓錐形，而外部分48垂直于電機(jī)的軸。 葉片42朝向電機(jī)端板的邊緣與裝配到風(fēng)扇38的輪轂部分40上的離 心式風(fēng)扇的外邊緣部分50裝配在一起。外邊緣部分50包括裝配到 輪轂部分40上的圓錐形內(nèi)部分52和與電^/L的軸22垂直的外部部分 54。
離心式風(fēng)扇38如圖1中的虛線56所示，在電機(jī)內(nèi)循環(huán)主要冷卻空氣循環(huán)。在主要冷卻空氣循環(huán)中，空氣沿著轉(zhuǎn)子的冷卻通道34 經(jīng)過(guò)離心式風(fēng)扇38流到電機(jī)端部處的空氣空間18，穿過(guò)定子線圏端 部16到達(dá)電機(jī)的外周邊上的散熱片8。在圖1中未圖示的電機(jī)另一 端，主要冷卻空氣循環(huán)穿過(guò)線圈端部流向轉(zhuǎn)子冷卻通道34。主要冷 卻空氣循環(huán)的少部分在定子與轉(zhuǎn)子之間的氣隙36中流動(dòng)，這通過(guò)流 線58來(lái)圖示。
循環(huán)風(fēng)扇60形成于離心式風(fēng)扇38朝向電才幾的邊緣部分44中， 而循環(huán)風(fēng)扇的第 一邊緣部分62由離心式風(fēng)扇內(nèi)邊緣部分的外部部分 48的背面形成。循環(huán)風(fēng)扇60的葉片64從第一邊緣部分62朝著電機(jī) 的線圈端部延伸，并且它們附接到循環(huán)風(fēng)扇的第二邊緣部分66。虛 線68圖示了由循環(huán)風(fēng)扇生成的空氣流，也就是線圈端部循環(huán)，該虛 線68基本上從循環(huán)風(fēng)扇60的外周邊穿過(guò)線圏端部16和28回到循 環(huán)風(fēng)扇或者進(jìn)口開(kāi)口的內(nèi)周邊。空氣流的 一 部分如虛線箭頭7 0所示， 經(jīng)過(guò)線圈端部的基部以及經(jīng)過(guò)任何其它間隙在線圈端部周?chē)羞M(jìn)。
這通過(guò)流線58來(lái)圖示。另一方面，線圏端部循環(huán)的一部分在空氣空 間18中與電機(jī)的主要循環(huán)56接合，這通過(guò)箭頭72來(lái)圖示。
在這里所示實(shí)施方式中，通過(guò)將風(fēng)扇的部分焊接在一起來(lái)制造 離心式風(fēng)扇38和循環(huán)風(fēng)扇60。兩個(gè)風(fēng)扇的葉片由一體件制造，因此 兩個(gè)風(fēng)扇的葉片從離心式風(fēng)扇的外邊緣部分54延伸到循環(huán)風(fēng)扇的第 二邊緣部分66。
圖2圖示了根據(jù)本發(fā)明的另一風(fēng)扇解決方案。離心式風(fēng)扇38， 和循環(huán)風(fēng)扇60，的邊緣部分成形為曲線形式。朝向離心式風(fēng)扇38，的 輪轂部分的外壁52，是彎曲的，而在最外邊緣54，上，外壁彎曲得基 本上垂直于電機(jī)的軸。在風(fēng)扇的外周邊上，離心式風(fēng)扇的內(nèi)壁48， 與外壁的最外部邊緣54，類(lèi)似地彎曲。對(duì)應(yīng)地，循環(huán)風(fēng)扇60，朝向電 機(jī)的邊緣部分66，成形為曲線形式。離心式風(fēng)扇38，的葉片42和循環(huán) 風(fēng)扇60，的葉片64對(duì)應(yīng)于結(jié)合圖l所描述的葉片。
上文已經(jīng)借助特定的實(shí)施方式描述了本發(fā)明。然而，不應(yīng)將說(shuō)明書(shū)理解為對(duì)專(zhuān)利保護(hù)范圍的限制；本發(fā)明的實(shí)施方式可以在所附 權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)變化。
權(quán)利要求
1. 一種用于電機(jī)的冷卻裝置，其中至少在所述電機(jī)的端部之一中使用離心式風(fēng)扇(38)來(lái)布置所述電機(jī)內(nèi)的主要冷卻空氣循環(huán)(56)，所述電機(jī)具有從片組(10)延伸出的線圈端部(16)，所述主要冷卻空氣循環(huán)至少流過(guò)與線圈端部和所述定子的外表面關(guān)聯(lián)的空氣空間(18)，其特征在于，所述離心式風(fēng)扇(38)被裝配到與所述線圈端部關(guān)聯(lián)的所述空氣空間(18)中，并且循環(huán)風(fēng)扇(60)被布置于所述離心式風(fēng)扇(38)的臨近區(qū)域中，以便生成至少在所述電機(jī)的線圈端部(16，28)的區(qū)域中循環(huán)空氣的線圈端部循環(huán)(68)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，將所述循環(huán)風(fēng)扇 (60)集成到所述離心式風(fēng)扇(38)中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的裝置，其特征在于，所述離心 式風(fēng)扇(38)包括與軸垂直的外偏轉(zhuǎn)器板(54)和內(nèi)偏轉(zhuǎn)器板(66), 并且所述循環(huán)風(fēng)扇(60)附接到所述內(nèi)偏轉(zhuǎn)器板(66)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在 于，所述線圏端部循環(huán)包括所述定子線圏端部和轉(zhuǎn)子線圏端部(16， 28)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在 于，所述線圈端部循環(huán)(68)的部分在所述循環(huán)風(fēng)扇(60)與所述 線圈端部(16， 28)的正面之間流動(dòng)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在 于，所述線圏端部循環(huán)(70)的部分至少在所述定子線圈端部(16) 周?chē)鲃?dòng)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在 于，所述主要循環(huán)(56)基本上沿著以下路線流動(dòng)所述電機(jī)的轉(zhuǎn) 子(24)、離心式風(fēng)扇(38)、所述電機(jī)的第一端部中的空氣空間(18)、框架上的散熱片(8)、所述電機(jī)的第二端部中的空氣空間、 所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子(24),并且所述線圍端部循環(huán)(68)基本上沿著以下路線流動(dòng)循環(huán)風(fēng)扇(60)、在所述定子線圏端部(16)與所 述風(fēng)扇(60)之間的空氣空間、在所述轉(zhuǎn)子線圈端部(28)與所述 風(fēng)扇(60)之間的空氣空間、循環(huán)風(fēng)扇(60)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在 于，將所述線圈端部循環(huán)(72)的部分布置為被引導(dǎo)到所述主要循 環(huán)(56)，而將所述主要循環(huán)的部分布置為被引導(dǎo)到所述線圏端部 循環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明的目標(biāo)是一種用于電機(jī)的冷卻裝置，其中在電機(jī)的至少一個(gè)端部中使用離心式鼓風(fēng)機(jī)(38)來(lái)布置電機(jī)內(nèi)的主要冷卻空氣循環(huán)(56)，從而使主要冷卻空氣循環(huán)至少流過(guò)電機(jī)中的空氣空間(18)和定子的外表面。根據(jù)本發(fā)明，循環(huán)風(fēng)扇(60)布置于離心式風(fēng)扇(38)的臨近區(qū)域中，以便生成至少在電機(jī)的線圈端部(28)的區(qū)域中循環(huán)空氣的線圈端部循環(huán)(68)。
文檔編號(hào)H02K9/06GK101490931SQ200780026727
公開(kāi)日2009年7月22日 申請(qǐng)日期2007年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月14日
發(fā)明者J·伊卡埃莫, J·珀科拉, J·科勒邁南, T·里伊波 申請(qǐng)人:Abb有限公司