CN104682612B - 用于具有旋转轴的电气设备的壳体和电气设备 - Google Patents

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    • H02K9/14—Arrangements for cooling or ventilating wherein gaseous cooling medium circulates between the machine casing and a surrounding mantle

Abstract

本发明提供了一种电气设备，包括壳体(20)，所述壳体具有位于沿所述壳体外表面(20B)的中央部分的冷却肋片(24)，以及布置在所述壳体内并在所述中央部分与所述壳体的内表面(20A)对接的层叠磁性体(16A)，其中，所述冷却肋片在入口支管侧呈高低交替地布置，而在出口支管侧呈与入口支管侧相反的布置形式，并且其中，所有高冷却肋片具有相同的高度用以支撑盖板(26)，所述盖板具有从所述入口支管接收冷却液体的入口孔(26A)，以及输送冷却液体到所述出口支管的出口孔(26B)，并且所述盖板靠在所述高冷却肋片上，以便在高与低冷却肋片之间建立从所述入口孔到所述出口孔的液体冷却通路。

Description

用于具有旋转轴的电气设备的壳体和电气设备
技术领域
本发明涉及电动机的领域，并且更具体地涉及一种用于电动机的冷却壳体，其能够可无差别地用于气体或者液体冷却。
背景技术
通常，(有相同有效长度的)电动机功率的增加导致定子部件的冷却从气体(特别是空气)冷却更改为液体(特别是水)冷却。这种变化需要对定子部件做出巨大更改，特别是在液体冷却的入口和出口支管方面。此外，为了避免内部液体泄漏，需要额外的密封件，并且为了增加液体流的效率(例如交替逆流(alternative counter flow))，需要修改冷却回路。
所以，到现在为止，为了变更冷却所使用的流体，所述定子部件的完全重新设计是必要的。
发明内容
本发明的目的是通过使用相同的定子部件用于气体或液体冷却来克服现有技术的这些缺点。
本发明以用于电气设备的壳体实现这些目标，所述壳体包括构做成在中央部分与所述电气设备的层叠磁性体对接的内表面，以及在所述中央部分包括冷却肋片的外表面，其中，所述冷却肋片在入口支管上呈高低交替地布置，而在出口支管侧呈与入口支管侧相反的布置形式，并且其中，所有高冷却肋片具有相同的高度用以支撑盖板，所述盖板具有从所述入口支管接收冷却液体的入口孔，以及输送冷却液体到所述出口支管的出口孔，并且所述盖板靠在所述高冷却肋片上，以便在高与低冷却肋片之间建立从所述入口孔到所述出口孔的液体冷却通路。
采用这种通用构造，对每个电动机单元的冷却方式的决定必须在制造过程的最后阶段(客户的系统组装)作出，因此这导致改进的物流和生产成本。
优选地，所述盖板由固定装置固定到壳体，并且密封件装配在所述盖板与壳体之间用于隔离冷却液体；以及所述冷却肋片通过砂型铸造实现，使得所述外表面的表面粗糙度很好地适于热交换。有利的是，所有低冷却肋片具有相同的高度。
本发明还涉及一种电气设备，包括壳体，所述壳体具有位于沿所述壳体外表面的中央部分的冷却肋片，以及布置在所述壳体内并在所述中央部分与所述壳体的内表面对接的层叠磁性体，其中，所述冷却肋片在入口支管上呈高低交替地布置，而在出口支管侧呈与入口支管侧相反的布置形式，并且其中，所有高冷却肋片具有相同的高度用以支撑盖板，所述盖板具有从所述入口支管接收冷却液体的入口孔，以及输送冷却液体到所述出口支管的出口孔，并且所述盖板靠在所述高冷却肋片上，以便在高与低冷却肋片之间建立从所述入口孔到所述出口孔的液体冷却通路。
附图说明
通过参照附图对说明性而非限制性示例的详细描述将更好地理解本发明，其中：
-图1是示意性地示出电动机的纵向剖面图，所述电动机具有根据本发明实施例的允许液体冷却的外部壳体，和
-图2是示意性地示出同样的电动机的纵向剖面图，所述电动机具有根据本发明另一实施例的允许气体冷却的同样的外部壳体。
具体实施方式
图1是示意性地示出根据本发明的电气设备的一个实施例的纵向剖面视图，所述电气设备例如是电动机，具有允许液体冷却的外部壳体。
主体上，电动机10包括可旋转轴12，所述轴的一部分形成至少具有由定子16所包围的磁性部分的转子14。可旋转轴在每个端部由轴承18A、18B支撑，所述轴承例如是图示的滚动轴承或磁性轴承。所述定子被布置在电动机的外部壳体20内，并且包括由线圈16B围绕的层叠磁性体(laminated magnetic stack)16A并沿转子外周布置以在其间限定环形空气间隙。更具体地，所述层叠磁性体抵靠外部壳体20的中央部分，所述中央部分也在两侧延伸以包围电动机的其他部件。此外，横向壁22A、22B在可旋转轴的每一侧上闭合外部壳体，并还形成用于轴承的内部支撑。
根据本发明，所述外部壳体20，其具有的内表面20A在其中央部分构做成与电动机的层叠磁性体16A面接，在所述中央部分包括具有不恒定的冷却肋片24的外表面20B。更具体地，所述冷却肋片交替地具有大的高度和小的高度，所有大高度冷却肋片具有相同的高度，并且所有小高度冷却肋片具有相同的高度。盖板26由固定装置28固定到外部壳体20，所述固定装置是诸如螺栓或螺钉，并且密封件30装配在盖板与外部壳体之间用于隔离液体冷却。
通过靠在较高的冷却肋片上，所述盖板在大高度冷却肋片与小高度冷却肋片之间形成从入口孔26A(从未示出的入口支管接收冷却液体)到出口孔26B(输送冷却液体到未示出的出口支管)的冷却通路(如箭头所示)，所述入口孔和出口都贯穿盖板。为了建立此冷却通路，入口支管上的交替布置的大高度和小高度冷却肋片与出口支管上的相反地布置。
具有冷却肋片的外部壳体优选地通过砂型铸造实现(这意味着内部冷却系统是无泄漏的，并且表面粗糙度很好地适合于热交换)。
电动机的操作是公知的，因而将不进行详细说明。通常地，在操作过程中，转子14在定子16内与可旋转轴12一起旋转，因此环形空气间隙保持在两个部件之间以形成闭合磁通通路的一部分。根据公知的磁学原理，线圈中的励磁电流产生磁性力以驱动吸引转子14朝向定子16的磁通，并由此趋向促使转子产生工作扭矩输出。
冷却在电动机的运转期间执行。入口支管引导冷却液体流从液体入口管(未示出)经由入口孔26A进入所述外部壳体。此冷却液体流围绕电动机循环，并通过在出口支管中的出口孔26B离开。
图2示出电动机的另一个实施例，具有根据本发明的允许气体冷却的外部壳体。
两个电动机的各种部件是相同的，因此不再次进行说明。它们自然地有相同的附图标记。用于气体或液体冷却的外部壳体(入口和出口)也是相同的。唯一的区别涉及特定用于气体和液体冷却的支管。更具体地，液体冷却系统的盖板20在气体冷却系统中不存在，并且所述外部壳体直接地与入口和出口支管32连接。如图所示，所述入口支管引导冷却气体流从鼓风机(举例说明但未示出)到外部壳体，围绕电动机循环并通过出口支管离开。如在液体冷却系统中液体入口管与壳体之间所实现的，这种结构实现了在气体鼓风机与电动机壳体之间的无泄漏机械连接。
采用本发明，共用设计可用于多种功率级别的电动机(除了冷却装置的两个支管之外无需重新设计外部壳体)。这样的通用结构允许容易地改变冷却介质(空气/水)以及因此电动机的可达到功率。
尽管优选实施例已经被示出并描述，但是应当理解的是，其中可以做出任何变化和修改而不脱离本发明的精神和范围。更具体地，如果本发明已经通过电动机进行了描述，任何具有与所公开的通用壳体交接的定子叠片的其他电气设备(包括发电机、起动机、交流发电机等)是可以想到的。

Claims (9)

1.一种用于具有旋转轴(12)的电气设备的壳体(20)，所述壳体包括构做成在中央部分与所述电气设备的层叠磁性体(16A)对接的内表面(20A)，以及在所述中央部分包括冷却肋片(24)的外表面(20B)，其中，所述冷却肋片在入口支管侧呈高低交替地布置，而在出口支管侧呈与入口支管侧相反的布置形式，并且其中，所有高冷却肋片具有相同的高度用以支撑盖板(26)，所述盖板具有从所述入口支管接收冷却液体的入口孔(26A)，以及输送冷却液体到所述出口支管的出口孔(26B)，并且所述盖板靠在所述高冷却肋片上，以便沿着所述旋转轴的长度并且在高与低冷却肋片之间建立从所述入口孔到所述出口孔的液体冷却通路，每个冷却肋片从所述电气设备的所述旋转轴并且垂直于所述电气设备的所述旋转轴在径向方向上向外延伸。
2.如权利要求1所述的壳体，其中，所述盖板由固定装置(28)固定到壳体，并且密封件(30)装配在所述盖板与壳体之间用于隔离冷却液体。
3.如权利要求2所述的壳体，其中，所述冷却肋片通过砂型铸造实现，使得所述外表面的表面粗糙度很好地适于热交换。
4.权利要求2或3所述的壳体，其中，所有低冷却肋片具有相同的高度。
5.一种具有旋转轴(12)的电气设备，包括壳体(20)，所述壳体具有位于沿所述壳体外表面(20B)的中央部分的冷却肋片(24)，以及布置在所述壳体内并在所述中央部分与所述壳体的内表面(20A)对接的层叠磁性体(16A)，其中，所述冷却肋片在入口支管侧呈高低交替地布置，而在出口支管侧呈与入口支管侧相反的布置形式，并且其中，所有高冷却肋片具有相同的高度用以支撑盖板(26)，所述盖板具有从所述入口支管接收冷却液体的入口孔(26A)，以及输送冷却液体到所述出口支管的出口孔(26B)，并且所述盖板靠在所述高冷却肋片上，以便沿着所述旋转轴的长度并且在高与低冷却肋片之间建立从所述入口孔到所述出口孔的液体冷却通路，每个冷却肋片从所述电气设备的所述旋转轴并且垂直于所述电气设备的所述旋转轴在径向方向上向外延伸。
6.如权利要求5所述的电气设备，其中，所述盖板由固定装置(28)固定到壳体，并且密封件(30)装配在所述盖板与壳体之间用于隔离冷却液体。
7.如权利要求6的所述电气设备，其中，所述冷却肋片通过砂型铸造实现，使得所述外表面的表面粗糙度很好地适于热交换。
8.如权利要求6或7所述的电气设备，其中，所有低冷却肋片具有相同的高度。
9.如权利要求5所述的电气设备，其中，包括以下设备之一：电动机、发电机、起动机。
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