CN108566022A - 一种大型电机轴承的冷却系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型电机轴承的冷却系统及方法，涉及电机技术领域，该系统包括：电机端盖、挡风罩和引风罩；电机端盖与挡风罩之间形成包裹轴承的挡风罩腔；电机端盖上开设有至少一个第一类通风孔和至少一个第二类通风孔，第一类通风孔上安装有引风罩；第一类通风孔与第二类通风孔之间的连线经过轴承；挡风罩上开设有至少一个射流出风孔，射流出风孔与第一类通风孔一一对应，射流出风孔与第一类通风孔具有共同轴线。解决了风扇侧的轴承在运行过程中温度很高，造成轴承抱死、轴承寿命降低的问题，达到了降低轴承温度的效果。

Description

一种大型电机轴承的冷却系统及方法

技术领域

本发明涉及电机技术领域，尤其是一种大型电机轴承的冷却系统及方法。

背景技术

目前的大型电机为了增强散热能力，通常会在电机内的一端安置轴带离心风扇。

轴带离心风扇虽然提升了电机内风路循环的风量，增强了电机的散热能力，但轴带离心风扇处的内风路气流由于吸收了电机绕组及铁芯所产生的热量导致温度很高，高温气流烘烤轴带离心风扇侧的轴承，该侧轴承散热环境差，由于轴承在运行过程中也会产生热量，因此该侧轴承在运行过程中温度很高，不仅有轴承抱死的隐患，还会降低轴承的使用寿命。

发明内容

本发明针对上述问题及技术需求，提出了一种大型电机轴承的冷却系统及方法。

本发明的技术方案如下：

第一方面，一种大型电机轴承的冷却系统，所述系统包括：电机端盖、挡风罩和引风罩；所述电机端盖与所述挡风罩之间形成挡风罩腔，所述挡风罩腔包裹电机内部的轴承；

所述电机端盖上开设有至少一个第一类通风孔和至少一个第二类通风孔，所述第一类通风孔上安装有所述引风罩；所述第一类通风孔与所述第二类通风孔之间的连线经过所述轴承；

所述挡风罩上开设有至少一个射流出风孔，所述射流出风孔与所述第一类通风孔一一对应，所述射流出风孔与所述第一类通风孔具有共同轴线。

其进一步的技术方案为：所述第一类通风孔和所述第二类通风孔的位置关于所述轴承对称。

其进一步的技术方案为：所述第一类通风孔的高度高于所述第二类通风孔的高度。

其进一步的技术方案为：所述第一类通风孔与所述第二类通风孔呈竖直分布。

其进一步的技术方案为：所述引风罩为两端直径大于中间直径的喇叭口形状。

第二方面，一种大型电机轴承的冷却方法，应用于如第一方面或第一方面任一可能的实现方式中，所述方法包括：

通过所述电机内部的轴带离心风扇旋转形成高速气流；

所述高速气流从所述挡风罩上的射流出风孔流出并高速通过所述引风罩，引起所述引风罩内的低气压；

所述挡风罩腔内的空气流向所述引风罩内的低气压区域；

所述电机外部的空气从所述第二类通风孔流入所述挡风罩腔内，形成冷却气流；

所述冷却气流流过所述电机内部的轴承，降低所述轴承的温度。

本发明的有益技术效果是：

通过在电机端盖的内壁上设置挡风罩，利用挡风罩隔绝电机内的高温气流，改善了轴承离心风扇侧的轴承的散热环境；通过电机端盖和挡风罩形成挡风罩腔，在电机端盖上开设第一类通风孔和第二类通风孔，在第一类通风孔上安装引风罩，使得挡风罩腔通过第一类通风孔与第二类通风孔与外界环境相通，在电机运行时，轴带离心风扇附近的气压较高，通过挡风罩上射流出风孔的高速气流的引风作用，在挡风罩腔内形成冷却气流，从而降低轴承温度，防止轴承抱死并延长轴承的使用寿命；另外，该冷却系统只需要在原来的轴带离心风扇侧的电机端盖内壁上安装挡风罩，在电机端盖上开设两类通风孔，在第一类通风孔上安装引风罩，结构简单，成本低，可靠性高。

附图说明

图1是一种大型电机轴承的冷却系统的结构示意图。

图2是一种电机端盖上通风孔的示意图。

图3是另一种电机端盖上通风孔的示意图。

图4是再一种电机端盖上通风孔的示意图。

图5是再一种电机端盖上通风孔的示意图。

图6是挡风罩腔内空气流动的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

请参考图1，其示出了一种大型电机轴承的冷却系统的结构示意图，如图1所示，该系统包括：电机端盖1、挡风罩2和引风罩3，电机端盖1和挡风罩2之间形成挡风罩腔4，挡风罩腔4包裹电机内部的轴承5。

在电机端盖1的内壁上安装挡风罩2，电机端盖1和挡风罩2之间密闭形成挡风罩腔4，挡风罩腔4包裹了轴承5内侧的电机端盖1的表面。

轴承5是电机转子、定子的转接件，轴承5不能运行在高温环境下，温度太高会导致轴承5抱死，并且影响轴承5的使用寿命。

在电机运行时，轴带离心风扇9处的内风路气流，由于吸收了电机的绕组10和铁芯11所产生的热量，因此温度很高，挡风罩2可以将轴承5与电机内的高温气流隔离开，避免轴带离心风扇9处的高温内风路气流对轴承5的烘烤，从而改善轴承的冷却环境。

电机端盖1上开设有至少一个第一类通风孔6和至少一个第二类通风孔7，第一类通风孔6上安装有引风罩3，第一类通风孔6和第二类通风孔7之间的连线经过轴承5。

挡风罩2上开设有至少一个射流出风孔8，射流出风孔8与第一类通风孔6一一对应，射流出风孔8与第一类通风孔6具有共同轴线。

在实际应用中，挡风罩腔4内的空气流动是由射流出风孔8中的高速气流提供的，多个射流出风孔8相当于多个动力源，由于射流出风孔8喷射出的高速气流需要流到外界环境中，因此射流出风孔8需要有引风罩3相对应。

可选的，第二类通风孔7的数量可以多于第一类通风孔6的数量。

这里的高速气流来自电机内的轴带离心风扇9旋转时所形成的高压，电机内的高温空气从挡风罩2上的射流出风孔8流出并高速通过引风罩3，根据伯努利效应，高速气流周围的压强较低，因此空气高速流过引风罩3会引起引风罩3内的低气压，挡风罩腔4内的空气流向引风罩3内的低气压区域，通过引风罩3流到外界环境。

轴带离心风扇9与电机转轴一起旋转，电机内部空气流动的动力由轴带离心风扇9提供，由于越靠近轴带离心风扇9，风压越高，因此射流出风孔8与轴带离心风扇9的位置越近越好，也就是让射流出风孔8尽量位于高压区，从而保证射流出风孔8中有高速气流。

第二类通风孔7的作用是补风，在高速气流通过射流出风孔8和引风罩3流到外界环境后，外界的空气通过第二类通风孔7补进挡风罩腔4内，在挡风罩腔4内形成冷却气流，冷却气流流过轴承5内侧的电机端盖1的表面，降低轴承5的温度。第二类通风孔7上不能安装引风罩3。

可选的，第一类通风孔6和第二类通风孔7的位置关于轴承5对称。

结合参考图2，其示例性地示出了一个第一类通风孔6和一个第二类通风孔7的分布，这里的第一类通风孔6和第二类通风孔7关于轴承5对称分布，第一类通风孔6和第二类通风孔7的连线经过轴承5。

第一类通风孔6与第二类通风孔7对称分布，可以在挡风罩腔4内形成气流。

可选的，第一类通风孔6的高度高于第二类通风孔7的高度。

由于热空气密度小，冷空气密度大，将第一类通风孔6的高度设置成高于第二类通风孔7的高度，挡风罩腔4内的气流被轴承5加热后温度升高，热气流自动上升，结合射流出风孔8会使得引风效果提升。

结合参考图3至图5，第一类通风孔6的高度均高于第二类通风孔7的高度。

可选的，结合参考图3和图5，第一类通风孔6与第二类通风孔7呈竖直分布。

考虑到自然对流，空气温度升高后自动上升，因此将第一类通风孔6与第二类通风孔7竖直分布，且第一类通风孔6在第二类通风孔7的上方，可以使得射流出风孔8的引风效果提升。

如图5所示，电机端盖1上设置有3个第一类通风孔6和3个第二类通风孔7，且第一类通风孔6在第二类通风孔7的正上方，3个第一类通风孔6结合三个射流出风孔8和三个引风罩3，相当于有三个引风的动力源，而3个第二类通风孔7可以加快补进冷空气的速度，从而提高引风的效果，使得冷却效果更好。

可选的，引风罩3为两端直径大于中间直径的喇叭口形状。

喇叭口形状也就是两端直径大而中间直径小的形状。

在实际应用中，引风罩3也可以是等径的圆筒形状。

若引风罩3为喇叭口形状，则在高速气流流经引风罩3轴线时，引风罩3直径最小的位置为负压最大区。

在实际应用中，引风罩3直径最小的位置可以比第一类通风孔6的直径更小。

由于高速气流流过引风罩3会引起引风罩3内的低气压，挡风罩腔4内的空气会被引风罩3的喇叭口吸引并顺着高速气流的方向流到外界环境中，然后外界环境的冷空气会通过第二类通风孔7补进挡风罩腔4内。

可选的，本实施例还提供一种大型电机轴承的冷却方法，应用于如图1所示的系统中，结合参考图1和图6，该方法包括以下步骤：

第一步，通过电机内部的轴带离心风扇9旋转形成高速气流。

第二步，高速气流从挡风罩2上的射流出风孔8流出并高速通过引风罩3，引起引风罩3内的低气压。

第三步，挡风罩腔4内的空气流向引风罩3内的低气压区域。

第四步，电机外部的空气从第二类通风孔7流入挡风罩腔4内，形成冷却气流。

第五步，冷却气流流过电机内部的轴承5，降低轴承5的温度。

以上所述的仅是本发明的优先实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种大型电机轴承的冷却系统，其特征在于，所述系统包括：电机端盖、挡风罩和引风罩；所述电机端盖与所述挡风罩之间形成挡风罩腔，所述挡风罩腔包裹电机内部的轴承；

所述电机端盖上开设有至少一个第一类通风孔和至少一个第二类通风孔，所述第一类通风孔上安装有所述引风罩；所述第一类通风孔与所述第二类通风孔之间的连线经过所述轴承；

所述挡风罩上开设有至少一个射流出风孔，所述射流出风孔与所述第一类通风孔一一对应，所述射流出风孔与所述第一类通风孔具有共同轴线。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一类通风孔和所述第二类通风孔的位置关于所述轴承对称。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一类通风孔的高度高于所述第二类通风孔的高度。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一类通风孔与所述第二类通风孔呈竖直分布。

5.根据权利要求1至4任一所述的系统，其特征在于，所述引风罩为两端直径大于中间直径的喇叭口形状。

6.一种大型电机轴承的冷却方法，应用于如权利要求1至5任一所述的系统中，其特征在于，所述方法包括：

通过所述电机内部的轴带离心风扇旋转形成高速气流；

所述高速气流从所述挡风罩上的射流出风孔流出并高速通过所述引风罩，引起所述引风罩内的低气压；

所述挡风罩腔内的空气流向所述引风罩内的低气压区域；

所述电机外部的空气从所述第二类通风孔流入所述挡风罩腔内，形成冷却气流；

所述冷却气流流过所述电机内部的轴承，降低所述轴承的温度。