CN109980851A - 电机冷却器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电机冷却器，其特征在于，包括冷却器通风柜(2)、外风路风机(3)、导向板(4)、内风路风机(8)以及本体(9)；所述冷却器通风柜(2)的侧部设置有风口机构；所述冷却器通风柜(2)、风口机构构成本体(9)；所述内风路风机(8)设置在本体(9)的侧部；所述外风路风机(3)设置在本体(9)的端部。本发明提供的电机冷却器通过，将传统的椭圆管竖直的矩形排布，改横向的平行四边形排布。一方面通过将椭圆管从竖直改为水平，实现高度方向的降低，另一方面借助平行四边形排布的斜边，留出通风风道和内部风机空间。最终实现了在更加紧凑的空间内实现内外强迫通风的椭圆管异形排布冷却器。

Description

电机冷却器

技术领域

本发明涉及电机冷却器领域，具体地，涉及一种电机冷却器；尤其涉及一种基于内外强迫通风和椭圆管异形排布的电机冷却器。

背景技术

电机在工作中，由于欧姆定律和焦耳定律，会产生大量的热量。这部分热量会聚集在电机内部的各元件中，并逐步提高元件温度。如果不采取及时有效的降温措施，就会导致元件温度局部逐渐上高。高温会导致元件工作效率降低甚至部分失效，最终影响电机和发电机的输出功率。在温度过高的情况下，还有可能导致部分元件的文化造成故障和灾难。因此，业内常说电机理论上可以做到无限大，但制约其大小的主要因素还是冷却效果。

降低元件温度的方法有很多，但其主要原理都是通过引入低温流体，将元件中的温度通过换热转移到低温流体中，并且及时将加热后的流体带出电机。将流体重新冷却后再带入电机中，以此实现冷却循环。

在传统的电机冷却器设计中，如果采用水作为流体，则需要布置大量的管路和泵阀系统，而如果只使用空气作为冷却流体，则只需要提供内外风机以驱动空气即可。

为了能将热量有效带出，需要确保电机内时刻保持充足的流体流量，通常情况下，电机内部自带的叶轮只能带动较小的风量。常规电机冷却器使用的矩形排布或者M型排布，主要换热元件为圆形换热管，如果排布过密都会提高风的阻力，过高的风阻会导致电机工作输出总压降低，影响通风量。在这种情况下经常需要在内部也加装风机，对注入电机内部的低温流体进行强迫通风以补偿不足的风机总压。

在电动机周围空间有限的情况下，如果采用常规矩形或M排布设计方案，则无法进一步通过增加管子数量来实现换热性能。

综上所述，亟待一种可以在有限空间内或狭小空间内完成大功率的电机冷却器。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于内外强迫通风和椭圆管异形排布的电机冷却器。

根据本发明提供的一种电机冷却器，包括冷却器通风柜、外风路风机、导向板、内风路风机以及本体；

所述冷却器通风柜的侧部设置有风口机构；

所述冷却器通风柜、风口机构构成本体；

所述内风路风机设置在本体的侧部；

所述外风路风机设置在本体的端部。

优选地，还包括集风圈；

所述集风圈设置在内风路风机的风桨处；

所述集风圈的一端与内风路风机的风桨相对设置；

所述集风圈的另一端设置有挡风板。

优选地，还包括承管板；

所述承管板设置在本体的侧部；

所述承管板的数量为多个；

多个所述承管板分别设置在本体的端部；

其中一个所述承管板与外风路风机的风桨相对设置。

优选地，所述风口机构包括进风口、出风口；

所述进风口设置在本体的中间；

所述出风口的数量为多个；

多个所述出风口分别设置在进风口的两侧。

优选地，还包括管束机构；

所述本体内设置有管束机构容纳空间；

所述管束机构设置在管束机构容纳空间内；

所述管束机构，还包括多个管部组；

在所述多个管部组的包络面中，具有围成梯形区域和/或平行四边形区域的包络面；

所述管部组包括多个管部排；

所述多个管部排之间的包络面的左侧包络线错开排列；

所述多个管部排之间的包络面的右侧包络线平齐排列；

所述多个管部组之间的包络面的左侧包络线错开排列；

所述多个管部组之间的包络面的右侧包络线平齐排列；

所述多个管部排包括管部；

所述管部的数量为多个。

优选地，所述承管板上设置有多个通孔；

所述多个通孔与管部过盈配合，并构成管部的限定位。

优选地，所述管部的形状为椭圆形。

优选地，所述冷却器通风柜内构成柜内风路。

优选地，从电机产生的热空气通过进风口经冷却器通风柜的柜内风路流至管束机构；

从管束机构通过热交换，形成冷空气；

所述冷空气依次经挡风板、集风圈通过内风路风机流至冷却器通风柜的柜内风路；

从冷却器通风柜的柜内风路流至出风口；

从出风口流至电机内。

环境中的空气经外风路风机、冷却器通风柜中的柜内风路流至管束机构；

从管束机构通过热交换，形成冷空气；

所述冷空气经外风路风机流至环境内。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明提供的电机冷却器通过，将传统的椭圆管竖直(椭圆的长半径垂直、短半径水平)的矩形排布，改横向(椭圆的长半径水平、短半径垂直)的平行四边形排布。一方面通过将椭圆管从竖直改为水平，实现高度方向的降低，另一方面借助平行四边形排布的斜边，留出通风风道和内部风机空间。最终实现了在更加紧凑的空间内实现内外强迫通风的椭圆管异形排布冷却器。

2、本发明提供的电机冷却器中的椭圆管之间呈预设偏角，从而使空气流动形成等流速流动，进而提升换热能力、降低了阻力。

3、根据材料、结构尺寸限制、气流状况、管束材料、温度以及加工类型等参数，预设偏角的角度也有所不同。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明提供的电机冷却器的正视图。

图2为本发明提供的电机冷却器的侧视图。

下表为说明书附图中的各个附图标记的含义：

1承管板
	2冷却器通风柜
3外风路风机
	4导向板
5管部
	6挡风板
7集风圈
	8内风路风机
9本体
	10出风口
11进风口

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明提供了一种电机冷却器，包括冷却器通风柜2、外风路风机3、导向板4、内风路风机8以及本体9；所述冷却器通风柜2的侧部设置有风口机构；所述冷却器通风柜2、风口机构构成本体9；所述内风路风机8设置在本体9的侧部；所述外风路风机3设置在本体9的端部。

本发明提供的电机冷却器，还包括集风圈7；所述集风圈7设置在内风路风机8的风桨处；所述集风圈7的一端与内风路风机8的风桨相对设置；所述集风圈7的另一端设置有挡风板6。

本发明提供的电机冷却器，还包括承管板1；所述承管板1设置在本体9的侧部；所述承管板1的数量为多个；多个所述承管板1分别设置在本体9的端部；其中一个所述承管板1与外风路风机3的风桨相对设置。

所述风口机构包括进风口11、出风口10；所述进风口11设置在本体9的中间；所述出风口10的数量为多个；多个所述出风口10分别设置在进风口11的两侧。

本发明提供的电机冷却器，还包括管束机构；所述本体9内设置有管束机构容纳空间；所述管束机构设置在管束机构容纳空间内；所述管束机构，还包括多个管部组；在所述多个管部组的包络面中，具有围成梯形区域和/或平行四边形区域的包络面；所述管部组包括多个管部排；所述多个管部排之间的包络面的左侧包络线错开排列；所述多个管部排之间的包络面的右侧包络线平齐排列；所述多个管部组之间的包络面的左侧包络线错开排列；所述多个管部组之间的包络面的右侧包络线平齐排列；所述多个管部排包括管部5；所述管部5的数量为多个。

所述承管板1上设置有多个通孔；所述多个通孔与管部5过盈配合，并构成管部5的限定位。

所述管部5的形状为椭圆形。

所述冷却器通风柜2内构成柜内风路。

从电机产生的热空气通过进风口11经冷却器通风柜2的柜内风路流至管束机构；从管束机构通过热交换，形成冷空气；所述冷空气依次经挡风板6、集风圈7通过内风路风机8流至冷却器通风柜2的柜内风路；从冷却器通风柜2的柜内风路流至出风口10；从出风口10流至电机内。

环境中的空气经外风路风机3、冷却器通风柜2中的柜内风路流至管束机构；从管束机构通过热交换，形成冷空气；所述冷空气经外风路风机3流至环境内。

下面对本发明提供的电机冷却器的结构进行进一步说明：

本发明提供的电机冷却器包括承管板1、冷却器通风柜2、外风路风机3、导向板4、管部5、挡风板6、集风圈7、内风路风机8、本体9、出风口10以及进风口11。

如图1所示，本发明提供的电机冷却器，包括本体9，所述本体9内设置有管束机构容纳空间。所述管束机构在设置在管束机构容纳空间内，所述管束机构的两端分别设置有承管板1；所述承管板1上设置有多个通孔；所述通孔与管部5相匹配或过盈配合。所述通孔构成了管部5的限定位。所述本体9内还设置有冷却器通风柜2，所述冷却器通风柜2内设置有柜内风道。所述管束机构的出口风处依次设置有挡风板6、集风圈7。所述内风路风机8、外风路风机3均设置在本体9的外部。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明/发明的限制。

下面对本发明提供的电机冷却器的工作原理进行进一步说明：

内风路：

如图1、图2所示，从电动机或发电机的内部所产生的热量，被流经电机内部的风所带走，从位于本体9底部的进风口11被注入到冷却器通风柜2的内部的柜内风路中。然后，进入到冷却器通风柜内部的热风，经柜内风路的结构导向，被引导到异形排布管束区，即管束机构。在异形排布管束区，热空气流经管部5的外壁，通过管壁，即管部 5的外壁与管部5的内部的冷空气发生热交换。该热风，即热空气流经管束机构后，空气的冷却过程基本完成。

被冷却的空气，即为冷空气被内风路风机8的中心集风圈7吸入，通过离心风机，即内风路风机8的甩向四周风道。冷空气经冷却器通风柜2的风路引导，最终从冷却器通风柜2的底部两侧出风口10被注回至电机内。

外风路：

如图1所示，环境中的空气，被外风路风机3牵引，经过引导风道后，进入异形排布管束的管内，在流经管束的过程中，带走管外空气的热量，最终经外风路风机3被排放到环境内。

本发明提供的电机冷却器中的管部5为椭圆形状；所述管部5可以有效的降低风机内部风路阻力，进而提高风机内部风量。而当换成椭圆管排布仍然超过高度限制时，则会遇上新的问题。即本发明上述提到的椭圆形管部5的排列问题。本发明提供的管束机构中的管部5通过管部5与管部5之间形成的预设偏角，从而使空气流动形成等流速流动，进而提升换热能力、降低了阻力。根据材料、结构尺寸限制、气流状况、管束材料、温度以及加工类型等参数，预设偏角的角度也有所不同。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种电机冷却器，其特征在于，包括冷却器通风柜(2)、外风路风机(3)、导向板(4)、内风路风机(8)以及本体(9)；

所述冷却器通风柜(2)的侧部设置有风口机构；

所述冷却器通风柜(2)、风口机构构成本体(9)；

所述内风路风机(8)设置在本体(9)的侧部；

所述外风路风机(3)设置在本体(9)的端部。

2.根据权利要求1所述的电机冷却器，其特征在于，还包括集风圈(7)；

所述集风圈(7)设置在内风路风机(8)的风桨处；

所述集风圈(7)的一端与内风路风机(8)的风桨相对设置；

所述集风圈(7)的另一端设置有挡风板(6)。

3.根据权利要求2所述的电机冷却器，其特征在于，还包括承管板(1)；

所述承管板(1)设置在本体(9)的侧部；

所述承管板(1)的数量为多个；

多个所述承管板(1)分别设置在本体(9)的端部；

其中一个所述承管板(1)与外风路风机(3)的风桨相对设置。

4.根据权利要求1所述的电机冷却器，其特征在于，所述风口机构包括进风口(11)、出风口(10)；

所述进风口(11)设置在本体(9)的中间；

所述出风口(10)的数量为多个；

多个所述出风口(10)分别设置在进风口(11)的两侧。

5.根据权利要求1所述的电机冷却器，其特征在于，还包括管束机构；

所述本体(9)内设置有管束机构容纳空间；

所述管束机构设置在管束机构容纳空间内；

所述管束机构，还包括多个管部组；

在所述多个管部组的包络面中，具有围成梯形区域和/或平行四边形区域的包络面；

所述管部组包括多个管部排；

所述多个管部排之间的包络面的左侧包络线错开排列；

所述多个管部排之间的包络面的右侧包络线平齐排列；

所述多个管部组之间的包络面的左侧包络线错开排列；

所述多个管部组之间的包络面的右侧包络线平齐排列；

所述多个管部排包括管部(5)；

所述管部(5)的数量为多个。

6.根据权利要求5所述的电机冷却器，其特征在于，所述承管板(1)上设置有多个通孔；

所述多个通孔与管部(5)过盈配合，并构成管部(5)的限定位。

7.根据权利要求5所述的电机冷却器，其特征在于，所述管部(5)的形状为椭圆形。

8.根据权利要求1所述的电机冷却器，其特征在于，所述冷却器通风柜(2)内构成柜内风路。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的电机冷却器，其特征在于，从电机产生的热空气通过进风口(11)经冷却器通风柜(2)的柜内风路流至管束机构；

从管束机构通过热交换，形成冷空气；

所述冷空气依次经挡风板(6)、集风圈(7)通过内风路风机(8)流至冷却器通风柜(2)的柜内风路；

从冷却器通风柜(2)的柜内风路流至出风口(10)；

从出风口(10)流至电机内。

10.根据权利要求9所述的电机冷却器，其特征在于，环境中的空气经外风路风机(3)、冷却器通风柜(2)中的柜内风路流至管束机构；

从管束机构通过热交换，形成冷空气；

所述冷空气经外风路风机(3)流至环境内。