CN112421860A - 一种箱式电机单侧风路的铸铁机座结构及箱式电机 - Google Patents

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吴宣东
杨晓磊
邢印
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时锋
余志鹏
张磊
郭林
王玉柱
顾秀珍
刘玉宝
陈辉
朱新年
姚金艳
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Abstract

本发明公开了一种箱式电机单侧风路的铸铁机座结构,包括铸铁机座,铸铁机座由两侧方箱及中间圆筒一体构成;中间圆筒包括心筒,心筒上圆周布置有内凸的的轴向内加强筋,轴向内加强筋之间形成机座的轴向通风道;内凸的轴向内加强筋同时与定子铁芯的外径进行过盈配合,支撑安装定子铁芯;心筒的内部还布置有径向内加强筋,径向内加强筋的内凸高度低于轴内向加强筋;两侧方箱的顶部分别为非轴伸端的进风口和轴伸端的出风口,方箱的侧部分别布置辅助接线盒和主接线盒的安装座板。本发明实现同一个中心高下所有极数、所有额定功率输出的电机使用同一个铸铁机座毛胚,大大缩短机座生产制造周期的同时,有效降低了整机的综合成本。

Description

一种箱式电机单侧风路的铸铁机座结构及箱式电机
技术领域
本发明属于高压高效箱式普通型三相异步电动机技术领域,尤其涉及一种箱式电机单侧风路的铸铁机座结构及箱式电机。
背景技术
高压普通型三相异步电动机广泛应用于非爆炸性环境下驱动各种通风机、压缩机、水泵、切削机械、运输机械、通用机械及其它机械设备。随着普通型高压三相异步电动机需求越来越多,由于该系列电机不需要通过国家认可的防爆检测结构取得防爆合格证,因此国内生产该类电机的企业很多,也因此导致该系列电机产品市场竞争也越来越激烈。近些年最终使用用户对该系列电机产品在产品采购价格上、产品的交付周期上都提出了新的要求的,各个企业都开始着手并且侧重于在保证电机各项性能指标合格的前提下进行该系列电机的低成本投入、短生产制造周期的创新设计。
作为应用最广泛、市场需求量最多的中心高H450及其以下箱式普通型电机,该系列产品是钢板焊接机座,需要进过切割下料、铆焊、清砂、涂覆时效、焊接退火、划线、钻孔以及多次的车加工处理......生产制造环节多、流程多,很费工费时,增加电机成本同时也严重制约电机生产制造周期,无法满足 “实现产品的降本增效、短交期交付” 的产品要求。
公告号CN206302252U的实用新型公开了一种1级能效高压箱式普通型三相异步电动机,包括定子、转子、机座、内风扇、外风扇、前端盖、后端盖、冷却器和轴承,定子、转子和内风扇位于机座中,内风扇和外风扇均固定在转子上,转子包括转轴、安装在转轴上的转子铁芯和导条,转子铁芯上设有梨形槽,导条位于梨形槽内,内风扇包括第一内风扇和第二内风扇,第一内风扇和第二内风扇均为轴流风扇,外风扇为离心式风扇,前端盖和后端盖的内外表面均设置有散热筋。本实用新型在转子铁芯的左右两侧各设置一个轴流风扇,降低了电动机内部的损耗;前端盖和后端盖的内外表面均设有散热筋结构,增强散热能力,有效减少内部热损耗。
该技术方案的重点在于提高电动机的能效,对于 “如何缩短机座生产制造周期的同时,有效降低了整机的综合成本”的技术问题没有涉及。
发明内容
本发明的目的在于提供一种箱式电机单侧风路的铸铁机座结构及箱式电机。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
一种箱式电机单侧风路的铸铁机座结构,包括铸铁机座,铸铁机座由两侧方箱及中间圆筒一体构成;
中间圆筒包括心筒,心筒上圆周布置有内凸的的轴向内加强筋,轴向内加强筋之间形成机座的轴向通风道;内凸的轴向内加强筋同时与定子铁芯的外径进行过盈配合,支撑安装定子铁芯;心筒的内部还布置有径向内加强筋,径向内加强筋的内凸高度低于轴内向加强筋;
两侧方箱的顶部分别为非轴伸端的进风口和轴伸端的出风口,方箱的侧部分别布置辅助接线盒和主接线盒的安装座板。
所述中间圆筒的外部也布置有径向的和轴向的外加强筋。
所述方箱的顶部设有与冷却器安装的长方形法兰。
本发明还公开一种箱式电机,包括所述的一种箱式电机单侧风路的铸铁机座结构,还包括安装在铸铁机座内的定子以及与定子配合的转子,定子主要由定子铁芯和定子绕组组成,转子主要由转轴和转子铁芯组成,在铸铁机座的前后分别设有前、后端盖,前、后端盖与转轴之间均设有轴承装置;
铸铁机座的顶部安装空空冷却器,空空冷却器内有按照一定的间距矩阵布置的冷却通风管,空空冷却器分别与铸铁机座的进风口和出风口连接;
后端盖处设有端罩,端罩内在转轴的非轴伸端设有外风扇,端罩与空空冷却器的导流罩部分连接,实现与空空冷却器的冷却通风管连接;由外风扇将空气中的冷却风经端罩的进风网窗吸入,经外风扇甩进空空冷却器,然后通过空空冷却器中的冷却通风管内部与内风路系统的热风完成热交换变成热风后,排到空气中,形成外风路系统;
转轴在靠近轴伸端设有内风扇,内风扇与铸铁机座的出风口对应;铸铁机座内靠近轴伸端设有轴伸端导风板,轴伸端导风板一端固定在铸铁机座的出风口后侧,另一端向前延伸至内风扇和轴伸端定子绕组之间;铸铁机座内靠近非轴伸端设有后端挡风环,后端挡风环一端固定在铸铁机座的进风口前侧,另一端向前延伸至非轴伸端定子铁芯处;
冷风由轴伸端的内风扇驱动,从铸铁机座非轴伸端的进风口进入,首先冷却非轴伸端定子绕组端部后,分别进入定转子气隙以及转子轴向通风道后,从转子铁芯、定子铁芯的径向通风道排出,此时变成热风,该热风再从中机座的轴向通风道通过,冷却轴伸端定子绕组端部后,由轴伸端的内风扇将热风导入空空冷却器的冷却通风管外壁间隙,与管内冷风进行充分热交换后变成冷风,再次进入铸铁机座内部,形成周而复始的循环,从而形成内风路系统。
所述轴伸端导风板为水平置的Z型结构,包括与铸铁机座的出风口后侧固定连接的第一竖直部,位于内风扇和轴伸端定子绕组之间的第二竖直部,以及连接第一竖直部和第二竖直部的倾斜部,倾斜部与第二竖直部平滑连接。
所述后端挡风环为水平置的L型结构,包括与固定在铸铁机座的进风口前侧固定连接的第一竖直部,以及与第一竖直部连接并水平向非轴伸端定子铁芯延伸的水平部。
所述转子铁芯为铸铝转子。
所述定子铁芯为扣片式定子铁芯,由定子冲片、定子通风槽板、定子压圈和扣片组成。
所述定子铁芯上还设有定子测温元件和线夹,线夹圆周均布焊接在定子铁芯下的定子压圈上,用于固定定子测温元件的引接线。
所述前、后端盖为铸铁端盖。
本发明铸铁机座结构的有益效果是:
本发明针对产品性能稳定可靠的、需求量大面广的电机产品规格、且安装尺寸更改量小的系列电机进行铸铁机座结构设计替代钢板焊接机座的开发,实现同一个中心高下所有极数、所有额定功率输出的电机使用同一个铸铁机座毛胚,大大缩短机座生产制造周期的同时,有效降低了整机的综合成本,此外铸铁机座较钢板焊接机座外观造型更加美观,综合提升了箱式普通型三相异步电动机的市场竞争优势。
本发明重点为针对产品性能稳定可靠的、需求量大面广的电机产品规格、且安装尺寸更改量小的系列电机(中心高H450及其以下电机)进行铸铁机座结构设计替代钢板焊接机座的开发,提高铸造机座模具的使用率。
本发明在不改变现有钢板焊接机座的箱式普通型三相异步电动机电磁设计和风路路径设计的基础上,用铸铁机座替代钢板焊接机座,实现铸造机座结构的箱式普通型三相异步电动机。降低电机整体成本的同时缩短电机制成周期,综合提升该类电机的市场竞争优势。
本发明实现同一个中心高下所有极数、所有额定功率输出的电机使用同一个铸铁机座毛胚,最大化减少模具数量投入和成本投入。
本发明形成的高压高效箱式普通型三相异步电动机的有益效果是:
本发明根据铸铁机座设计方案,主要进行对应的内部风路的挡风板结构设计以及外风路冷却装置的对接安装设计(单侧风路的风路路径不变),以及定子铁芯的结构设计、引接线布线固定设计(包含绕组测温线、加热器引接线、绕组主引接线)、端盖结构设计,最终实现一种新型的箱式电机单侧风路的铸铁机座结构的三相异步电动机设计。
本发明通过对需求量大面广的电机产品规格(箱式中心高H450及其以下电机)进行铸铁机座结构设计替代原钢板焊接机座结构设计,大大缩短机座生产制造周期的同时,有效降低整机的综合成本,外观造型更加美观,综合提升了箱式普通型三相异步电动机的市场竞争优势。
附图说明
图1是本发明实施例一的铸铁机座结构的立体图;
图2是本发明实施例一的铸铁机座结构的后视图;
图3是图2的A-A剖面示意图;
图4是图3的E-E剖面示意图;
图5是本发明实施例一的铸铁机座结构的右视图;
图6是本发明实施例二的整机结构示意图;
图7是本发明实施例二的风路示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。须知,本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”“二”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例一:
如图1至图5所示,本实施例公开了一种箱式电机单侧风路的铸铁机座结构,包括铸铁机座4,由灰铸铁H250整体铸造而成。铸铁机座4由两侧方箱41及中间圆筒42一体构成。
中间圆42筒包括心筒,心筒上圆周布置有内凸的的轴向内加强筋43,轴向内加强筋43之间形成机座的轴向通风道;内凸的轴向内加强筋43既与与定子铁芯的外径进行过盈配合,支撑安装定子铁芯,同时也起到加强机座整体刚性和强度的作用。心筒的内部还布置有径向内加强筋44,径向内加强筋44的内凸高度低于轴内向加强筋43。
中间圆筒的外部也布置有径向的和轴向的外加强筋49,用于增强机座的整体强度。
两侧方箱41的顶部分别为非轴伸端的进风口45和轴伸端的出风口46,方箱的侧部分别布置辅助接线盒和主接线盒的安装座板47、48,用于电机测温接线盒、加热器接线盒、主接线盒等安装。
方箱41的顶部设有与冷却器安装的长方形法兰40,其上钻有安装孔,用于固定空空冷却器。
本发明针对产品性能稳定可靠的、需求量大面广的电机产品规格、且安装尺寸更改量小的系列电机进行铸铁机座结构设计替代钢板焊接机座的开发,实现同一个中心高下所有极数、所有额定功率输出的电机使用同一个铸铁机座毛胚,大大缩短机座生产制造周期的同时,有效降低了整机的综合成本,此外铸铁机座较钢板焊接机座外观造型更加美观,综合提升了箱式普通型三相异步电动机的市场竞争优势。
本发明重点为针对产品性能稳定可靠的、需求量大面广的电机产品规格、且安装尺寸更改量小的系列电机(中心高H450及其以下电机)进行铸铁机座结构设计替代钢板焊接机座的开发,提高铸造机座模具的使用率。
本发明在不改变现有钢板焊接机座的箱式普通型三相异步电动机电磁设计和风路路径设计的基础上,用铸铁机座替代钢板焊接机座,实现铸造机座结构的箱式普通型三相异步电动机。降低电机整体成本的同时缩短电机制成周期,综合提升该类电机的市场竞争优势。
本发明实现同一个中心高下所有极数、所有额定功率输出的电机使用同一个铸铁机座毛胚,最大化减少模具数量投入和成本投入。
实施例二:
如图6至图7所示,本实施例公开了一种箱式电机,包括实施例一所述的一种箱式电机单侧风路的铸铁机座结构,还包括安装在铸铁机座4内的定子以及与定子配合的转子。
定子主要由定子铁芯8和定子绕组7组成。定子铁芯8为扣片式定子铁芯,由定子冲片、定子通风槽板、定子压圈和扣片组成,通过圆周均布的扣片将其固定成一个整体,因此称作扣片式定子铁芯。扣片式定子铁芯的结构为现有技术,具体结构不再详述。
定子铁芯8上还设有定子测温元件9。定子铁芯8上还设有线夹10,圆周均布焊接在定子铁芯下的定子压圈上,用于固定定子测温元件的引接线,规范布线的同时,保护引接线在定子铁芯在运输和安装过程中不被磕碰和损坏,确保绕组温度信号正常采集。
转子主要由转轴1和转子铁芯11组成。转子铁芯11为铸铝转子,即转子导条为铝材质,根据使用用户的不同要求,也可以按铜导条材质配置。
在铸铁机座的前后分别设有前端盖3和后端盖14,前端盖3和后端盖14均为铸铁端盖,其作用为支撑轴承装置,并与机座两端端板连接安装,对电机整体框架起到强度支撑的作用。
前端盖3和后端盖14与转轴1之间均设有轴承装置,轴承装置分为前端轴承装置2和后端轴承装置15,一般默认配置为滚动轴承,根据客户需求也可以按滑动轴承装置配置。
本实施例中电机风路系统分为外风路系统和内风路系统两部分。
铸铁机座4的顶部安装空空冷却器13,空空冷却器内有按照一定的间距矩阵布置的冷却通风管,空空冷却器13分别与铸铁机座4的进风口45和出风口46连接。
后端盖14处设有端罩16,端罩16内在转轴的非轴伸端设有外风扇17,端罩16与空空冷却器13的导流罩部分连接,实现与空空冷却器13的冷却通风管连接;由外风扇17将空气中的冷却风经端罩16的进风网窗吸入,经外风扇17甩进空空冷却器13,然后通过空空冷却器13中的冷却通风管内部与内风路系统的热风完成热交换变成热风后,排到空气中,形成外风路系统。
外风路系统与通过冷却通风管外壁的内风路进行热交换,带走电机内部的热量,确保电机整机额定运行时绕组温度、轴承温度在标准考核的合格温度范围之内。
转轴1在靠近轴伸端设有内风扇5,内风扇5与铸铁机座4的出风口46对应;铸铁机座4内靠近轴伸端设有轴伸端导风板6,轴伸端导风板6一端固定在铸铁机座4的出风口46后侧,另一端向前延伸至内风扇5和轴伸端定子绕组之间;铸铁机座4内靠近非轴伸端设有后端挡风环12,后端挡风环12一端固定在铸铁机座4的进风口45前侧,另一端向前延伸至非轴伸端定子铁芯处。
冷风由轴伸端的内风扇5驱动,从铸铁机座4非轴伸端的进风口45进入,首先冷却非轴伸端定子绕组端部后,分别进入定转子气隙以及转子轴向通风道后,从转子铁芯、定子铁芯的径向通风道排出,此时变成热风,该热风再从中机座的轴向通风道通过,冷却轴伸端定子绕组端部后,由轴伸端的内风扇将热风导入空空冷却器13的冷却通风管外壁间隙,与管内冷风进行充分热交换后变成冷风,再次进入铸铁机座4内部,形成周而复始的循环,从而形成内风路系统。
由于该内风路由一个内风扇5组成,由非轴伸端到轴伸端反复循环,故而称作单侧风路。
本实施例形成的内风路系统有效规范了电机内部冷却风的冷却路线,使得内部冷却循环风系统更有效的冷却定转子铁芯及有绕组定子铁芯线圈端部,带走内部热量。
本实施例中,内风扇5和外风扇17选用离心风扇。
本实施例中,轴伸端导风板6包括与铸铁机座4的出风口46后侧固定连接的第一竖直部,位于内风扇5和轴伸端定子绕组之间的第二竖直部,以及连接第一竖直部和第二竖直部的倾斜部,倾斜部与第二竖直部平滑连接。
本实施例中,后端挡风环12包括与固定在铸铁机座4的进风口45前侧固定连接的第一竖直部,以及与第一竖直部连接并水平向非轴伸端定子铁芯延伸的水平部。
本发明根据铸铁机座设计方案,主要进行对应的内部风路的挡风板结构设计以及外风路冷却装置的对接安装设计(单侧风路的风路路径不变),以及定子铁芯的结构设计、引接线布线固定设计(包含绕组测温线、加热器引接线、绕组主引接线)、端盖结构设计,最终实现一种新型的箱式电机单侧风路的铸铁机座结构的三相异步电动机设计。
本发明通过对需求量大面广的电机产品规格(箱式中心高H450及其以下电机)进行铸铁机座结构设计替代原钢板焊接机座结构设计,大大缩短机座生产制造周期的同时,有效降低整机的综合成本,外观造型更加美观,综合提升了箱式普通型三相异步电动机的市场竞争优势。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种箱式电机单侧风路的铸铁机座结构,其特征在于:包括铸铁机座,铸铁机座由两侧方箱及中间圆筒一体构成;
中间圆筒包括心筒,心筒上圆周布置有内凸的的轴向内加强筋,轴向内加强筋之间形成机座的轴向通风道;内凸的轴向内加强筋同时与定子铁芯的外径进行过盈配合,支撑安装定子铁芯;心筒的内部还布置有径向内加强筋,径向内加强筋的内凸高度低于轴内向加强筋;
两侧方箱的顶部分别为非轴伸端的进风口和轴伸端的出风口,方箱的侧部分别布置辅助接线盒和主接线盒的安装座板。
2.根据权利要求1所述的一种箱式电机单侧风路的铸铁机座结构,其特征在于:所述中间圆筒的外部也布置有径向的和轴向的外加强筋。
3.根据权利要求1所述的一种箱式电机单侧风路的铸铁机座结构,其特征在于:所述方箱的顶部设有与冷却器安装的长方形法兰。
4.一种箱式电机,其特征在于:包括权利要求1-3任一项所述的一种箱式电机单侧风路的铸铁机座结构,还包括安装在铸铁机座内的定子以及与定子配合的转子,定子主要由定子铁芯和定子绕组组成,转子主要由转轴和转子铁芯组成,在铸铁机座的前后分别设有前、后端盖,前、后端盖与转轴之间均设有轴承装置;
铸铁机座的顶部安装空空冷却器,空空冷却器内有按照一定的间距矩阵布置的冷却通风管,空空冷却器分别与铸铁机座的进风口和出风口连接;
后端盖处设有端罩,端罩内在转轴的非轴伸端设有外风扇,端罩与空空冷却器的导流罩部分连接,实现与空空冷却器的冷却通风管连接;由外风扇将空气中的冷却风经端罩的进风网窗吸入,经外风扇甩进空空冷却器,然后通过空空冷却器中的冷却通风管内部与内风路系统的热风完成热交换变成热风后,排到空气中,形成外风路系统;
转轴在靠近轴伸端设有内风扇,内风扇与铸铁机座的出风口对应;铸铁机座内靠近轴伸端设有轴伸端导风板,轴伸端导风板一端固定在铸铁机座的出风口后侧,另一端向前延伸至内风扇和轴伸端定子绕组之间;铸铁机座内靠近非轴伸端设有后端挡风环,后端挡风环一端固定在铸铁机座的进风口前侧,另一端向前延伸至非轴伸端定子铁芯处;
冷风由轴伸端的内风扇驱动,从铸铁机座非轴伸端的进风口进入,首先冷却非轴伸端定子绕组端部后,分别进入定转子气隙以及转子轴向通风道后,从转子铁芯、定子铁芯的径向通风道排出,此时变成热风,该热风再从中机座的轴向通风道通过,冷却轴伸端定子绕组端部后,由轴伸端的内风扇将热风导入空空冷却器的冷却通风管外壁间隙,与管内冷风进行充分热交换后变成冷风,再次进入铸铁机座内部,形成周而复始的循环,从而形成内风路系统。
5.根据权利要求4所述的一种箱式电机,其特征在于:所述轴伸端导风板为水平置的Z型结构,包括与铸铁机座的出风口后侧固定连接的第一竖直部,位于内风扇和轴伸端定子绕组之间的第二竖直部,以及连接第一竖直部和第二竖直部的倾斜部,倾斜部与第二竖直部平滑连接。
6.根据权利要求4所述的一种箱式电机,其特征在于:所述后端挡风环为水平置的L型结构,包括与固定在铸铁机座的进风口前侧固定连接的第一竖直部,以及与第一竖直部连接并水平向非轴伸端定子铁芯延伸的水平部。
7.根据权利要求4-6任一项所述的一种箱式电机,其特征在于:所述转子铁芯为铸铝转子。
8.根据权利要求4-6任一项所述的一种箱式电机单侧风路的铸铁机座结构,其特征在于:所述定子铁芯为扣片式定子铁芯,由定子冲片、定子通风槽板、定子压圈和扣片组成。
9.根据权利要求8所述的一种箱式电机,其特征在于:所述定子铁芯上还设有定子测温元件和线夹,线夹圆周均布焊接在定子铁芯下的定子压圈上,用于固定定子测温元件的引接线。
10.根据权利要求4-6任一项所述的一种箱式电机,其特征在于:所述前、后端盖为铸铁端盖。
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