FI119458B - Arrangements for cooling an electric machine - Google Patents

Arrangements for cooling an electric machine Download PDF

Info

Publication number
FI119458B
FI119458B FI20060800A FI20060800A FI119458B FI 119458 B FI119458 B FI 119458B FI 20060800 A FI20060800 A FI 20060800A FI 20060800 A FI20060800 A FI 20060800A FI 119458 B FI119458 B FI 119458B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
rotor
electric motor
auxiliary
stator
motor
Prior art date
Application number
FI20060800A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI20060800A0 (en
FI20060800A (en
Inventor
Jouni Ikaeheimo
Alpo Hauru
Original Assignee
Abb Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Abb Oy filed Critical Abb Oy
Priority to FI20060800A priority Critical patent/FI119458B/en
Publication of FI20060800A0 publication Critical patent/FI20060800A0/en
Priority to PCT/FI2007/000226 priority patent/WO2008028996A1/en
Priority to EP07823087A priority patent/EP2059996A4/en
Publication of FI20060800A publication Critical patent/FI20060800A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI119458B publication Critical patent/FI119458B/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/02Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
    • H02K9/04Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K16/00Machines with more than one rotor or stator
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K16/00Machines with more than one rotor or stator
    • H02K16/02Machines with one stator and two or more rotors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/09Machines characterised by the presence of elements which are subject to variation, e.g. adjustable bearings, reconfigurable windings, variable pitch ventilators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Description

i 119458119458

JÄRJESTELY SÄHKÖKONEEN JÄÄHDYTTÄMISEKSISYSTEM FOR COOLING THE ELECTRICAL MACHINE

Keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaiseen järjestelyyn sähkökoneen jäähdyttämiseksi.The invention relates to an arrangement for cooling an electric machine according to the preamble of claim 1.

Sähkökone kehittää toimiessaan lämpöä, joka tulee siirtää koneesta pois. Eräs yleisesti 5 käytetty jäähdytystäpä on ilmajäähdytys, jossa koneen akselille sovitetaan tuuletin, jolla puhalletaan ilmaa sähkökoneen läpi. Tarvittaessa jäähdytysilma ohjataan erityisillä il-manohjaimilla niihin kohteisiin, joiden jäähdytystänne on suurin. Tällaisia kohteita ovat esimerkiksi kääminpäät. Jos ulkoilman läpivirtaus ei ole riittävä, tehostetaan jäähdytystä lämmönvaihtimilla, jolloin jäähdyttävää ilmaa viilennetään. Jäähdytysilman ja sähköko-10 neen jäähdytettävien osien välinen lämpötilaero suurenee tällöin, mikä tehostaa jäähdytystä.The electrical machine generates heat during operation, which must be removed from the machine. One commonly used cooling nozzle is air cooling, in which a fan is fitted to the shaft of the machine to blow air through the electrical machine. If necessary, the cooling air is directed by special air ducts to the targets with the highest cooling rate. Such objects include, for example, winding ends. If the outdoor air flow rate is not sufficient, the cooling is enhanced by heat exchangers, whereby the cooling air is cooled. The temperature difference between the cooling air and the parts to be cooled in the electric machine is then increased, which results in more efficient cooling.

Yksinkertaisin ratkaisu on suoraan sähkökoneen akselille kytketty puhallin, joka pyörii samalla nopeudella kuin itse sähkökone. Nopeussäädetyissä käytöissä putoaa puhaltimen nopeus samalla kuin koneen pyörimisnopeus, mistä on seurauksena jäähdytystehon piene-15 neminen nimellisnopeutta pienemmillä nopeuksilla. Samalla kuitenkin jäähdytystehon tarve voi säilyä ennallaan tai jopa kasvaa säätämättömään nopeuteen verrattuna. Hitaasti pyörivissä ja raskaasti kuormitetuissa sähkökoneissa, ei koneen käyttöakselille suoraan kytketty tuuletin ole riittävä ratkaisu edes nimellisnopeudella ja nimelliskuormituksella • · · *...· toimittaessa. Jotta koneen toimintalämpötila saadaan pysymään asetetuissa rajoissa, on • · · *... * 20 kehitettävä lisäj äähdytystä esimerkiksi lämmönvaihtimilla tai erillisillä tuulettimilla.The simplest solution is a fan directly connected to the shaft of the electrical machine, which rotates at the same speed as the electrical machine itself. In speed-controlled drives, the fan speed drops as well as the machine rotation speed, resulting in a reduction in cooling power at speeds lower than the rated speed. At the same time, however, the need for cooling power may remain unchanged or even increase compared to unregulated speed. In slow-rotating and heavy-duty electrical machines, a fan directly connected to the drive shaft of the machine is not an adequate solution even at rated speed and rated load • · · * ... ·. In order to keep the operating temperature of the machine within the set limits, • · · * ... * 20 additional cooling must be developed, for example, with heat exchangers or separate fans.

• · • · · • · · * · ;***; Murtovakokäämityksellä varustetut kestomagneettimoottorit ovat edullisia sähkömootto- • * · : reita sovelluksissa, joissa vaaditaan hidasta pyörimisnopeutta. Myös näiden hitaiden moot- toreiden jäähdytykseen tarvittava sisäinen ilmankierto heikkenee, kun pyörimisnopeus pienenee. On ehdotettu ratkaisuja, joissa sähkökoneeseen järjestetään toinen tuuletinta pyörit-ϊ.ί.ϊ 25 tävä roottori, joka on koaksiaalinen käyttöakselin kanssa ja jonka pyörimisnopeus on suu- • 41 rempi kuin käyttöakselin. Tällä nostetaan jäähdytysilman virtausnopeutta ja siten tehoste- ;*·*; taan jäähdytystä.• · • · · · · · *; ***; Permanent magnet motors with fractured coil are preferred electric motors for applications requiring slow rotation speeds. Also, the internal air circulation required to cool these slow engines will decrease as the rotation speed decreases. Solutions have been proposed in which an electric fan is provided with a second rotor rotating the fan, which is coaxial with the drive shaft and has a higher rotation speed than the drive shaft. This increases the flow rate of the cooling air and thus enhances the efficiency of the *; *; cooling.

• · * • · • · *1* Esimerkiksi patenttijulkaisusta GB 948013 tunnetaan ratkaisu, jossa hyödynnetään oi- * · • · : '* kosulkumoottorin jättämänopeutta. Julkaisussa osaa roottorin oikosulkusauvoista käytetään • · *···* 30 tuuletinmoottorin ’’staattorina”. Tuulettimen roottori on tuettu laakereiden avulla käyttöak selin roottoriin ja siten tuuletin voi pyöriä eri nopeudella kuin käyttöakseli.* 1 * For example, GB 948013 discloses a solution that utilizes the sliding speed of an off-road engine. In the publication, some of the rotor short-circuiting rods are used as "stator" of 30 · fan motors. The fan rotor is supported by bearings on the drive shaft rotor so that the fan can rotate at a different speed than the drive shaft.

2 1194582,119,458

Julkaisu GB 2139011 ehdottaa epätahtikoneeseen ratkaisua, jossa käyttöakselin toinen pää on tuettu tuuletinmoottorin laakereiden välityksellä sähkökoneen toiseen päätylevyyn. Käyttömoottoria ohjataan laajalla nopeusalueella kun taas tuuletinmoottorin nopeus vaihte-lee suhteellisen vähän.GB 2139011 proposes a solution for an asynchronous machine in which one end of the drive shaft is supported by the bearings of the fan motor to the other end plate of the electric machine. The drive motor is controlled over a wide speed range while the fan motor speed varies relatively little.

5 Tunnetun tekniikan mukaan tuuletinta pyörittävän roottorin nopeus on suurempi kuin varsinaisen käyttömoottorin. Tämä aikaansaadaan joko säätämällä tai konstruoimalla tuuletinta pyörittävä moottori eri tavalla kuin käyttömoottori. Käytännössä tällaiset järjestelyt vaativat aina ylimääräisiä osia, kuten lisälaakerointia ja -käämityksiä sekä ylimääräistä tilantarvetta.According to the prior art, the speed of the rotor rotating the fan is higher than that of the actual drive motor. This is accomplished by either adjusting or constructing the motor driving the fan differently from the drive motor. In practice, such arrangements always require additional components such as additional bearings and windings and additional space requirements.

10 Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada edullinen ja tehokas ilmajäähdytys sähkökoneelle, jossa käyttökoneena toimivan sähkökoneen akselin kanssa samalle akselille järjestetään tuuletinta käyttävä moottori. Tämän toteuttamiseksi keksinnön mukainen järjestely sähkökoneen jäähdyttämiseksi tunnetaan patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosan mukaisista ominaispiirteistä. Keksinnön eräille erityisille suoritusmuodoille ovat tunnusomaisia epäit-15 senäisissä patenttivaatimuksissa määritetyt ominaispiirteet.An object of the invention is to provide an inexpensive and efficient air cooling for an electric machine, in which a motor driving a fan is provided on the same axis as the drive machine. To accomplish this, the arrangement for cooling an electrical machine according to the invention is known from the features of the characterizing part of claim 1. Certain particular embodiments of the invention are characterized by the features defined in the dependent claims.

Keksinnön mukaisella ratkaisulla sähkökoneen jäähdytysvälineet muodostavat sähkökoneen kanssa yhtenäisen ja kompaktin rakenteen. Verrattuna perusratkaisuun, jossa tuuletin ... on kytketty suoraan sähkökoneen käyttöakselille, ei esillä olevassa ratkaisussa tarvita kuin • · IV.' tuuletinta pyörittävä apuroottori ja sen laakerointi sähkökoneen käyttöakselille. Pituus- * · .•I·, 20 suunnassa tuuletin vie saman tilan kuin edellä mainittu perusratkaisu. Samalla keksinnön • · · ,···, mukainen ratkaisu tuottaa riittävän jäähdytystehon sovelluksiin, joissa aiemmin on tarvittu • · • φ · . .·. käyttömoottorin ulkopuolisia jäähdytinratkaisuja.With the solution of the invention, the cooling means of the electrical machine form a unitary and compact structure with the electrical machine. Compared to the basic solution, in which the fan ... is directly connected to the drive shaft of the electrical machine, the present solution requires only a · · IV. ' auxiliary rotor rotating the fan and its bearing on the drive shaft of the electric machine. In the longitudinal * ·. • I ·, 20 direction, the fan takes up the same space as the above basic solution. At the same time, the solution of · · ·, ··· according to the invention provides sufficient cooling power for applications where it was previously required. . ·. non-propulsion radiator solutions.

• · « »·* ··« • · *···* Keksintöä kuvataan seuraavassa yksityiskohtaisesti sen erään suoritusmuodon avulla viita- • , ten piirustuksiin, joissa • · • « · • » #·· 25 - kuvio 1 esittää erästä keksinnön mukaista sähkökonetta, • * • ♦ · • · · l.‘. - kuvio 2 esittää erään keksinnön mukaisen koneen poikkileikkausta käyttöroottorin kohdalla ·· • · • ·· - kuvio 3 esittää erään keksinnön mukaisen koneen poikkileikkausta apuroottorin kohdalla.The invention will now be described in detail with reference to an embodiment of the drawings, in which: Figure 1 illustrates an embodiment of the invention. electric machine, • * • ♦ · • · · l. '. Fig. 2 is a cross-sectional view of a machine according to the invention at the drive rotor. Fig. 3 is a cross-sectional view of a machine according to the invention at the auxiliary rotor.

3 1194583, 119458

Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisen sähkökoneen halkileikkauskuva on esitetty kuviossa 1. Sähkökoneen runkorakenne 2 ympäröi staattorin 4 levypakkaa, joka on valmistettu magneettisesti johtavista levyistä. Staattoriin on muodostettu urat joihin käämitykset sovitetaan. Käämien vyyhdenpäät 14 ulkonevat staattorin kummastakin päästä levypakan 5 ulkopuolelle. Sähkökoneen päädyissä on laakerikilvet 12, jotka on kiinnitetty staattorin runkorakenteeseen 2. Laakerikilpien 12 keskelle on sovitettu laakerit 10, jotka tukevat sähkökoneen käyttöakselia 8, joka on tunnetulla tavalla liitetty sähkökoneen käyttämään työkoneeseen. Staattorin 4 sisäpuolelle on käyttöakselille 8 kiinnitetty sähkökoneen roottori 6, joka tässä suoritusmuodossa on valmistettu rautasydämestä, jonka pinnalle on sovitettu 10 sähkökonetta magnetoivat kestomagneetit. Sähkökone on hitaan pyörimisnopeuden moottori, jossa on suuri napaluku ja murtovakokäämitys, kuten myöhemmin tarkemmin kuvataan.A sectional view of an electrical machine according to one embodiment of the invention is shown in Figure 1. The body structure 2 of the electrical machine surrounds a plate pack of stator 4 made of magnetically conductive plates. The stator has grooves in which the windings are fitted. The coil ends 14 of the coils project from each end of the stator outside the plate pack 5. At the ends of the electrical machine are bearing shields 12 which are attached to the stator body structure 2. In the center of the shields 12 are bearings 10 which support the drive shaft 8 of the electrical machine, which is known to be connected to the working machine used by the electrical machine. On the inside of the stator 4 is mounted on the drive shaft 8 a rotor 6 of an electrical machine, which in this embodiment is made of an iron core with permanent magnets magnetizing 10 electrical machines on its surface. The electric machine is a slow-speed motor with a high number of poles and a constant breaking winding, as will be described in more detail below.

Sähkökoneen roottorin oikealle puolelle kuviossa 1 on sovitettu apuroottori 16, joka pyörittää siihen suoraan kiinnitettyä tuuletinta 20. Apuroottori 16 on tuettu akselille 8 laake-15 reillä 18 ja on siten pyörivä sekä staattorin 4 että sähkökoneen roottoriin 6 suhteen. Tuuletin 20 ohjaa jäähdytysilmaa vyyhdenpäille 14 ja staattoriin 4 sekä roottoriin 6 kuten on tunnettua sähkökoneiden ilmajäähdytyksen yhteydessä. Sähkökoneen roottorin vasemmalle puolelle kuviossa 2 on asennettu toinen apuroottori 16’ ja siihen yhdistetty toinen tuuletin 20’. Toinen apuroottori 16’ on myös laakeroitu akselille 8 laakerilla 18’ ja toinen tuuletin lt 20 20’ toimii siten olennaisesti samalla tavalla kuin sähkökoneen toiseen päähän asennettu • · · tuuletin 20. Verrattuna roottoriin 6 apuroottorit 16 ja 16’ ovat huomattavasti lyhyempiä • · V.: aksiaalisuunnassa. Apuroottori 16 voi olla rakenteeltaan samanlainen kuin roottori 6, joi- • · · loin se on valmistettu rautasydämestä, esimerkiksi valurautasydämestä, jonka ulkopinnalle •.:. · on liimattu kestomagneetit. Apuroottorit voivat olla ulkomuodoltaan kiekkomaisia.On the right side of the rotor of the electric machine, in Fig. 1, auxiliary rotor 16 is mounted which rotates a fan 20 directly attached thereto. The auxiliary rotor 16 is supported on shaft 8 by bearings 18 and thus rotates with respect to both stator 4 and rotor 6 of electric machine. The fan 20 directs cooling air to the coil ends 14 and the stator 4 and rotor 6 as is known in connection with air cooling of electrical machines. On the left side of the rotor of the electric machine in Fig. 2, a second auxiliary rotor 16 'and a second fan 20' are mounted. One of the auxiliary rotors 16 'is also mounted on shaft 8 by a bearing 18' and the other fan lt 20 20 'thus operates in substantially the same manner as the fan 20 mounted on one end of the electric machine. : in axial direction. The auxiliary rotor 16 may be of the same construction as the rotor 6 in which it is made of an iron core, for example, a cast iron core having an outer surface:.:. · Permanent magnets are glued. The auxiliary rotors may be disc-shaped in appearance.

• · · • · • · • · · 25 Sähkökone on liitetty joko suoraan verkkoon, jolloin syöttötaajuus on yleisesti 50 Hz, tai ; ; *: ohj atussa käytössä taaj uusmuuttaj an kautta, jolioin syöttötaajuus vaihtelee säätöalueella.25 The electrical machine is either directly connected to the mains with an input frequency of generally 50 Hz, or; ; *: In controlled mode via frequency converter, the input frequency varies within the adjustment range.

• t· : * * *; S ähkökoneen staattorikäämitykseen syötetty vaihtovirta generoi sähkökoneeseen magneet- • · · .···. tikentän, jonka taajuus vastaa jännitteen syöttötaajuutta. Tämä päämagneettivuo sulkeutuu • · · * ,···. staattorin, koneen ilmavälin ja roottorin kautta ja sen avulla tuotetaan koneen käyttöteho.• t ·: * * *; The alternating current supplied to the stator winding of the electric machine generates a magnet • · ·. ···. a path whose frequency corresponds to the voltage supply frequency. This main magnetic flux closes • · · *, ···. through the stator, the air gap of the machine and the rotor, and by means of which the power of the machine is produced.

• · · 30 Vaihtosähkökoneen pyörimisnopeus määräytyy tunnetusti koneen napapariluvun mukaan.• · · 30 The speed of rotation of an alternating electrical machine is known to depend on the number of hubs in the machine.

• · • ·» *... Kun kaksinapaisen moottorin pyörimisnopeus 50 Hertzin syöttötaajuudella on 3000 kier- • * rosta minuutissa, on esimerkiksi 30-napaisen moottorin nopeus samalla taajuudella vain 200 kierrosta minuutissa.• · • · »* ... When a two-pole motor rotates at 3,000 rpm at 50 Hertz feed rate, for example, a 30-pole motor at the same frequency is only 200 rpm.

4 1194584, 119458

Hitaassa käytössä eräs edullinen ratkaisu on ns. pienen vakoluvun (vakoluku q<l) kesto-magneettimoottori. Moottorin käämitys on yksinkertainen ja roottoriin on helppo tehdä vastaava suuri napaluku, esim. liimaamalla magneetteja umpirautaisen roottorin pinnalle. Staattorikäämitys on valmistettu ns. murtovakokäämityksenä, jossa urien lukumäärä vai-5 hetta ja napaa kohti on murtoluku.. Esimerkkinä pienen vakoluvun murtovakokäämitykses-tä voidaan esittää sähkökone, jonka napaluku 2p=34, vaiheluku m=3 ja staattoriurien lukumäärä Ql=36. Tällöin vakoluku q = Ql/(2*p*m) = 36/(34*3) = 6/17. Pääkenttä on 34-napainen, ja 50 Hz:n syöttötaajuudella se pyörii 176 1/min. Murtovakokäämitys generoi pääkentän lisäksi useita aliharmonisia kenttiä, jotka myös sulkeutuvat staattorin ja roottorin 10 magneettipiirien kautta. Erityisesti 34-napainen pääkenttä generoi magneettikenttiä, jotka ovat 2-, 4-, 6-ja 8-napaisia. Kun käyttöroottorin akselille on laakeroitu apuroottori, jonka napaluku on esimerkiksi 2, aiheuttaa päävuon vastaava aliharmoninen komponentti vään-tömomentin apuroottoriin ja pyörittää sitä 3000 1/min. Apuroottoriin kiinnitetyn sisätuulet-timen kehänopeus kasvaa riittävän suureksi, jotta se riittää jäähdyttämään sähkökonetta.One advantageous solution for slow use is the so-called. low-constant (constant q <l) permanent magnet motor. The motor winding is simple and it is easy to make a corresponding large number of poles in the rotor, for example by gluing magnets to the surface of a solid-iron rotor. The stator winding is made of so-called. An example of a low constant number fracture winding is an electrical machine having a pole number of 2p = 34, a phase number of m = 3 and the number of stator grooves Ql = 36. Then the constant number q = Ql / (2 * p * m) = 36 / (34 * 3) = 6/17. The main field is 34-pole and rotates at 176 rpm at a 50 Hz input frequency. In addition to the main field, the fractured constant winding generates a number of subharmonic fields which also close through the magnetic circuits of the stator and rotor 10. In particular, the 34-pole Main field generates magnetic fields that are 2, 4, 6, and 8 poles. When an auxiliary rotor having a pole number of 2, for example, is mounted on the drive rotor shaft, the corresponding subharmonic component of the main flow causes a torque to the auxiliary rotor and rotates it at 3000 rpm. The peripheral speed of the internal fan attached to the auxiliary rotor increases sufficiently that it is sufficient to cool the electrical machine.

15 Kaksinapainen apuroottori on edullinen, koska pyörimisnopeus on suurin. Toisaalta myös muut sähkökoneen kenttää nopeammin pyörivät aliharmoniset kentät ovat käytettävissä keksinnönmukaisella tavalla, koska niiden pyörittämä tuulettimeen kiinnitetty apuroottori pyörii käyttöroottoria nopeammin. (Aliharmonisten kenttien suuruus ja voimakkuus on konekohtainen ominaisuus ja sen vuoksi tulee kussakin sovelluksessa erikseen määrittää, mi- : 20 kä on apuroottorin käyttökelpoisin napaluku. Vastaavasti apuroottorin pyörimisnopeus • · · :>m: vaikuttaa tuulettimen j a koneen sisäisiin ilmanohjaimiin, niiden sijoituksiin ja muotoiluihin · V, ϊ sekä ilmanottoaukkoihin).15 A two-pole auxiliary rotor is advantageous because of the highest rotation speed. On the other hand, other subharmonic fields that rotate faster than the field of the electrical machine are also available in the manner of the invention, because the rotor auxiliary rotor attached to them rotates faster than the drive rotor. (The magnitude and intensity of the subharmonic fields is a machine-specific feature, and therefore, each application must determine which 20 is the most useful auxiliary rotor hub number.) V, ϊ and air intakes).

· · • · • · • · · , Kuviossa 1 on apuroottori tai lisäroottori asennettu molemmille puolille sähkökoneen käyt- • · * .**·. töroottoria. Jäähdytysilman ohjaus sähkökoneen sisällä toteutetaan sen mukaisesti, mikä on * · 25 sähkökoneen mitoitettu jäähdytystänne. Siten sähkökoneessa voi olla sovelluskohtaisesti • :*: yksi tai kaksi tuuletinta. Tuulettimien ilmavirta voidaan ohjata sisään molemmista päistä ja • « :***: ulos sähkökoneen keskeltä. Tai vastakkaisiin päihin asennetuilla tuulettimilla jäähdytysil- • · · mavirta voidaan ohjata sisään toisesta päästäjä ulos toisesta ja sähkökoneen sisällä jäähdy- • · · ,···. tysilma ohjataan eniten lämpöä kehittäviin kohteisiin. Jäähdytysilman ohjaus voidaan to- M· ,.* 30 teuttaa sinänsä tunnetuilla tavoilla, kuten sisäisillä jäähdytyskanavilla.In Fig. 1, an auxiliary rotor or auxiliary rotor is mounted on both sides of an electric machine drive. töroottoria. The control of the cooling air inside the electrical machine is carried out in accordance with your * · 25 rated electrical cooling unit. Thus, the electrical machine may have one or two fans per application:: *: one or two fans. The airflow of the fans can be directed in from both ends and • «: ***: out of the center of the electrical machine. Or with fans mounted at opposite ends, the cooling air flow can be used to direct • • ·, ··· from one outlet to the other and inside the electrical machine. air is directed to the most heat generating sites. The control of the cooling air can be performed by methods known per se, such as internal cooling ducts.

* *·· • · · *...· Kuvioissa 2 ja 3 on havainnollistettu keksinnön mukaisen ratkaisun toimintaa sähköko neessa, joka on magnetoitu kestomagneeteilla ja jossa puhallinta pyörittävä apuroottori on 5 119458 myös magnetoitu kestomagneeteilla. Soveltuvin osin on kuvioissa 2 ja 3 käytetty samoja viitenumerotta kuin kuviossa 1. Kuviossa 2 on kuvattu 34-napaisen sähkökoneen poikkileikkauksen puolikas akselin suunnassa koneen staattorin 4 ja roottorin 6 kohdalta. Esityksen selvyyden vuoksi poikkileikkauksessa ei ole kuvattu staattorin käämiuria ja hampaita.Figures 2 and 3 illustrate the operation of the solution according to the invention in an electrical machine magnetized with permanent magnets and wherein the fan rotor auxiliary rotor is also magnetized with permanent magnets. Where applicable, the same reference numerals as in FIG. 1 are used in FIGS. 2 and 3. FIG. 2 illustrates an axial half-section of a 34-pole electrical machine at the stator 4 and the rotor 6 of the machine. For clarity of presentation, the stator winding wall and teeth are not described in the cross-section.

5 Roottorin ulkopinnalle, so. ilmavälin 22 puoleiselle pinnalle on kiinnitetty kestomagneetteja 26 ja 28, joita kuvion 2 toteutusmuodossa on 34 kappaletta. Kestomagneetit 26 on magnetoitu siten, että roottorin ulkokehällä vuorotellen on ilmaväliin 22 päin kestomagneetin 26 S-napa ja kestomagneetin 28 N-napa. Staattorin käämityksen (ei esitetty kuviossa 2) indusoimaa päämagneettikenttää on kuvattu vuoviivoilla 24, jotka sulkeutuvat staattorin 4 10 ja roottorin 6 kautta. Vuot sulkeutuvat vierekkäisten vasta- ja myötäpäivään napojen kautta, jolloin vuon kulkusuunta on vuoviivojen 24 nuolien mukainen. Syöttötaajuuden ollessa 50 Hz on tämän 34-napaisen koneen pyörimisnopeus noin 176 kierrosta minuutissa.5 On the outer surface of the rotor, i. fixed magnets 26 and 28, 34 of which are embodiments of Fig. 2, are mounted on the surface facing the air gap 22. The permanent magnets 26 are magnetized so that the outer periphery of the rotor has alternately an S-pole of the permanent magnet 26 and an N-terminal 28 of the permanent magnet towards the air gap 22. The main magnetic field induced by the stator winding (not shown in Fig. 2) is illustrated by the dashed lines 24 which close through the stator 410 and the rotor 6. The flows close through adjacent counterclockwise and clockwise poles, whereby the flow direction follows the arrows of the lining lines 24. At a feed rate of 50 Hz, this 34-pole machine has a rotation speed of approximately 176 rpm.

Kuviossa 3 on kuvattu poikkileikkaus apuroottorin 16 kohdalta. Apuroottorin ulkopinnalle, siis ilmavälin 22 puoleiselle kehäpinnalle on kiinnitetty kestomagneetti 30. Apuroottori 15 16 on laakerilla 10 tuettu pyörivästi akselille 8. Sähkökoneen staattorikäämityksen (ei esi tetty kuviossa 3) indusoima aliharmoninen magneettikenttä, jonka napaluku on kaksi, sulkeutuu vuoviivojen 32 mukaisesti staattorin 4 selän ja apuroottorin 16 selän sekä ilmavälin ja kestomagneetin 30 kautta. Kestomagneettia 30 vastaavasti apuroottorin toiselle kehäpuo-liskolle on asennettu vastakkaissuuntainen kestomagneetti. Vaikka kuviossa 3 kestomag-:[**: 20 neetti on esitetty yhdestä kappaleesta muodostettuna, voi se koostua useasta roottorin ulko- : t ((: kehän suunnassa rinnakkaisesta kestomagneettikappaleesta, jotka on magnetoitu samaan • a ϊ,ϊ,ϊ suuntaan. Kuviossa 3 apuroottori on muodostettu kaksinapaisena, mutta yhtä hyvin apu- • · · roottorin voi olla neljä-, kuusi- tai kahdeksannapainen kuvion 2 34-napaisen koneen yhtey-dessä. Samoin voi apuroottorin napaluku olla mikä tahansa, mikä vastaa varsinaisen säh- • · · *... * 25 kömoottorin magneettikentän aliharmonista kenttää.Figure 3 is a cross-sectional view of the auxiliary rotor 16. A permanent magnet 30 is attached to the peripheral surface of the auxiliary rotor, i.e. to the peripheral surface of the air gap 22. through the back of the auxiliary rotor 16 and through the air gap and the permanent magnet 30. Corresponding to the permanent magnet 30, an opposite permanent magnet is mounted on the second peripheral half of the auxiliary rotor. Although in Fig. 3, the permanent magnet -: [**: 20] is shown as a single piece, it may consist of several rotor exteriors ((: circumferentially parallel permanent magnet pieces magnetized in the same direction • a ϊ, ϊ, ϊ). the auxiliary rotor is configured as a bipolar, but equally, the auxiliary rotor may be four, six, or eight pole in connection with the 34-pole machine of Figure 2. Likewise, the auxiliary rotor may have any number of poles that corresponds to the actual electrical power. ... * 25 subharmonic fields of the magnetic field of the coil motor.

• :*; Keksintöä on edellä kuvattu sen erään suoritusmuodon avulla. Esitystä ei ole kuitenkaan • · a ·***: katsottava patentin suojapiiriä rajoittavana, vaan keksinnön toteutus voi vaihdella seuraa- • · · ,···, vien patenttivaatimusten määrittämissä rajoissa.•: *; The invention has been described above with reference to an embodiment thereof. However, the disclosure is not to be construed as limiting the scope of the patent, but the implementation of the invention may vary within the scope of the following claims.

• · · a a a a a · a a aa· • • a • a a aa ;···. 30 a a a a a• · · a a a a · · a a aa · • • a • a aa; ···. 30 a a a a a a

Claims (8)

1. En anordning för kylning av en elmotor, vilken elmotor innefattar en stator (4), vilken elmotors poltat är väsentligt stor och vars rotor (6) är infast pä elmotoms drivaxel (8), varvid i elmotom induceras ett pä statom och rotom verkande huvudmagnetfält, och 5 tillsammans med vilken motors rotor (6) pä samma axel (8) väsentligen innanför motoms stator (4) finns placerad en hjälprotor (16, 16’), som är anordnad att rotera i förhällande till elmotoms stator (4) och drivaxel (8) och vars poltal är väsentligt mindre än elmotoms poltal, kännetecknad av, att pä elmotoms stator (6) är anordnad att verka ätminstone ett subharmoniskt magnetfält, som är inducerat av statorlindningen och som är anordnat att 10 verka ätminstone pä hjälprotom (16, 16’), varvid det subharmoniska magnetfältet är arrangerat att rotera hjälprotom (16,16’) och den pä hjälprotom anordnade fläkten (20).An apparatus for cooling an electric motor, the electric motor comprising a stator (4), the pole of which the electric motor is substantially large and whose rotor (6) is mounted on the drive shaft (8) of the electric motor, whereby in the electric motor an actuator is operated on the stator and the rotor. a main magnetic field, and together with which the rotor (6) of the motor on the same shaft (8) substantially inside the stator (4) of the motor is placed an auxiliary rotor (16, 16 '), which is arranged to rotate in relation to the stator (4) of the electric motor. drive shaft (8) and whose pole number is substantially smaller than the electric motor's pole number, characterized in that on the electric motor's stator (6) is arranged to operate at least one subharmonic magnetic field induced by the stator winding and arranged to operate at least on the auxiliary motor (16). , 16 '), wherein the subharmonic magnetic field is arranged to rotate the auxiliary rotor (16,16') and the fan (20) arranged on the auxiliary rotor. 2. En anordning enligt patentkrav 1, kännetecknad av, att elmotoms spärtal q är mindre än 1.2. A device according to claim 1, characterized in that the locking speed q of the electric motor is less than 1. 3. En anordning enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknad av, att elmotoms poltal är 15 större än 20 och hjälprotoms poltal är högst 8.3. A device according to claim 1 or 2, characterized in that the pole number of the electric motor is greater than 20 and the pole number of the auxiliary motor is not more than 8. 4. En anordning enligt nägot av patentkraven 1-3, kännetecknad av, att elmotoms ; ’ * *; poltal är 34 och hj älprotoms poltal är högst 8. • · · • · • ·A device according to any of claims 1-3, characterized in that the electric motor; '* *; the pole number is 34 and the pole number of the helper protector is a maximum of 8. • · · • · • · 5. En anordning enligt nägot av patentkraven 1-4, kännetecknad av, att hjälprotom • t · ,··*4 (16) ar arrangerad och lagrad i drivaxelns (8) första ände. ··* • ·Device according to any of claims 1-4, characterized in that the auxiliary motor • t ·, ·· * 4 (16) is arranged and stored at the first end of the drive shaft (8). ·· * • · 6. En anordning enligt nägot av patentkraven 1-4, kännetecknad av, att i elmotom φ · · • · **··* anordnats tvä hjälprotorer (16, 16’) som är arrangerade i drivaxelns (8) första och andra ände. • · • ··A device according to any of claims 1-4, characterized in that two auxiliary rotors (16, 16 ') arranged in the first and second ends of the drive shaft (8) are arranged in the electric motor φ · · • · ** ·· *. • · • ·· 7. Anordning enligt nägot av patentkraven 1-6, kännetecknad av, att elmotom är : magnetiserad med permanentmagneter (26,28). • · * 1Device according to any of claims 1-6, characterized in that the electric motor is: magnetized with permanent magnets (26,28). • · * 1 8. Anordning enligt nägot av patentkraven 1-7, kännetecknad av, att elmotoms ··· *.* * hjälprotor (16,16’) är magnetiserad med permanentmagneter (30). • *Device according to any one of claims 1-7, characterized in that the auxiliary rotor (16,16 ') of the electric motor (16,16') is magnetized with permanent magnets (30). • *
FI20060800A 2006-09-07 2006-09-07 Arrangements for cooling an electric machine FI119458B (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20060800A FI119458B (en) 2006-09-07 2006-09-07 Arrangements for cooling an electric machine
PCT/FI2007/000226 WO2008028996A1 (en) 2006-09-07 2007-09-07 Arrangement for cooling an electrical machine
EP07823087A EP2059996A4 (en) 2006-09-07 2007-09-07 Arrangement for cooling an electrical machine

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20060800 2006-09-07
FI20060800A FI119458B (en) 2006-09-07 2006-09-07 Arrangements for cooling an electric machine

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20060800A0 FI20060800A0 (en) 2006-09-07
FI20060800A FI20060800A (en) 2008-03-08
FI119458B true FI119458B (en) 2008-11-14

Family

ID=37067127

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20060800A FI119458B (en) 2006-09-07 2006-09-07 Arrangements for cooling an electric machine

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2059996A4 (en)
FI (1) FI119458B (en)
WO (1) WO2008028996A1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008019644A1 (en) * 2008-04-18 2009-10-22 Siemens Aktiengesellschaft Electric drive machine
ITBO20090075A1 (en) * 2009-02-13 2010-08-14 Magneti Marelli Spa ELECTRIC MACHINE WITH SINGLE STATOR AND TWO ROTORS BETWEEN THEM INDEPENDENT AND ROAD VEHICLE PROVIDED WITH THIS ELECTRIC MACHINE
US8633627B2 (en) 2011-08-30 2014-01-21 General Electric Company Electric machine
CN107046347B (en) * 2017-03-06 2019-04-19 宁波诺丁汉大学 Motor with radiator
CN215419958U (en) * 2021-07-29 2022-01-04 扬州仁智信息科技有限公司 Constant-rotating-speed heat dissipation motor for electric tool

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1112782B (en) * 1960-05-20 1961-08-17 Siemens Ag Ventilation of motors with slack runners by their own, co-rotating fan motor
JPS55173276U (en) * 1979-05-29 1980-12-12
GB2139011B (en) * 1983-04-18 1986-06-11 Elektromotoren Z Elprom Ansynchronous motor with two rotors
AT408045B (en) * 1998-01-30 2001-08-27 Schroedl Manfred Dipl Ing Dr ELECTRICAL MACHINE
US6639337B1 (en) * 1999-09-27 2003-10-28 Nissan Motor Co., Ltd. Motor/generator with multiple rotors
KR100624720B1 (en) * 2005-02-21 2006-09-20 엘지전자 주식회사 rotary resonance type motor

Also Published As

Publication number Publication date
FI20060800A0 (en) 2006-09-07
WO2008028996A1 (en) 2008-03-13
EP2059996A4 (en) 2012-06-27
FI20060800A (en) 2008-03-08
EP2059996A1 (en) 2009-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7078840B2 (en) Brushless rotary electric machine having tandem rotary cores
US7750529B2 (en) Electric Pump
US8749105B2 (en) Magnetic inductor rotary machine and fluid transfer apparatus that uses the same
US10447102B2 (en) Permanent magnet electrical machines and methods of assembling the same
JP2019531044A (en) Hermetic rotary electric machine with internal cooling system
EP1333561A2 (en) Rotor cooling apparatus
US9997982B2 (en) Rotating electrical machine comprising at least one stator and at least two rotors
RU2698323C1 (en) Rotor of rotary dynamo-electric machine with excitation from permanent magnets and its application
JP2002537749A (en) Electric machine
KR20090029439A (en) Ipm motor and vacuum inhaling apparatus using the same
US8330319B2 (en) Substantially parallel flux uncluttered rotor machines
WO2010127469A1 (en) Ac elelctric machine with claw poles
FI119458B (en) Arrangements for cooling an electric machine
JP2004312898A (en) Rotor, stator, and rotating machine
JP2013128371A (en) Fan motor
JP3763462B2 (en) Self-starting synchronous motor and compressor using the same
CN207819594U (en) A kind of New-type electric machine of Low gullet torque
CN210629312U (en) Radial magnetic field composite double-stator motor
CN110635639A (en) Radial magnetic field composite double-power current motor
JP2005160275A (en) Motor and washing machine using same
KR20070112686A (en) Cooling system of disk type motor and generator with teeth structure of segment type or insert type
CN108155737A (en) A kind of motor of Low gullet torque
KR102609596B1 (en) Axial flux motor with cooling structure using a tesla turbine
US20220231555A1 (en) Axial flux motor having a mechanically independent stator
EP4329160A1 (en) Magnetic geared rotary machine, power generation system, and drive system

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 119458

Country of ref document: FI

PC Transfer of assignment of patent

Owner name: ABB TECHNOLOGY AG

MM Patent lapsed