KR19990014769A - 전동기 구동 시스템 - Google Patents

전동기 구동 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR19990014769A
KR19990014769A KR1019970708112A KR19970708112A KR19990014769A KR 19990014769 A KR19990014769 A KR 19990014769A KR 1019970708112 A KR1019970708112 A KR 1019970708112A KR 19970708112 A KR19970708112 A KR 19970708112A KR 19990014769 A KR19990014769 A KR 19990014769A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
motor
fan wheel
speed
motor shaft
drive system
Prior art date
Application number
KR1019970708112A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100415128B1 (ko
Inventor
볼프강 리네르트
Original Assignee
디터크리스트
지멘스악티엔게젤샤프트
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 디터크리스트, 지멘스악티엔게젤샤프트 filed Critical 디터크리스트
Publication of KR19990014769A publication Critical patent/KR19990014769A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100415128B1 publication Critical patent/KR100415128B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/02—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
    • H02K9/04—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium
    • H02K9/06—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium with fans or impellers driven by the machine shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/026—Units comprising pumps and their driving means with a magnetic coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/09—Machines 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)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Primary Cells (AREA)
  • Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Control Of Stepping Motors (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

철도 차량 및 궤도 차량용 구동 장치에서는 구동 모터(8)의 냉각이 개선되어야 한다. 이러한 목적을 위해, 모터 샤프트(3) 및 팬휠(1) 사이에는 전자 회전수 제한 장치 및 조절 장치(7)가 제공되고, 상기 장치는 팬휠의 회전수 이상으로 모터 회전수가 증가함에 따라 필요한 냉각 공기량 만큼 냉각 공기 이송을 제한하며, 예정될 수 있는 모터 회전수부터 팬휠의 회전수가 모터 회전수에 비해 감소될 수 있다.

Description

전동기 구동 시스템
회전 전류-철도 견인 모터와 같은 철도 차량 및 궤도 차량용 전동기는, 모터-토크 및 모터 중량 그리고 구조적 형태를 작게 유지하기 위해 점점 더 높은 회전수로 작동된다. 독일 특허 출원 공고 명세서 25 14 265호에 따라, 모터를 냉각시키기 위해 모터 샤프트상에 고정 배치된 하나의 팬휠이 제공되며, 상기 팬휠은 개별 모터 회전수로 구동되고, 모터에 의해서 또는 특수한 외부-냉각 채널을 통해 주변 공기를 흡입 또는 밀어낸다.
주변 공기 및 모터의 공기 이송량에 의존하지 않도록 하기 위해, 공기 가이드 장치 및 고유의 송풍기 모터를 갖춘 외부 환기 장치를 기초로하여 또는 수냉을 기초로하여 작동되는 외부 냉각 시스템이 이미 제안되었다. 그러나 상기 냉각 시스템 및 상기 시스템의 제어는 비용이 많이 든다.
회전 속도가 상승됨에 따라 증가되는 모터 소음을 환기 장치에 의해 감소시키기 위해, 스위스 특허 출원 공개 명세서 664 242호에는 회전하는 전기 기기용 냉각 공기 환기 장치가 공지되어 있는데, 상기 장치는 요우크에 고정된 고정자, 및 상기 요우크상에 회전 가능하게 지지된 샤프트상에 고정된 회전자를 포함하며, 이 경우 상기 냉각 공기 환기 장치는 베어링에 의해 샤프트상에 회전 가능하게 배치된다. 다수의 자석쌍이 상기 회전자 또는 환기 장치 위에 고정된다. 철을 함유하지 않는 플레이트는 상기 환기 장치에 또는 회전자에 고정되며, 상기 자석쌍 사이에 배치된 링형 플랜지를 포함한다. 상기 환기 장치는 자석과 플레이트 플랜지내에 유도된 와류 사이의 상호 작용에 의해 구동된다. 속도의 함수로서 증가하는 슬립이 나타나며, 환기 장치에 의해 야기되는 소음 레벨이 감소된다.
전술한 모터 냉각시, 모터 샤프트상에 고정 배치된 팬휠에 의해 냉각 공기량이 각각의 모터 회전수에 비례한다는 사실이 발견되었으며, 따라서 통상적으로 높은 회전수 범위내에서는 냉각에 필요하지 않은 많은 냉각 공기량이 생기고, 상기 과공기는 높은 에너지 소비 및 심한 방해 소음을 야기시킨다. 높은 에너지 소비는 또한 구동 모터의 불필요한 가열을 야기시킨다.
본 발명은, 하나의 전동기 및 모터 샤프트상에 배치된 하나 이상의 팬휠을 갖는, 특히 철도 차량 및 궤도 차량용 전동기 구동 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 도면을 참조하여 하기의 실시예에서 자세히 설명된다.
도 1은 특히 높은 회전수로 작동될 수 있는 회전 전류-철도 견인 모터에 적합한, 본 발명에 따른 전동기 구동 시스템의 단면도이다.
본 발명의 목적은, 구동 모터의 냉각과 관련하여 전술한 전동기 구동 장치를 개선시키는 것이다.
상기 목적은 본 발명에 따라 청구의 범위 제 1항의 특징에 의해 달성된다. 본 발명에 의해, 비교적 낮은 모터 회전수에서는 냉각 공기량이 충분히 이용되는 한편, 모터 회전수가 비교적 높거나 또는 높은 경우에는 이송되는 냉각 공기량이 더 이상 상승되는 모터 회전수에 비례하여 증가되지 않는다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 모터 샤프트상에 회전 가능하게 고정 지지된 팬휠 및 모터 샤프트 사이에는 모터 회전수에 의존하여 작용하는 슬립핑 클러치가 제공되며, 상기 클러치의 종속 작용은 모터 샤프트의 회전수가 증가됨에 따라 거의 무효화될 때까지 중단되다가 모터 회전수가 감소될 때 다시 완전한 종속 작용이 이루어질 때까지 증가되도록 이루어진다.
따라서, 공지된 외부 환기 또는 수냉, 많은 기술적인 비용 또는 필수 조건, 특수하고 비싼 스위칭 장치 및 모니터링 장치를 투입하지 않고서도, 주행 동작에 매칭되는 모터 냉각이 이루어질 수 있다. 또한, 보다 간단하고 강력한 고유의 환기 장치를 갖춘 전동기 구동 장치가 구현될 수 있다.
본 발명에 따른 바람직한 실시예에서, 냉각 공기량의 회전수 비례성은 단지 냉각 요구에 충분한 회전수까지만 유지될 수 있고, 상기 회전수부터는 팬휠이 작은 회전수로 구동됨으로써, 에너지 소비 및 송풍기의 소음이 현저하게 감소될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예는 다른 청구항에서 제공된다.
하나의 모터 베어링(4) 및 하나의 모터 샤프트(3)는 공지된 전동기(8)에 의해 설명된다. 상기 모터 샤프트(3)상에는 전동기(8)를 공랭시키기 위한 하나의 팬휠(1)이 제공된다. 이 경우 팬휠의 보스(11)가 베어링(2)의 중간 장치 하부에 있는 모터 샤프트(3)상에서 자유롭게 회전될 수 있도록 지지됨으로써, 상기 팬휠이 직접 방식 구동 장치 없이도 모터(8)와 커플링된다.
모터 샤프트(3)상에 자유롭게 회전될 수 있도록 지지된 팬휠(1) 및 상기 모터 샤프트 사이에는 냉각 공기 송풍기용 전자 회전수 제한 장치 및 회전수 조절 장치가 있다. 실시예에서 슬립핑 클러치(5 - 7)로 설계된 상기 장치는, 팬휠에 작용하는 구동 작용이 모터 회전수가 증가함에 따라, 특히 소정의 회전수 범위부터 상기 슬립핑 클러치를 통해 감소되는 방식으로 작용한다. 상기 슬립핑 클러치는 다른 한편으로, 소정의 회전수 범위 아래로 모터 회전수가 떨어질 때 팬휠에 작용하는 커플링의 구동 작용이 증가되도록 작용한다.
도시된 실시예에서 상기 모터 샤프트(3)는 예컨대 링형 리세스(13)내에서 영구 자석(5)을 지지하는 한편, 상기 팬휠(1) 또는 팬휠 보스(11)에는 바람직하게 자기성 재료(6)내로 삽입되는 하나 이상의 단락 권선 또는 케이지 권선(7)이 장치된다. 실시예에서 상기 장치는, 팬휠 베어링(2) 및 전자부(6, 7) 사이에 스페이서(10)를 갖는 하나의 열 절연 장치가 상기 장치에 제공되고, 모터(8)를 향한 상기 부품(6, 7)의 측면상에 축방향 고정 장치(9)가 제공되도록 형성된다. 팬휠의 날개는 도면 부호 (12)로 표시되었다.
도시되지 않은 실시예에 따라, 영구 자석이 또한 팬휠에도 배치됨으로써 전자부(6, 7)가 모터 샤프트에 배치될 수 있다. 상기 슬립핑 클러치의 자기성 여기는 영구 자석을 통해 및 모터 샤프트(3) 또는 팬휠(1)의 회전에 의해 이루어진다. 팬휠의 종속 작용에 필요한 토크는 케이지 회전자를 갖는 비동기 장치에서와 동일한 원리로, 단락 권선(7)내에서의 전기 전압의 유도에 의해 형성된다. 상기 케이지 권선은 - 영구 자석의 설치에 의존하여 - 팬휠내에 또는 모터 샤프트상에 배치될 수 있고, 자기성 재료(6)내에 삽입된다. 상기 장치는 특히, - 상황에 따른 반응 모멘트는 제외하고 - 미리 주어진 회전수에서 최대 모멘트(미동 모멘트(tilting moment))가 달성되도록 측정되며, 상기 회전수에서는 상기 모멘트가 공기 역학적 순환의 압력 강하의 극복을 위해 충분하다. 상기 회전수는 통상적으로 최대 회전수의 60 내지 70%이다. 상기 모터 회전수가 상기 값을 초과하면, 팬휠용 커플링의 토크-유도-특성 곡선으로 인해 비교적 낮은 회전수가 설정되고, 그럼으로써 냉각 공기량, 에너지 비용 및 팬 소음이 감소된다.
본 발명에 따른 전동기 구동 시스템은 철도 차량 및 궤도 차량에 이용될 수 있다.

Claims (10)

  1. 하나의 전동기(8) 및 모터 샤프트(3)상에 배치된 적어도 하나의 팬휠(1)을 갖는, 특히 철도 차량 및 궤도 차량용 전동기 구동 시스템에 있어서,
    모터 회전수가 팬휠의 회전수 이상으로 증가함에 따라 냉각 공기의 이송을 필요한 냉각 공기량으로 제한하는 전자 회전수 제한 장치 및 전자 회전수 조절 장치(5 - 7)가 제공되며, 예정될 수 있는 모터 회전수부터는 냉각팬의 회전수가 모터회전수에 비해 감소될 수 있는 것을 특징으로 하는 전동기 구동 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    슬립핑 클러치의 종속 작용은 모터 샤프트의 회전수가 상승됨에 따라 거의 무효화될 때까지 정지될 수 있고, 모터 회전수가 감소됨에 따라 재차 완전한 종속 작용까지 증가되는 방식으로, 모터 회전수에 의존하여 작용하는 전자 슬립핑 클러치(5 - 7)가 모터 샤프트(3)상에 자유롭게 회전될 수 있도록 지지된 팬휠(1) 및 상기 모터 샤프트(3) 사이에 제공되는 것을 특징으로 하는 전동기 구동 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    모터 샤프트(3)가 영구 자석(5)을 지지하고, 상기 팬휠(1)의 보스(11)내에 단락 권선(7)이 제공되는 것을 특징으로 하는 전동기 구동 시스템.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 팬휠에 영구 자석이 제공되고, 상기 모터 샤프트에 하나의 단락 권선이 제공되는 것을 특징으로 하는 전동기 구동 시스템.
  5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 단락 권선(7)이 자기화 가능한 재료(6)내에 삽입되는 것을 특징으로 하는 전동기 구동 시스템.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    캡슐화된 또는 폐쇄 통풍형 전자 모터(8)용 팬휠(1)이 흡입 환기 장치 또는 압력 환기 장치용 모터 샤프트(3)상에 자유롭게 지지 및 형성되는 것을 특징으로 하는 전동기 구동 시스템.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 팬휠(1)은 상기 팬휠 보스(11)내에 삽입된 베어링(2)을 통해 모터 샤프트(3)상에 자유롭게 회전될 수 있도록 지지되고, 상기 팬휠 보스는 모터 샤프트(3)에 대해 하나의 축방향 고정 장치(9)를 포함하며, 상기 팬휠 보스내로 또는 모터 샤프트내로 영구 자석(5)이 삽입되거나 또는 팬휠 또는 모터 샤프트의 자기화 가능한 재료(6)내에 하나의 케이지 권선 또는 단락 권선(7)이 삽입됨으로써, 비동기 장치의 작동 방식에 따라 전기 전압이 유도될 수 있고, 상기 팬휠의 베어링(2) 및 전자부(5 - 7) 사이에 스페이서(10)를 갖는 열 절연 장치가 배치되는 것을 특징으로 하는 전동기 구동 시스템.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    영구 자석(5) 및/또는 자기화 가능한 재료(6)내에 삽입된 단락 권선(들)(7)이 링형 또는 부분적으로 링형으로 팬휠(1)의 보스(11)내에 또는 모터 샤프트(3)내에 삽입되는 것을 특징으로 하는 전동기 구동 시스템.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    미리 주어지는 전자 슬립핑 클러치(5 - 7)의 회전수는, 최대 미동 모멘트(tilting moment) 또는 최고 종속 작용이 모터 샤프트 및 팬휠 사이에서 달성되도록 측정되고, 상기 회전수에서는 상기 모멘트가 공기 역학적 순환의 압력 강하를 극복하기에 충분하며, 상기 회전수는 최대 회전수의 60 내지 70%인 것을 특징으로 하는 전동기 구동 시스템.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    높은 회전수로 작동될 수 있는 회전 전류-철도 견인 모터를 위해 제공되는 것을 특징으로 하는 전동기 구동 시스템.
KR1019970708112A 1995-05-16 1996-05-02 전동기구동시스템 KR100415128B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19517989 1995-05-16
DE19517989.7 1995-05-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19990014769A true KR19990014769A (ko) 1999-02-25
KR100415128B1 KR100415128B1 (ko) 2004-03-20

Family

ID=7762072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019970708112A KR100415128B1 (ko) 1995-05-16 1996-05-02 전동기구동시스템

Country Status (9)

Country Link
EP (1) EP0826266B1 (ko)
JP (1) JP3789475B2 (ko)
KR (1) KR100415128B1 (ko)
CN (1) CN1077736C (ko)
AT (1) ATE173864T1 (ko)
DE (1) DE59600876D1 (ko)
DK (1) DK0826266T3 (ko)
ES (1) ES2125726T3 (ko)
WO (1) WO1996037035A1 (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0930692A3 (de) * 1998-01-15 2000-05-31 Siemens Aktiengesellschaft Elektromotorischer Antrieb
EP1024295A1 (de) 1999-01-27 2000-08-02 Siemens Aktiengesellschaft Elektromotorischer Antrieb
DE19960839C1 (de) * 1999-12-16 2001-06-21 Siemens Ag Elektromotorischer Antrieb
DE10047592A1 (de) 2000-09-26 2002-04-25 Siemens Ag Lüftervorrichtung mit elektromagnetischer Kupplung
FR2929772B1 (fr) * 2008-04-08 2016-01-15 Leroy Somer Moteurs Machine electrique comportant un ventilateur a canaux multiples
FR2979499B1 (fr) 2011-08-30 2013-09-20 Leroy Somer Moteurs Machine electrique a refroidissement ameliore.
CN102629803B (zh) * 2012-04-26 2016-01-20 扬州博世特工具有限公司 内置散热电机的串励电机
CN110098688B (zh) * 2018-01-31 2021-08-06 西门子公司 电机本体及电机
FR3102896B1 (fr) * 2019-11-04 2021-11-26 Alstom Transp Tech Moteur électrique de traction d’un véhicule

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4239095A (en) * 1978-10-13 1980-12-16 Canadian Fram Limited Slip band electromechanical clutch
JPS5775545A (en) * 1980-10-24 1982-05-12 Mitsubishi Electric Corp Rotary electric machine
JPS57193951A (en) * 1981-05-19 1982-11-29 Mitsubishi Electric Corp Rotary electric machine

Also Published As

Publication number Publication date
WO1996037035A1 (de) 1996-11-21
EP0826266A2 (de) 1998-03-04
CN1077736C (zh) 2002-01-09
JP3789475B2 (ja) 2006-06-21
ES2125726T3 (es) 1999-03-01
DK0826266T3 (da) 1999-08-09
JPH11505700A (ja) 1999-05-21
DE59600876D1 (de) 1999-01-07
KR100415128B1 (ko) 2004-03-20
CN1184568A (zh) 1998-06-10
EP0826266B1 (de) 1998-11-25
ATE173864T1 (de) 1998-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4554491A (en) Brushless DC motor having a laminated stator with a single stator winding
CN101263642B (zh) 带有永磁体的电机
CA2026471A1 (en) Electrically driven, circumferentially supported fan
EP1333561A2 (en) Rotor cooling apparatus
US3458122A (en) Ventilating device for cooling a heat engine
EP0050771B1 (en) Rotating electric machinery
TW200934059A (en) Permanent magnet motor and washing machine
KR100415128B1 (ko) 전동기구동시스템
US6661144B1 (en) Electromotive drive
CN111900822B (zh) 一种集成式鼓风加热装置及其控制方法
CN213206018U (zh) 一种轴流式磁悬浮无轴风机
KR19990014768A (ko) 철도 차량 및 궤도 차량용 전기 구동 시스템
CN111049355B (zh) 一种轴向和径向磁通结合的无刷功率回馈型永磁调速装置
US6208049B1 (en) Motor vehicle auxiliaries drive assembly
US6281613B1 (en) AC generator having speed limit means
JP4731792B2 (ja) 電磁結合手段を備えた通風機装置
EP0930692A2 (de) Elektromotorischer Antrieb
CN112787463A (zh) 载具的牵引电动机
CN216530944U (zh) 一种电动滚筒用电磁刹车式电机
NL2019378B1 (nl) Elektromotor
CN103780050B (zh) 一种带强制对流散热风冷罩的永磁传动装置
SU1166222A1 (ru) Асинхронный электродвигатель с повышенным скольжением
CN203278539U (zh) 一种基于同步电机结构及减速机构的无刷微型电机
CN112701819A (zh) 一种螺旋桨直驱式组合电动机
JP5877325B2 (ja) 軸流送風機およびそれを搭載した電気機器

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20091110

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee