KR20010034726A

KR20010034726A - Electrical machine

Info

Publication number: KR20010034726A
Application number: KR1020007010983A
Authority: KR
Inventors: 삼바스헹팔라
Original assignee: 브룩 모터스 리미티드
Priority date: 1998-04-02
Filing date: 1999-04-06
Publication date: 2001-04-25
Also published as: WO2000005800A1; GB9807023D0; HK1020238A1; CA2326591A1; GB2336038A; JP2002521994A; GB2336038B; EP1070379A1; AU748375B2; CN1302470A; AU3429599A

Abstract

회전가능한 부품이 내장된 케이싱을 포함하는 전기 모터나 발전기에는 공기 지향 수단이 제공되며, 이러한 수단은 공기 흐름을 장치 외부의 위로 지향시키도록 구성된다. 상기 공기 지향 수단은 팬 하우징에 고정되거나 팬 하우징의 연장부인 카울의 형태를 취한다.Electric motors or generators that include casings with rotatable components are provided with air directing means, which means are configured to direct air flow up outside the device. The air directing means takes the form of a cowl which is fixed to the fan housing or which is an extension of the fan housing.

Description

ELECTRICAL DEVICE {ELECTRICAL MACHINE}

작동시 전기 장치는 예를 들어 권선 저항과 베어링에서의 마찰에 의해 불필요하게 열을 발생시키는 것으로 알려져 있다. 또한, 냉각 덕트를 통해 공기를 취입하기 위해 예를 들어 팬과 같은 냉각 수단을 제공하는 것도 공지되어 있다. GB-2115987 호에는 그 일부가 고정자를 통과하고 다른 나머지가 회전자를 통과하는 냉각 덕트를 갖는 a.c. 모터가 기재되어 있다.In operation electrical devices are known to generate heat unnecessarily, for example by friction in winding resistance and bearings. It is also known to provide cooling means, for example fans, for blowing air through the cooling ducts. GB-2115987 has a.c. with a cooling duct in which part passes through the stator and the other passes through the rotor. A motor is described.

본 발명은 전기 장치에 관한 것으로서, 특히 a.c. 모터에 관한 것이다.The present invention relates to an electrical device, in particular a.c. It's about a motor.

도 1 은 본 발명에 따른 a.c. 유도 모터의 길이방향 단면도.1 is a.c. Longitudinal cross section of induction motor.

도 2 는 도 1 의 선 Ⅱ-Ⅱ 에서 고정자 박판 팩의 단면도.FIG. 2 is a cross-sectional view of the stator sheet pack in line II-II of FIG. 1. FIG.

도 3 은 고정자 박판 팩의 사시도.3 is a perspective view of a stator sheet pack.

도 4 는 압력판의 사시도.4 is a perspective view of a pressure plate.

도 5 는 변형된 형태의 팬과 카울의 사시도.5 is a perspective view of a fan and cowl of a modified form;

본 발명의 목적은 선택적이거나 부가적인 냉각을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide optional or additional cooling.

본 발명에 따르면, 전기 장치는 공기 흐름을 장치의 외부로 지향시키도록 구성된 공기 지향 수단을 포함한다.According to the invention, the electrical device comprises air directing means configured to direct the air flow out of the device.

상기 공기 지향 수단은 장치 외부의 적어도 일부를 커버하며, 연장된 부분이거나 또는 팬 하우징에 고정되는 카울(cowl)을 포함한다. 상기 카울은 장치의 한쪽 단부에 위치된 팬 하우징으로부터 장치 외부의 적어도 일부 위로 연장되며, 간극 즉, 채널이 카울과 외부 사이에 제공된다.The air directing means covers at least a portion of the exterior of the device and includes a cowl that is an extended portion or is fixed to the fan housing. The cowl extends over at least a portion of the exterior of the apparatus from a fan housing located at one end of the apparatus, with a gap, ie a channel, provided between the cowl and the exterior.

상기 카울은 장치의 적절한 어떤 부분에 고정될 수도 있다. 예를 들어, 만일 장치가 고정자와 회전자가 구비된 a.c. 모터를 포함한다면, 카울은 고정자 박판이나, 상기 고정자 박판을 함께 유지시키는 압력판이나, 모터 한쪽 단부의 브래킷에 고정될 수도 있다.The cowl may be secured to any suitable part of the device. For example, if the device is equipped with a stator and a rotor a.c. If a motor is included, the cowl may be secured to a stator sheet, to a pressure plate that holds the stator sheet together, or to a bracket at one end of the motor.

상기 공기 지향 수단은 팬 하우징내에 위치되며 절두원추형 또는 원통형의 공기 배플을 포함한다. 상기 배플은 하우징내에 일체로 형성되거나 이에 부착된다.The air directing means is located in the fan housing and comprises a truncated cone or cylindrical air baffle. The baffle is integrally formed with or attached to the housing.

상기 공기 지향 수단 특히, 카울이나 배플은 장치의 적어도 하나의 구멍을 통해 예를 들어, 고정자 박판이나, 회전자 박판, 및/또는 고정자와 회전자 사이를 통해 공기를 지향시킨다.Said air directing means, in particular a cowl or baffle, directs air through at least one hole of the device, for example through stator laminations, rotor laminations, and / or between the stator and the rotor.

상기 공기 지향 수단은 장치 외부에 고정되거나 이에 형성된 또는 이에 근접위치되어 냉각 공기가 외부면과 접촉(scrub)하게 하는 적어도 하나의 돌출부를 포함한다. 상기 돌출부는 공기가 통과하는 하나이상의 채널을 형성하며, 카울과, 단부 브래킷과, 압력판과, 또는 박판의 일부 또는 전부와 일체로 형성된다.The air directing means comprises at least one protrusion which is fixed to, formed on or in proximity to the outside of the device to allow the cooling air to scrub with the outer surface. The protrusion forms one or more channels through which air passes and is integrally formed with the cowl, the end bracket, the pressure plate, or part or all of the thin plate.

고정자 권선 돌출부 카울은 예를 들어 고정자의 각각의 단부에서 권선을 커버하도록 제공된다. 상기 카울은 단부 브래킷이나, 압력판이나, 또는 고정자 자체에 연결될 수 있다.A stator winding protrusion cowl is provided to cover the winding at each end of the stator, for example. The cowl may be connected to an end bracket, a pressure plate, or the stator itself.

터미널 보드는 2개의 브래킷중 하나내에서 완전히 포위되도록 제공된다. 상기 터미널 보드는 2개의 브래킷중 하나에 의해 지지되며, 그 내부에서 로터를 지지하는 축이 회전하는 베어링 부분에 고정된다.The terminal board is provided to be completely enclosed in one of the two brackets. The terminal board is supported by one of the two brackets, in which the shaft supporting the rotor is fixed to the rotating bearing part.

본 발명의 일 실시예인 a.c. 유도 모터가 첨부된 도면을 참조하여 하기에 상세히 서술될 것이다.A.c. an embodiment of the invention. An induction motor will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

도 1 에 도시된 a.c. 유도 모터는 축선(O-O) 주위로 2개의 단부 브래킷(14, 15)에 위치된 베어링(12, 13)상에서 회전가능한 축(11)에 장착된 회전자(10)와, 상기 2개의 단부 브래킷중 하나를 지지하는 2개의 압력판(17, 18) 사이에 샌드위치된 박판형 고정자(16)를 포함한다.A.c. shown in FIG. The induction motor comprises a rotor (10) mounted on a shaft (11) rotatable on bearings (12, 13) located on two end brackets (14, 15) about an axis (OO), of which the two end brackets A thin plate stator 16 sandwiched between two pressure plates 17, 18 supporting one.

회전자(10)는 전기 스틸판으로 스탬프된 다수의 원형 또는 돌출형 폴 박판을 포함한다. 슬롯(도시않음)은 박판에 제공되어, 박판 외주로부터 방사내향으로 연장된다. 상기 슬롯에는 도전체 바아(21)가 형성되며, 단부 링(19, 20)과 도전체 바아(21)는 공지의 다람쥐집(squirrel cage) 구조를 형성하도록 다이캐스팅에 의해 알루미늄 합금으로 형성된다. 회전자 박판은 원주방향으로 이격된 다수의 냉각 도관(22)을 가지며, 이들중 하나가 도 1 에 도시되어 있다. 박판형 회전자(10)와 회전자 단부 링(19, 20)은 모두 축(11)에 고정되어 이와 함께 회전한다.The rotor 10 comprises a plurality of circular or protruding pole sheets stamped with electrical steel plates. Slots (not shown) are provided in the sheet, extending radially inward from the sheet outer periphery. Conductor bars 21 are formed in the slots, and end rings 19 and 20 and conductor bars 21 are formed of aluminum alloy by die casting to form a known squirrel cage structure. The rotor sheet has a plurality of cooling conduits 22 spaced circumferentially, one of which is shown in FIG. 1. The thin rotor 10 and the rotor end rings 19, 20 are both fixed to the shaft 11 and rotate with it.

상기 회전자(16)는 주위를 둘러싸는 쉘을 갖지 않지만 다수의 박판을 갖는데, 이들 각각은 전기 스틸판으로 스탬프되며 도 2 에 도시된 바와 같은 형태를 취한다. 각각의 고정자 박판은 일반적으로 4곳의 모서리가 제거된 사각형이므로, 실제로 전체 형태는 4변이 나머지 4변 보다 긴 8각형이다. 박판은 8개의 냉각 도관(24)을 가지며, 이들 각각은 3각형 외관을 갖는다. 상기 냉각 도관은 쌍으로 배치되며, 한쌍은 다른 각각의 짧은 변에 인접하여 배치된다. 상기 박판은 압력판(17, 18) 사이에 샌드위치되며, 조립체는 로드(25)에 의해 단단히 지지되어 고정자 박판에서의 냉각 도관과 압력판에서의 대응의 도관(29)을 통과한다. 로드의 단부는 나선결합되며 압력판(17, 18)에 대한 조임을 위해 너트(28)를 갖지만, 로드의 한쪽 단부는 헤드 형태를 취하며 다른쪽 단부는 체결 너트를 갖는다. 선택적으로, 상기 고정자 박판은 쐐기나 용접에 의해 압력판 사이에 단단히 지지될 수도 있다. 상기 압력판은 고정자 박판에서의 냉각 도관과 크기 및 형태가 동일하며 함께 정렬되는 냉각 도관(29)을 각각 갖는다.The rotor 16 does not have a shell surrounding it but has a number of thin plates, each of which is stamped with an electric steel sheet and takes the form as shown in FIG. Each stator sheet is typically a square with four corners removed, so the overall shape is actually an octagon with four sides longer than the other four sides. The thin plate has eight cooling conduits 24, each of which has a triangular appearance. The cooling conduits are arranged in pairs, one pair adjacent each other short side. The thin plate is sandwiched between the pressure plates 17, 18 and the assembly is firmly supported by the rod 25 and passes through the cooling conduits in the stator plate and the corresponding conduits 29 in the pressure plate. The ends of the rods are helixed and have nuts 28 for tightening to the pressure plates 17, 18, but one end of the rod takes the form of a head and the other end has a fastening nut. Optionally, the stator thin plates may be firmly supported between the pressure plates by wedges or welding. The pressure plates each have cooling conduits 29 of the same size and shape and aligned together with the cooling conduits in the stator foils.

도 2 에 도시된 바와 같이, 고정자 박판은 회전자가 회전하는 중앙의 원형구멍(33)과, 상기 원형구멍으로부터 방사형으로 펼쳐지는 다수의 슬롯(34)을 포함한다. 이러한 슬롯은 도 1 에 도시된 고정자 권선으로 채워진다.As shown in Fig. 2, the stator thin plate includes a central circular hole 33 in which the rotor rotates, and a plurality of slots 34 extending radially from the circular hole. This slot is filled with the stator winding shown in FIG.

2개의 단부판(14, 15)은 각각의 압력판중 하나에 고정되며, 고정자(10)에서의 압력판(17, 18)과 일반적으로 동일한 형태 및 크기를 갖는다. 각각의 단부 브래킷(14, 15)은 축(11)에 수직하게 연장되는 단부(30, 31)를 갖는다. 각각의 단부(30, 31)는 축을 회전가능하게 지지하기 위해 베어링(12, 13)을 포함하며 이를 지지한다. 한쪽 단부 브래킷(14)(도 1 의 좌측)에서의 단부(30)는 단부 브래킷(14)에 의해 형성된 챔버 내부에 터미널 보드를 가지며, 상기 터미널 보드는 베어링(12)을 위한 단부 지지부로 작용하는 어댑터 판상에 장착되는 터미널을 갖는다. 고정자 권선(35)으로부터의 연결 리드(도시않음)는 단부 브래킷내에 위치된 권선 보호 카울(38)에서 오리피스(37)를 통해 보드로 직접 진행된다. 상기 축은 보호 카울에서의 중앙 개구(39)를 통해 연장된다. 동력을 외부 전원으로부터 터미널 보드로 전달하는 케이블(도시않음)은 단부 브래킷(14, 15)의 적절한 부분에서의 글랜드(gland)(도시않음)를 통과한다. 단부 브래킷 챔버내에 터미널 보드를 제공하므로써 종래 외부에 배치된 터미널 박스를 사용할 필요가 없으며, 실제적으로 경험하게 되는 박스의 적절한 위치(상부, 우측, 또는 좌측)에 관한 문제점이 없게 된다.The two end plates 14, 15 are fixed to one of the respective pressure plates and generally have the same shape and size as the pressure plates 17, 18 in the stator 10. Each end bracket 14, 15 has ends 30, 31 extending perpendicular to the axis 11. Each end 30, 31 includes and supports bearings 12, 13 to rotatably support the shaft. The end 30 at one end bracket 14 (left side of FIG. 1) has a terminal board inside the chamber formed by the end bracket 14, which serves as an end support for the bearing 12. It has a terminal mounted on an adapter plate. A connecting lead (not shown) from the stator winding 35 runs directly through the orifice 37 to the board at the winding protection cowl 38 located in the end bracket. The axis extends through the central opening 39 in the protective cowl. A cable (not shown) that transfers power from an external power source to the terminal board passes through a gland (not shown) at the appropriate portion of the end brackets 14, 15. By providing a terminal board in the end bracket chamber, there is no need to use a conventionally arranged terminal box, and there is no problem with the proper location (top, right, or left) of the box as practically experienced.

다른쪽 단부 브래킷(도 1 의 우측)상에 있는 다른쪽 단부(31)는 브래킷(15)의 하부에 위치된 팬(41)으로부터 공급되는 냉각공기가 통과하는 개구(40)를 갖는다. 상기 팬(41)은 a.c. 모터와는 별도로 전기적으로 구동되며, 선택적으로 측부에 장착될 수도 있다.The other end 31 on the other end bracket (right side in FIG. 1) has an opening 40 through which cooling air supplied from a fan 41 located underneath the bracket 15 passes. The fan 41 is a.c. It is electrically driven separately from the motor and may optionally be mounted on the side.

상기 팬(41)은 성형된 플라스틱이나 직조된 재료의 하우징(69)내에서 축(11)과 동일한 축선(O-O) 주위로 회전하도록 배치된다. 하우징(69)은, 공기가 인출되어 여러 냉각 도관을 통해 모터의 외부로 일반적으로 축방향으로 가압되며 축선(O-O)에 수직한 단부벽(43)에 메시(42)를 갖는다. 상기 하우징은 단부 브래킷(15)과 거의 동일한 단면을 갖지만, 도 2 에 도시된 바와 같이 상부의 수평한 장변(44)과, 2개의 수직한 단변(45, 46)과, 단부 브래킷(15)의 대응변 보다 큰 4개의 대각선 단변(47, 48, 49, 50)과, 압력판(17, 18)과, 고정자(16)를 갖는다. 상부의 수평한 장변(44)과, 2개의 수직한 단변(45, 46)과, 상부의 2개의 단변(47, 48)은 단부 브래킷(15)의 양측부와 상부를 커버하는 카울(60)을 형성하기 위해 모두 도 5 에 도시된 바와 같이 연장된다. 카울의 내측면과 브래킷의 인접측 사이에는 간극이 형성되어 있지만, 하우징의 엣지(52)가 단부 브래킷(15)의 바닥과 미세하게 중첩되는 하부의 수평한 장변(51)에서는 간극이 형성되지 않는다. 선택적으로, 단부 브래킷(15)의 바닥과 중첩되지 않는 엣지(52)와 하부의 수평한 장변(51)에서는 작은 간극이 형성되지 않는다. 짧은 원통형 배플(54)은 팬 하우징의 단부벽의 내부에 성형되거나 이에 연결되며, 상기 배플은 팬 블레이드를 둘러싼다. 배플의 방사내측면(55)은 모터로의 공기 안내를 돕기 위하여 절두원추형을 취한다. 돌출부는 모터의 축선(O-O)과 평행하게 배치되며, 카울(60)과 단부 브래킷(15) 사이의 간극을 통해 모터 특히, 고정자(16)의 외측면을 따라 축방향으로 팬에 의해 취입된 공기의 안내부로 작용한다. 따라서, 공기를 안내하는 채널은 인접한 부분 사이에 형성된다.The fan 41 is arranged to rotate about the same axis O-O as the axis 11 in a housing 69 of molded plastic or woven material. The housing 69 has a mesh 42 on an end wall 43 in which air is drawn out and generally axially pressed out of the motor through various cooling conduits and perpendicular to the axis O-O. The housing has substantially the same cross section as the end bracket 15, but as shown in FIG. 2, the upper horizontal long side 44, the two vertical short sides 45 and 46, and the end bracket 15 are formed. It has four diagonal short sides 47, 48, 49, and 50, pressure plates 17 and 18, and a stator 16 larger than the corresponding side. The upper horizontal long side 44, the two vertical short sides 45 and 46, and the upper two short sides 47 and 48 cover the cowl 60 covering both sides and the top of the end bracket 15. All extend as shown in FIG. A gap is formed between the inner side of the cowl and the adjacent side of the bracket, but no gap is formed in the lower horizontal long side 51 where the edge 52 of the housing slightly overlaps with the bottom of the end bracket 15. . Optionally, small gaps are not formed at the edge 52 which does not overlap the bottom of the end bracket 15 and at the lower horizontal long side 51. Short cylindrical baffles 54 are molded or connected to the interior of the end walls of the fan housing, which baffles surround the fan blades. The radially inner surface 55 of the baffle takes the form of a truncated cone in order to assist air guidance to the motor. The protrusion is arranged parallel to the axis OO of the motor and through the gap between the cowl 60 and the end bracket 15 the air blown by the fan axially along the outer surface of the motor, in particular the stator 16. Acts as a guide. Thus, air guiding channels are formed between adjacent portions.

베이스에서의 돌출부(56)는 모터가 지지 수평면상에 안착되기 위한 신장된 피트를 제공하며, 베이스에는 카울이 제공되지 않기 때문에, 하변(51)의 엣지(52)에 작은 간극이 없는 경우 팬으로부터의 공기는 안내되지 않는다.The protrusion 56 at the base provides an elongated pit for the motor to rest on the supporting horizontal plane, and since the base is not provided with a cowl, the fan from the fan when there is no small gap at the edge 52 of the lower side 51 Air is not guided.

사용시, 팬(41)은 공기가 하우징(69)의 메시(42)를 통해 인출되게 하며, 단부 브래킷에서의 개구(40)와, 로터의 덕트와, 고정자와 회전자 사이의 간극과, 압력판과 고정자에서의 덕트(29, 24)를 통해 돌출부(53)[만일 하변(51)의 엣지(52)에 작은 간극이 있는 경우에는 돌출부(56)] 사이의 모터의 표면 위로 축방향으로 가압된다. 상기 공기는 반대방향으로 흐를 수도 있다.In use, the fan 41 allows air to be drawn through the mesh 42 of the housing 69, the opening 40 in the end bracket, the duct of the rotor, the gap between the stator and the rotor, the pressure plate and It is pressed axially over the surface of the motor between the projections 53 (if there is a small gap at the edge 52 of the lower side 51) via the ducts 29, 24 at the stator. The air may flow in the opposite direction.

권선 보호부 카울은 좌측 권선을 덮도록 도시된 카울(38)과 마찬가지로 도 1 에 도시된 우측 고정자 권선을 덮도록 제공된다.The winding protection cowl is provided to cover the right stator winding shown in FIG. 1 as well as the cowl 38 shown to cover the left winding.

변형된 실시예에서, 우측 단부 브래킷의 상부면과 측면상의 돌출부(53)는 생략되었다. 도 5 에 도시된 바와 같이, 대체용 돌출부(70)가 카울의 내부에 고정되거나 이에 성형될 수도 있다.In a modified embodiment, the projections 53 on the top and side surfaces of the right end bracket are omitted. As shown in FIG. 5, a replacement protrusion 70 may be secured to or molded into the interior of the cowl.

본 발명은 박판형 고정자 프레임 디자인의 ac, dc 가 구비된 다른 모든 형태의 전기 장치에도 적용될 수 있다. 이것은 다른 많은 폴 및 상 권선(pole and phase windign)과 마찬가지로 원통형, 돌출형, 비돌출형 폴 고정자/회전자 를 포함한다.The invention is also applicable to all other types of electrical devices equipped with ac, dc in a thin stator frame design. This includes, as with many other pole and phase windigns, cylindrical, protruding, non-protruding pole stators / rotors.

본 발명은 양호한 실시예를 참조로 서술되었기에 이에 한정되지 않으며, 본 기술분야의 숙련자라면 첨부된 청구범위로부터의 일탈없이 본 발명에 다양한 변형과 수정이 가해질 수 있음을 인식해야 한다.The present invention has been described with reference to the preferred embodiments, and is not limited thereto, and one of ordinary skill in the art should recognize that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the appended claims.

Claims

And an air directing means configured to direct air flow over the outside of the device.

The electrical device of claim 1 wherein the air directing means covers at least a portion of the exterior of the device.

3. The electrical device of claim 2 wherein the air directing means comprises an extension of the fan housing or a cowl fixed to the fan housing.

4. The electrical device of claim 3 wherein the cowl extends from a fan housing located at one end of the device over at least a portion of the exterior of the device, wherein a gap is provided between the cowl and the outside.

5. The motor according to claim 3 or 4, further comprising an AC motor having stators and rotors each having a thin plate, wherein the cowl is formed of a stator sheet or a pressure plate for supporting the stator sheets together. An electrical device, characterized in that fixed to the bracket.

6. An electrical device as claimed in any one of claims 3 to 5, wherein the air directing means comprises an air baffle that is located in the fan housing and is frustoconical or cylindrical.

7. The electrical device of claim 6 wherein the baffle is integrally formed within or attached to the housing.

The electrical device of claim 1, wherein the air directing means directs air to at least one aperture in the device.

The electrical device of claim 1, wherein the air directing means comprises at least one protrusion that is fixed to the exterior of the device, formed on or outside the device.

10. The electrical device of claim 9 wherein the protrusion comprises one or more channels through which air passes.

The electrical device according to any one of the preceding claims, further comprising a stator having a winding and a stator winding protection cowl at one end.

12. The electrical device of claim 11 wherein the cowl is connected to an end bracket or pressure plate or to the stator itself.

The electrical device of any one of the preceding claims, further comprising two brackets and a terminal board completely enclosed within one of the brackets.

An electrical device characterized by the accompanying drawings and the description.