KR20170018052A - 전기기계 - Google Patents

전기기계 Download PDF

Info

Publication number
KR20170018052A
KR20170018052A KR1020177001124A KR20177001124A KR20170018052A KR 20170018052 A KR20170018052 A KR 20170018052A KR 1020177001124 A KR1020177001124 A KR 1020177001124A KR 20177001124 A KR20177001124 A KR 20177001124A KR 20170018052 A KR20170018052 A KR 20170018052A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
air
air chamber
electric machine
stator
channels
Prior art date
Application number
KR1020177001124A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101878244B1 (ko
Inventor
얀네 이코넨
Original Assignee
에이비비 슈바이쯔 아게
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 에이비비 슈바이쯔 아게 filed Critical 에이비비 슈바이쯔 아게
Publication of KR20170018052A publication Critical patent/KR20170018052A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101878244B1 publication Critical patent/KR101878244B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/08Arrangements for cooling or ventilating by gaseous cooling medium circulating wholly within the machine casing
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/20Stationary parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/32Rotating parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/18Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with ribs or fins for improving heat transfer
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H02K5/207Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium with openings in the casing specially adapted for ambient air
    • 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
    • H02K9/06Arrangements 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
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/10Arrangements for cooling or ventilating by gaseous cooling medium flowing in closed circuit, a part of which is external to the machine casing
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/14Arrangements for cooling or ventilating wherein gaseous cooling medium circulates between the machine casing and a surrounding mantle
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/14Arrangements for cooling or ventilating wherein gaseous cooling medium circulates between the machine casing and a surrounding mantle
    • H02K9/18Arrangements for cooling or ventilating wherein gaseous cooling medium circulates between the machine casing and a surrounding mantle wherein the external part of the closed circuit comprises a heat exchanger structurally associated with the machine casing
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2205/00Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to casings, enclosures, supports
    • H02K2205/09Machines characterised by drain passages or by venting, breathing or pressure compensating means

Abstract

본 전기기계는 축 방향(X1-X1)의 제1 공기 채널들(10)을 갖는 실린더형의 회전자(100) 및 축 방향(X1-X1)의 제2 공기 채널들(21, 22, 23)을 갖는 고정자(200)를 포함한다. 고정자(200)의 외면에는 냉각 핀들(240)이 제공된다. 회전자(100)의 제1 단부(E1)에는 제1 공기 챔버(410), 회전자(100)의 제2 단부(E2)에는 제2 공기 챔버(420)와 그에 인접한 제3 공기 챔버(430)가 존재한다. 제1 팬(310)은, 제1 축방향 공기 채널들(10)로부터 제2 공기 채널들(2)로 전기기계 내에서 폐쇄형 공기 순환방식으로 내부 공기(F1)를 순환시킨다. 제2 팬(320)은 전기기계의 외부로부터 제3 공기 챔버(430)를 통해 그리고 제3 공기 챔버(430)의 배출구(431)로부터 고정자(200)의 외면을 따라서 외부냉각 공기(F2)를 불어주도록 한다. 고정자(200)에서의 제2 공기 채널들(21, 22, 23)의 수는 세 개이다.

Description

전기기계{AN ELECTRIC MACHINE}
본 발명은 전기기계(electric machine)에 관한 것이다.
전기기계는 회전형의 회전자(로터: rotor) 및 그 회전자를 둘러싸는 고정자(스테이터: stator)를 갖는다. 소형 전기기계는 종종 그 전기기계를 통하는 개방형(open) 공기 순환을 가진다. 회전자의 샤프트에 배치된 팬이 존재하고, 상기 팬은 전기기계를 통해 공기를 불어넣는다.
중간 크기의 전기기계들에는 종종 그 전기기계 내에 폐쇄형(closed) 내부 공기 순환이 제공된다. 공기는 폐쇄형 루프로 회전자와 고정자 사이에서 전기기계 내에서 순환된다. 회전자와 고정자에는 그것을 통해 폐쇄형 공기 순환이 배열되는 축 방향의 공기 채널들이 제공된다. 회전자와 고정자에서의 축 방향의 채널들 사이에서 유동의 연통을 제공하는 전기기계의 양쪽 단부들에는 공기 챔버(air chamber)들이 또한 존재한다. 내부 공기를 순환시키기 위한 제1 팬(fan)이 또한 존재한다. 고정자의 외면에는 그 고정자로부터 주위 공기로 열을 전달할 수 있는 고정자의 영역을 증가시키기 위하여 냉각 핀(cooling fin)들이 제공된다. 전기기계에는 또한 두 개의 공기 챔버들 중의 하나의 외부에 축 방향으로 배치된 제3 공기 챔버가 제공된다. 상기 제3 공기 챔버는 그 고정자의 외면을 따라 축 방향으로 향하는 배출구와 흡입구를 갖는다. 제2 팬은 제3 공기 챔버의 흡입구를 통해 외부의 냉각용 공기를 흡입하고, 고정자의 외면을 따라서 축 방향으로 제3 공기 챔버의 배출구로부터 냉각용 공기를 불어넣는다.
고정자에 네 개의 제2 축방향 공기 채널들을 갖는 전기기계 내에서, 회전자에서의 제1 축방향 공기 채널들과 고정자에서의 제2 축방향 공기 채널들과의 사이에 폐쇄형 내부 공기 순환이 제공되는 종래기술의 중간 크기의 전기기계가 존재한다. 고정자에서 두 개의 하부 제2 공기 채널들은 그 전기기계의 지지 부재들과 연결되는 상태로 형성되고 또한 그 전기기계의 단면의 하부 모서리들에 대칭으로 배치된다. 두 개의 상부 제2 축방향 공기 채널들은 전기기계의 단면의 상부 모서리들에 대칭으로 배치된다. 고정자의 외곽 둘레에 있는 상기한 네 개의 제2 축방향 공기 채널들은 그 고정자의 외면의 대부분을 차지하게 됨으로써 냉각 핀들이 제공될 수 있는 고정자의 외면에서의 공간을 감소시키게 된다. 이것은 전기기계의 냉각에 대해 부정적인 영향을 미칠 것이다.
본 발명의 목적은 향상된 냉각장치 배열(cooling arrangement)을 가지는 전기기계를 달성하는 것이다.
본 발명에 따른 전기기계는 독립 청구항 제1항에 기술된 것을 특징으로 한다. 본 발명의 바람직한 실시 예들은 종속 청구항들에 개시되어 있다.
상기 전기기계는:
제1 단부, 반대쪽의 제2 단부, 및 축 방향의 제1 공기 채널들을 갖는 실린더형의 회전자(rotor),
축 방향의 제2 공기 채널들과, 그리고 고정자의 외면에 냉각 핀들을 갖는 상기 회전자를 둘러싸는 고정자(stator);
상기 고정자를 둘러싸는 봉입부로서, 상기 고정자와 그 봉입부 사이에 외부 공기 채널이 형성되는 상기 봉입부(enclosure);
상기 회전자의 제1 단부에 있는 제1 공기 챔버 및 상기 회전자의 제2 단부에 있는 제2 공기 챔버로서, 그것들에 의해 상기 제1 공기 챔버와 상기 제2 공기 챔버를 통해 상기 제1 공기 채널들과 상기 제2 공기 채널들 사이에 유동 통로(flow path)가 형성되는 상기한 제1 공기 챔버(air chamber) 및 제2 공기 챔버;
상기 제2 공기 챔버 외부에 축 방향으로 상기 회전자의 제2 단부에 있는 제3 공기 챔버로서, 상기 고정자의 외면을 따라 축 방향으로 향하는 배출구를 가지는 상기한 제3 공기 챔버;
상기 제1 공기 챔버로부터 상기 제1 공기 채널들을 통해 상기 제2 공기 챔버로, 그리고 상기 제2 공기 채널들을 통해 다시 상기 제1 공기 챔버로 폐쇄형 공기 순환 방식으로 내부 공기를 순환시키기 위한 제1 팬(fan); 및
상기 전기기계의 외부로부터 상기 제3 공기 챔버를 통해서, 그리고 상기 고정자의 외면을 따라 상기 제3 공기 챔버의 배출구로부터 외부의 냉각 공기를 불어주기 위한 제2 팬을 포함한다.
상기 전기기계는 상기 고정자에서의 제2 공기 채널들의 수가 세 개인 것을 특징으로 한다.
고정자에 세 개의 제2 공기 채널들을 이용하는 것은 네 개의 제2 공기 채널들이 사용되는 종래기술의 해결책에 비교해 고정자의 자유 외곽둘레(free outer perimeter)를 적어도 10% 정도 증가시킨다. 상기한 고정자의 증가 된 자유 외곽둘레에는 냉각 핀들이 제공되어 고정자로부터 외부 공기 채널을 통과하는 냉각용 공기로의 열 전달의 효율을 증가시키게 된다.
바람직한 일 실시 예에서, 제2 공기 채널들은 두 개의 하부 제2 공기 채널들과 하나의 상부 제2 공기 채널들로 형성되는데, 그럼으로써 상기 하부 제2 공기 채널들은 전기기계의 단면의 하부 모서리들에 대칭으로 배치되며, 그리고 상기 상부 제2 공기 채널은 전기기계의 단면의 최고점에서 수직 중심축 상에 배치된다.
상기한 상부 제2 공기 채널은 또한 전기기계의 연결부(connection box)로부터 전기기계의 외부 또는 내부로 케이블들을 통과시키기 위한 케이블 경로로 사용될 수도 있다.
상기한 연결부는 전기기계의 횡단면의 양 측면들이 자유로우므로 이러한 장치배열에서 상부 제2 공기 채널의 어느 쪽에도 배치될 수가 있다. 따라서, 전기기계에는 상부 제2 공기 채널의 어느 측에 상기 연결부가 배치될지를 그 설치 장소에서 자유롭게 선택할 기회가 제공될 수 있다. 양자의 선택적 대안에서 케이블들은 상부 제2 공기 채널을 통과할 수 있다.
상부 제2 공기 채널의 양 측면들에서 전기기계의 단면의 상부 모서리들에서 고정자의 외면에 배치되는 냉각 핀들의 방향은 수평 방향과 방사 방향 사이 또는 수직 방향과 방사 방향 사이에서의 어느 한 방향으로 향한다. 냉각 핀들의 방향이 방사 방향과 일치하지 않는 경우에 주형(캐스트)을 만들기가 더 쉽다. 이러한 냉각의 방향은 냉각 효율의 약간의 증가에 이바지할 수도 있다.
상기 고정자는 주조(casting)에 의해 철로 제조된다. 네 개의 제2 공기 채널들을 갖는 고정자는 세 개의 제2 공기 채널들을 갖는 고정자에 비교해 더 복잡하다. 따라서 세 개의 제2 공기 채널들을 포함하는 고정자를 위한 주형을 만드는 것이 더 용이하고, 또한 세 개의 제2 공기 채널들을 갖는 고정자를 주조하는 것이 더욱 용이하다.
따라서 고정자에 네 개의 제2 공기 채널들 대신에 세 개의 공기 채널들을 사용하면 더욱 효율적인 전기기계로 귀착될 것이다. 전기기계의 더 효율적인 냉각은 그 전기기계의 힘이 증가할 수 있다는 것을 의미한다.
본 발명에 따른 중간 크기의 전기기계의 샤프트 높이는 약 355 내지 560mm의 범위이다.
상기 전기기계는 전기 모터 또는 발전기일 수 있다.
이하, 본 발명은 첨부한 도면들을 참조하여 바람직한 실시 예들에 의해서 더 상세히 설명될 것이다.
도 1은 전기기계의 축 방향의 단면을 도시한다.
도 2는 도 1의 전기기계의 횡 단면을 도시한다.
도 1은 전기기계의 축 방향의 단면을 도시한다. 상기 전기기계는 원통형의 회전하는 회전자(100)와 그 회전자(100)를 둘러싸는 원통형의 고정형의 고정자(200)를 포함한다. 상기 고정자(200)는 고정자 코어(210), 고정자 권선(220) 및 고정자 프레임(230)을 포함한다. 상기 회전자(100)는 중간부(111)와 두 개의 반대편 단부들(112, 113)을 갖는 샤프트(110)를 포함한다. 상기 회전자(100)는 샤프트(110)의 중간부(111)를 둘러싸는 회전자 코어(120)를 더 포함한다. 상기 회전자 코어(120)는 상기 샤프트의 중간부(111)에 부착되고, 제1 단부(E1)와 반대쪽의 제2 단부(E2)를 갖는다. 상기 회전자 코어(120)는 회전자 코어(120)의 제1 단부(E1)와 제2 단부(E2) 사이에서 연장되는 축 방향(X1-X1)의 제1 공기 채널들(10)을 포함한다. 상기 회전자 코어(120)는 회전자 권선(130)을 더 포함하고 있다. 고정자 코어(210)의 내부 둘레와 회전자 코어(120)의 외부 둘레 사이에는 공기 간극(air gap)(G)이 존재한다. 상기 고정자 프레임(230)에 형성된 축 방향(X1-X1)의 제2 공기 채널들(21, 22, 23)이 또한 존재한다. 상기 제2 공기 채널들(21, 22, 23)은 전기기계의 종단 차폐부들(51, 52) 사이에서 연장된다. 고정자 권선의 단부들(220)은 도면에 도시되어 있다. 샤프트(110)는 전기기계의 종단 차폐부들(51, 52)에서 베어링들(41, 42)로 양쪽의 단부들(112, 113)에서 지지 된다. 종단 차폐부들(51, 52)은 고정자 프레임(230)에 부착된다.
회전자 코어(120)의 제1 단부(E1)에는 링 형상의 제1 공기 챔버(410)가 존재하고 또한 회전자 코어(120)의 제2 단부(E1)에는 링 형상의 제2 공기 챔버(420)가 존재한다. 회전자 코어(120)에서의 제1 축방향 공기 채널들(10) 각각의 제1 단부는 상기 제1 공기 챔버(410)와 유체 상으로 연통한다. 회전자 코어(120)에서의 제1 축방향 공기 채널들(10) 각각의 제2 단부는 상기 제2 공기 챔버(420)와 유체 상으로 연통한다. 고정자 프레임(230)에서 제2 축방향 공기 채널들(21, 22, 23) 각각의 제1 단부는 제1 공기 챔버(410)와 유체 상으로 연통한다. 고정자 프레임(230)에서 제2 축방향 공기 채널들(21, 22, 23) 각각의 반대편의 제2 단부는 제2 공기 챔버(420)와 유체 상으로 연통한다. 따라서, 고정자 코어(120)의 각각의 단부(E1, E2)에서 제1 축방향 공기 채널들(10)과 제2 축방향 공기 채널들(21, 22, 23) 사이에는 하나의 유동 통로가 존재한다. 제2 공기 채널들(21, 22, 23)은 제1 공기 챔버(410)와 제2 공기 챔버(420)의 축 방향의 외부 측벽으로 X1-X1 축 방향으로 연장된다. 제1 공기 챔버(410)와 제2 공기 챔버(420)의 외주에는 세 개의 개구들, 즉 각각의 제2 공기 채널(20)에 하나씩의 개구가 존재한다.
회전자 코어(120)의 제2 단부(E1)에서의 제2 공기 챔버(420)에는 제1 팬(310)이 배치된다. 제1 팬(310)은 회전자(100)와 함께 회전한다. 제1 팬(310)은 제1 공기 챔버(410)로부터 제2 공기 챔버(420)로 상기 제1 축방향 공기 채널들(10)을 따라서 공기(F1)를 흡입한다. 제1 팬(310)은 제2 공기 챔버(420)의 방사 방향으로 바깥쪽으로 고정자 코어(210)의 제2 축방향 공기 채널들(21, 22, 23)의 제2 단부들을 향해 내부 공기(F1)를 더욱 불어준다. 상기한 내부 공기(F1)는 제2 축방향 공기 채널들(21, 22, 23)의 제2 단부로부터 제2 축방향 공기 채널들(21, 22, 23)의 제1 단부로, 그리고 다시 회전자 코어(120)의 제1 단부(E1)에서의 제1 공기 챔버(410)로 흐르게 된다. 전기기계의 고정자(200)와 회전자(100) 사이의 내부 공기 순환(F1)은 폐쇄형 공기 순환이다. 이것은 어떤 외부 공기도 이러한 내부 공기 순환(F1) 안으로 침투할 수 없다는 것을 의미한다.
회전자 코어(120)의 제2 단부(E2)에는 링 형상의 제3 공기 챔버(430)가 또한 존재한다. 상기 제3 공기 챔버(430)는 제2 공기 챔버(420)에 근접하게 또한 제2 공기 챔버(420)에서부터 바깥쪽으로 축 방향(X1-X1)으로 배치된다. 제3 공기 챔버(430)는 고정자 프레임(230)의 외면을 따라서 축 방향(X1-X1)으로 향하는 원형의 배출구(431)를 갖는다. 상기 제3 공기 챔버(430)는 그 제3 공기 챔버(430)의 외측 단부 벽의 중간부에 축 방향(X1-X1)의 흡입구(432)를 또한 갖는다.
상기 제3 공기 챔버(430)에는 제2 팬(320)이 배치된다. 상기 제2 팬(320)은 전기기계의 샤프트(110)과 함께 회전한다. 제2 팬(320)은 전기기계의 외부로부터 흡입구(432)를 통해 냉각 공기(F2)를 흡입하고, 그리고 고정자 프레임(430)의 외면을 따라서 축 방향(X1-X1)으로 배출구(431)를 통해 냉각 공기(F2)를 불어준다. 따라서 이러한 냉각 공기(F2)의 어떠한 재순환도 존재하지 않는다. 제2 팬(320)은 자연스럽게 그 자체의 구동 모터에 의해 구동될 수 있을 것이다.
도 2는 도 1의 전기기계의 횡 단면을 도시하고 있다. 상기한 단면은 샤프트(110)의 중앙부(111), 샤프트(110)의 중앙부(111)를 둘러싸는 회전자 코어(120), 회전자 코어(120)에서의 제1 축방향 공기 채널들(10), 회전자(100)와 고정자(200) 사이의 공기 간극(G), 고정자 코어(210), 고정자 프레임(230), 및 고정자 프레임(230)에서의 제2 공기 채널들(21, 22, 23)을 도시하고 있다. 상기 도면은 회전자 코어(120)에서 단지 네 개의 제1 축방향 공기 채널들(10)만을 도시하고 있지만, 회전자 코어(120)에서 임의의 수의 제1 축방향 공기 채널들(10)이 존재할 수 있다. 고정자 프레임(230)에는 그 고정자 프레임(230)의 외면으로부터 바깥쪽으로 연장되는 냉각 핀들(240)이 제공된다. 상기한 전기기계의 단면은 그 전기기계의 샤프트(111)의 중심(C)을 통과하는 수직 중심축(Y-Y)과 그 전기기계의 샤프트(111)의 중심(C)을 또한 통과하는 수평 중심축(X2-X2)을 갖는다.
상기 도면은 또한 전기기계의 지지 구조물들(251, 252)을 도시하고 있는바, 이것들은 고정자 프레임(230)의 일체형 부품으로서 형성되는 L-자형의 부재들이다. 상기 지지 구조물들(251, 252)은 전기기계의 전체 축 방향(X1-X1)의 길이를 따라서 연장된다. 전기기계는 상기 지지 구조물들(251, 252)로부터 그 전기기계의 동작 장소에서 바닥(FL)에 볼트로 부착된다. 지지 구조물들(251, 252)은 전기기계의 단면의 수직 중심선(Y-Y)에 대하여 대칭으로 그 전기기계의 단면의 하부 모서리들에 배치된다. 지지 구조물들(251, 252)의 단면은 반드시 L-자형일 필요는 없으나, 그것은 어떤 적절한 형상으로 되어도 좋다. 상기 지지 구조물들(251, 252)의 단면은 그 지지 구조물들(251, 252)의 축 방향(X1-X1)의 길이를 따라서 또한 변할 수도 있다.
본 도면은 또한 고정자 프레임(230) 안으로 형성된 제2 축방향 공기 채널들(21, 22, 23)을 도시하고 있다. 고정자 프레임(230)에 일체형 부품으로 형성된 세 개의 제2 축방향 공기 채널들(21, 22, 23)이 존재한다. 전기기계의 단면의 수직 중심선(Y-Y)에 대해 대칭으로 전기기계의 단면의 하부 모서리들에 배치된 두 개의 하부 제2 축방향 공기 채널들(21, 22)이 존재한다. 상기 하부 제2 축방향 공기 채널들(21, 22) 각각은 전기기계의 지지 구조물들(251, 252)과 연결되도록 형성된다. 상기 두 개의 하부 제2 공기 채널들(21, 22)의 단면은 삼각형이다. 고정자 프레임(230)의 단면의 상부에 배치된 하나의 상부 제2 공기 채널(23)이 또한 존재한다. 상기 상부 제2 축방향 공기 채널(23)의 수직 중심선은 전기기계의 수직 중심선(Y-Y)과 일치한다. 상부 제2 축방향 공기 채널(23)의 단면은 직사각형이다. 제2 공기 채널들(21, 22, 23)의 단면은 자연스럽게 어떤 다른 적절한 형태일 수도 있다.
지지 구조물들(251, 252) 사이의 전기기계의 단면의 하부에 배치된 냉각 핀들(240)은 수직 방향으로 향한다. 전기기계의 단면의 측면부에 배치된 냉각 핀들(240)은 수평 방향으로 향한다. 전기기계의 단면의 양쪽의 상부 모서리들에 배치된 냉각 핀들(240)은 수평 방향(S1)과 방사 방향(S3) 사이 또는 수직 방향(S2)과 방사 방향(S3) 사이인 하나의 방향(S4)으로 향한다.
상기 전기기계는 상부 제2 축방향 공기 채널(23)의 우측에서 고정자 프레임(230)의 외면에 배치된 연결부(610)를 더 포함하고 있다. 제1 케이블 랙(cable rack)(620)이 고정자 프레임(230)의 외면을 따라서 상기 연결부(610)로부터 축방향(X1-X1)으로 향하는 제2 케이블 랙(630)으로 연장된다. 이 케이블 랙들(620, 630)은 연결부(610)로 그리고 그로부터의 케이블 경로로서 사용될 수 있다. 또한, 상기 상부 제2 축방향 공기 채널(23)은 전기기계의 외부 또는 내부에서부터 상기 연결부(610)로의 케이블 경로로 이용될 수 있다. 상기한 연결부(610) 및 케이블 랙들(620, 630)은, 도면에서 이해될 수 있는 바와 같이, 상부 제2 축방향 공기 채널(23)의 우측 대신에 용이하게 그 상부 제2 축방향 공기 채널(23)의 좌측에 용이하게 배치될 수도 있다. 양자의 경우에서, 상기 상부 제2 축방향 공기 채널(23)은 케이블 경로로서 사용될 수 있을 것이다.
도면에 도시된 실시 예에서, 제1 팬(310)은 제1 공기 챔버(410)에 위치한다. 상기 제1 팬(310)은 제1 공기 챔버(410)와 제2 공기 챔버(420) 사이의 순환 공기(L1) 유동 경로에서의 어느 위치에든 자연스럽게 배치될 수 있을 것이다. 제1 팬(310)에는 그 자체의 구동 모터가 제공될 수도 있다.
도면에 도시된 실시 예에서, 제2 팬(320)은 제3 공기 챔버(430)에 위치한다. 상기 제2 팬(320)은 냉각용 공기(L2) 유동 경로의 어느 위치에든 자연스럽게 배치될 수 있을 것이다. 냉각용 공기(L2)를 제3 공기 챔버(430)의 흡입구(432)로 향하는 개별적인 외부 공기 채널이 당연히 존재할 수도 있다.
회전자(100)의 제1 단부(E1)에서의 제1 공기 챔버(410) 및 회전자(100)의 반대쪽 제2 단부(E2)에서의 제3 공기 챔버(430)의 배치는 바람직한 일 실시 예이다. 샤프트(110)의 제1 단부(112)는 전기기계의 제1 단부에서 그 전기기계로부터 돌출한다. 그 전기기계가 전기 모터일 경우, 그 전기 모터에 의해 구동될 작업 기계는 샤프트(110)의 제1 단부(112)에 연결된다. 그 전기기계가 발전기일 경우, 그 발전기를 구동하는 구동장치가 샤프트(110)의 제1 단부(112)에 연결된다. 따라서, 회전자(100)의 제1 단부(E1)는 구동측(drive end) 이고, 회전자(100)의 제2 단부(E2)는 전기기계의 비-구동측(non-drive end) 이다.
회전자 코어(120)는 전기강판(electrical steel sheet)으로 이루어지는 라미네이트(laminated) 구조를 갖는다. 회전자 코어(120)에서의 제1 공기 채널들(10)은 따라서 강 판재에 펀칭함으로써 제조 가능하다. 고정자 코어(230) 또한 전기강판으로 제조되는 라미네이트 구조를 갖는다.
본 발명은 이상 상술한 예들에만 한정되지는 않으며, 그것은 후술하는 청구범위들의 영역 내에서 변형될 수도 있다.

Claims (8)

  1. 제1 단부(E1), 반대쪽의 제2 단부(E2) 및 축 방향(X1-X1)의 제1 공기 채널들(10)을 갖는 실린더형의 회전자(100),
    축 방향(X1-X1)의 제2 공기 채널들(21, 22, 23) 및 고정자(stator)(200)의 외면상에 냉각 핀들(240)을 갖는, 상기 회전자(100)를 둘러싸는 고정자(200);
    상기 회전자(100)의 제1 단부(E1)에서의 제1 공기 챔버(410) 및 상기 회전자(100)의 제2 단부(E2)에서의 제2 공기 챔버(420)로서, 그것들에 의해 상기 제1 공기 챔버(410)와 상기 제2 공기 챔버(420)를 통해 상기 제1 공기 채널들(10)과 상기 제2 공기 채널들(20) 사이에 유동 통로가 형성되는 상기 제1 공기 챔버(410) 및 제2 공기 챔버(420);
    상기 제2 공기 챔버(420) 외부에 축 방향(X1-X1)으로 상기 회전자(100)의 제2 단부(E2)에 있는 제3 공기 챔버(430)로서, 상기 고정자(200)의 외면을 따라 축 방향(X1-X1)으로 향하는 배출구(431)를 가지는 상기 제3 공기 챔버(430);
    상기 제1 공기 챔버(410)로부터 상기 제1 공기 채널들(10)을 통해 상기 제2 공기 챔버(420)로 그리고 더 나아가 상기 제2 공기 채널들(20)을 통해 다시 상기 제1 공기 챔버(410)로, 폐쇄형 공기 순환 방식으로 내부 공기(F1)를 순환시키기 위한 제1 팬(310);
    상기 전기기계의 외부로부터 상기 제3 공기 챔버(430)를 통해 그리고 상기 고정자(200)의 외면을 따라 상기 제3 공기 챔버(430)의 배출구(431)로부터, 외부의 냉각 공기(F2)를 불어주기 위한 제2 팬(320);을 포함하며,
    상기 고정자(200)에서의 제2 공기 채널들(21, 22, 23)의 수가 세 개인 것을 특징으로 하는 전기기계.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 공기 채널들(21, 22, 23)은 두 개의 하부 제2 공기 채널들(21, 22)과 하나의 상부 제2 공기 채널(23)로 형성되며, 그것에 의하여 상기 하부 제2 공기 채널들(21, 22)은 전기기계의 단면의 하부 모서리들에 대칭으로 배치되며, 그리고 상기 상부 제2 공기 채널(23)은 전기기계의 단면의 최고점에서 수직 중심축(Y-Y) 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 전기기계.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 두 개의 하부 제2 공기 채널들(21, 22)은 전기기계의 지지 구조물들(251, 252)과 연결되어 배치되는 것을 특징으로 하는 전기기계.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 구조물들(251, 252) 사이의 전기기계의 단면의 하부에 배치되는 냉각 핀들(240)은 수직 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 전기기계.
  5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기기계의 단면의 측면 부분들에 배치되는 냉각 핀들(240)은 수평 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 전기기계.
  6. 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기기계의 단면의 양쪽 상부 모서리들에 배치되는 냉각 핀들(240)은 수평 방향(S1)과 방사 방향(S3) 사이 또는 수직 방향(S2)과 방사 방향(S3) 사이인 방향(S4)으로 향하는 것을 특징으로 하는 전기기계.
  7. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 팬(310)은 상기 제2 공기 챔버(420) 내에 배치되고, 그리고 상기 제1 팬(310)은 회전자(100)에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 전기기계.
  8. 제1항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 팬(320)은 상기 제3 공기 챔버(430) 내에 배치되고, 그리고 상기 제2 팬(310)은 회전자(100)에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 전기기계.
KR1020177001124A 2014-06-19 2015-06-11 전기기계 KR101878244B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14173111.7 2014-06-19
EP14173111.7A EP2958218B1 (en) 2014-06-19 2014-06-19 An electric machine
PCT/EP2015/063046 WO2015193166A1 (en) 2014-06-19 2015-06-11 An electric machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170018052A true KR20170018052A (ko) 2017-02-15
KR101878244B1 KR101878244B1 (ko) 2018-08-17

Family

ID=50972569

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177001124A KR101878244B1 (ko) 2014-06-19 2015-06-11 전기기계

Country Status (9)

Country Link
US (1) US10374487B2 (ko)
EP (2) EP3211770A1 (ko)
KR (1) KR101878244B1 (ko)
CN (1) CN106663992B (ko)
BR (1) BR112016028214B1 (ko)
ES (1) ES2626364T3 (ko)
PL (1) PL2958218T3 (ko)
PT (1) PT2958218T (ko)
WO (1) WO2015193166A1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PT2958218T (pt) 2014-06-19 2017-06-01 Abb Schweiz Ag Máquina elétrica
US20170179792A1 (en) * 2015-12-21 2017-06-22 Nidec Motor Corporation Enclosed motor utilizing recirculating coolant air
KR20180127423A (ko) * 2016-04-07 2018-11-28 보르그워너 인코퍼레이티드 로터 냉각을 이용한 전기 충전 장치
JP7249731B2 (ja) * 2017-10-24 2023-03-31 東芝三菱電機産業システム株式会社 全閉形回転電機の設計方法
JP6956046B2 (ja) * 2018-06-07 2021-10-27 東芝三菱電機産業システム株式会社 フレーム構造の設計方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5925947A (en) * 1995-11-27 1999-07-20 Hitachi, Ltd. Totally-enclosed type motor
EP1976098A2 (en) * 2007-03-23 2008-10-01 General Electric Company Motor cooling arrangement
WO2010012585A2 (de) * 2008-08-01 2010-02-04 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische maschine in hoher schutzart mit verbesserter läuferkühlung

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8794943B2 (en) * 2005-03-09 2014-08-05 Merton W. Pekrul Rotary engine vane conduits apparatus and method of operation therefor
DK2234246T3 (da) * 2009-03-23 2012-12-03 Abb Oy Arrangement og fremgangsmåde til køling af et elektrisk apparat
US9698638B2 (en) * 2011-12-29 2017-07-04 Philip Totaro Electric machine cooling system
PT2958218T (pt) 2014-06-19 2017-06-01 Abb Schweiz Ag Máquina elétrica

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5925947A (en) * 1995-11-27 1999-07-20 Hitachi, Ltd. Totally-enclosed type motor
EP1976098A2 (en) * 2007-03-23 2008-10-01 General Electric Company Motor cooling arrangement
WO2010012585A2 (de) * 2008-08-01 2010-02-04 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische maschine in hoher schutzart mit verbesserter läuferkühlung

Also Published As

Publication number Publication date
EP2958218A1 (en) 2015-12-23
CN106663992B (zh) 2019-09-24
BR112016028214B1 (pt) 2021-01-26
EP3211770A1 (en) 2017-08-30
EP2958218B1 (en) 2017-04-26
WO2015193166A1 (en) 2015-12-23
ES2626364T3 (es) 2017-07-24
BR112016028214A2 (pt) 2017-08-22
KR101878244B1 (ko) 2018-08-17
US10374487B2 (en) 2019-08-06
PL2958218T3 (pl) 2017-10-31
PT2958218T (pt) 2017-06-01
US20170141652A1 (en) 2017-05-18
CN106663992A (zh) 2017-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101878244B1 (ko) 전기기계
US3610975A (en) Dynamoelectric machine with improved cooling means
US10141798B2 (en) Cooling of an electric machine
JP2015208101A (ja) かご形電動機
KR102625998B1 (ko) 고정자 블록, 고정자 어셈블리 및 고정자 어셈블리의 냉각 시스템
KR20160145613A (ko) 인덕션 모터
JP2007089255A (ja) 回転電機
AU3429599A (en) Electrical machine
RU2617416C1 (ru) Корпус для электрической машины
JP4857874B2 (ja) 回転電機
KR20160065545A (ko) 공랭식 모터 냉각 장치
US10404138B2 (en) Rotary electric machine having gas coolers
KR101547580B1 (ko) 전동기의 냉각장치
JP2018145873A (ja) 給水装置
JP7044017B2 (ja) 回転電機
EP2866332B1 (en) An air-to-air heat exchanger
KR101093795B1 (ko) 전기자동차용 수냉식 전동기
WO2023000265A1 (en) Electric machine assembly
KR102547852B1 (ko) 발전기의 냉각장치
JP6960367B2 (ja) 全閉外扇形回転電機および外扇カバー
KR20170142273A (ko) 유도 전동기
JP2019161735A (ja) 冷却器付き電動機
JP2005080375A (ja) 誘導電動機
JP2019080426A (ja) 全閉形回転電機
KR20010045050A (ko) 냉각 수단을 갖는 전동기

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