RU2588027C2 - Dynamo-electric machine with self-supported housing - Google Patents
Dynamo-electric machine with self-supported housing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2588027C2 RU2588027C2 RU2013157113/07A RU2013157113A RU2588027C2 RU 2588027 C2 RU2588027 C2 RU 2588027C2 RU 2013157113/07 A RU2013157113/07 A RU 2013157113/07A RU 2013157113 A RU2013157113 A RU 2013157113A RU 2588027 C2 RU2588027 C2 RU 2588027C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dynamoelectric machine
- core
- package
- core package
- cooling
- Prior art date
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 62
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 41
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 41
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 9
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 8
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 5
- 230000001681 protective Effects 0.000 description 5
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 4
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910000576 Laminated steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 210000000614 Ribs Anatomy 0.000 description 2
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 210000001736 Capillaries Anatomy 0.000 description 1
- 229910001208 Crucible steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001060 Gray iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000000789 fastener Substances 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение касается динамоэлектрической машины с самонесущим корпусом, который имеет участок пакета сердечника.The invention relates to a dynamoelectric machine with a self-supporting body, which has a portion of the core package.
Существует множество концепций двигателей в отношении воздушного и водяного охлаждения, в отношении установки клеммной коробки, в отношении расположения подшипников, а также в отношении конкретного исполнения охлаждения динамоэлектрической машины. Так, из EP 0 387 743 A1 известно воздушное охлаждение динамоэлектрической машины. В DE 197 42 255 C1 описана бескорпусная трехфазная машина, снабженная трубами охлаждения с параллельными осями в пакете сердечника статора. Кроме того, известны жидкостно-охлаждаемые электрические машины, например, из US 5 084 642 A и DE 91 12 631 U1, у которых при этом в опорные щитки залиты отводы и впускной и выпускной патрубок. Бескорпусная электрическая машина, у которой листы стали имеют продолжения для охлаждения и ножек, известна, кроме того, из AT 170 766.There are many engine concepts with regard to air and water cooling, with regard to the installation of a terminal box, with regard to the arrangement of bearings, and also with regard to the specific design of cooling of a dynamoelectric machine. Thus, air cooling of a dynamoelectric machine is known from EP 0 387 743 A1. DE 197 42 255 C1 describes a three-phase open-frame machine equipped with parallel-axis cooling pipes in a stator core package. In addition, liquid-cooled electric machines are known, for example, from US 5,084,642 A and DE 91 12 631 U1, in which, at the same time, bends and an inlet and an outlet pipe are filled into the support flaps. A frameless electric machine, in which steel sheets have extensions for cooling and legs, is also known from AT 170 766.
Бескорпусные электрические машины обладают недостаточной жесткостью пакета сердечника и для опирания вала снабжены чашечными опорными щитками, которые сравнительно трудоемки в изготовлении и поэтому сравнительно дороги.Unpacked electric machines have insufficient rigidity of the core package and are equipped with cup support flaps for supporting the shaft, which are relatively labor-consuming to manufacture and therefore relatively expensive.
Динамоэлектрические машины с корпусом приводят к увеличению активной части, так как, в частности, охлаждение обеспечивается не в той же мере, как у бескорпусной динамоэлектрической машины.Dynamo-electric machines with a housing lead to an increase in the active part, since, in particular, cooling is not provided to the same extent as an open-frame dynamo-electric machine.
Исходя из этого в основе изобретения лежит задача, устранить вышеназванные недостатки. Кроме того, с учетом, в частности, новых классов коэффициента полезного действия должна быть создана динамоэлектрическая машина, в частности, для уровня низких напряжений, которая сравнительно проста в изготовлении.Based on this, the basis of the invention is the task to eliminate the above disadvantages. In addition, taking into account, in particular, the new efficiency classes, a dynamoelectric machine must be created, in particular, for the low voltage level, which is relatively simple to manufacture.
Решить поставленную задачу удается с помощью динамоэлектрической машины с самонесущим корпусом, который имеет участок пакета сердечника и по меньшей мере один участок подключения в осевом продолжении участка пакета сердечника, причем в этом участке пакета сердечника помещен образованный из шихтованных в осевом направлении листов стали пакет сердечника статора, зафиксирован и по меньшей мере на отдельных участках окружен им со всех сторон, при этом отдельные листы стали имеют внешнюю основную форму, в частности, с восьмиугольным поперечным сечением, в котором имеютсяThe problem can be solved using a dynamoelectric machine with a self-supporting body, which has a section of the core package and at least one connection section in the axial extension of the core package section, and in this section of the core package is placed a stator core package formed from axially laminated steel sheets, fixed and at least in some areas surrounded by it on all sides, while individual steel sheets have an external main shape, in particular, with an octagonal cross chnym section in which there are
- расточка статора, которая окружена радиально расположенными по периметру расточки статора, равномерно распределенными пазами,- a stator bore, which is surrounded by radially spaced around the perimeter of the stator bore, evenly distributed grooves,
- радиально примыкающая к ней спинка ярма, которая проходит на равном расстоянии от расточки статора,- radially adjacent to the back of the yoke, which runs at an equal distance from the stator bore,
- осевые углубления листа стали в областях между спинкой ярма и внешней основной формой стальных листов.- axial grooves of the steel sheet in the areas between the back of the yoke and the outer main shape of the steel sheets.
Эта динамоэлектрическая машина имеет самонесущий корпус, который имеет простой многоугольный участок пакета сердечника, включающий в себя пакет сердечника. Кроме того, самонесущий корпус в осевом продолжении участка пакета сердечника имеет по меньшей мере один участок подключения. При нескольких участках подключения эти участки предпочтительным образом расположены с обеих сторон на осевых концах участка листовой стали.This dynamoelectric machine has a self-supporting body that has a simple polygonal portion of a core packet including a core packet. In addition, the self-supporting body in the axial extension of the core package portion has at least one connection portion. With several connection sections, these sections are preferably located on both sides at the axial ends of the sheet steel section.
В соответствии с изобретением теперь задачи самонесущего корпуса ясно установлены и очерчены. При этом получается концепция платформы, которая позволяет теперь реализовывать отдельные варианты осуществления (например, жидкостное охлаждение со звукоизоляцией и обратным охладителем на машине и пр.) простым образом, без проектирования и конструктивного воплощения новой концепции машины.According to the invention, the tasks of the self-supporting body are now clearly established and delineated. The result is a platform concept, which now allows for the implementation of individual embodiments (for example, liquid cooling with sound insulation and a back cooler on a machine, etc.) in a simple manner, without designing and constructive implementation of a new machine concept.
Это ускоряет, например, время обработки при заказе машины.This speeds up, for example, the processing time when ordering a machine.
Таким образом, простым образом обеспечивается концепция платформы для динамоэлектрических машин. Это, прежде всего, особенно интересно для машин большой мощности в диапазоне низких напряжений, то есть номинального напряжения ниже 1000 В, так как там динамоэлектрические машины предусмотрены для самых различных целей применения.Thus, the platform concept for dynamoelectric machines is easily provided. This is, above all, especially interesting for high-power machines in the low voltage range, that is, the rated voltage is below 1000 V, since dynamoelectric machines are there for a wide variety of applications.
Так, участок пакета сердечника самонесущего корпуса служит для фиксации пакета сердечника статора в заданных областях прилегания между участком пакета сердечника корпуса и пакетом сердечника. Эти области прилегания служат, в частности, в качестве опоры для момента вращения и/или для формирования пакета сердечника. Также там должны восприниматься моменты короткого замыкания.So, the portion of the core package of the self-supporting housing serves to fix the stator core package in predetermined areas of fit between the portion of the core package of the housing and the core package. These areas of contact serve, in particular, as a support for the torque and / or for the formation of the core package. Also there should be perceived moments of short circuit.
В другом варианте осуществления боковые поверхности участка пакета сердечника корпуса открыты, так что только рама, при необходимости поддерживаемая одной или несколькими распорками, выполняет вышеназванные задачи. Участок пакета сердечника имеет, таким образом, в своей самой рудиментарной пространственной основной форме правильную призму с усиленными ребрами и областями прилегания.In another embodiment, the side surfaces of the portion of the core package of the housing are open, so that only the frame, if necessary supported by one or more spacers, performs the above tasks. The portion of the core packet thus has, in its most rudimentary spatial basic form, a regular prism with reinforced ribs and adjoining regions.
Участок подключения корпуса расположен в осевом продолжении непосредственно и прямо на участке пакета сердечника. Участок подключения и участок пакета сердечника предпочтительно выполнены из одного материала и, в частности, цельно.The housing connection section is located in the axial extension directly and directly on the core package section. The connection section and the section of the core package are preferably made of one material and, in particular, integrally.
Самонесущий корпус со своим участком пакета сердечника и своим участком подключения сконструирован чрезвычайно просто и состоит только из нескольких основных элементов. Эти элементы могут быть изготовлены из стали, стального литья или серого чугуна, или же из алюминия.The self-supporting body with its core package section and its connection section is designed extremely simply and consists of only a few basic elements. These elements can be made of steel, cast steel or gray cast iron, or aluminum.
Все возможности подключения дополнительных устройств и/или вспомогательных агрегатов, например, подача воздуха, распределение воздуха, установка вентилятора, установка съемных охладителей, опорных щитков, клеммных коробок и пр. осуществляются теперь исключительно посредством этого одного или других участков подключения корпуса. При двух участках подключения участок пакета сердечника находится между этими двумя участками подключения. Функции или, соответственно, возможности подключения участка подключения, которые не используются, например, потому что предусмотрено только одно принудительное охлаждение, но ни одного съемного охладителя, могут покрываться или, соответственно, закрываться крышками, заглушками или, соответственно, глухими крышками на участке подключения.All possibilities for connecting additional devices and / or auxiliary units, for example, air supply, air distribution, fan installation, installation of removable coolers, support plates, terminal boxes, etc., are now carried out exclusively through this one or other sections of the housing connection. With two connection sections, the core packet section is located between these two connection sections. Functions or, accordingly, the possibilities of connecting the connection section, which are not used, for example, because there is only one forced cooling, but not a single removable cooler, can be covered or, respectively, closed with covers, plugs or, respectively, blind covers in the connection area.
Это значительно упрощает принципиальную конструкцию корпуса, так как теперь при одной высоте оси динамоэлектрической машины надо предусматривать только один корпус, с помощью которого могут реализовываться все возможности подключения, возможности охлаждения и пр.This greatly simplifies the basic design of the housing, since now, at the same height of the axis of the dynamoelectric machine, only one housing must be provided, with which all connection options, cooling capabilities, etc. can be realized.
Например, при этом могут реализовываться все виды охлаждения по отдельности или в комбинации, такие как, например, воздушное самоохлаждение или принудительное воздушное охлаждение, водяное охлаждение или водяное охлаждение с принудительным воздушным охлаждением, а также отдельный съемный охладитель. В зависимости от места применения и климатических требований динамоэлектрическая машина при оптимальном коэффициенте полезного действия может при этом простым образом адаптироваться к существующим условиям.For example, all types of cooling can be implemented individually or in combination, such as, for example, air self-cooling or forced air cooling, water cooling or water cooling with forced air cooling, as well as a separate removable cooler. Depending on the place of application and climatic requirements, a dynamoelectric machine with an optimal efficiency can easily adapt to existing conditions.
При этом через осевые углубления листов стали направляется воздушный поток или жидкость. При жидкостном охлаждении, в частности, в целях герметичности, особенно предпочтительно, когда для этого в углублениях предусмотрены трубы, которые находятся в теплопроводящем соединении с пакетом сердечника. Это осуществляется, например, с помощью теплопроводящего заливочного материала, и/или зачеканивания, и/или осевого запрессовывания, и/или гидравлического расширения труб в углублениях пакета сердечника.In this case, air flow or liquid is directed through the axial recesses of the steel sheets. In liquid cooling, in particular for tightness, it is especially preferred when pipes are provided in the recesses which are in a heat-conducting connection with the core package. This is done, for example, by means of heat-conducting casting material, and / or choking, and / or axial pressing, and / or hydraulic expansion of the pipes in the recesses of the core package.
Углубления в виде замкнутого контура внутри листов стали расположены между спинкой ярма и наружным краем или в виде ребер охлаждения, или, соответственно, зажимных пазов для труб на наружной поверхности пакета сердечника.The recesses in the form of a closed loop inside the sheets of steel are located between the back of the yoke and the outer edge or in the form of cooling fins, or, respectively, clamping grooves for pipes on the outer surface of the core package.
Предпочтительным образом положение клеммной коробки благодаря очень простой конструкции корпуса с его участками подключения может выбираться почти свободно, так как установка клеммной коробки привязана только к участку подключения, а не к определенным крепежным поверхностям, как, например, у ребристого корпуса.Advantageously, the position of the terminal box due to the very simple design of the housing with its connection portions can be selected almost freely, since the installation of the terminal box is tied only to the connection area, and not to certain mounting surfaces, such as for a ribbed housing.
Предпочтительным образом поперечному сечению пакета сердечника статора придана восьмиугольная форма, при этом, если рассматривать в окружном направлении, более короткие и более длинные стороны расположены, чередуясь. Причем это окружное направление находится в воображаемой плоскости, которая расположена перпендикулярно к виртуальной оси машины.In a preferred manner, the cross section of the stator core stack is given an octagonal shape, while when viewed in the circumferential direction, the shorter and longer sides are arranged alternately. Moreover, this circumferential direction is in an imaginary plane, which is perpendicular to the virtual axis of the machine.
Эта форма поперечного сечения упрощает, в частности, процесс изготовления, если представить себе, что эти листы стали штампуются из размотанного рулона листовой стали.This cross-sectional shape simplifies, in particular, the manufacturing process, if you imagine that these steel sheets are stamped from an unwound sheet of steel sheet.
Образующие пакет сердечника статора, расположенные в осевом направлении друг за другом листы стали предпочтительным образом на своих наружных сторонах, помимо областей прилегания, имеют увеличивающие поверхность структуры. Тем самым повышается эффективность охлаждения.The sheets forming the stator core stack, axially arranged one after the other, the sheets preferably have on their outer sides, in addition to the adjoining areas, have a surface-enlarging structure. This improves the cooling efficiency.
Области прилегания предпочтительным образом предусмотрены на более коротких сторонах листов стали или, соответственно, пакета сердечника, так что между боковой стенкой участка пакета сердечника корпуса и более длинной стороной пакета сердечника может устанавливаться заданное расстояние. В это свободное пространство могут, например, закладываться звукоизолирующие маты. Благодаря сокращенному до минимума контакту пакета сердечника и корпуса в соответствии с изобретением уменьшаются шумовые эмиссии динамоэлектрической машины.Adherence regions are preferably provided on the shorter sides of the steel sheets or, respectively, of the core stack, so that a predetermined distance can be set between the side wall of the core package portion of the body and the longer side of the core stack. Soundproof mats, for example, can be placed in this free space. Thanks to the minimized contact between the core package and the housing according to the invention, the noise emissions of the dynamoelectric machine are reduced.
Кроме того, благодаря предлагаемой изобретением динамоэлектрической машине с ее самонесущим корпусом и ее пакетом сердечника получается оптимизированный расход материалов, так как теперь одновременно могут использоваться углы пакета сердечника, в противоположность круглому пакету сердечника. Кроме того, благодаря применению самонесущего корпуса получается высокая жесткость.In addition, due to the dynamoelectric machine according to the invention with its self-supporting body and its core package, an optimized material consumption is obtained, since now the corners of the core package can be used simultaneously, as opposed to a round core package. In addition, through the use of a self-supporting body, high rigidity is obtained.
Если боковые стенки участка пакета сердечника закрыты, пакет сердечника защищен от водяных брызг со всех направлений.If the side walls of the core package portion are closed, the core package is protected against water spray from all directions.
Благодаря применению этого самонесущего корпуса у динамоэлектрической машины удается обойтись без сравнительно дорогостоящих технически и финансово чашечных опорных щитков. При этом менее дорогостоящие опорные щитки располагаются в соответствии с изобретением в участках подключения.Thanks to the use of this self-supporting housing in a dynamoelectric machine, it is possible to do without the relatively expensive technically and financially cup support shields. In this case, less expensive support flaps are located in accordance with the invention in the connection areas.
Пакет сердечника статора предпочтительным образом на своих торцевых сторонах испытывает воздействие прижимных пластин, которые сжимают отдельные шихтованные в осевом направлении листы стали друг с другом в осевом направлении.The stator core package is preferably subjected to pressure plates on its end faces, which compress the individual axially laminated steel sheets with each other in the axial direction.
По одному из примеров осуществления прижимные пластины в области расточки статора и/или пазов, а также возможно имеющихся углублений для охлаждения соответствуют размерам листов стали, однако по своему наружному диаметру больше, чем отдельные листы стали. Благодаря этому получается то преимущество, что исключительно прижимные пластины прилегают к заданным областям прилегания внутренней стороны участка пакета сердечника корпуса. При этом между сторонами пакета сердечника, который предпочтительным образом имеет восьмиугольную основную форму с более короткими и более длинными сторонами пакета сердечника, образуется свободное пространство между поверхностью пакета сердечника и внутренней стороной участка пакета сердечника.In one embodiment, the pressure plates in the region of the stator bore and / or grooves, as well as the possibly existing cooling recesses, correspond to the dimensions of the steel sheets, however, in their outer diameter, they are larger than the individual steel sheets. This gives the advantage that only the pressure plates are adjacent to predetermined areas of the inner side of the package portion of the core body. In this case, between the sides of the core package, which preferably has an octagonal main shape with shorter and longer sides of the core package, free space is formed between the surface of the core package and the inner side of the portion of the core package.
В это свободное пространство теперь может вставляться больше изолирующих материалов, предпочтительным образом уже предварительно изготовленных изолирующих матов, которые могут подбираться к заданным частотам колебаний и частотам шумов двигателя и/или подключенного к двигателю преобразователя и отфильтровывают, таким образом, особые известные частоты.More insulating materials can now be inserted into this free space, preferably already pre-fabricated insulating mats, which can be matched to the given vibration frequencies and noise frequencies of the motor and / or the converter connected to the motor and thus filter out specific known frequencies.
Благодаря внутреннему расположению изолирующих материалов эти материалы теперь защищены от внешних влияний, таких как погодные условия, агрессивные среды или механическое повреждение, и поэтому дольше сохраняют свою работоспособность. Кроме того, изолирующие маты находятся в закрытом свободном пространстве и, таким образом, не могут скользить вследствие вибраций пакета сердечника в направлении обмотки или рабочего колеса и попадать, таким образом, во вращающиеся массы.Thanks to the internal arrangement of insulating materials, these materials are now protected from external influences such as weather conditions, aggressive environments or mechanical damage, and therefore retain their performance longer. In addition, the insulating mats are in a closed free space and thus cannot slip due to vibrations of the core package in the direction of the winding or impeller and thus fall into the rotating masses.
Предпочтительным образом изолирующие маты приклеены, привернуты или прикреплены с помощью крепежных проушин к пакету сердечника, или к внутренней стороне участка пакета сердечника, или к внутренней стороне закрывающих плит корпуса, то есть боковым стенкам. Эти изолирующие маты приводят к уменьшению шума, которое, в частности, является чрезвычайно важным при эксплуатации динамоэлектрической машины с преобразователем. Благодаря этой дополнительной мере для преобразователя могут без изменений соблюдаться предельные значения шума. При этом преобразователи могут также эксплуатироваться на предлагаемых изобретением динамоэлектрических машинах с более низкой тактовой частотой.Advantageously, the insulating mats are glued, screwed or fastened with fixing eyes to the core package, or to the inside of the core package portion, or to the inside of the housing cover plates, i.e. the side walls. These insulating mats reduce noise, which, in particular, is extremely important when operating a dynamoelectric machine with a converter. Due to this additional measure, the noise limit values can be observed for the converter without change. Moreover, the converters can also be operated on the dynamoelectric machines of the invention with a lower clock frequency.
В другом варианте осуществления прижимные пластины по своему поперечному сечению соответствуют листам стали. При этом теперь более короткие стороны пакета сердечника и более короткие стороны прижимных пластин прилегают к внутренней стороне участка пакета сердечника корпуса в предусмотренных для этого областях прилегания. Таким образом, между поверхностью пакета сердечника и внутренней стороной участка пакета сердечника получаются области прилегания, которые проходят по всей осевой длине пакета сердечника. В свободные пространства между более длинными сторонами пакета сердечника и соответствующими им внутренними сторонами участков пакета сердечника корпуса вышеизложенным образом могут вставляться изолирующие материалы, в частности изолирующие маты с описанными выше предпочтительными воздействиями.In another embodiment, the pressure plates in their cross section correspond to steel sheets. In this case, the shorter sides of the core package and the shorter sides of the pressure plates are now adjacent to the inner side of the body core package portion in the contact areas provided for this. Thus, between the surface of the core packet and the inner side of the portion of the core packet, abutment regions are obtained that extend along the entire axial length of the core packet. Insulating materials, in particular insulating mats with the preferred effects described above, can be inserted into the free spaces between the longer sides of the core package and the corresponding inner sides of the portions of the core package of the housing.
Изобретение, а также другие предпочтительные варианты осуществления изобретения далее поясняются подробнее на принципиальных изображенных примерах осуществления. В них показано:The invention, as well as other preferred embodiments of the invention, will be explained in more detail below with reference to the illustrated embodiments. They show:
фиг.1, 2: принципиальные продольные сечения двух вариантов осуществления;1, 2: principal longitudinal sections of two embodiments;
фиг.3: поперечное сечение одного из вариантов осуществления в соответствии с фиг.1;figure 3: cross section of one embodiment in accordance with figure 1;
фиг.4: поперечное сечение одного из вариантов осуществления с изолирующими матами;figure 4: cross section of one of the embodiments with insulating mats;
фиг.5-11: варианты осуществления различных пакетов сердечника;5-11: embodiments of various core packets;
фиг.12: корпус с пакетом сердечника;Fig: housing with a core package;
фиг.13: изображение в перспективе;Fig: image in perspective;
фиг.14, 15: различные расположения устройств охлаждения на корпусе;Fig.14, 15: various locations of cooling devices on the housing;
фиг.16: принципиальное подключение жидкостного охлаждения к корпусу;Fig: principal connection of liquid cooling to the housing;
фиг.17, 18: съемный охладитель или, соответственно, съемный преобразователь на корпусе;17, 18: a removable cooler or, accordingly, a removable converter on the housing;
фиг.19: расположение клеммой коробки на корпусе;Fig: location of the terminal box on the housing;
фиг.20, 21: водяное охлаждение при разных пакетах сердечника;Fig.20, 21: water cooling with different core packets;
фиг.22: защитная труба для отверстий для охлаждения;Fig: protective tube for cooling holes;
фиг.23: защитная труба для отверстий для охлаждения и ребер охлаждения;Fig.23: a protective tube for cooling holes and cooling fins;
фиг.24-27: другие варианты осуществления корпуса;24-27: other embodiments of the housing;
фиг.28: изображение в перспективе динамоэлектрической машины.28: perspective view of a dynamoelectric machine.
На фиг.1 показано в принципиальном изображении продольное сечение предлагаемого изобретением самонесущего корпуса 1 динамоэлектрической машины 23, включающей в себя статор 22, пакет 5 сердечника которого образован прижимными пластинами 4 на торцевых сторонах.Figure 1 shows in a principal image a longitudinal section of the self-supporting
У этого вида конструкции самонесущего корпуса 1 крепежные щитки, усиления, профили и обшивки с помощью различных технологий соединения (пайка, сварка, склеивание) неразъемно соединены друг с другом, так что имеется цельный корпус. Несущую функцию выполняет при этом одна только структура корпуса. Жесткость достигается за счет компактной структуры корпуса благодаря полым при необходимости частям корпуса с наибольшим возможным поперечным сечением и вместе с тем высоким моментом сопротивления. Зиговки, вдавливания и пр., как, например, на фиг.21 и фиг.25, повышают жесткость корпуса 1.In this type of construction of the self-supporting
Прижимные пластины 4 формируют пакет 5 сердечника и сжимают его в осевом направлении, так что получаются чрезвычайно узкие зазоры между отдельными листами стали. Все же при капиллярном воздействии пыль или, соответственно, влага может проникать в эти зазоры. Корпус 1 имеет участок 2 пакета сердечника и примыкающие к нему в осевом направлении участки 3 подключения. Участки 3 подключения и участок 2 пакета сердечника на этом изображении имеют разные высоты. Участки 3 подключения могут быть также выполнены с одинаковым поперечным сечением, одинаковой высотой или так же, как можно видеть на фиг.1, с поперечным сечением большего размера.The pressure plates 4 form a
Причем в этом случае нижние участки областей 3 подключения образуют одновременно ножки, на которые может ставиться динамоэлектрическая машина 23 при эксплуатации. Пакет 5 сердечника, как однозначно показывает это изображение, расположен внутри участка 2 пакета сердечника. Участок 2 пакета сердечника корпуса 1 не имеет никакой другой функции или возможностей подключения. Он служит для позиционирования и при необходимости защиты пакета 5 сердечника. Для монтажа предпочтительно только, когда области 3 подключения и/или участок 2 пакета сердечника предусматривают средства для установки транспортировочных проушин 27, например, резьбовых вставок.Moreover, in this case, the lower sections of the
На фиг.2 показано продольное сечение динамоэлектрической машины 23, при этом отличия от фиг.1 заключаются в том, что листы стали пакета 5 сердечника, а также прижимные пластины 4 имеют по существу одинаковый диаметр и похожее поперечное сечение. Весь пакет 5 сердечника при этом также расположен в участке 2 пакета сердечника.Figure 2 shows a longitudinal section of a
На фиг.1 только прижимные пластины 4 опираются на внутреннюю сторону участка 2 пакета сердечника корпуса 1 в предусмотренных областях 7 прилегания. Между тем как на фиг.2 как прижимные пластины, так и заданные области пакета 5 сердечника прилегают к областям 7 прилегания участка 2 пакета сердечника, как это можно видеть на фиг.3.In Fig. 1, only the pressure plates 4 are supported on the inside of the
На фиг.3 показано, что, в частности, участок 2 пакета сердечника корпуса 1 по своей внешней основной форме, если рассматривать в поперечном сечении, может быть выполнен четырехугольным, восьмиугольным или же еще и с другими углами, то есть в принципе в виде многоугольника. Внутренняя сторона участка 2 пакета сердечника корпуса 1 образует восьмиугольник, который, в частности, на более коротких внутренних сторонах образует области 7 прилегания для пакета 5 сердечника и/или только для прижимных пластин 4 пакета 5 сердечника.Figure 3 shows that, in particular, the
В получающиеся свободные пространства 6 между внутренней стороной участка 2 пакета сердечника и поверхностью пакета 5 сердечника, как показано на фиг.4, закладываются предварительно изготовленные изолирующие маты 8, которые предпочтительным образом подобраны к определенным частотам преобразователей, осуществляющих электроснабжение динамоэлектрической машины 23. Таким образом, преобразователь 17 может также эксплуатироваться с низкой тактовой частотой. Изолирующие маты 8 имеют очень простую прямоугольную форму и могут приобретаться уже предварительно изготовленными. При закрытых боковых стенках корпуса 1 они не видны снаружи. Вследствие внутреннего расположения изолирующие маты 8 защищены от внешних влияний, таких как погодные условия, или механическое повреждение, или соскальзывание.In the resulting
Кроме того, изолирующие маты 8 предпочтительным образом зафиксированы посредством приклеивания, привертывания или дополнительных крепежных проушин на внутренней стороне участка 2 пакета сердечника или на пакете 5 сердечника, так что соскальзывание внутри свободного пространства 6 исключено. При этом предотвращается попадание изолирующих матов 8 в область обмотки статора 22 или вращающихся частей динамоэлектрической машины 23. Также на внутренней стороне отдельных боковых стенок 38, как, например, изображено на фиг.28, могут быть установлены изолирующие маты.In addition, the insulating mats 8 are preferably fixed by gluing, screwing or additional fixing eyes on the inside of the
На фиг.5-фиг.11 показаны принципиальные листы стали пакета 5 сердечника, который расположен в участке 2 пакета сердечника. Листы стали имеют в принципе восьмиугольную основную форму, которая сохраняется несмотря на увеличивающие поверхность меры, такие как зарубки, углубления на наружном периметре или внутри листа стали. Восьмиугольная основная форма имеет при этом более короткие стороны 25 и более длинные стороны 24, которые чередуются в окружном направлении и, таким образом, обеспечивают возможность позиционирования и фиксации пакета 5 сердечника по его более коротким сторонам 25 и областям 7 прилегания на внутренней стороне участка 2 пакета сердечника корпуса 1. Листы стали имеют в принципе расточку 9 статора, которая окружена пазами 10 и зубцами 11 листов стали. При этом листы стали всегда расположены перпендикулярно виртуальной оси 26.Figure 5-11 shows the principal steel sheets of the
Углубления 34 в листах стали и в итоге также в пакете 5 сердечника, которые проходят в осевом направлении, предназначены для помещения труб охлаждения жидкостного охлаждения динамоэлектрической машины 23 и/или служат вентиляционными каналами для самовентиляции или принудительной вентиляции. Расположенные по наружному периметру ребра 33 охлаждения по конфигурации выполнены, в частности, так, что они также могут служить зажимными пазами 39 для защелкивающихся труб 37 охлаждения жидкостного охлаждения.The
Кроме фиг.10, спинка ярма статора 22 не имеет углублений, так что прохождение линий магнитного поля, вызванного системой обмотки в пазах 10, не испытывает негативного воздействия. Под спинкой ярма при этом понимается по существу кольцевая область листов стали, которая примыкает к пазам радиально снаружи.In addition to figure 10, the back of the yoke of the stator 22 does not have recesses, so that the passage of the lines of the magnetic field caused by the winding system in the
При этом спинка ярма распространяется без каких-либо углублений радиально предпочтительным образом по меньшей мере на половину глубины паза.In this case, the back of the yoke extends without any recesses in a radially preferred manner to at least half the depth of the groove.
Другими словами, кольцевая область спинки ярма имеет в своей радиальной протяженности по меньшей мере одно значение, которое соответствует половине глубины паза соответствующего стального листа или, соответственно, пакета сердечника.In other words, the annular region of the back of the yoke has in its radial extent at least one value that corresponds to half the depth of the groove of the corresponding steel sheet or, respectively, of the core package.
На фиг.10 показаны дополнительные углубления в области спинки ярма, которые расположены по существу напротив более короткой стороны 25. При этом могут дополнительно охлаждаться имеющиеся источники тепла.Figure 10 shows additional recesses in the area of the back of the yoke, which are located essentially opposite the
На фиг.12 показан на изображении в перспективе пакет 5 сердечника в корпусе 1, при этом пакет 5 сердечника образован из листов стали в соответствии с фиг.7. При этом пакет 5 сердечника был вдвинут в осевом направлении через участок 3 подключения в участок 2 пакета сердечника. Предпочтительным образом другой участок 3 подключения или участок 2 пакета сердечника имеет при этом концевой упор, который позволяет вдвигать пакет 5 сердечника в корпус 1 на определенную глубину.12 is a perspective view of a
Участки 3 подключения имеют отверстия 12, которые, в частности, пригодны для установки каналов охлаждения, клеммных коробок и пр. Кроме того, участки 3 подключения в своих углах имеют зиговки 36, которые улучшают жесткость корпуса 1.The
На фиг.13 показан процесс монтажа на похожем на фиг.12 корпусе 1, при этом пакет 5 сердечника с не изображенной подробнее обмоткой и защитным кожухом 35, в зависимости от исполнения класса защиты по IEC 34-5, вставлен в корпус 1 в осевом направлении.FIG. 13 shows the mounting process on the
На фиг.14, как и на следующих фигурах, показаны примеры осуществления предлагаемой изобретением концепции, а именно что теперь вентиляционное устройство 14, клеммная коробка 20 и пр. устанавливаются только посредством участков 3 подключения. Так, на фиг.14 показано подключаемое к участку 3 подключения в осевом направлении вентиляционное устройство 14. При этом, например, возможно принудительное охлаждение динамоэлектрической машины 23. Участок 2 пакета сердечника остается при этом без изменений.On Fig, as in the following figures, examples of the implementation of the concept proposed by the invention are shown, namely that now the
Кроме того, в соответствии с фиг.15 устройство охлаждения или принудительный охладитель может также располагаться над участком 3 подключения.In addition, in accordance with FIG. 15, a cooling device or forced cooler may also be located above the
На фиг.16 показана принципиальная возможность подключения 15 жидкостного охлаждения к динамоэлектрической машине 23. Разумеется, для этого в углублениях 34 (см., в частности, фиг.5-11) внутри пакета 5 сердечника или на пакете 5 сердечника статора 22 должны устанавливаться трубы 37 охлаждения и гидравлически подключаться к торцевым сторонам пакета 5 сердечника внутри областей 3 подключения.In Fig.16 shows the principal possibility of connecting 15 liquid cooling to a
На фиг.17 показан в другом варианте осуществления корпус 1 со своим участком 2 пакета сердечника и двумя участками 3 подключения. Отверстия 12 участков 3 подключения впадают в теплообменник 16, предпочтительным образом теплообменник воздух-воздух или воздух-вода, при этом нагретый или, соответственно, повторно охлажденный охлаждающий воздух отводится или, соответственно, подводится к динамоэлектрической машине 23 через предусмотренные для этого отверстия 12 участков 3 подключения. Участок 2 пакета сердечника остается при этом без изменений.On Fig shown in another embodiment, the
На фиг.18 в дополнение к варианту осуществления в соответствии с фиг.17 показан преобразователь 17, который размещен на теплообменнике 16 или образует вместе с теплообменником 16 один конструктивный узел. Преобразователь 17 одновременно охлаждается теплообменником 16. Электрические соединительные провода для этого подводятся через теплообменник 16 или через участок 3 подключения к системе обмотки статора 22 динамоэлектрической машины 23.On Fig in addition to the embodiment in accordance with Fig.17 shows the
На фиг.19 показана клеммная коробка 20 на участке 3 подключения, причем клеммная коробка 20 с ориентацией своего внешнего электрического разъема 21, которая может устанавливаться в самые разные направления посредством, в частности, блокируемого механизма вращения.FIG. 19 shows a
Все подключаемые элементы, такие как клеммная коробка 20, теплообменник 16, преобразователь 17 и пр., по одиночке или в любой комбинации могут устанавливаться на участках 3 подключения и через отверстия 12 контактироваться с обмоткой или устройствами охлаждения динамоэлектрической машины 12 и пр.All connected elements, such as
Для реализации конструктивных форм по IEC 34-7 теперь необходимые фланцы, ножки 18 и пр. предусмотрены только на участках 3 подключения.To implement the structural forms in accordance with IEC 34-7, the necessary flanges,
На фиг.20 показана меандрообразно расположенная вокруг пакета 5 сердечника система охлаждения, трубы 37 охлаждения которой расположены по периметру пакета 5 сердечника в зажимных пазах 39. Другие углубления 34 внутри пакета 5 сердечника служат, прежде всего, для воздушного охлаждения. Участок 2 пакета сердечника в целях наглядности изображения на этой фигуре выполнен в осевом направлении существенно длиннее, чем пакет 5 сердечника, чтобы можно было лучше показать область 7 прилегания.20 shows a cooling system meanderingly arranged around the
На фиг.21 показан на другом изображении рассеченный корпус 1, предусматривающий на участках 3 подключения опорные щитки 19, в которых оперт ротор. Ротор в этом случае выполнен в виде короткозамкнутого ротора, он может быть, например, также ротором с постоянным возбуждением синхронной машины.On Fig shows a different image of a dissected
Так же, как изображено на фиг.20, по периметру пакета 5 сердечника расположено жидкостное охлаждение. Подключение 15 для жидкостного охлаждения находится на стороне, противоположной приводу динамоэлектрической машины 23, то есть на стороне, противоположной выступающему концу 13 вала. Статор 22 в целях обзорности изображен без системы обмотки.As shown in FIG. 20, liquid cooling is located around the perimeter of the
Зиговки 36 усиливают участок 2 листовой стали. Ножки 18 находятся в участках 3 подключения.
На фиг.22 и фиг.23 показаны соответственно защитные кожухи 35, которые закрывают систему обмотки и/или трубы 37 охлаждения и, таким образом, защищают от внешних влияний, в зависимости от требования класса защиты в соответствии с IEC 43-5. Ребра или зиговки усиливают при этом жесткость защитных труб 35.Figures 22 and 23 respectively show protective covers 35 which cover the winding system and / or cooling
На фиг.25 показан корпус 1, у которого, по сравнению с описанными до сих пор вариантами осуществления, основная мысль изобретения сохранилась, однако в участке 2 пакета сердечника боковые стенки 38 открыты. При этом также достигается сравнительно более высокая жесткость по сравнению с бескорпусными машинами.25 shows a
Предпочтительно первоначальные боковые стенки 38 обладают возможностью замены. Каждый проем в самых различных боковых стенках может закрываться. С помощью боковых стенок 38 с другим (полимерный материал, стеклопластик, сталь…) или, соответственно, более толстым, или более тонким материалом можно влиять на колебательные свойства корпуса 1. Боковые стенки 38 в другом варианте осуществления имеют вставку, которая вдается в свободное пространство 6. Это, например, замкнутые или перфорированные крепежные элементы для изоляционного материала.Preferably, the
Чтобы, однако, дополнительно повысить жесткость, если необходимо, как показано на фиг.24, в оставшихся отверстиях открытых боковых стенок предусмотрены перемычки 28.In order, however, to further increase rigidity, if necessary, as shown in FIG. 24,
Благодаря отсутствующим боковым стенкам 38 участка 2 пакета сердечника, как показано на фиг.26, области 7 прилегания могут особенно хорошо обрабатываться, например, токарным резцом, так как рабочие области 29 токарного резца металлорежущего станка вдаются за ограничительные кромки 30.Due to the
На фиг.27 на изображении в перспективе показан корпус 1 с открытыми боковыми стенами, который на осевых концах своего участка 2 пакета сердечника имеет избыточные количества материала, особенно пригодные для установки транспортировочной проушины 27. Одно отверстие 12 правого участка 3 подключения, например, закрыто крышкой. При этом отверстия 12, не занятые функциональными элементами, такими как охладители, клеммные коробки 20, могут закрываться таким образом, что сохраняется соответствующий класс защиты.On Fig in the perspective view shows the
На фиг.28 показана динамоэлектрическая машина 23 в одном из возможных вариантов осуществления описанной концепции платформы, при этом из одного участка 3 подключения выдается выступающий конец 13 вала, который удерживается в опорном щитке 19 в этой области 3 подключения. Кроме того, отверстия 12 этой области 3 подключения снабжены вентиляционной решеткой 31 и клеммной коробкой 20. Также в участках 3 подключения установлены транспортировочные проушины 27. Другой участок 3 подключения имеет вентиляционный колпак 32, ориентированный в осевом направлении. Боковая стенка 38 закрыта с помощью винтовых соединений.On Fig shows the
Claims (21)
- расточка (9) статора, которая окружена радиально расположенными по периметру расточки (9) статора, равномерно распределенными пазами (10),
- радиально примыкающая к ней спинка ярма, которая проходит на равном расстоянии от расточки (9) статора,
- и осевые углубления (34) листа стали в областях между спинкой ярма и внешней основной формой листов стали,
причем участок (2) пакета сердечника самонесущего корпуса (1) служит для фиксации пакета (5) сердечника статора (22) в заданных областях (7) прилегания между участком (2) пакета сердечника корпуса (1) и пакетом (5) сердечника статора (22),
при этом образующие пакет (5) сердечника статора (22), расположенные в осевом направлении друг за другом листы стали на своих наружных сторонах - за исключением областей (7) прилегания - имеют углубления (34) в качестве увеличивающих поверхность структур, причем углубления (34) в виде ребер охлаждения расположены на наружной поверхности пакета (5) сердечника, при сохранении внешней основной формы листов стали.1. A dynamoelectric machine (23) with a self-supporting body (1), which has a polygonal section (2) of the core package and at least one connection section (3) in the axial extension of the polygonal section (2) of the core package, and the section (2) of the package the core contains the stator core packet (5) formed from axially sheared steel sheets (22), fixes and surrounds it at least in some areas with closed or closed side walls from all sides, that is, on the side surfaces of the housing (1) at this individual steel sheets have an external main shape, in particular, with an octagonal cross section in which there are
- a bore (9) of the stator, which is surrounded by radially spaced around the perimeter of the bore (9) of the stator, evenly distributed grooves (10),
- radially adjacent to it the back of the yoke, which passes at an equal distance from the bore (9) of the stator,
- and axial recesses (34) of the steel sheet in the areas between the back of the yoke and the outer main shape of the steel sheets,
moreover, the section (2) of the core package of the self-supporting body (1) serves to fix the stator core package (5) (22) in predetermined areas (7) of the fit between the section (2) of the body core package (1) and the stator core package (5) ( 22)
wherein the stator core (22) forming the packet (5), axially arranged one after the other, the steel sheets on their outer sides - with the exception of the abutment regions (7) - have recesses (34) as surface-increasing structures, and recesses (34 ) in the form of cooling fins are located on the outer surface of the core package (5), while maintaining the external basic shape of the steel sheets.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/EP2011/058406 WO2012159660A2 (en) | 2011-05-24 | 2011-05-24 | Dynamo-electric machine comprising a self-supporting housing |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013157113A RU2013157113A (en) | 2015-06-27 |
RU2588027C2 true RU2588027C2 (en) | 2016-06-27 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU919016A1 (en) * | 1979-06-04 | 1982-04-07 | Предприятие П/Я А-7376 | Dc electrical machine stator |
US5365132A (en) * | 1993-05-27 | 1994-11-15 | General Electric Company | Lamination for a dynamoelectric machine with improved cooling capacity |
RU2330369C1 (en) * | 2007-04-03 | 2008-07-27 | Александр Федорович Ануфриев | Magnetic core of electric machine stator |
US20090026858A1 (en) * | 2006-02-06 | 2009-01-29 | Axel Knauff | Cooling device for an electrical machine, electrical machines having a cooling device such as this, core laminate and production method for such electrical machines |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU919016A1 (en) * | 1979-06-04 | 1982-04-07 | Предприятие П/Я А-7376 | Dc electrical machine stator |
US5365132A (en) * | 1993-05-27 | 1994-11-15 | General Electric Company | Lamination for a dynamoelectric machine with improved cooling capacity |
US20090026858A1 (en) * | 2006-02-06 | 2009-01-29 | Axel Knauff | Cooling device for an electrical machine, electrical machines having a cooling device such as this, core laminate and production method for such electrical machines |
RU2330369C1 (en) * | 2007-04-03 | 2008-07-27 | Александр Федорович Ануфриев | Magnetic core of electric machine stator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9496770B2 (en) | Dynamoelectric machine comprising a self-supporting housing | |
RU2559034C2 (en) | Bearing housing of dinamo electric machine | |
RU2394335C1 (en) | Semienclosed electric ac motor | |
JP5066412B2 (en) | Centrifugal pump device for heat dissipation system | |
CN110249509B (en) | Enclosed rotating electrical machine comprising an internal air cooling system of the magnets in the rotor | |
RU2608837C1 (en) | Electric machine with bearing flap | |
JP2007020337A (en) | Cooling structure for electric motor, and construction machine vehicle provided with the electric motor | |
US20120242178A1 (en) | Rotating electrical machine | |
US10038353B2 (en) | Dual-rotor electric rotating machine | |
US6909211B2 (en) | Rotary electric machine with forced ventilation | |
KR20130081695A (en) | Electric machine cooling system and method | |
JP6429086B2 (en) | Vehicle drive device | |
US11139718B2 (en) | Electric machine with auxiliary blower mounting arrangement and/or modular exhaust assembly | |
KR20220120700A (en) | Axial Field Rotational Energy Device with PCB Stator and Variable Frequency Drive | |
RU2644418C1 (en) | Electrical machine with frame | |
KR102083362B1 (en) | Electric machine | |
RU2628017C2 (en) | Electric engine | |
US20150042188A1 (en) | Electric machine having a phase separator | |
JP2019522456A (en) | Electric motor | |
RU2588027C2 (en) | Dynamo-electric machine with self-supported housing | |
JPH07184351A (en) | Dynamo-electric machine | |
JPH07184350A (en) | Dynamo-electric machine | |
KR102139262B1 (en) | Stator frame of electric machine and electric machine | |
JPH07184349A (en) | Dynamo-electric machine | |
JP5429216B2 (en) | Rotating electrical machine air duct and rotating electrical machine unit |