SE501574C2

SE501574C2 - Cooling system for cooling the drive motor of mining games

Info

Publication number: SE501574C2
Application number: SE9303049A
Authority: SE
Inventors: Wiking Holmlund; Boerje Johansson
Original assignee: Asea Brown Boveri
Priority date: 1993-09-20
Filing date: 1993-09-20
Publication date: 1995-03-13
Also published as: SE9303049L; DE4433059A1; SE9303049D0

Abstract

A cooling system for cooling a drive motor for shaft winches, whose drive motor is arranged in the rotating cable drum (1) of the shaft winch and is integrated with it, the stator (13) of the drive motor being mounted on a non-rotating shaft and the rotor poles of the drive motor being mounted on the internal circumference of the cable drum. The stator has two stator end walls (15, 16), the two of which are provided with an equal number of openings (17, 18) which are distributed uniformly over the circumference, lie on a circle around the longitudinal axis of the stator and are aligned with one another. Cooling fans (19) are arranged in the openings in one of the stator end walls, and cooling units (20) are arranged in the openings in the other stator end wall. <IMAGE>

Description

10 15 20 25 30 35 40 45 501 574 2 I samband med utvecklingen av frekvensomriktare för styrning av AC- synkronmotorer har dock möjligheterna för kombinationen med en inne i lintrumman integrerad motor fått förnyad aktualitet. Den mest närliggande utformningen av en synkronmotor för detta ändamål är att placera motorns poler på den roterande lintrummans inre periferi och ha en stator fixerad till en icke roterande axel. Statoms lindningar matas därvid via kablage i ett i axelns centrum upptaget hålutrymme. Matning till motorns poler sker via släpringar monterade på den roterande lintrummans inre periferi. Lintrumman lagras i denna kombination via lager kring den stillastående axeln. 10 15 20 25 30 35 40 45 501 574 2 In connection with the development of drives for controlling AC- synchronous motors, however, have the possibilities of combination with one inside lintrumman integrated motor has gained renewed relevance. The most The nearby design of a synchronous motor for this purpose is to place the motor poles on the inner periphery of the rotating rope drum and have a stator fixed to a non-rotating shaft. Statom windings are fed thereby via cabling in a cavity occupied in the center of the shaft. Feed to the motor poles takes place via slip rings mounted on the rotary lintrummans inre periferi. The linen drum is stored in this combination via bearings around the stationary shaft.

Denna kombinationslösning beskrivs bl a i en rapport "Second Intemational Conference, MINE HOISTINGS 93" presenterad vid The Royal School of Mines, London 28-30 June 1993, pp 9.3.1 - 9.3.l0.This combination solution is described in a report "Second Intemational Conference, MINE HOISTINGS 93 "presented at The Royal School of Mines, London 28-30 June 1993, pp 9.3.1 - 9.3.l0.

Eftersom den elektriska dimensioneringen och utformningen av drivsystem med frekvensreglerade synkronmotorer är allmänt känd innebär inte denna del några speciella problem vid applikation på gruvspel. Däremot är de kylproblem som uppstår vid dessa drivsystem, speciellt vid låga varvtal och- i synnerhet då lintrumman skall stå stilla men ändå har ett momentbehov, välkända och relativt svårbemästrade.Because the electrical dimensioning and design of drive systems with frequency-controlled synchronous motors are generally known this part does not pose any particular problems when applied to mining games. However, the cooling problems that occur with these drive systems, especially at low speeds and- especially when the line drum must stand still but still has a torque requirement, well-known and relatively difficult to master.

Detta gäller speciellt vid frekvensreglerade drivsystem för gruvspel. Det har därför framkommit ﬂera olika sätt att kyla dessa synkronmotorer.This is especially true for frequency-controlled drive systems for mining games. The have therefore emerged ﬂ your different ways of cooling these synchronous motors.

Några av dessa relateras i ovan nämda rapport.Some of these are related in the above mentioned report.

Vid en utföringsform av kylsystemet är den stillastående axeln via en konisk övergång utformad med en väsentlig förtjockning med större diameter. där statorpaketet skall sitta än diametern vid lintrummans sidogavlar. Axeln är försedd med kylkanaler så anordnade att kylluften förs in i axeln vid den ena sidogaveln och leds ut ur axeln för yttre kylning vid lintrummans andra sidogavel. Dessa kylkanaler har öppningar som mynnar ut vid den koniska övergången till den förtjockade delen av axeln. Den inkommande kylluften delas i två parallella kylluftströmmar. Den ena av dessa leds via luftgapet mellan stator och poler tillbaka till den andra sidan av förtjockningen där den via öppningarna kan ledas ut ur axeln. Den andra kylluftströmmen leds via statom och öppningar in i axeln vid den förtjockade delen och förenas sedan med den via luftgapet utgående kylluftströmmen.In one embodiment of the cooling system, the stationary shaft is via a conical transition designed with a substantial thickening with larger diameter. where the stator package should sit beyond the diameter of the line drum side gables. The shaft is equipped with cooling ducts so arranged that the cooling air inserted into the shaft at one side end and led out of the outer shaft cooling at the other side end of the linen drum. These cooling ducts have openings that open at the conical transition to the thickened one part of the shoulder. The incoming cooling air is divided into two parallel ones cooling air currents. One of these is conducted via the air gap between the stator and poles back to the other side of the thickening where it via the openings can be led out of the shaft. The second cooling air stream is led through stator and openings into the shaft at the thickened part and joined then with the cooling air flow out via the air gap.

Det är uppenbart att denna utföringsform är en dyrbar lösning, främst med tanke på den komplicerade axeln och stora lagerdimensioner.It is obvious that this embodiment is an expensive solution, mainly given the complicated shaft and large bearing dimensions.

Vid en annan utföringsfonn har lintrummans sidogavlar försetts med var sin huv. En annan förutsättning för detta utförande är att lintrummans båda sidogavlar har inspektionsöppningar. Ett slutet kylsystem kan därvid bildas där kyld luft via utrymmet under den ena huven kan föras in till 10 l5 20 25k 30 35 40 45 3 501 574 lintrummans inre genom inspektionsöppningarna. Kylluften inne i lintrumman fördelas även här i två parallella kylluftströmmar. Den ena leder kylluft mellan luftspalten mellan stator och rotor och den andra leder kylluft genom statom. Dessa båda luftströmmar förenas sedan för att via inspektionsöppningar i den andra sidogaveln strömma ut under den andra huven. Härifrån förs luften vidare till ett under lintrumman beﬁntligt kylaggregat.In another embodiment, the side ends of the linen drum have been provided with var his hood. Another prerequisite for this design is that the linen drum both side gables have inspection openings. A closed cooling system can do this is formed where cooled air via the space under one hood can be introduced into 10 l5 20 25k 30 35 40 45 3 501 574 the interior of the lint drum through the inspection openings. The cooling air inside the line drum is also distributed here in two parallel cooling air streams. One conducts cooling air between the air gap between the stator and rotor and the other conducts cooling air through the stator. These two air currents are then combined for to flow out below it via inspection openings in the other side end second hood. From here the air is passed on to one under the linen drum definite cooling unit.

Vid denna utföringsfonn kommer relativt stora sidokrafter att verka på lintrumman vars lagring därför får dimensioneras med utgångspunkt från detta. Dessutom kan, på grund av att kylluften skall passera de roterande inspektionsöppningama, det uppstå besvärande ljud som måste dämpas med kraftiga kåpor.With this embodiment, relatively large lateral forces will act the line drum, the storage of which may therefore be dimensioned on the basis of this. In addition, due to the cooling air must pass the rotating ones inspection openings, there are annoying noises that need to be muffled with strong covers.

För att mekaniskt kunna bromsa dessa gruvspel har sidogavlarna försetts med var sin bromsskiva. Bromsningen sker med hjälp av vanliga skivbromsar med bromsklotsar på båda sidor av bromsskivan. De redovisade kylsystemen medför en uppenbar risk för att läckage från lagrens oljesmörjsystem kan medföra oljebelägg på bromskivorna och därvid äventyra bromsfunktionen.In order to be able to mechanically brake these mining winches, the side ends have been fitted each with its own brake disc. Braking is done with the help of standard disc brakes with brake pads on both sides of the brake disc. The reported cooling systems entail an obvious risk of leakage from the oil lubrication system of the bearings can cause oil deposits on the brake discs and thereby compromising the braking function.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN, FÖRDELAR Föreliggande uppfinning avser som omtalat ett kylsystem för kylning av drivmotorn hos gruvspel. Man utgår då från en stator ﬁxerad vid en icke roterande axel och roterande poler monterade på lintrummans inre periferi. Statorpaketet har i denna utföringsforrn egna sidogavlaignedan kallade statorgavlar, mellan vilka det finns ett öppet inre utrymme.DESCRIPTION OF THE INVENTION, ADVANTAGES The present invention relates to a cooling system for cooling the drive motor of mining games. One then starts from a stator vid xerad at a non rotating shaft and rotating poles mounted on the interior of the linen drum periphery. In this embodiment, the stator package has its own side end faces called stator gables, between which there is an open inner space.

Statorgavlarna är försedda med mot varandra vända öppningar med sarnrna avstånd från statorns centrumlinje. I en föredragen utföringsform har öppningama en cirkulära form. I varje öppning i den ena statorgaveln är monterad en kylfläkt. På den andra statorgaveln och täckande varje öppning är monterade kylaggregat. Dessa kan antingen vara placerade i det öppna utrymmet mellan statorgavlarna eller på den andra statorgavelns utsida. Kylﬂäkten kommer därvid att blåsa luft in i det öppna inre utrymmet. Luften kommer sedan att strömma genom kylaggregatet varvid luften kyls. Den kylda luften kommer sedan att passera luftgapet mellan stator och rotor och via kylfläkten återigen föras till kylaggregatet.The stator gables are provided with facing openings distances from the center line of the stator. In a preferred embodiment the openings have a circular shape. In each opening in one the stator end is fitted with a cooling fan. On the other stator end and covering each opening are mounted cooling units. These can either be placed in the open space between the stator gables or on it the outside of the second stator gable. The cooling shaft will then blow air into the open interior space. The air will then flow through the cooling unit whereby the air is cooled. The cooled air will then pass the air gap between the stator and the rotor and via the cooling fan again to the cooling unit.

Det kylmedium som skall kyla kylaggregaten leds till och från kylaggregaten via inuti axeln förlagda kylrör.The cooling medium that is to cool the cooling units is led to and from the cooling units via cooling pipes located inside the shaft.

Det finns relativt teknikens ståndpunkt ett ﬂertal fördelar med ett utförande enligt uppfinningen: 10 15 25 30 35 40 45 501 574 4 - enkelt utförande av axeln - små dimensioner på lintrummans lager - inget behov huvar - inget behov av yttre kyltrummor - det inneslutna kylsystemet eliminerar risken för att oljeläckage från lagrens oljesmörj system kan medföra oljebeläggning på bromsskivoma.There are a number of advantages to one over the state of the art embodiment according to the invention: 10 15 25 30 35 40 45 501 574 4 - simple design of the shaft - small dimensions of the linen drum stock - no need hoods - no need for external cooling drums the enclosed cooling system eliminates the risk of oil leakage from the bearing oil lubrication system can cause oil coating on the brake discs.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER Utföringsforrner av uppfinningen skall beskrivas med utgångspunkt från bifogade figur. För att kunna redovisa uppfinningen i sitt rätta sammanhang visar figuren en komplett lintrumma med en integrerad drivmotor. Själva trumman visas vid l och linoma vid 2. Sidogavlarna 3 är försedda med inspektionshål som i detta fall är täckta av fastskruvade lock 4. Bromsskivoma visas vid 5 och 6 och tillhörande skivbromsar och konsoll vid 7 och 8. Lintrummans icke roterande axel 9 är fixerad vid bockar 10 som vilar mot ett fundament 11. Den roterande lintrumman är lagrad på axeln vid 12. Integrerad med och inne i lintrumman finns gruvs-pelets drivmotor där den stillastående statom visas vid 13 och de på den roterande lintrummans inre periferi monterade polema visas vid 14.DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments of the invention will be described starting from attached figure. To be able to present the invention in its own right context, the figure shows a complete linen drum with an integrated drive motor. The drum itself is shown at l and the lines at 2. The side ends 3 are provided with inspection holes which in this case are covered by screwed cover 4. The brake discs are shown at 5 and 6 and the associated disc brakes and bracket at 7 and 8. The non-rotating shaft 9 of the cable drum is fixed at bends 10 resting against a foundation 11. The rotating line drum is mounted on the shaft at 12. Integrated with and inside the linen drum is available mine pellet drive motor where the stationary stator is shown at 13 and those on the poles mounted on the inner periphery of the rotating rope drum are shown at 14.

Det som -rör själva uppfinningen frarngår av följande: Vid 15 och 16 visas statorgavlarna i vilka mot varande vända öppningar 17 och 18 är upptagna. I en föredragen utföringsform har de båda statorgavlarna försetts med fyra öppningarivridna 90 grader i förhållande till varandra och på sarnrna avstånd från statoms centrumlinje. I öppningama i den ena statorgaveln har inmonterats ﬂäktar 19 avsedda att skapa ett kylluftsﬂöde in i det öppna utrymmet mellan statorgavlarna. I det utförande som visas i figuren har kylaggregaten placerats över öppningarna på den andra ~ statorgavelns utsida. Det av ﬂäktarna alstrade luftﬂödet kommer därvid att först gå genom motsvarande öppning i den andra statorgaveln, passera kylaggregaten och återföras till ﬂäktarna via luftgapen mellan statom och motoms poler. Därvid bildas fyra kylluftsvägar. Det kylmedium som skall kyla kylaggregaten leds till och från kylaggregaten via inuti axeln förlagda kylrör 21 och 22.What concerns the invention itself is deviated from the following: At 15 and 16 are shown the stator gables in which facing openings 17 and 18 are busy. In a preferred embodiment, the two stator ends have provided with four opening rotated 90 degrees in relation to each other and at the same distance from the center line of the stator. In the openings in one the stator gable has been installed ﬂ has 19 intended to create a cooling air ﬂ fate into the open space between the stator gables. In the version shown in In the figure, the cooling units have been placed over the openings on the other ~ the outside of the stator gable. The air fate generated by the owners comes at that to first go through the corresponding opening in the second stator gable, pass the cooling units and returned to the via owners via the air gaps between the stator and motoms poles. This creates four cooling air paths. The refrigerant that the cooling units shall be led to and from the cooling units via inside the shaft placed cooling pipes 21 and 22.

Inom ramen för uppfinningen finns ﬂera alternativa utföringsformer av kylsystemets olika ingående delar och placering. Som redan antytt kan förutom det föredragna antalet med fyra ﬂäktar, fyra öppningar i varje statorgavel och motsvarande fyra kylaggregat andra kombinationer med lika fördelade kylluftsvägar komma till användning. Total nödvändig kylluft bestäms med utgångspunkt från ﬂera parametrar så som motoms egna förluster, körprograrn, körcykel m m. Det samma gäller även för kylsystemets kylförmåga som bestäms med utgångspunkt från 10 15 20 30 35 40 45 5 501 574 kylﬂäktamas Sug-IbIåSfÖrmåga, kylaggregatens konstruktion, kylmedium m m.Within the scope of the invention there are ﬂ your alternative embodiments of the various components and location of the cooling system. As already indicated can in addition to the preferred number with four ﬂs, four openings in each stator end and corresponding four cooling units other combinations with equally distributed cooling airways come into use. Totally necessary cooling air is determined on the basis of ﬂ your parameters such as the engine own losses, driving program, driving cycle, etc. The same also applies to the cooling capacity of the cooling system determined on the basis of 10 15 20 30 35 40 45 5,501,574 cooling ﬂ spouses' suction capacity, construction of the cooling unit, cooling medium m m.

Som omtalat under redogörelsen för uppﬁnningen kan i ett alternativt utförande kylaggregaten placeras i det inre utrymmet mellan statorgavlarna.As mentioned during the description of the invention can in an alternative design cooling units are placed in the interior space between the stator gables.

Claims

10 15 20 25 30 35 40 45 501 574 1 5 PATENT CLAIMS

l. Cooling system for cooling the drive motor of mining winch where the drive motor is integrated with and mounted inside the rotating rope drum (1) of the mining winch and that the drive motor comprises a stator (13) which is axed at a non-rotating shaft (9) and poles (14) mounted on the inner periphery of the line drum and where the cooling system is characterized in that the stator is provided with stator ends (15, 16) in which an equal number of evenly distributed and facing openings (17, 18) are accommodated at the same distance from the center line of the shaft and that it in the openings in one end end are mounted cooling ﬂ nuts (19) and that the covering openings in the other stator end end are mounted cooling units (20).

Cooling system for cooling the drive motor of a mining winch according to claim 1, characterized in that the cooling units (20) are located in the inner open space between the stator ends.

Cooling system for cooling the drive motor of a mining winch according to claim 1, characterized in that the cooling units (20) are located on the outside of the second stator end.

Cooling system for cooling the drive motor of a mining winch according to claim 1, characterized in that the stator ends are provided with four openings (17, 18).

Cooling system for cooling the drive motor of a mining winch according to claim 1, characterized in that the cooling unit receives cooling radius via cooling pipes (21, 22) arranged inside the shaft.

Cooling system for cooling the drive motor of mining winch according to claim 1, characterized in that the openings (17, 18) in the stator gables have a circular shape.