[发明专利]用于空气冷却电机部件的系统和方法有效
申请号: | 201680082417.4 | 申请日: | 2016-12-15 |
公开(公告)号: | CN109075652B | 公开(公告)日: | 2020-10-16 |
发明(设计)人: | 甘农·迈克尔·拉米;玛达瓦·普拉萨德·图努古特拉;萨西达兰·奈尔;巴拉苏巴马尼亚姆·V;塞雷加·钱德兰;肯尼·劳埃德 | 申请(专利权)人: | 卧龙电气美国有限责任公司 |
主分类号: | H02K5/15 | 分类号: | H02K5/15;H02K9/06;H02K9/04;H02K5/173 |
代理公司: | 北京华夏正合知识产权代理事务所(普通合伙) 11017 | 代理人: | 韩登营 |
地址: | 美国特*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 用于 空气冷却 电机 部件 系统 方法 | ||
包括通道(114)的系统和方法,所述通道穿过上端护罩(50)并引导气流冷却产生热量的轴承(30)、润滑油和电气部件。
技术领域
本发明涉及用于空气冷却包括轴承、润滑剂和电气部件的电机部件的系统和方法。
背景技术
垂直、高推力的全封闭风扇冷却式(Totally Enclosed Fan Cooled,TEFC)电机传统上将推力轴承和润滑剂储存器定位在电气部件热源附近。除了电气部件热量外,电机的推力轴承由于许多因素而产生热量,所述因素包括滚动摩擦、滑动摩擦和阻力损失。综合的热损失通常被润滑剂吸收,并且通过各种热传递方法在远离热源的位置从润滑剂中去除。例如,这种热传递方法包括空气冷却和热交换器。
然而,这些热传递方法具有各自限制其应用的成本。例如,由于基础设施成本、运营成本和环境影响,开环水冷具有相对较高的成本,可能限制其使用。
发明内容
本文中描述的系统和方法提供一种简单且低成本的冷却方法,所述冷却方法保持包括轴承和润滑剂的电机部件的可接受温度。本文中描述的系统和方法的一个优点在于,电气部件热源与润滑储油器分离。此外,轴承壳体和电气部件壳体被直接地空气冷却(风冷)。作为结果,可以从轴承移除更多热量,并因此在没有水冷的情况下提供更多的推力载荷能力或更长的轴承寿命。
本文中描述的系统和方法的另一优点在于减少了成本,例如这是因为轴承冷却可以在没有泵,热交换器,热管等的情况下进行。本文中描述的系统和方法的另一优点在于,可以将立式电机框架的尺寸扩展到更大和更小,并且能够接收用于较高环境温度的由辅助电机驱动的鼓风机。
如在示例性全封闭风扇冷却(TEFC)感应电动机中所应用的,空气流通过上端护罩中的通道引导以冷却轴承,冷却储油器和冷却电气部件。在特定实施例中,通道和风扇保护罩壁改进了气流的质量、体积和涡流旋转并因此改进了对轴承、储油器和电气部件的冷却。
本发明提供一种电机,例如TEFT感应电机,其包括在电气部件容纳空间中容纳转子和定子的定子框架;至少部分地覆盖所述定子框架的开口端并在轴承容纳空间中容纳轴承的端护罩;容纳风扇的风扇保护罩,其中所述端护罩定位在所述定子框架和所述风扇保护罩之间;与每个所述转子和所述轴承连接的轴,其中所述轴限定了纵向轴线;构造成引导气流向下游方向移动的通道,其中所述通道构造成将所述气流引导通过端护罩,并使所述气流从所述通道的上游端径向向内地向所述轴承移动。
所述通道的内壁可以包括在所述通道和所述定子框架的开口端之间的壁。
所述通道的内壁可以包括在所述通道和所述轴承容纳空间之间的壁。
所述通道的外壁可以包括在所述通道和储油器之间的壁。
所述通道可以包括多个管道,其中多个管道的每个包括内壁、外壁、第一侧壁和第二侧壁。每个第一侧壁和第二侧壁可以在内壁和外壁之间延伸。每个第一侧壁和第二侧壁可以是在径向向外方向上从内壁延伸到外壁的平面结构。所述外壁可以包括在所述管道和储油器之间的壁。所述通道的内壁可以包括在所述管道和所述轴承容纳空间之间的壁。第一侧壁和第二侧壁中的至少一个可以包括供油管和排油口的其中一个,所述供油管和排油口的其中一个将所述储油器连接到所述轴承容纳空间。
沿路径穿过通道的横截面区域可以在多个所述管道的上游端处变窄。
所述通道的所述上游端可以沿纵向轴线而位于所述风扇和所述轴承之间。
所述通道可以构造成径向向外引导气流离开所述轴承而到达所述通道的下游端。
所述轴承可以沿着所述纵向轴线而位于所述通道的所述上游端和所述通道的所述下游端之间。从沿着所述纵向轴线与轴承对齐的点处到所述通道的第一径向距离可以小于以下各项:到所述通道的上游端的第二径向距离;和到所述通道的下游端的第三径向距离。每个径向距离自纵向轴线开始在径向方向上测量。
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