CN101160704A - 电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有定子的电机，所述定子包括冷却筋和固定元件，其中其它部件，特别是铭牌、底板等，可借助于固定元件与定子可拆卸地连接，其中固定元件设计成冷却筋的加厚部。

Description

电机

技术领域

本发明涉及一种电机。

背景技术

带有用于自通风的风机和定子壳体上的冷却筋的电机是已知的。

由EP0917276A1已知一种用于电机的定子壳体，其中一接线盒10用一从其底部14中的通孔20中伸出的接管24穿过定子壳体4中的通孔42。这里所述通孔横向于冷却筋40在多个筋的范围内伸延(图6和7)。为了固定接线盒设置套筒形的成型部/突起(Ausformung)46，所述成型部设置在冷却筋的空隙内，并接合到由冷却筋构成的、轴向分布的中间空腔的延长部内。通孔和套筒形的成型部设置在定子壳体的上侧和侧面上，从而接线盒10可以有选择地固定在定子壳体上三个固定部位中的一个或几个上(SP.4.Z4-11)。

发明内容

本发明的目的是，改进电机使其具有较好的冷却。

按本发明所述目的在按权利要求1中给出的特征的电机中实现。

在电机方面，本发明重要的特征是，电机包括带冷却筋和固定元件的定子，

其中一底板可借助于固定元件与定子可拆卸地连接，

其中固定元件设计成冷却筋流线形的加厚部，

其中固定元件这样设置在定子上，使底板可以按至少两个，特别是三个走向，特别是按底板的法线的至少两个不同方向固定在定子上。

这里流线形是指带加厚部的冷却筋的轮廓造型，其中该轮廓造型通过一同心数学假想圆柱体与冷却筋相交得到。这里轮廓造型是流线形的，因此对于冷却空气流存在较小的流动阻力。

这里优点是，可通过冷却筋形成空气通道，特别是来自电机风机的空气在该通道内沿定子壳体流动。另外，由于可将底板安装在一个或三个面上，可以相对于接线盒可变地对底板进行定向和安装。即接线盒可牢固地设置在第四个面上。由此有利地避免，三个通孔—即每侧上分别一个通孔，妨碍气流沿冷却筋流动，特别是妨碍使气流偏转径向离开定子壳体。固定元件的流线型有利地促使，冷空气在电机风机正常运行时，即在流动速度为2至7m/s时，在空气通道内层流式地—即在带杏仁形加厚部的筋相互净距离为6至15mm时以在1200至4000之间的雷诺(Reynold)数-流动。带有杏仁形加厚部位的筋之间的净距离在这里是一描述几何形状的特征长度。可采用的电机的轴向长度在0.1至1m之间。

在另一种有利的实施形式中，在空气通道内，流动速度为1至10m/s是有利的。雷诺数在1000至5000之间也是有利的。筋的距离可有利地在4至30mm之间选择。

在其它流动速度时，为了实现在上述范围内的雷诺数可相应地选择定子壳体的结构尺寸。在流动速度较大时特征长度选择得较小，因此两个数值的积保持不变，或者相反。

代替空气，一般也可以设想采用空气通道内流动的冷却介质，如水。在这种情况下特别是流动速度和特征长度这样匹配，即，使雷诺数在上述范围之内。

在另一种有利的方案中，冷却筋形成这样的空气通道，在所述空气通道内，空气特别是从定子壳体的一个端面向另一端面特别是层流式地流动。

层流流动特性令人惊讶地特别有利地使得，气流流过整个定子长度，而不会由于涡流被引导离开空气通道和定子壳体。涡流虽然可改善局部的冷却性能，但导致定子壳体的一部分没有气流流过。由此，出人意料的是，由于出现涡流会使冷却效率降低。

在另一种有利的方案中，用来连接底板和固定元件的连接元件—如螺钉、铆钉或弹性卡紧元件—设计成，使它们在安装位置不改变冷却筋的流线形形状。特别是在固定元件中设置盲孔或凹口，所述盲孔或凹口分布在通过冷却筋顶部和根部的假想平面内，并且连接元件可***所述盲孔或凹口内。

这里优点是，不会由于底板与固定元件的连接而引入附加的阻碍气流在空气通道内流动的零件，从而改善了电机的冷却。

在另一种有利的方案中，在冷却筋内设置附加的流线形固定元件，特别是用来固定标牌(Typenschild)和/或铭牌(Leistungsschild)和/或电子组件。

这里其优点是，可在定子壳体上方便和可靠地设置附加功能和/或电子辅助功能，而不干扰在空气通道内的层流式流动。

在另一种有利的方案中，固定元件的布置结构具有二重、四重或多重的旋转对称性。

其优点是，底板和/或标牌和/或电子组件可以按不同的走向安装一侧面上。

按权利要求6的用于电机的冷却装置的主要特征是，包括特别是沿周向前后顺次布置的三个冷却筋，其中第一和第二冷却筋用来形成第一空气通道，第二和第三用来冷却筋形成相邻的第二空气通道，其中通道沿轴向分布，中间的、第二冷却筋包含固定元件，冷却筋的侧面—即轴向延伸的侧廓面—为了避免或减小相应空气通道内的涡流设计成流线形的，特别是连续可微的。

这里优点是，气流可在冷却筋之间层流式流动。通过连续可微的冷却筋侧面形状特别有利地避免涡流，涡流会使气流偏离定子，从而导致冷却效率降低。此外这里优点是，在定子上可固定一接线盒和/或电子组件壳体和/或底板，其中所述部件在固定位置对空气流动不产生附加的流动阻力。

在另一种有利的方案中，空气通道设计成连接A侧和B侧—即定子壳体的端面的、特别是平行分布的直线形通道，所述通道特别是由冷却筋横向于轴向限定。特别有利的是，空气可在由三个冷却筋构成的空气通道内层流式地从B侧流到A侧，或相反。

这里B侧是指电机的其上安装有风机或用于冷却介质的流动源的一侧。A侧是指电机的冷却介质从B侧向其流动的一侧。电机的A侧和B侧优选通过端盖(Lagerschild)的位置说明，端盖与定子壳体相对的端面连接。

这里优点是，用于冷却的气流流过定子整个长度。

在另一种有利的方案中，在空气通道内不设置提高流动阻力的物体或障碍物，特别是在装置固定在固定元件上以后，这里特别是在固定元件上设有盲孔，所述盲孔分布在通过冷却筋顶部和根部的假想平面内，并且可将连接元件***所述盲孔以进行固定。

这里优点是，该冷却装置可安装在固定元件上，而不阻碍在空气通道中的气流。

在按权利要求10的用于电机的冷却装置方面，本发明的重要特征是，包括轴向分布的直线形冷却筋和轴向分布的带加厚部的冷却筋。其中带加厚部的冷却筋的加厚部包括固定元件，直线形冷却筋的侧向表面在每个部位都限定平行于电机轴线的切向量，冷却筋的侧面设计成流线形，特别是连续可微的。

冷却筋设计成在技术公差范围内的、在数学上理想形状的侧面的连续可微的构型有利地使得可以避免在冷却筋侧面上的曲折、棱边和/或台阶，但是这种曲折、棱边和/或台阶公知是导致气流中的涡流的原因，因此连续可微的构型有利地避免出现这种涡流，并使得在冷却筋之间出现层流式流动特性，从而避免气流偏转离开定子。

在另一种有利的方案中，冷却筋在定子壳体的整个长度上延伸。

在另一种有利的方案中，带加厚部的冷却筋的轮廓造型的切线向量与电机轴线形成一最多40°，尤其是小于30°的角度。

由此有利地避免了有利于在气流中形成涡流的冷却筋几何形状。

在另一种有利的方案中，每个带加厚部的冷却筋与两个直线形的冷却筋相邻。

其中优点是，加厚部不从两个相邻的冷却筋伸入共同的中间空腔，因此不使气流偏转和形成涡流。

在又一种有利的方案中，固定元件的轴向空间尺寸是固定元件的横向尺寸的两倍以上。

其中优点是，固定元件具有一特别流线形的造型，由此冷却筋间的气流受到尽可能少的影响。

在另一种有利的方案中，固定元件的横向尺寸超过到至少一个相邻冷却筋的净距离。

这里优点是，固定元件为待固定的装置提供较大的支承面，从而特别是可将底板牢固地安装在定子壳体上。

在带定子的电机方面，本发明的重要特征是，包括冷却筋和固定元件，其中其它部件—特别是铭标牌、底板等—可借助于固定元件与定子可拆卸地连接，并且固定元件设计成冷却筋的加厚部，其中在由冷却筋形成的空气通道内不设置其它障碍物，即加大流动阻力的物体和/或成型部，特别是气流在空气通道内沿轴向层流式地流动，不会从冷却筋上或从冷却筋之间的空间范围内离开。

这里优点是，在冷却筋上仅略微加厚便足以能够接纳固定元件。因此螺钉可旋入冷却筋本身内，并且热量可传输给旋拧安装的其它部件。此外通过将加厚部设计得足够小，可使被其它部件遮盖的两条相邻冷却筋之间的空气通道保持畅通。加厚部位特别设计成这样的形状，即，由于加厚部位使冷空气沿冷却筋无阻碍地流动或只受到小的阻碍。这里有利的是，可以改善冷却，即向环境空气的散热，并提高电机功率，特别是最大允许功率。

在一种有利的方案中，加厚部沿冷却筋方向大致杏仁形或流线形分布，并在冷却筋的法线方向比到最邻近的冷却筋的距离尺寸小。这里优点是，冷空气流尽可能层流地分布，尽可能少地形成涡流。在横向于流动方向作为小的封闭的涡旋分布的小涡流已经由风机带入，并起促进冷却的作用。加厚部可以设计成使冷却空气流沿冷却筋方向不发生涡流，并且气流不会抬升离开，即不离开冷却筋之间的对于冷却起决定性作用的空间区域。沿冷却筋方向表面的杏仁形形状曲线是连续可微的。

在一种有利的方案中，至少几个固定元件位于同一平面内。这里优点是，可拧上设计成平的其它部件。

在一种有利的方案中，至少四个固定元件位于同一平面内。这里优点是，可拆卸地连接底板，并可将电机牢固地安装在这种安装板上。

在一种有利的方案中，加厚部在冷却筋的法线方向上的尺寸小于到最邻近的冷却筋的距离的一半，以减小对于冷却空气流动的影响。这里优点是，冷却空气流在筋内部流动。

在一种有利的方案中，加厚部包括盲孔或例如设计成锥形凹口的辅助对中结构。这里优点是，可设置简单和低成本的固定元件。

在一种有利的方案中，至少四个第一固定元件位于一第一平面内，至少四个第二固定元件位于一垂直于第一平面设置的第二平面内。这里优点是，可按不同的走向安装电机。

在一种有利的方案中，特别是在第一平面的区域内，设置两个用来与铭牌可拆卸连接的固定元件和四个另外的用来与底板、即安装板、可拆卸地连接的固定元件。这里优点是，可选择地连接铭牌或底板。

其它优点由从属权利要求得到。

附图标记表

1凸缘                     2冷却筋

3杏仁形的加厚部           4风机罩

5接线盒下部               6接线盒上部

20凸台                    30电缆螺纹固定装置

31堆垛边缘(Stapelrand)    40作为选装件的整流模块

41用于选装件的固定螺钉    42接线板

43接地导线连接装置        80凸台上的孔

100突起    101凹陷部

具体实施方式

现在借助于附图详细说明本发明：

在图1至6中以不同的视图示出按本发明的电机。在图7和8中以不同的视图示出所属接线盒的下部。

电机设计成电动机并具有凸缘1，利用所述凸缘可连接另一个待驱动的装置，如传动装置或搅拌器。

电机在其定子壳体上具有冷却筋2，所述冷却筋局部具有杏仁形的加厚部3。风机罩4设置在与凸缘1相对的一侧上。也称为接线柱盒的接线盒由一接线盒下部5和一可与它可拆卸地连接的作为盒盖的接线盒上部6组成。接线盒下部5在其外部的、朝向电机定子壳体的一侧上具有凸台20，所述凸台构成用于加工孔的材料堆积部(Anhufung)。

因为电机的零件-特别是电机构成壳体的零件—设计得尽可能节省材料，不能简单和稳固地在壳体上加工孔。因此凸台20提供材料加厚部，在所述材料加厚部中可以从接线盒下部件内部出发加工孔80。凸台的形状是鱼翅形的。凸台朝向电机方向设置在接线盒的下侧上。如果不带斜面则强度不足够大。鱼翅形的外形(Ausprgung)使得可以在略多于对于孔80必要的材料消耗的情况下具有高的强度。另一个倾斜分布的面进一步提高了材料消耗，但是不起相应地提高强度的作用。孔80设计成预先铸出的盲孔。仅是孔80周围的材料得到使用，因此只消耗最少量的材料，这里仅设置一个倾斜分布的面，以只在消耗少量材料的情况下提高强度。

接线盒下部件5在其壳体壁上包括用于通过电缆的电缆螺纹固定装置30。所述固定装置包围的接地导线/保护导线(Schutzleiter)连接在接地导线连接装置43上。

作为选装件的整流器模块40用固定螺钉41固定在接线盒下部5内。

接线板42至少用来使穿过电缆螺栓连接装置30的供电导线与定子绕组线连接。

风机罩4在其外周上具有沿周向交替分布的突起100和凹陷部101，即在风机罩的吸气区内沿周向的压痕/压制结构(Einprgung)。用这种方法减小发出的噪声，并附加地提高风机罩4的刚度。外风机罩4还具有环绕的堆垛边缘31，借助于所述堆垛边缘31风机罩4可节省空间地堆垛在仓库内。堆垛边缘附加地对风机罩4起加强作用。

杏仁形的加厚部3设计成定子壳体上冷却筋的加厚部，用以固定标牌，即铭牌，或者例如在另一侧上用于固定底板，电机可安装在此底板上。为此杏仁形加厚部3设置在一平面内。特别是其中四个加厚部分别形成(一个平面内的)整体。杏仁形设计成使该形状尽可能少地阻碍两条相邻冷却筋之间的冷却空气的流动。为此所述形状大致流线形地或相应的杏仁形地沿冷却筋分布。也就是说冷却筋在这个区域内仅略微加厚。即电机有利地比现有技术中更好地散热。因此在两条冷却筋之间没有阻碍沿冷却筋的气流的加厚部。根本没有将两条相邻的冷却筋连在一起的加厚部。代替加工盲孔，在制造时首先仅加工作为辅助对中结构的锥孔，也是有利的。只有在电机安装时如果确实应该设置孔时，才加工所述孔。但这时可方便地使钻孔工具对中，并且孔的位置已经预先标识。

在本发明的其它实施例中孔设计成盲孔。

在本发明的另外的实施例中，可用来固定底板的加厚部具有一在孔区域内的圆锥形凹陷部作为在旋入固定螺钉时的辅助对中结构。

在本发明另外的实施例中，代替整流器模块40也可以连接其它电子电路，如电机起动器或平稳起动装置(Sanftanlaufgerte)或变频器和控制电路，或连接装置，如接线柱或保持装置，如支承滑轨等。

Claims (22)

1.带有定子的电机，所述定子包括冷却筋和固定元件，其中一底板可借助于固定元件与定子可拆卸地连接，

其特征为：

固定元件设计成成冷却筋的杏仁形加厚部，

其中固定元件这样设置在定子上，即，使底板可按至少两个，特别是三个走向，特别是在底板法线的至少两个不同的方向上固定在定子上。

2.按上述权利要求之至少一项的电机，

其特征为：

冷却筋形成空气通道，空气在所述空气通道中特别是层流式地、特别是从定子的一个端面向另一个端面流动。

3.按上述权利要求之至少一项的电机，

其特征为：

用来在安装位置连接底板和固定元件的连接元件不改变冷却筋的流线形形状，特别是在固定元件内设有盲孔，所述盲孔分布在通过冷却筋顶部和根部的假想平面内，连接元件可***所述盲孔内。

4.按上述权利要求之至少一项的电机，

其特征为：

在冷却筋上附加设置流线形的固定元件，特别是用来固定标牌和/或铭牌和/或电子组件。

5.按上述权利要求之至少一项的电机，

其特征为：

固定元件的布局具有二重、四重或多重旋转对称性。

6.用于电机的冷却装置，

包括三个特别是沿周向前后顺序布置的冷却筋，

其中第一和第二冷却筋用来形成第一空气通道，第二和第三冷却筋用来形成相邻的第二空气通道，

其中通道沿轴向分布，

其特征为：

中间的，即第二冷却筋包括固定元件，其中冷却筋的侧面设计成流线形的，以避免或减小在相应空气通道内的涡流，

特别是设计成连续可微的。

7.按上述权利要求之至少一项的冷却装置，

其特征为：

空气通道做成连接A侧和B侧-即定子壳体端面的、特别是平行分布的直线形通道，所述通道特别是由冷却筋横向于轴向地限定。

8.按上述权利要求之至少一项的冷却装置，

其特征为：

在空气通道内未设置特别是在装置固定在固定元件上之后提高流动阻力的物体或障碍物，其中特别是在固定元件上设置盲孔，它们分布在通过冷却筋的顶部和根部的假想平面内，并且用于固定的连接元件可***所述盲孔内。

9.按上述权利要求之至少一项的冷却装置，

其特征为：

可引导空气在由三个冷却筋形成的空气通道内层流式地从B侧流向A侧，或反过来。

10.用于电机的冷却装置，

包括

轴向分布的直线形冷却筋，

和轴向分布的带加厚部的冷却筋，

其特征为：

带加厚部的冷却筋的加厚部包括固定元件，

直线形冷却筋的侧向表面在任何部位都限定一平行于电机轴线的切线向量，

并且冷却筋的侧面设计成流线形，特别是连续可微的。

11.按上述权利要求之至少一项的冷却装置，

其特征为：

冷却筋在定子壳体的整个长度上延伸。

12.按上述权利要求之至少一项的冷却装置，

其特征为：

在带加厚部的冷却筋的轮廓上的切线向量与电机轴线形成一最多40°，特别是最多30°的角。

13.按上述权利要求之至少一项的冷却装置，

其特征为：

每个带加厚部的冷却筋与两个直线形的冷却筋相邻。

14.按上述权利要求之至少一项的冷却装置，

其特征为：

固定元件的轴向空间尺寸为固定元件的横向尺寸的两倍以上。

15.按上述权利要求之至少一项的冷却装置，

其特征为：

固定元件的横向尺寸超过到至少一条相邻的冷却筋的净距离。

16.带有定子的电机，所述定子包括冷却筋和固定元件，

其中其它部件，特别是功率标牌、底板等可借助于固定元件与定子可拆卸地连接，

其特征为：

固定元件设计成冷却筋的加厚部，

其中在由冷却筋形成的空气通道内不设置其它障碍物，即提高流动阻力的物体和/或成型部，特别是，气流在空气通道内沿轴向层流式地流动，不会从冷却筋上或冷却筋之间的空间区域中离开。

17.按上述权利要求之至少一项的电机，

其特征为：

加厚部沿冷却筋方向大致杏仁形或流线形分布，并且在冷却筋的法线方向上的尺寸小于到最邻近的冷却筋的距离。

18.按上述权利要求之至少一项的电机，

其特征为：

至少几个，特别是至少四个固定元件位于一个平面内。

19.按上述权利要求之至少一项的电机，

其特征为：

加厚部在冷却筋的法线方向上的尺寸小于到最邻近的冷却筋的距离的一半，以降低对冷却空气流动的不利影响。

20.按上述权利要求之至少一项的电机，

其特征为：

加厚部包括盲孔和/或辅助对中结构。

21.按上述权利要求之至少一项的电机，

其特征为：

至少四个第一固定元件位于一第一平面内，至少四个第二固定元件位于一垂直于第一平面设置的第二平面内。

22.按上述权利要求之至少一项的电机，

其特征为：

两个特别是带盲孔的固定元件用于与铭牌可拆卸地连接，另外四个特别是带用于工具的辅助对中结构的固定元件用于和底板、即安装板可拆卸地连接，特别是在第一平面区域内。

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