CN212627373U - 一种封闭箱式电机的交叉内循环冷却结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种封闭箱式电机的交叉内循环冷却结构，电机转子上设有以转轴为中心，等间隔依次设置的第一轴向通风孔和第二轴向通风孔，第一轴向通风孔的进风流入端与第二轴向通风孔的进风流入端相反设置，第一轴向通风孔和第二轴向通风孔的进风流入端分别设有用以与径向通风沟槽实现封闭的封管，第一轴向通风孔和第二轴向通风孔的进风流出末端分别设有用以通过径向通风沟槽冷却另一端转子绕组和定子绕组的封堵。与现有技术相比，本实用新型散热均衡，可使转子A、B段绕组温升，A、B端轴承温度趋于一致，有利于改善由于散热不均衡造成的电机材料利用率下降，功率/重量密度下降以及功率/体积密度下降等问题。

Description

一种封闭箱式电机的交叉内循环冷却结构

技术领域

本实用新型涉及封闭箱式电机技术领域，尤其是涉及一种封闭箱式电机的交叉内循环冷却结构。

背景技术

带有外装式(常见为顶装式)空-空冷却器的封闭箱式电机常采用IC611、IC616或IC666方式冷却。其冷却风路由闭式循环内风路和开式外风路构成，如图1(IC611)、图2(IC616)、图3(IC666)所示。闭式循环内风路是在封闭的电机内部对初级冷却介质(常见为空气)由A回路和B回路构成两个对称的径向通风并联回路。外装式空-空冷却器可以安装内风路隔挡板，此隔挡板同时也对外风路的导风管起到支撑作用。由于开式外风路的次级冷却介质(常见为空气)只能从冷却器的一端(冷端)流入，向另一端(热端)流出，使得电机内部初级冷却介质在两个并联的A回路和B回路产生的散热效果不均衡，A回路与外风路的冷端进行热交换，B回路与外风路的热端进行热交换，导致B回路的绕组温升高于A回路的绕组温升，靠近B回路的轴承温度也高于靠近A回路的轴承温度。这种散热效果的不均衡造成电机的材料利用率下降，功率/重量密度下降以及功率/体积密度下降。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种改善温升效果、加工成本低的封闭箱式电机的交叉内循环冷却结构。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种封闭箱式电机的交叉内循环冷却结构，所述封闭箱式电机为带有外装式空-空冷却器的封闭箱式电机，所述封闭箱式电机设有内循环风扇，封闭箱式电机的转子铁心设有径向通风沟槽，冷却器中外风路导风管设有支撑隔挡板，其特征在于，封闭箱式电机的转子上设有以转轴为中心，等间隔依次设置的第一轴向通风孔和第二轴向通风孔，所述第一轴向通风孔的进风流入端与所述第二轴向通风孔的进风流入端相反设置，所述第一轴向通风孔和所述第二轴向通风孔的进风流入端分别设有用以与径向通风沟槽实现封闭的封管，所述第一轴向通风孔和所述第二轴向通风孔的进风流出末端分别设有用以通过径向通风沟槽冷却另一端转子绕组和定子绕组的封堵。

优选地，第一轴向通风孔安装的封管长度与第二轴向通风孔安装的封管的长度之和与转子铁心的长度相同。

优选地，所述第一轴向通风孔的进风流入端安装的封管与第二轴向通风孔的进风流入端安装的封管长度不同时，冷却器中外风路导风管的支撑隔挡板的设置位置与两个轴向通风孔对应的两个封管的分隔位置相同。

本实用新型提供的封闭箱式电机的交叉内循环冷却结构，相较于现有技术至少包括如下有益效果：

一、在转子上以转轴为中心均匀等间隔依次设置不同进风流入端的轴向通风孔，通过在轴向通风孔内安装封管和封堵，将现有的内循环并联的A、B两个风冷回路结构改造成A段与B段交叉串联的一个风冷内循环，使得A、B两段的绕组和铁心所产生的热量流经同一个回路，与外风路的冷端和热端都产生交叉的热交换，获得近似相同的散热效果，基本可达到A、B段散热均衡，使A、B段绕组温升趋于一致，A、B端轴承温度趋于一致，有利于改善由于散热不均衡造成的电机材料利用率下降，功率/重量密度下降以及功率/体积密度下降等问题；

二、将冷却器中隔挡板的位置设定为A、B段封管长度的分隔位置，通过调整A、B段封管的长度，可进一步使A、B端的轴承温度趋于一致；

三、本实用新型冷却结构适用于各种带外部冷却结构有冷热端散热不均恒的封闭电机，可同其它冷却结构组合搭配；

四、在转子上以转轴为中心均匀等间隔依次设置不同进风流入端的轴向通风孔，通过在轴向通风孔内安装封管和封堵，使A、B两段的绕组和铁心所产生的热量流经同一个回路，最大限度发挥风冷的冷却效果，无需额外的循环动力设备，加工成本低，加工难度小。

附图说明

图1为现有技术中封闭箱式电机IC611方式冷却风路的结构示意图；

图2为现有技术中封闭箱式电机IC616方式冷却风路的结构示意图；

图3为现有技术中封闭箱式电机IC666方式冷却风路的结构示意图；

图4为实施例1中基于IC611方式的封闭箱式电机的交叉内循环冷却结构示意图；

图5为实施例1中基于IC616方式的封闭箱式电机的交叉内循环冷却结构示意图；

图6为实施例1中基于IC666方式的封闭箱式电机的交叉内循环冷却结构示意图；

图7为实施例1中封管、封堵的安装位置示意图；

图8为实施例1中转子单排轴向通风孔的结构示意图；

图9为实施例1中转子双排轴向通风孔的结构示意图；

图10为实施例2中基于IC611方式的封闭箱式电机的交叉内循环冷却结构示意图；

图11为实施例2中基于IC616方式的封闭箱式电机的交叉内循环冷却结构示意图；

图12为实施例2中基于IC666方式的封闭箱式电机的交叉内循环冷却结构示意图；

图中标号所示：

1、外风路风扇，2、转子绕组，3、定子绕组，4、冷却器支撑板，5、支撑隔挡板，6、定子铁心，7、转子铁心，8、冷端轴承，9、轴，10、冷却器，11、电机，12、径向通风沟槽，13、轴向通风孔，14、热端轴承，15、封堵，16、封管，17、内循环轴流风扇。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。

实施例1

本实用新型涉及一种封闭箱式电机的交叉内循环冷却结构，该结构应用于带有外装式空-空冷却器的封闭箱式电机，该交叉内循环冷却结构将现有技术中内循环并联的A、B两个风冷回路结构改造成A段与B段交叉串联的一个风冷内循环，使电机的绕组和两端的轴承能够均衡散热。

图1～3示出了现有技术中带有外装式空-空冷却器的封闭箱式电机的定子、转子和冷却器的装配结构，并示出了不同冷却方式(IC611方式、IC616方式和IC666方式)的风冷回路示意图。冷却器一端设置有外风路风扇1，在外风路风扇1的作用下，次级冷却空气从空-空冷却器的冷端流入，经过热交换，将电机中的热量从热端排出。在冷却器外风路导风管的中部可设置支撑隔挡板5。对于IC611和IC616冷却方式，转轴9上两端装有内循环轴流风扇17，形成初级内循环风路的动力源；对于IC666冷却方式，空-空冷却器的中部上方装有离心式风扇，形成初级内循环风路的动力源。转子上设有均匀分布的轴向通风孔13，定子铁心6和转子铁心7上设有径向通风沟槽12。

图4～图6是本实施例中所采用的封闭箱式电机的交叉内循环冷却结构示意图。本实施例中，在转子上均匀分布的轴向通风孔相互间隔一个孔均等地分为a、b两组，具体地：对于单排通风孔设置结构，如图8所示，本发明将其中轴向设置的a组通风孔、b组通风孔依次等间隔分布，对于双排排通风孔设置结构，如图9所示，每一组轴向设置的a通风孔、b通风孔以转子轴为中心，依次等间隔分布。两层通风孔所围成的两个圆为同心圆。内外层通风孔按对称错位布置。对于IC611和IC616冷却方式，内循环轴流风扇17与其中一组通风孔的进风流入端对应设置。a组通风孔的进风流入端与b组通风孔的进风流入端相反设置。即a组通风孔的进风流入端为冷端进风端，b组通风孔的进风流入端为热端进风端，或a组通风孔的进风流入端为热端进风端，b组通风孔的进风流入端为冷端进风端。a组通风孔、b组通风孔可采用圆柱形孔或其他形状。以下内容以a组通风孔的进风流入端为冷端进风端，b组通风孔的进风流入端为热端进风端，内循环轴流风扇17与a组通风孔的进风流入端对应设置为例进行说明。

按照上述分布方式设置a组通风孔、b组通风孔后，将所有a组通风孔在进风流入的A段设置封管16，将A段轴向通风孔与径向通风沟槽12之间封闭，如图4、5、6所示。而在a组通风孔的B段末端设置封堵15，使流经A段转子a组通风孔的初级冷却介质在转子B段经径向通风沟槽12冷却B段的转子绕组和定子绕组，如图4、5、6所示。同理，所有b组通风孔在进风流入B段设置封管16，将B段轴向通风孔与径向通风沟槽12之间封闭，如图4、5、6所示。而在b组通风孔的A段末端设置封堵15，使流经B段b组通风孔的初级冷却介质在转子A段经径向通风沟槽12冷却A段的转子绕组和定子绕组，如图4、5、6所示。这样就将现有技术中并联的A、B回路改造成了A和B交叉串联回路，因而A、B两段的绕组和铁心所产生的热量流经同一个回路，与外风路的冷端和热端都产生交叉的热交换，获得近似相同的散热效果。基本上可达到A、B段散热均衡，使A、B段绕组温升趋于一致，A、B端轴承温度趋于一致的效果。a组通风孔在A段设置的封管长度与b组通风孔在B段设置的封管的长度之和等于转子铁心7的长度。

在本实施例中，作为优选方案，设于a轴通风孔进风流入的A段设置的封管16与设于b通风孔在进风流入B段设置的封管16的长度相等，使得A、B段为对称结构，基本上可使A、B段散热效果趋于均衡。

实施例2

本实施例封闭箱式电机的交叉内循环冷却结构的其他结构与实施例1相同。不同之处在于：

A、B段封管16的长度不相等，并使设置在冷却器外风路导风管的支撑隔挡板5的位置与A、B段封管16长度的分隔位置一致，如图10、11、12所示。即将对称设置的A、B段改为非对称结构。通过调整A、B段封管16的长度，可进一步使A、B端的轴承温度趋于一致。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，对于方位词，例如“轴向”、“外圆”、“进风流入端”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作。对于形状的描述，例如“圆形”、“圆柱形”也仅限于附图中的形状描述，这些方位词和形状的描述不能理解为限制本实用新型的具体保护范围。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的工作人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种封闭箱式电机的交叉内循环冷却结构，所述封闭箱式电机为带有外装式空-空冷却器的封闭箱式电机，所述封闭箱式电机设有内循环风扇，所述封闭箱式电机的转子铁心设有径向通风沟槽，冷却器中外风路导风管设有支撑隔挡板，其特征在于，封闭箱式电机的转子上设有以转轴为中心，等间隔依次设置的第一轴向通风孔和第二轴向通风孔，所述第一轴向通风孔的进风流入端与所述第二轴向通风孔的进风流入端相反设置，所述第一轴向通风孔和所述第二轴向通风孔的进风流入端分别设有用以与径向通风沟槽实现封闭的封管，所述第一轴向通风孔和所述第二轴向通风孔的进风流出末端分别设有用以通过径向通风沟槽冷却另一端转子绕组和定子绕组的封堵。

2.根据权利要求1所述的封闭箱式电机的交叉内循环冷却结构，其特征在于，第一轴向通风孔安装的封管长度与第二轴向通风孔安装的封管的长度之和与转子铁心的长度相同。

3.根据权利要求1所述的封闭箱式电机的交叉内循环冷却结构，其特征在于，所述第一轴向通风孔的进风流入端安装的封管与第二轴向通风孔的进风流入端安装的封管长度不同时，冷却器中外风路导风管的支撑隔挡板的设置位置与两个轴向通风孔对应的两个封管的分隔位置相同。

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