DE69004834T2

DE69004834T2 - Geschlossener, luftgekühlter elektrischer Motor und Verfahren zu seiner Herstellung.

Info

Publication number: DE69004834T2
Application number: DE90104616T
Authority: DE
Inventors: Jean Baptiste Brovelli; Georges Henaff; Alain Leboucher
Original assignee: GEC Alsthom Moteurs SA
Current assignee: Converteam Motors SA
Priority date: 1989-03-16
Filing date: 1990-03-12
Publication date: 1994-04-07
Anticipated expiration: 2010-03-13
Also published as: DK0387743T3; DE69004834D1; ES2047179T3; EP0387743A1; EP0387743B1; FR2644642A1; ATE98063T1; FR2644642B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen geschlossenen Motor, insbesondere einen Asynchronmotor mit Luftkühlung.
Die Motoren mit Luftkühlung haben einen großen Platzbedarf aufgrund des Vorhandenseins einer Luftkühlvorrichtung um die Motorhaube herum. In der Druckschrift AT-B-284 257 wurde vorgeschlagen, einen Elektromotor herzustellen, der aufweist:
- einen ersten Kühlkreis mit Ventilator, in dem die Luft durch Statorkanäle und den Luftspalt fließt und die Außenseite des Stators überstreicht,
- einen vom ersten Kühlkreis getrennten zweiten Kühlkreis, der Kanäle aufweist, die außerhalb der Flansche münden.
Diese Anordnung erlaubt es, das Gesamtvolumen des luftgekühlten Motors zu reduzieren, aber die vorgeschlagene Ausführungsform ist kompliziert und führt zu einem hohen Herstellungspreis.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Motor der oben genannten Art herzustellen, der aber einfacher konstruiert und daher billiger ist.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, einen modular aufgebauten Motor herzustellen, was es ermöglicht, zu konkurrenzfähigen Preisen Motoren in einem weiten Leistungsbereich herzustellen.
In der Druckschrift JP-A-60 249 839 wurde auch ein Motor vorgeschlagen, der Kanäle länglichen Querschnitts aufweist, die parallel zur Motorwelle liegen und in den magnetischen Statorkreis eingearbeitet sind. Im Inneren dieser Kanäle befinden sich zylindrische Rohre; aufgrund der länglichen Form des Querschnitts der Kanäle verbleibt ein Raum zwischen den Rohren und der Innenwand der Kanäle. Atmosphärenluft wird von einem erste Ventilator ins Innere der Rohre geschickt; durch Wärmeaustausch zwischen der Luft der Kanäle und den Rohren erreicht man eine gewisse Abkühlung des Stator-Magnetkreises. Außerdem umstreicht die von einem innerhalb der Motorhaube angeordneten Ventilator aufgewirbelte Luft die Innenwand des Stator-Magnetkreises und erfährt so eine gewisse Abkühlung.
Ein Ziel der Erfindung ist es, den Wärmeaustausch zwischen der Luft der Statorkanäle und der Luft außerhalb des Motors zu verbessern.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, einen wirtschaftlichen Motor herzustellen, indem die Kanäle durch Stapeln vorher gelochter Bleche hergestellt werden.
Gemäß der Erfindung ist ein Elektromotor der geschlossenen Art, der insbesondere einen Stator-Magnetkreis und eine Verkleidung aufweist, die eine Hülle und zwei Endflansche besitzt, mit einem ersten Ventilationskreis für den Stator- Magnetkreis und einem davon getrennten zweiten Ventilationskreis innerhalb der Verkleidung, wobei der erste Ventilationskreis Kanäle aufweist, die im Stator-Magnetkreis parallel zur Achse des Motors verlaufen und außerhalb des Statorkreises münden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle auf beiden Seiten des Stator-Magnetkreises durch Rohre verlängert sind, die von von außerhalb des Motors kommender Luft durchquert werden, die von einem ersten Ventilator gefördert wird, während der zweite Ventilationskreis einen zweiten Ventilator aufweist, der sich im Inneren der Motorverkleidung befindet und Luft zwischen den Rohren hindurch und außerhalb dieser Rohre fördert.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung besteht der Magnetkreis aus einer Gruppe von Magnetblechen, die zwischen zwei Klemmplatten eingespannt sind, wobei jedes Rohr auf einen der Endflansche und auf die im gegenüberliegende Klemmplatte eingewalzt ist.
Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Herstellung eines Elektromotors, dadurch gekennzeichnet, daß man die folgenden Schritte durchführt:
- man stellt einen Stapel von Statorblechen her, die vorher ausgeschnitten und mit Löchern versehen wurden, und man spannt sie zwischen zwei Platten ein;
- man führt auf die gewünschte Länge geschnittene Stangen ein;
- man bringt Endflansche sowie Verkleidungsplatten an;
- man schweißt die Stangen und die Platten an die Endflansche an;
- man bearbeitet die Bohrungen der Endflansche;
- man setzt die Statorwicklungen ein;
- man befestigt Rohre durch Einwalzen in den Flanschen und Platten;
- man imprägniert das Ganze;
- man führt den Rotor ins Innere des Stators mit seinem Innenventilator und seinen Lagern ein;
- man befestigt einen Ventilator für den Stator-Ventilationskreis mit seiner Haube;
- man befestigt einen Klemmenkasten.
Andere Besonderheiten und Vorzüge der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen hervor.
Figur 1 zeigt von der Seite im halben Axialschnitt einen erfindungsgemäßen Motor.
Figur 2 zeigt den gleichen Motor von vorne, wobei der Statorventilator und seine Haube entfernt sind.
Figur 3 zeigt eine Schnittansicht eines Bereichs III der Figur 1.
Figur 4 zeigt in Explosionsdarstellung die ortsfesten Teile des Motors zur Erklärung seines Zusammenbaus.
In Figur 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Statormagnetkreis bestehend aus einem Stapel von Blechen; das Bezugszeichen 2 bezeichnet eine Statorwicklung, die in in der Technik der Asynchronmotoren bekannter Weise hergestellt wird. Der Motor enthält eine Welle 3, die einen Rotor 4 trägt, der in Lagern 5A und 5B dreht; der Motor wird von Blechen 6 abgedeckt, die auf Endflansche 7 und 8 geschweißt sind. An den Endflanschen 7 und 8 sind Lagerflansche 9 bzw. 10 befestigt, die das Lager 5A bzw. 5B tragen.
Die Statorbleche sind zwischen zwei Klemmplatten 11 und 12 eingespannt; sie werden durch Stangen 13 in Stellung gebracht, die in Kerben der Bleche eindringen und die Klemmplatten durchqueren.
Die Bleche weisen Löcher auf, die, wenn die Bleche in Stellung gebracht sind, Stator-Ventilationskanäle 14 definieren. Diese Kanäle sind mit den Endflanschen 7 und 8 über Metallrohre wie 15 und 16 verbunden, die mit ihren Enden in die Klemmplatten und die Endflansche eingewalzt sind. Die Klemmplatten weisen zu diesem Zweck eine Reihe von Bohrungen auf, die den Löchern der Bleche entsprechen; gleichermaßen weisen die Endflansche eine Reihe von Bohrungen wie 8A auf. Die Rohre werden aus einem gut wärmeleitenden Metall hergestellt, zum Beispiel Kupfer oder Aluminium. Der Stator-Ventilationskreis wird vervollständigt durch einen Ventilator 20, der auf der Welle 3 außerhalb eines der Lagerflansche befestigt ist, hier der Flansch 10; der Ventilator wird von einer Haube 21 geschützt.
Die Ventilation des Rests des Motors (Statorwicklung, Rotor) geschieht über einen zweiten Ventilationskreis innerhalb des Motors; die Luft wird durch einen Ventilator 25 aufgewirbelt, der auf der Welle 3 befestigt ist, und zirkuliert in geschlossenem Kreis innerhalb des Motors; ein ausreichender Raum zwischen der Haube 6 und dem Stator 14 erlaubt es der Luft, ohne große Druckverluste zu zirkulieren.
Der Motor ist so konzipiert, daß mit niedrigen Montagekosten Motoren verschiedener Leistung hergestellt werden können.
Der Zusammenbau geschieht wie nachfolgend beschrieben:
- Man stellt einen Stapel von Statorblechen her, die vorher ausgeschnitten und mit Löchern versehen werden, und man spannt sie zwischen den beiden Platten 11 und 12 mittels nicht dargestellter Spannstäbe ein, die durch Löcher der Ohren 11A, 11B, ... 11D, 12A, 12B, 12C, 12D der Klemmplatten 11 und 12 verlaufen. Man führt die auf die gewünschte Länge abgeschnittenen Stangen 13 ein und schweißt sie auf die Platten 11 und 12. Es ist anzumerken, daß es nicht notwendig ist, die Klemmplatten absolut parallel anzuordnen, da die genaue Bearbeitung an den Bohrungen der Endflansche erfolgt. Nach dem Schweißvorgang kann man die Spannstäbe entfernen.
- Man bringt die Endflansche 7 und 8 sowie die Verkleidungsplatten 6 gegen die Stangen 13 an.
- Man schweißt die Einheit an die Stangen 13 sowie die Platten 6 an die Endflansche.
- Man bearbeitet dann die Bohrungen, wie 8B, der Endflansche, um ein späteres genaues Instellungbringen der Lagerflansche zu erlauben.
- Man setzt die Statorwicklungen ein.
- Man stellt die elektrischen Verbindungen am Ausgang von Klemmenkästen her.
- Man führt die Rohre 15 und 16 in die Flansche 7 bzw. 11 sowie 12 bzw. 8 ein, wobei diese Rohre durch Einwalzen gehalten werden.
- Man imprägniert das Ganze.
- Man setzt den Rotor mit seinem inneren Ventilator 25 und seinen Lagern in den Stator ein.
- Man fügt die Endflansche 7 und 8 ein und man befestigt sie durch Bolzen 10C, die in Löcher 10A in den Ohren 10B der Lagerflansche und in Löcher 8C der Endflansche eindringen.
- Man befestigt den Ventilator 20 für den Stator-Ventilatorkreis mit seiner Haube 21.
- Man befestigt einen Klemmenkasten 30.
Der Einbau der Motoren gemäß der Erfindung ist einfach und erfordert nur wenige Bearbeitungsvorgänge. Es ist leicht, die Leistung des Motors zu verändern, indem man für eine gegebene Achshöhe (h) unterschiedliche Eisenlängen herstellt. Die Achshöhe wird als der Abstand zwischen der Auflageebene P des Motors und der Achse der Welle (siehe Figur 2) definiert. Zum Beispiel kann man mit einer gegebenen Achshöhe vier Motoren herstellen, deren Leistung um jeweils 12% voneinander verschieden sein kann.
Der Platzbedarf des erfindungsgemäßen Motors liegt um mindestens 30% unter dem der Motoren gemäß dem Stand der Technik.
Die Erfindung ist insbesondere anwendbar auf asynchrone Motoren.

Claims

1. Elektromotor der geschlossenen Art, der insbesondere einen Stator-Magnetkreis und eine Verkleidung aufweist, die eine Hülle und zwei Endflansche besitzt, mit einem ersten Ventilationskreis (20, 14, 15, 16) für den Stator-Magnetkreis und einem davon getrennten zweiten Ventilationskreis (25) innerhalb der Verkleidung, wobei der erste Ventilationskreis Kanäle aufweist, die im Stator-Magnetkreis parallel zur Achse des Motors verlaufen und außerhalb des Statorkreises münden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (14) auf beiden Seiten des Stator-Magnetkreises durch Rohre (15, 16) verlängert sind, die von von außerhalb des Motors kommender Luft durchquert werden, die von einem ersten Ventilator (20) gefördert wird, während der zweite Ventilationskreis einen zweiten Ventilator (25) aufweist, der sich im Inneren der Motorverkleidung befindet und Luft zwischen den Rohren hindurch und außerhalb dieser Rohre fördert.

2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkreis aus einem Stapel von Magnetblechen besteht, die zwischen zwei Klemmplatten (11, 12) eingespannt sind, wobei jedes der Rohre (15, 16) auf einen der Endflansche (7, 8) und auf die ihm gegenüberliegende Klemmplatte (11, 12) eingewalzt ist.

3. Verfahren zur Herstellung eines Elektromotors, dadurch gekennzeichnet, daß man die folgenden Schritte durchführt:

- man stellt einen Stapel von Statorblechen her, die vorher ausgeschnitten und mit Löchern versehen wurden, und man spannt sie zwischen zwei Platten (11, 12) ein;

- man führt auf die gewünschte Länge geschnittene Stangen (13) ein;

- man bringt Endflansche (7, 8) sowie Verkleidungsplatten (6) an;

- man schweißt die Stangen (13) und die Platten (6) an die Endflansche (7, 8) an;

- man bearbeitet die Bohrungen (8B) der Endflansche (7, 8);

- man setzt die Statorwicklungen (2) ein;

- man befestigt Rohre (15, 16) durch Einwalzen in den Flanschen und Platten (7, 11; 12, 8);

- man imprägniert das Ganze;

- man führt den Rotor ins Innere des Stators mit seinem Innenventilator (25) und seinen Lagern (5A, 5B) ein;

- man befestigt einen Ventilator (20) für den Stator- Ventilationskreis mit seiner Haube (21);

- man befestigt einen Klemmenkasten (30).