電機(jī)和用于冷卻電機(jī)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電機(jī)。此外，本發(fā)明涉及一種用于冷卻電機(jī)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為了能夠在運(yùn)行時(shí)有效地冷卻電機(jī)，設(shè)有相應(yīng)的冷卻劑循環(huán)。例如根據(jù)冷卻類(lèi)型IC 611所構(gòu)造的電機(jī)具有帶有內(nèi)部通風(fēng)器的內(nèi)部冷卻循環(huán)和帶有外部通風(fēng)器的外部冷卻劑流，這些能夠經(jīng)由換熱器熱耦合。在具有與電機(jī)的軸連接的兩個(gè)通風(fēng)器的電機(jī)中，這些通風(fēng)器生成了作用到整個(gè)轉(zhuǎn)子之上的軸向力。這種通過(guò)通風(fēng)器在電機(jī)的軸向方向上生成的力尤其出現(xiàn)在電極快速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)。當(dāng)例如使用一個(gè)徑向通風(fēng)器和一個(gè)軸向通風(fēng)器代替兩個(gè)徑向通風(fēng)器時(shí)，額外地提高了軸向力。當(dāng)由電機(jī)的定子和組合疊片產(chǎn)生的磁性回復(fù)力小于通過(guò)通風(fēng)器產(chǎn)生的軸向力時(shí)，整個(gè)通風(fēng)器軸向地從幾何中心移開(kāi)。在具有固定軸承的電機(jī)中，轉(zhuǎn)子圍繞固定軸承的間隙運(yùn)動(dòng)直至止擋并且之后固定軸承加載有附加的軸向力。所述問(wèn)題也出現(xiàn)在例如具有浮動(dòng)軸承的電機(jī)中。
[0003]為了消除上述問(wèn)題，在這種電機(jī)的空轉(zhuǎn)測(cè)試時(shí)應(yīng)用轉(zhuǎn)子保持設(shè)備，以便將轉(zhuǎn)子保持在幾何中央。另一可行性在于，在電機(jī)運(yùn)行時(shí)使固定軸承加載高的軸向力。此外已知的是，在總軸上具有兩個(gè)通風(fēng)器的電機(jī)中將通風(fēng)器構(gòu)造成，使得其輸送方向指向相反。因此，例如已知豎直的電機(jī)，其中與內(nèi)部通風(fēng)器相比，外部通風(fēng)器轉(zhuǎn)動(dòng)地布置。因此，這種電機(jī)能夠防雨或防潮，因?yàn)閺南路匠槲送L(fēng)器殼體中的冷卻劑。
[0004]此外，在這種電機(jī)中存在如下問(wèn)題，即通過(guò)通風(fēng)器產(chǎn)生高的噪聲水平。此外存在如下風(fēng)險(xiǎn)，在有外部冷卻劑流時(shí)，變熱的廢氣再次經(jīng)由外部通風(fēng)器的通風(fēng)器殼體的入口吸入。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，本發(fā)明的目的是，提供一種電機(jī)，其能夠更高效地且更靈活地運(yùn)行。
[0006]所述目的通過(guò)具有權(quán)利要求1的特征的電機(jī)和具有權(quán)利要求10的特征的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的有利的改進(jìn)方案是從屬權(quán)利要求的主題。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)包括內(nèi)部冷卻循環(huán)中的內(nèi)部通風(fēng)器、用于產(chǎn)生與內(nèi)部冷卻循環(huán)分開(kāi)的外部冷卻劑流的外部通風(fēng)器，其中內(nèi)部通風(fēng)器和外部通風(fēng)器與電機(jī)的總軸連接，內(nèi)部通風(fēng)器和外部通風(fēng)器具有沿著電機(jī)的軸向方向的相反的輸送方向，外部通風(fēng)器布置在通風(fēng)器殼體中，該通風(fēng)器殼體具有用于使外部冷卻劑流的冷卻劑流入的入口，并且其中通風(fēng)器殼體包括空氣導(dǎo)向裝置，該空氣導(dǎo)向裝置在導(dǎo)向部段中引導(dǎo)冷卻劑，該導(dǎo)向部段在電機(jī)的徑向方向上從入口朝向外部通風(fēng)器延伸。
[0008]特別地，電機(jī)構(gòu)造成快速轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)。例如，電機(jī)能夠構(gòu)造成具有籠式轉(zhuǎn)子的異步電機(jī)。電機(jī)能夠按照冷卻類(lèi)型IC 611來(lái)構(gòu)造，即電機(jī)能夠具有兩個(gè)彼此分開(kāi)的冷卻循環(huán)或者冷卻劑流，其經(jīng)由換熱器熱耦合。尤其能夠使用空氣作為冷卻劑。替代地或附加地，電機(jī)能夠具有水冷卻。內(nèi)部冷卻循環(huán)中的冷卻劑利用內(nèi)部通風(fēng)器來(lái)輸送。外部冷卻流中的冷卻劑利用外部通風(fēng)器來(lái)移動(dòng)，外部通風(fēng)器布置在單獨(dú)的通風(fēng)器殼體中。通風(fēng)器殼體具有入口，冷卻劑能夠穿過(guò)該入口流入。冷卻劑能夠從通風(fēng)器殼體被引導(dǎo)到電機(jī)的冷卻器殼體中，在冷卻器殼體中存在換熱器。
[0009]在通風(fēng)器殼體中設(shè)有空氣導(dǎo)向裝置，利用空氣導(dǎo)向裝置將冷卻劑或空氣在電機(jī)的徑向方向上從入口出發(fā)引向外部通風(fēng)器。通過(guò)外部通風(fēng)器使冷卻劑轉(zhuǎn)向到軸向方向上。對(duì)此，入口能夠布置在通風(fēng)器殼體的外表面處。也能夠在通風(fēng)器殼體中設(shè)置多個(gè)、例如兩個(gè)入口。在符合規(guī)定地安裝電機(jī)時(shí)，入口能夠位于通風(fēng)器殼體的側(cè)區(qū)域處或下側(cè)處。外部通風(fēng)器在軸向方向上布置成與通過(guò)空氣導(dǎo)向裝置形成的導(dǎo)向部段錯(cuò)開(kāi)的。通過(guò)設(shè)計(jì)空氣導(dǎo)向設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)，由外部通風(fēng)器產(chǎn)生的噪聲更少地向外透出。
[0010]在一種實(shí)施方式中，空氣導(dǎo)向裝置通過(guò)通風(fēng)器殼體的內(nèi)壁和空氣導(dǎo)向元件來(lái)形成?？諝鈱?dǎo)向裝置的一部分能夠通過(guò)通風(fēng)器殼體的壁來(lái)形成。該壁能夠在電機(jī)的徑向方向上延伸。此外，壁能夠具有相應(yīng)的留空部，軸穿引過(guò)該留空部?？諝鈱?dǎo)向裝置的第二部分能夠通過(guò)空氣導(dǎo)向片來(lái)形成?？諝鈱?dǎo)向片能夠具有第一區(qū)域，其從通風(fēng)器殼體的入口起在徑向方向上延伸。此外，空氣導(dǎo)向片能夠具有第二區(qū)域，其連接到外部通風(fēng)器的外側(cè)面處。第二區(qū)域能夠基本上在電機(jī)的軸向方向上延伸。在第一和第二區(qū)域之間，空氣導(dǎo)向片能夠具有中間區(qū)域，其具有相應(yīng)的曲率。通過(guò)空氣導(dǎo)向片的造型能夠有助于通風(fēng)器殼體中的冷卻劑流的轉(zhuǎn)向。因此能夠使由外部通風(fēng)器產(chǎn)生的軸向力調(diào)整成，使得其抵抗了內(nèi)部通風(fēng)器的軸向力。因此，能夠降低軸承的負(fù)荷。
[0011]在另一設(shè)計(jì)方案中，通風(fēng)器殼體包括其他空氣導(dǎo)向裝置，其在通風(fēng)器殼體的外表面處如下地布置，使得在通風(fēng)器殼體的外表面和其他空氣導(dǎo)向裝置的內(nèi)壁之間構(gòu)造有在軸向方向上延伸的通道。在此，其他空氣導(dǎo)向裝置優(yōu)選地能夠如下地構(gòu)造，使得冷卻劑在軸向方向上與外部通風(fēng)器的輸送方向指向相反地穿流過(guò)通道。其他空氣導(dǎo)向裝置能夠構(gòu)造成附件，附件例如利用螺栓連接或焊接連接固定在通風(fēng)器殼體的外表面處。其他空氣導(dǎo)向設(shè)備具有入口，冷卻劑或外部空氣能夠穿過(guò)該入口流入。在其他空氣導(dǎo)向設(shè)備中，冷卻劑從其他空氣導(dǎo)向裝置的入口出發(fā)流向通風(fēng)器殼體的入口。如前述，冷卻劑之后在徑向方向上從通風(fēng)器殼體的入口起流向外部通風(fēng)器并且在該處轉(zhuǎn)向到軸向方向上。通過(guò)其他空氣導(dǎo)向裝置的幾何設(shè)計(jì)能夠附加地防止由外部通風(fēng)器產(chǎn)生的噪聲向外透出。通過(guò)其他空氣導(dǎo)向裝置能夠提供用于隔音的-尤其是在電機(jī)的軸向伸展方面-節(jié)約空間的設(shè)備。
[0012]在另一種實(shí)施方式中，其他空氣導(dǎo)向裝置和通風(fēng)器殼體構(gòu)造成一體的。因此，能夠提供用于外部通風(fēng)器的殼體裝置，利用該殼體裝置能夠降低電機(jī)的噪聲水平。此外，通過(guò)通風(fēng)器殼體和其他空氣導(dǎo)向裝置的一體式設(shè)計(jì)能夠降低裝配耗費(fèi)。
[0013]優(yōu)選地，在其他空氣導(dǎo)向裝置的內(nèi)壁處和/或在通風(fēng)器殼體的內(nèi)壁處設(shè)置有減噪元件。能夠由塑料、石棉或類(lèi)似物形成的相應(yīng)的減噪元件能夠簡(jiǎn)單地-例如通過(guò)粘結(jié)連接-安裝在其他空氣導(dǎo)向裝置的和/或通風(fēng)器殼體的內(nèi)壁處。因此能夠以簡(jiǎn)單的方式附加地降低電機(jī)的噪聲水平。
[0014]在一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，在通風(fēng)器殼體的入口處和/或在其他空氣導(dǎo)向裝置的入口處布置有格柵元件。格柵元件能夠通過(guò)金屬格柵或網(wǎng)來(lái)形成。因此能夠防止吸入能夠?qū)е峦獠客L(fēng)器損壞的異物。
[0015]優(yōu)選地，外部冷卻劑流從外部通風(fēng)器穿過(guò)電機(jī)的冷卻器殼體，其中冷卻器殼體的出口與空氣導(dǎo)向裝置的入口間隔地布置?？諝鈱?dǎo)向裝置的或其他空氣導(dǎo)向裝置的入口應(yīng)當(dāng)盡可能遠(yuǎn)離冷卻器殼體的出口地布置。優(yōu)選地，出口布置在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置側(cè)的區(qū)域中，并且空氣導(dǎo)向裝置的或其他空氣導(dǎo)向裝置的入口布置在電機(jī)的非驅(qū)動(dòng)裝置側(cè)處。因此能夠防止從出口中排出的變熱的空氣再次吸入到相應(yīng)的入口中。因此能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)的高效冷卻。
[0016]最后，根據(jù)本發(fā)明提供一種用于冷卻電機(jī)的方法，其中電機(jī)具有內(nèi)部通風(fēng)器和外部通風(fēng)器，內(nèi)部通風(fēng)器和外部通風(fēng)器與電機(jī)的總軸連接，內(nèi)部通風(fēng)器和外部通風(fēng)器具有沿著電機(jī)的軸向方向的相反的輸送方向，并且外部通風(fēng)器布置在通風(fēng)器殼體中，該通風(fēng)器殼體具有用于使外部冷卻劑流的冷卻劑流入的入口，該方法由此來(lái)實(shí)現(xiàn)，利用內(nèi)部通風(fēng)器產(chǎn)生內(nèi)部冷卻循環(huán)、利用外部通風(fēng)器產(chǎn)生與內(nèi)部冷卻循環(huán)分開(kāi)的外部冷卻劑流，并且利用通風(fēng)器殼體的空氣導(dǎo)向裝置在導(dǎo)向部段中引導(dǎo)冷卻劑，該導(dǎo)向部段在電機(jī)的徑向方向上從入口朝向外部通風(fēng)器延伸。
[0017]上面結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)描述的優(yōu)點(diǎn)和改進(jìn)方案能夠以相同的方式轉(zhuǎn)用于根據(jù)本發(fā)明的方法。
【附圖說(shuō)明】
[0018]現(xiàn)在根據(jù)附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明。在此示出:
[0019]圖1是電機(jī)的剖面示意圖；
[0020]圖2是電機(jī)的另一實(shí)施方式；
[0021]圖3是用于電機(jī)的殼體裝置；
[0022]圖4是用于電機(jī)的殼體裝置的另一實(shí)施方式；
[0023]圖5是用于電機(jī)的殼體裝置的另一實(shí)施方式；
[0024]圖6是用于電機(jī)的殼體裝置的另一實(shí)施方式；
[0025]圖7是用于電機(jī)的殼體裝置的另一實(shí)施方式；
[0026]圖8是用于電機(jī)的殼體裝置的另一實(shí)施方式；和
[0027]圖9是用于電機(jī)的殼體裝置的另一實(shí)施方式的透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面詳細(xì)描述的實(shí)施例為本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式。
[0029]圖1以側(cè)視剖面圖示出了電機(jī)10的示意圖。電機(jī)10能夠構(gòu)造成具有短路籠型繞組的異步電機(jī)。電機(jī)10具有內(nèi)部通風(fēng)器12和外部通風(fēng)器14。內(nèi)部通風(fēng)器12和外部通風(fēng)器14布置在總軸16上。此外，內(nèi)部通風(fēng)器12和外部通風(fēng)器14具有相反的輸送方向。內(nèi)部通風(fēng)器12和外部通風(fēng)器14能夠構(gòu)造成徑向或軸向通風(fēng)器。內(nèi)部通風(fēng)器12用于冷卻在此未示出的定子和轉(zhuǎn)子，定子和轉(zhuǎn)子為此目的而具有相應(yīng)的冷卻通道。通過(guò)內(nèi)部通風(fēng)器12形成的內(nèi)部冷卻循環(huán)的理論走向通過(guò)箭頭18來(lái)表明。內(nèi)部冷卻循環(huán)經(jīng)過(guò)在此未示出的換熱器，該換熱器布置在冷卻器殼體20中。
[0030]外部通風(fēng)器14布置在通風(fēng)器殼體22中并且輸送外部冷卻劑流的冷卻劑或空氣，該外部冷卻劑流與內(nèi)部冷卻循環(huán)分開(kāi)。為此，通風(fēng)器殼體22具有相應(yīng)的入口 24，空氣從外部側(cè)面地、垂直于圖1的繪圖平面穿過(guò)該入口流入到通風(fēng)器殼體22的內(nèi)部中。冷卻劑從入口 24流入到冷卻器殼體20中并且流經(jīng)過(guò)換熱器。在冷卻器殼體20中設(shè)有在此未示出的分隔壁，以便將內(nèi)部冷卻循環(huán)與外部冷卻劑流分開(kāi)。冷卻劑在冷卻器殼體20的出口 50處排出。
[0031]在通風(fēng)器殼體22中設(shè)有空氣導(dǎo)向裝置26，利用空氣導(dǎo)向裝置在導(dǎo)向部段中引導(dǎo)冷卻劑，該導(dǎo)向部段在電機(jī)10的徑向方向上、即在朝向軸16的方向上從入口 24朝向外部通風(fēng)器14延伸?？諝鈱?dǎo)向裝置26通過(guò)通風(fēng)器殼體22的內(nèi)壁32并且通過(guò)空氣導(dǎo)向元件34來(lái)形成。內(nèi)壁32在電機(jī)10的徑向方向上