專利名稱：雙冷卻風(fēng)扇型三相交流變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)及其改造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種電動(dòng)機(jī)，特別涉及交流變頻調(diào)速系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)及其改造工藝。
在目前低壓交流變頻調(diào)速系統(tǒng)中，使用的電動(dòng)機(jī)主要有兩類型通用型的三相交流異步感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和專用型的三相交流變頻調(diào)速異步感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。通用型電機(jī)的特點(diǎn)是，電機(jī)的通風(fēng)散熱是由轉(zhuǎn)子軸上自帶的風(fēng)扇提供風(fēng)量。通用型電機(jī)在恒功率調(diào)速區(qū)，自帶風(fēng)扇可提供足夠的散熱風(fēng)量；在恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速區(qū)，隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的下調(diào)，通風(fēng)量下降，散熱效果也隨著惡化。所以這種結(jié)構(gòu)的電機(jī)不能長(zhǎng)時(shí)間維持其額定電流所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩輸出，否則勢(shì)必造成電動(dòng)機(jī)過熱，影響電動(dòng)機(jī)的使用壽命。專用型電機(jī)解決散熱問題是，主電機(jī)的通風(fēng)散熱由一個(gè)獨(dú)立的輔助電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的風(fēng)扇即輔助扇提供風(fēng)量。這種結(jié)構(gòu)的電機(jī)的缺點(diǎn)，一是價(jià)格昂貴，相同功率規(guī)格的一臺(tái)專用型電機(jī)的價(jià)格是通用型電機(jī)價(jià)格的2～3倍；二是在具體規(guī)格上，可供選擇面相對(duì)狹小。根據(jù)目前市場(chǎng)調(diào)查，專用型電機(jī)可供選擇的情況為，2極電機(jī)為0.75kw～22kw；4極電極為，0.55kw～30kw；6極電機(jī)為0.75kw～22kw；8極電機(jī)為2.2kw～15kw；10極以上或30kw以上的專用型電機(jī)基本沒有。即使一些廠家能為特殊需要的用戶專門設(shè)計(jì)制造，供貨期也很長(zhǎng)，而且價(jià)格非常昂貴，給應(yīng)用帶來了極大的不便。在現(xiàn)有設(shè)備中的通用型電機(jī)變頻調(diào)速改造中，有的設(shè)備要求改造后的電動(dòng)機(jī)在基頻以下的低速運(yùn)行時(shí)，仍能長(zhǎng)時(shí)間保持其額定電流相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩輸出，電機(jī)不過熱，系統(tǒng)不跳閘。現(xiàn)在一般的解決方案是，將原電動(dòng)機(jī)必需調(diào)換成專用型的變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)。其缺點(diǎn)是，有時(shí)無法找到相匹配的專用型電機(jī)，例如原電機(jī)是10極、12極以上的電動(dòng)機(jī)，或者其功率為160KW；即使找到了，也會(huì)由于電機(jī)的軸徑、軸長(zhǎng)、安裝孔徑、孔距等安裝尺寸不相符而不能替換。有些進(jìn)口設(shè)備中的電動(dòng)機(jī)更是難以找到安裝尺寸相一致的專用型電動(dòng)機(jī)替換。這些原因，使變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)的改造無法實(shí)現(xiàn)，或改造后達(dá)不到設(shè)備運(yùn)行的理想要求；同時(shí)不利于變頻調(diào)速技術(shù)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用；而且使原電機(jī)被棄之不用，增加了改造費(fèi)用。
本發(fā)明的目的是，提供一種以通用型電機(jī)為基礎(chǔ)的雙冷卻風(fēng)扇型三相交流變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，及其將通用型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)改造成雙冷卻風(fēng)扇型三相交流變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)的實(shí)用、簡(jiǎn)易、低費(fèi)用的工藝方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的。雙冷卻風(fēng)扇型三相交流變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，包括有主電機(jī)1、自帶扇2、風(fēng)扇罩蓋6；在風(fēng)扇罩內(nèi)固定有導(dǎo)流環(huán)3；導(dǎo)流環(huán)兩側(cè)面帶有圓滑過渡的凹面，并帶有中心孔；自帶扇2位于導(dǎo)流環(huán)的一側(cè)，輔助扇葉5位于導(dǎo)流環(huán)的另一側(cè)；輔助電機(jī)4連接輔助扇葉5；還帶有輔助扇工作和停止切換控制電路。
輔助扇工作和停止切換控制電路包括變頻器一端接電源，一端接主電機(jī)；接觸器一端接電源，一端接輔助電機(jī)。
可以有另一種導(dǎo)流環(huán)7，導(dǎo)流環(huán)內(nèi)孔內(nèi)通過安裝支架固定有旋轉(zhuǎn)編碼器8。
輔助電機(jī)4可為微型電機(jī)或分馬力異步電機(jī)。
輔助電機(jī)4可為軸流風(fēng)扇9；軸流風(fēng)扇固定在風(fēng)扇罩內(nèi)，并與罩體留有間隙。
本發(fā)明以轉(zhuǎn)子軸自帶風(fēng)扇的通用型電動(dòng)機(jī)為主電機(jī)，以微型或分馬力三相(單項(xiàng))交流異步感應(yīng)電動(dòng)機(jī)(也可以是單相或三相交流軸流風(fēng)扇)作為輔助電機(jī)驅(qū)動(dòng)扇，構(gòu)成雙扇型電機(jī)。應(yīng)用時(shí)，在基頻以上調(diào)速時(shí)，輔助扇不工作，由主電機(jī)軸上的自帶扇提供主電機(jī)的散熱風(fēng)量；在基頻以下調(diào)速時(shí)，自帶扇仍提供散熱風(fēng)量，隨著主電機(jī)轉(zhuǎn)速下調(diào)，當(dāng)自帶扇提供的風(fēng)量不足以驅(qū)散主電機(jī)產(chǎn)生的熱量，即主電機(jī)溫度上升至接近或?qū)⒁^其允許的溫升值時(shí)，輔助扇此時(shí)介入工作，由輔助扇補(bǔ)充提供足夠的風(fēng)量幫助散熱，使主電機(jī)的溫升保持在其允許的范圍內(nèi)。對(duì)接觸器C的控制信號(hào)，可根據(jù)主電機(jī)拖動(dòng)的具體負(fù)載的不同情況靈活選擇?？蛇x用主電機(jī)定子繞組中的熱敏傳感器的信號(hào)TR；也可以選用通用型變頻器內(nèi)置的頻率檢測(cè)出信號(hào)Y1或電子熱繼器(反時(shí)限特性)功能發(fā)出的延時(shí)預(yù)報(bào)警信號(hào)Y2。根據(jù)需要，還可以把TR、Y1、Y2三種信號(hào)進(jìn)行邏輯“與”和“或”的不同組合，針對(duì)不同類型的負(fù)載靈活選用。對(duì)接觸器C的控制必須選擇一個(gè)或一組信號(hào)，才能使輔助扇適時(shí)地介入工作。
將通用型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)改造成雙冷卻風(fēng)扇型三相交流變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)的工藝方法是，原電機(jī)在設(shè)備中的安裝位置不動(dòng)，卸下風(fēng)扇罩蓋6，轉(zhuǎn)子軸上的自帶風(fēng)扇2保留在原位；在卸下的罩蓋6進(jìn)風(fēng)平面端四周增打一些進(jìn)風(fēng)孔11，以增加進(jìn)風(fēng)孔的有效面積；在帶有進(jìn)風(fēng)孔的風(fēng)扇罩蓋進(jìn)風(fēng)平面端中心位置加裝輔助電機(jī)4和輔助扇葉5，輔助電機(jī)4在平面端外側(cè)，輔助扇葉5在內(nèi)側(cè)；用與原罩蓋厚薄相近的薄鋼板制作一接長(zhǎng)圈10，直徑與原罩蓋相同；用不變形的鋁合金或尼龍或塑料或木材等材料，制作一外徑與罩蓋內(nèi)徑相同的空氣導(dǎo)流環(huán)3或7；將加裝了輔助風(fēng)扇的罩蓋6和接長(zhǎng)圈10以及導(dǎo)流環(huán)固定在一起；接長(zhǎng)圈的另一端固定在原電機(jī)上；30KW以下電機(jī)的輔助風(fēng)扇也可選用軸流扇9。
本發(fā)明的主電機(jī)和輔助電機(jī)均為通用系列的電動(dòng)機(jī)，所以雙扇型電機(jī)在功率、極數(shù)、式樣等規(guī)格的選擇上，涵蓋了通用型電機(jī)的所有規(guī)格，克服了專用電機(jī)規(guī)格選擇面狹小的不足；本發(fā)明的技術(shù)性能指標(biāo)滿足工作需要；在價(jià)格上相對(duì)專用型電機(jī)的優(yōu)勢(shì)十分明顯；這種結(jié)構(gòu)的輔助電機(jī)為“選時(shí)”工作，具有節(jié)電和延長(zhǎng)輔助電機(jī)使用壽命的功效。本電機(jī)既保留了專用型電機(jī)在低速運(yùn)行時(shí)不會(huì)過熱的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也克服了專用型電機(jī)價(jià)格昂貴、規(guī)格少、可選擇面狹小的不足，為現(xiàn)有設(shè)備在變頻調(diào)速改造時(shí)，提供了一種實(shí)用、簡(jiǎn)易、低費(fèi)用的技術(shù)方案。本發(fā)明的改造工藝，對(duì)原電機(jī)無論是臥式還是立式電機(jī)都是使用的；解決了現(xiàn)有設(shè)備中對(duì)原電機(jī)變頻調(diào)速改造時(shí)無合適專用電機(jī)替代的問題，有利于變頻調(diào)速技術(shù)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用；原電機(jī)不會(huì)被棄之不用，節(jié)省了改造費(fèi)用；改造時(shí)需制作的接長(zhǎng)圈和導(dǎo)流環(huán)，其結(jié)構(gòu)均很簡(jiǎn)單，制作容易；輔助電機(jī)(包括軸流風(fēng)扇)均為通用型產(chǎn)品。
本發(fā)明通過以下實(shí)施例及其附圖給出。
附

圖1是本發(fā)明電動(dòng)機(jī)第一種結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2是本發(fā)明電動(dòng)機(jī)第二種結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖3是一種空氣導(dǎo)流環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖4是圖3A-A剖視圖。
附圖5是圖3C-C剖視圖。
附圖6是另一種空氣導(dǎo)流環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖7是圖6B-B剖視圖。
附圖8是圖6D-D剖視圖。
附圖9是本發(fā)明電動(dòng)機(jī)第三種結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖10是輔助電機(jī)工作、停止切換控制電路圖。
附圖11是改造后的風(fēng)扇罩蓋側(cè)視圖。
附圖12是改造后的風(fēng)扇罩蓋主視圖。
附圖13是接長(zhǎng)圈結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖14是本發(fā)明電動(dòng)機(jī)第四種結(jié)構(gòu)示意圖。
1主電機(jī)、2自帶風(fēng)扇、3導(dǎo)流環(huán)、4輔助電機(jī)、5輔助扇葉、6風(fēng)扇罩蓋、7導(dǎo)流環(huán)、8旋轉(zhuǎn)編碼器、9軸流風(fēng)扇、10接長(zhǎng)圈、11進(jìn)風(fēng)孔。
實(shí)施例1見附圖1、3、4、5、10。
雙冷卻風(fēng)扇型三相交流變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)以微型和分馬力電機(jī)為輔助電機(jī)。包括有主電機(jī)1、自帶扇2、風(fēng)扇罩蓋6，在風(fēng)扇罩內(nèi)固定有導(dǎo)流環(huán)3；導(dǎo)流環(huán)兩側(cè)面帶有圓滑過渡的凹面，并帶有中心孔；自帶扇2位于導(dǎo)流環(huán)的一側(cè)，輔助扇葉5位于導(dǎo)流環(huán)的另一側(cè)；輔助電機(jī)4連接輔助扇葉5；帶有的輔助扇工作和停止切換控制電路包括變頻器一端接電源，一端接主電機(jī)；接觸器一端接電源，一端接輔助電機(jī)。
實(shí)施例2見附圖2。
雙冷卻風(fēng)扇型三相交流變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，輔助電機(jī)為軸流風(fēng)扇9；軸流風(fēng)扇固定在風(fēng)扇罩內(nèi)，并與罩體留有間隙。其它結(jié)構(gòu)同上。
實(shí)施例3見附圖、6、7、8、9。
雙冷卻風(fēng)扇型三相交流變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，其導(dǎo)流環(huán)7結(jié)構(gòu)為，內(nèi)孔內(nèi)通過安裝支架固定有旋轉(zhuǎn)編碼器8。其它結(jié)構(gòu)同上。
實(shí)施例4；將通用型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)改造成雙冷卻風(fēng)扇型三相交流變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)的工藝方法是，原電機(jī)在設(shè)備中的安裝位置不動(dòng)，卸下風(fēng)扇罩蓋6，轉(zhuǎn)子軸上的自帶風(fēng)扇2保留在原位；在卸下的罩蓋進(jìn)風(fēng)平面端四周增打一些進(jìn)風(fēng)孔11，以增加進(jìn)風(fēng)孔的有效面積；在帶有進(jìn)風(fēng)孔的風(fēng)扇罩蓋進(jìn)風(fēng)平面端中心位置加裝輔助電機(jī)4和輔助扇葉5，電機(jī)在平面端外側(cè)，輔助扇葉在內(nèi)側(cè)；用與原罩蓋厚薄相近的薄鋼板制作一接長(zhǎng)圈10，直徑與原風(fēng)扇罩蓋相同；用不變形的鋁合金或尼龍或塑料或木材等材料，制作一外徑與罩蓋內(nèi)徑相同的空氣導(dǎo)流環(huán)3；將加裝了輔助風(fēng)扇的罩蓋和接長(zhǎng)圈以及導(dǎo)流環(huán)固定在一起；接長(zhǎng)圈的另一端固定在原電機(jī)上。30KW以下電機(jī)的輔助風(fēng)扇也可選用軸流風(fēng)扇。
實(shí)施例5見附圖3、4、5、10、11、12、13、14。
改造后的雙冷卻風(fēng)扇型三相交流變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)以微型和分馬力電機(jī)為輔助電機(jī)。包括有主電機(jī)1、自帶扇2、風(fēng)扇罩蓋6，風(fēng)扇罩蓋6和接長(zhǎng)圈10固定在導(dǎo)流環(huán)3上；接長(zhǎng)圈10直徑與原風(fēng)扇罩蓋相同；接長(zhǎng)圈10另一端固定在主電機(jī)1上。風(fēng)扇罩蓋進(jìn)風(fēng)平面端四周增打進(jìn)風(fēng)孔11。導(dǎo)流環(huán)3兩側(cè)面帶有圓滑過渡的凹面，并帶有中心孔；自帶扇2位于導(dǎo)流環(huán)的一側(cè)，輔助扇葉5位于導(dǎo)流環(huán)的另一側(cè)；輔助電機(jī)4連接輔助扇葉5；帶有的輔助扇工作和停止切換控制電路包括變頻器一端接電源，一端接主電機(jī)；接觸器一端接電源，一端接輔助電機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種雙冷卻風(fēng)扇型三相交流變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，包括有主電機(jī)(1)、自帶風(fēng)扇(2)、風(fēng)扇罩蓋(6)，其特征在于在風(fēng)扇罩蓋內(nèi)固定有導(dǎo)流環(huán)(3)；導(dǎo)流環(huán)兩側(cè)面帶有圓滑過渡的凹面，并帶有中心孔；自帶扇(2)位于導(dǎo)流環(huán)的一側(cè)，輔助扇葉(5)位于導(dǎo)流環(huán)的另一側(cè)；輔助電機(jī)(4)連接輔助扇葉(5)；還帶有輔助扇工作和停止切換控制電路。
2.按照權(quán)利要求1所述的雙冷卻風(fēng)扇型三相交流變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，其特征在于輔助扇工作和停止切換控制電路包括變頻器一端接電源，一端接主電機(jī)；接觸器一端接電源，一端接輔助電機(jī)。
3.按照權(quán)利要求1所述的雙冷卻風(fēng)扇型三相交流變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，其特征在于導(dǎo)流環(huán)(7)內(nèi)孔內(nèi)通過安裝支架固定有旋轉(zhuǎn)編碼器(8)。
4.按照權(quán)利要求1、2、3所述的雙冷卻風(fēng)扇型三相交流變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，其特征在于輔助電機(jī)(4)為微型電機(jī)或分馬力異步電機(jī)。
5.按照權(quán)利要求4所述的雙冷卻風(fēng)扇型三相交流變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，其特征在于輔助電機(jī)(4)為軸流風(fēng)扇(9)；軸流風(fēng)扇固定在風(fēng)扇罩蓋內(nèi)，并與罩體留有間隙。
6.按照權(quán)利要求1、2、3所述的雙冷卻風(fēng)扇型三相交流變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，其特征在于風(fēng)扇罩蓋(6)和接長(zhǎng)圈(10)固定在導(dǎo)流環(huán)(3)或(7)上；接長(zhǎng)圈直徑與原風(fēng)扇罩蓋相同；接長(zhǎng)圈另一端固定在主電機(jī)(1)上；風(fēng)扇罩蓋進(jìn)風(fēng)平面端四周增打進(jìn)風(fēng)孔(11)；在帶有進(jìn)風(fēng)孔的風(fēng)扇罩蓋進(jìn)風(fēng)平面端中心位置加裝輔助電機(jī)和輔助扇葉，電機(jī)在平面端外側(cè)，輔助扇葉在內(nèi)側(cè)。
7.通用型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)改造成雙冷卻風(fēng)扇型三相交流變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)的工藝方法，其特征在于原電機(jī)在設(shè)備中的安裝位置不動(dòng)，卸下風(fēng)扇罩蓋(6)，轉(zhuǎn)子軸上的自帶風(fēng)扇(2)保留在原位；在卸下的風(fēng)扇罩蓋進(jìn)風(fēng)平面端四周增打一些進(jìn)風(fēng)孔(11)；在帶有進(jìn)風(fēng)孔的風(fēng)扇罩蓋進(jìn)風(fēng)平面端中心位置加裝輔助電機(jī)和輔助扇葉，電機(jī)在平面端外側(cè)，輔助扇葉在內(nèi)側(cè)；用與原罩蓋厚薄相近的薄鋼板制作一接長(zhǎng)圈(10)，直徑與原風(fēng)扇罩蓋相同；用不變形的鋁合金或尼龍或塑料或木材等材料，制作一外徑與風(fēng)扇罩蓋內(nèi)徑相同的空氣導(dǎo)流環(huán)(3)或(7)；將加裝了輔助風(fēng)扇的罩蓋和接長(zhǎng)圈以及導(dǎo)流環(huán)固定在一起；接長(zhǎng)圈的另一端固定在原電機(jī)上。
8.按照權(quán)利要求7所述的工藝方法，其特征在于30KW以下電機(jī)的輔助風(fēng)扇也可選用軸流扇。
全文摘要
本發(fā)明是一種雙冷卻風(fēng)扇型三相交流變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)及其改造工藝。在原電機(jī)風(fēng)扇罩內(nèi)固定有導(dǎo)流環(huán);導(dǎo)流環(huán)兩側(cè)面帶有圓滑過渡的凹面;自帶扇位于導(dǎo)流環(huán)的一側(cè),增加輔助扇位于導(dǎo)流環(huán)的另一側(cè);還帶有輔助扇工作和停止切換控制電路。導(dǎo)流環(huán)內(nèi)還可安裝旋轉(zhuǎn)編碼器。輔助電機(jī)為“選時(shí)”工作,具有節(jié)電和延長(zhǎng)輔助電機(jī)使用壽命的功效。利用原電機(jī)進(jìn)行改造,節(jié)省改造費(fèi)用。
文檔編號(hào)H02K9/06GK1374734SQ0110563
公開日2002年10月16日 申請(qǐng)日期2001年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月8日
發(fā)明者徐志瑤 申請(qǐng)人:徐志瑤