交流電機(jī)的散熱冷卻裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種交流電機(jī)，具體說有關(guān)一種交流電機(jī)的散熱冷卻裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]交流電機(jī)在各行業(yè)如電力、煤炭、冶金等領(lǐng)域運(yùn)用十分廣泛。電機(jī)繞組溫度正常與否，不僅跟它的工作制有關(guān)，而且跟電機(jī)周圍的環(huán)境溫度有關(guān)。電機(jī)工作制的選擇，通常根據(jù)工藝的要求而定。許多電機(jī)在使用過程中發(fā)生繞組絕緣老化，是由于電機(jī)通風(fēng)冷卻效果不理想而引起電機(jī)繞組的溫度偏高的。繞組絕緣材料老化變脆會(huì)造成繞組匝間短路故障，使電機(jī)無法正常運(yùn)行。電機(jī)絕緣良好，不僅與所選擇繞組的絕緣材料有關(guān)，而且與電機(jī)通風(fēng)冷卻效果有直接的必然聯(lián)系。
[0003]現(xiàn)有的交流電機(jī)如圖1所示，包括有定子線圈1、轉(zhuǎn)子繞組(未標(biāo)示)、測溫探頭2、布置有散熱片3’的電機(jī)殼體3、軸流式葉輪4、電機(jī)非傳動(dòng)側(cè)出軸5、軸葉輪罩殼6等組成?，F(xiàn)有的交流電機(jī)在使用過程中存在以下問題:
[0004]電機(jī)的散熱效果差:現(xiàn)有電機(jī)冷卻方式是通過安裝在電機(jī)非傳動(dòng)側(cè)出軸5上的軸流式葉輪4旋轉(zhuǎn)對(duì)電機(jī)進(jìn)行冷卻。由于軸流式結(jié)構(gòu)的葉輪4風(fēng)量較大而風(fēng)壓偏低，冷卻效果不佳。冷卻效果不佳的原因是由于電機(jī)殼體3較長，即電機(jī)的散熱片3’較長，散熱片3’靠近軸流式葉輪4的一端冷卻效果較好，而遠(yuǎn)離軸流式葉輪4的一端卻冷卻效果不良，散熱片在電機(jī)兩端的溫度相差20-25 °C，從而引起電機(jī)繞組線圈的局部散熱不良，造成繞組絕緣局部老化變脆，從而引起繞組匝間短路故障。
[0005]電機(jī)周圍環(huán)境溫度偏高:電機(jī)一般安裝在地下室內(nèi)，地下室內(nèi)空氣的流動(dòng)性較差，在夏季地下室內(nèi)的環(huán)境溫度可高達(dá)40 - 45°C左右，這對(duì)電機(jī)的散熱極為不利，電機(jī)繞組溫度時(shí)常會(huì)達(dá)到報(bào)警溫度(報(bào)警溫度為110°C )，甚至引起電機(jī)過熱跳閘(跳閘溫度為120°C )。這樣就直接影響主電機(jī)的散熱效果，加劇了電機(jī)繞組的老化。
[0006]綜上所述，現(xiàn)有交流電機(jī)在通風(fēng)冷卻方面存在許多問題，不僅引起主電機(jī)的絕緣老化、引發(fā)繞組匝間短路，縮短其使用壽命，而且直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，要解決主電機(jī)散熱效果問題，延長其使用壽命，尤其是保證產(chǎn)品的質(zhì)量，必須對(duì)電機(jī)原有的冷卻裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種交流電機(jī)的散熱冷卻裝置，可滿足交流電機(jī)的通風(fēng)冷卻要求，降低電機(jī)繞絕緣組故障，以確保繞組絕緣的穩(wěn)定性。
[0008]本發(fā)明的一種交流電機(jī)的散熱冷卻裝置，所述交流電機(jī)的定子線圈上安裝有測溫探頭，所述散熱冷卻裝置包括葉輪、圓臺(tái)形集風(fēng)器、變頻風(fēng)機(jī)電機(jī)，風(fēng)壓檢測表和冷卻組件；所述圓臺(tái)形集風(fēng)器位于集風(fēng)器罩殼內(nèi)，所述葉輪安裝在變頻風(fēng)機(jī)電機(jī)的出軸上，變頻風(fēng)機(jī)電機(jī)安裝在一個(gè)風(fēng)機(jī)箱體內(nèi)，所述風(fēng)壓檢測表安裝在風(fēng)機(jī)箱體上，所述集風(fēng)器罩殼與風(fēng)機(jī)箱體通過避震接頭連接。
[0009]所述葉輪是離心式和軸流式組合型葉輪，風(fēng)葉的偏轉(zhuǎn)角的范圍在10-45°。
[0010]所述風(fēng)葉的偏轉(zhuǎn)角設(shè)定為39°。
[0011]所述變頻風(fēng)機(jī)電機(jī)，通過安裝支架安裝在風(fēng)機(jī)箱體的底座上，變頻風(fēng)機(jī)電機(jī)功率選擇為11KW。
[0012]所述變頻風(fēng)機(jī)電機(jī)是通過定子線圈上的測溫探頭及相關(guān)的程序進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。
[0013]冷卻組件包括冷卻器和過濾器，冷卻器包括:冷卻器體、布置在冷卻器體上的進(jìn)水管、出水管、散熱片、由散熱片組成的冷卻器進(jìn)風(fēng)口、由冷卻器體延伸出的風(fēng)道接口，風(fēng)道接口形成冷卻器出風(fēng)口 ；過濾器包括:過濾器框架、布置在過濾器框架上的N型過濾件、過濾器安裝架和粗效過濾件。
[0014]所述圓臺(tái)形集風(fēng)器，包括集風(fēng)器進(jìn)風(fēng)口、集風(fēng)器法蘭、法蘭接口，集風(fēng)器的形狀呈直徑由進(jìn)風(fēng)口向接口漸漸增大的圓錐體形。
[0015]所述避震接頭包括:U型接口、內(nèi)橡膠層、外橡膠層、骨架層、法蘭接口、鋼絲圈，U型接口套嵌進(jìn)集風(fēng)器罩殼的進(jìn)風(fēng)口卡圈，法蘭接口與風(fēng)機(jī)箱體固定連接。
[0016]所述風(fēng)壓檢測表檢測的風(fēng)壓報(bào)警值設(shè)置成第一報(bào)警值和第二報(bào)警值，分別為150Pa和ISOPa ;當(dāng)風(fēng)壓檢測表測得第一報(bào)警值150Pa時(shí)，更換粗效過濾器；當(dāng)測得第二報(bào)警值ISOPa時(shí)，更換粗效過濾器及N型過濾器。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的交流電機(jī)的散熱冷卻裝置可使進(jìn)風(fēng)溫度恒定保持在25°C左右，過濾效果好、通風(fēng)量大、散熱冷卻效果好，使電機(jī)溫升正常、繞組絕緣穩(wěn)定，有效地防止了絕緣材料老化變脆，延長了電機(jī)使用壽命，降低了電機(jī)維修費(fèi)用。
【附圖說明】
[0018]圖1是現(xiàn)有交流電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2a是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的交流電機(jī)的散熱冷卻裝置的葉輪罩殼的主視圖；
[0020]圖2b是圖2a的右視圖；
[0021]圖3a是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的交流電機(jī)的散熱冷卻裝置的圓臺(tái)形集風(fēng)器的主視圖；
[0022]圖3b是圖3a的右視圖；
[0023]圖4a是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的交流電機(jī)的散熱冷卻裝置的避震接頭的主視剖視圖；
[0024]圖4b是圖4a的右視圖；
[0025]圖4c是圖4a的左視圖；
[0026]圖5a是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的交流電機(jī)的散熱冷卻裝置的風(fēng)機(jī)箱體的主視圖；
[0027]圖5b是圖5a的右視圖；
[0028]圖5c是圖5a的左視圖；
[0029]圖6a是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的交流電機(jī)的散熱冷卻裝置的葉輪的主視圖；
[0030]圖6b是本發(fā)明的葉輪的左視圖；
[0031]圖7是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的交流電機(jī)的散熱冷卻裝置的變頻風(fēng)機(jī)電機(jī)和葉輪總成示意圖；
[0032]圖8a是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的交流電機(jī)的散熱冷卻裝置的冷卻組件的主視圖；
[0033]圖8b是圖8a的左視圖；
[0034]圖8c是圖8a的右視圖；
[0035]圖9a是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的交流電機(jī)的散熱冷卻裝置的過濾器的主視圖；
[0036]圖9b是圖9a的左視圖；
[0037]圖9c是圖9a的右視圖；
[0038]圖1Oa是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的交流電機(jī)的散熱冷卻裝置的冷卻器的主視圖；
[0039]圖1Ob是圖1Oa的左視圖；
[0040]圖1Oc是圖1Oa的右視圖；
[0041]圖11是根據(jù)本發(fā)明改裝后的主電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖12是安裝有本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的交流電機(jī)的散熱冷卻裝置的交流電機(jī)總成示意圖；
[0043]圖13是采用本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的交流電機(jī)的散熱冷卻裝置對(duì)交流電機(jī)冷卻進(jìn)風(fēng)的不意圖；
[0044]圖14是沿圖13中的剖切線A-A所取的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045]為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作詳細(xì)說明。首先需要說明的是，本發(fā)明并不限于下述【具體實(shí)施方式】，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該從下述實(shí)施方式所體現(xiàn)的精神來理解本發(fā)明，各技術(shù)術(shù)語可以基于本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)來作最寬泛的理解。圖中相同或相似的構(gòu)件采用相同的附圖標(biāo)記表示。
[0046]如圖12所示，本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一種交流電機(jī)的散熱冷卻裝置，包括，其特點(diǎn)是還包括:
[0047]圓臺(tái)形集風(fēng)器8、變頻風(fēng)機(jī)例如B3變頻風(fēng)機(jī)電機(jī)11、葉輪14、風(fēng)壓檢測表13、包括有冷卻器15和過濾器16的冷卻組件；葉輪14安裝在變頻風(fēng)機(jī)電機(jī)11的出軸Ila上，變頻風(fēng)機(jī)電機(jī)11通過安裝在一個(gè)風(fēng)機(jī)箱體10內(nèi)。
[0048]以下將結(jié)合相應(yīng)附圖具體說明上述各部分構(gòu)件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、連接關(guān)系和作用。
[0049]如圖6a和6b所示，在本發(fā)明的葉輪14是離心式和軸流式組合型葉輪，風(fēng)葉的偏轉(zhuǎn)角的范圍在10-45°，較佳地，風(fēng)葉的偏轉(zhuǎn)角設(shè)定為39°。本發(fā)明的葉輪是介于軸流葉輪和離心葉輪之間的葉輪，它的葉輪讓空氣既做離心運(yùn)動(dòng)又做軸向運(yùn)動(dòng)，其優(yōu)點(diǎn):既保證一定的分壓，又具有較高的風(fēng)量，從而滿足電機(jī)散熱的需要。根據(jù)通風(fēng)原理:風(fēng)壓、風(fēng)速的計(jì)算方法:Wp=0.5*ro*V2 ;其中符號(hào)的含義:Wp，:表示風(fēng)壓；ro:表示空氣密度；V:表示風(fēng)速，在某一場所，空氣密度是一個(gè)恒定的值，由此可見，風(fēng)壓、風(fēng)速的平方成正比關(guān)系，綜合考慮風(fēng)葉偏轉(zhuǎn)角設(shè)定為39°較為妥當(dāng)，
[0050]變頻風(fēng)機(jī)電機(jī)11，通過安裝支架12安裝在風(fēng)機(jī)箱體10內(nèi)，如圖7和圖12所示。變頻風(fēng)機(jī)電機(jī)功率選擇為11KW。本發(fā)明的冷卻方式采用變頻風(fēng)機(jī)電機(jī)11實(shí)現(xiàn)獨(dú)立控制。主電機(jī)原有的散熱方式是依賴安裝在電機(jī)非傳動(dòng)側(cè)出軸5上的軸流式葉輪4的旋轉(zhuǎn)，使空氣做軸向運(yùn)動(dòng)來實(shí)行對(duì)電機(jī)的冷卻。由于主電機(jī)所驅(qū)動(dòng)的對(duì)象是水泵，電機(jī)的負(fù)荷基本恒定，也就是說主電機(jī)的轉(zhuǎn)速基本恒定；因電機(jī)安裝在地下室內(nèi)，夏季的環(huán)境溫度高達(dá)40 - 450C左右，要確保電機(jī)正常的通風(fēng)冷卻必須加大空氣的軸向運(yùn)動(dòng)量，由于主電機(jī)的轉(zhuǎn)速基本恒定不變，故無法滿足電機(jī)的散熱要求。主電機(jī)的通風(fēng)冷卻采用變頻風(fēng)機(jī)電機(jī)11實(shí)現(xiàn)獨(dú)立控制，能確保電機(jī)的散熱冷卻要求。風(fēng)機(jī)電機(jī)功率選擇與風(fēng)機(jī)電機(jī)負(fù)荷有關(guān)，即取決葉輪的結(jié)構(gòu)與大小，由于葉輪的結(jié)構(gòu)為組合型葉輪，它的負(fù)荷比普通的葉輪即相同大小的離心式葉輪或軸流式葉輪要大30%左右，同時(shí)考慮到變頻風(fēng)機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速變化范圍較寬，要保證其運(yùn)行的穩(wěn)定性，變頻風(fēng)機(jī)電機(jī)功率選11KW。電機(jī)的轉(zhuǎn)速大小取決于主電機(jī)繞組的溫度；當(dāng)主電機(jī)繞組的溫度在60°C以下時(shí)，風(fēng)機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速在1200rpm左右，；當(dāng)主電機(jī)繞組的溫度在65°C以上時(shí)，風(fēng)機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速在2000rpm左右，由于風(fēng)機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速上升，主電機(jī)的冷卻效果明顯，當(dāng)主電機(jī)繞組的溫度降至60°C以下時(shí)，風(fēng)機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速自動(dòng)調(diào)整至1200rpm左右。風(fēng)機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)是利用定子線圈上的測溫探頭2及相關(guān)的的程序來實(shí)現(xiàn)的。電機(jī)繞組的溫度檢測設(shè)定為2擋，S卩60°C和65°C，其目的是避免風(fēng)機(jī)電機(jī)頻繁地切換轉(zhuǎn)速，保證風(fēng)機(jī)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。
[0051]如圖8a至圖8b和圖12所示，冷卻組件包括冷卻器15和過濾器16。如圖1Oa至圖1Ob所示，冷卻器15包括:冷卻器體15’、布置在冷卻器體15’上的進(jìn)水管37、出水管38、散熱片39、由散熱片39組成的冷卻器進(jìn)風(fēng)口 40、由冷卻器體15’延伸出的風(fēng)道接口 31，風(fēng)道接口 31形成冷卻器出風(fēng)口 41如圖9a至圖9b所示，過濾器16包括:過濾器框架34、布置在過濾器框架34上的N型過濾件33、過濾器安裝架35和粗效過濾件30 (圖8a和圖Sb)。冷卻器15的作用是降低吸入電機(jī)風(fēng)道內(nèi)的空氣溫度，確保電機(jī)的散熱冷