[go: up one dir, main page]

CN102577045A - 用于电动机器的冷却系统 - Google Patents

用于电动机器的冷却系统 Download PDF

Info

Publication number
CN102577045A
CN102577045A CN2009801618013A CN200980161801A CN102577045A CN 102577045 A CN102577045 A CN 102577045A CN 2009801618013 A CN2009801618013 A CN 2009801618013A CN 200980161801 A CN200980161801 A CN 200980161801A CN 102577045 A CN102577045 A CN 102577045A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat exchanger
housing
heat
cooling system
air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2009801618013A
Other languages
English (en)
Inventor
J·奥斯特伯格
S·帕尔姆格雷恩
R·拉松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB Technology AG
Original Assignee
ABB AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABB AB filed Critical ABB AB
Publication of CN102577045A publication Critical patent/CN102577045A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/02—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/10—Arrangements for cooling or ventilating by gaseous cooling medium flowing in closed circuit, a part of which is external to the machine casing
    • H02K9/12—Arrangements for cooling or ventilating by gaseous cooling medium flowing in closed circuit, a part of which is external to the machine casing wherein the cooling medium circulates freely within the casing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B21/00—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B21/02—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effect; using Nernst-Ettinghausen effect
    • F25B21/04—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effect; using Nernst-Ettinghausen effect reversible
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/02—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
    • H02K9/04—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/10—Arrangements for cooling or ventilating by gaseous cooling medium flowing in closed circuit, a part of which is external to the machine casing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Abstract

一种用于电动机器2的冷却系统1，其包括基本上封闭的壳体3，设置在壳体3内的第一热交换器4，设置在壳体3外的第二热交换器5，用于在第一和第二热交换器4、5之间的封闭回路中传输热交换介质7的管道组件6，设置为越过第一热交换器4循环壳体3内部的空气的第一空气循环装置，和设置为越过第二热交换器5循环壳体3外部的空气的第二空气循环装置9，其中管道组件6包括用于在第一和第二热交换器4、5之间主动循环热交换介质7的泵10。

Description

用于电动机器的冷却系统
技术领域
本发明涉及包括热交换器的冷却系统。本发明尤其涉及在其上直接设置完整的冷却系统的电动机器。
背景技术
在大型电动机器(如电动机和发电机)工作期间，大量的热量在主动部件(即机器的定子和转子中)中产生。过量的热必须传送到机器外以避免由于过热而故障。因此，大型电动机器具有实施热传输功能的冷却系统。
依据热量、通向冷却介质的通道、机器的需求等，冷却系统可以包括各种技术原理和实施方案。一个典型的机器需求是机器壳体内部不应直接与环境空气接触。在以下专利公开中披露了一些在这种封闭壳体的情况中的通常使用的冷却原理。
US 6,700,237在附图1至8的实施方式中公开了一种电动机器，其中机器壳体设有冷却片使得壳体自身具有对环境空气的热交换器的功能。在另一实施方式中US 6,700,237公开了外部热交换器，其中穿过机器内部循环的空气被冷却。
US 2002/0149273公开了一种电动机，包括内部冷却空气回路和具有冷却液管道的环形热交换器。US 2002/0149273没有充分地描述位于电动机壳体外侧的冷却液回路，但在一个典型设置中，管道连接到外部水管网。
US 5,844,333公开了一种使用空气到空气热交换器的电动机空气冷却器。该空气冷却器包括用于越过热交换器循环环境空气的环境空气风扇，和用于越过热交换器循环电动机壳体内空气的内部风扇。
US 6,499,532公开了一种电动机冷却系统，包括用于循环电动机壳体内的和越过热管阵列的第一半的空气的第一送风机，和用于强迫环境空气越过热管阵列的第二半的第二送风机。
上述的一些冷却原理具有的缺点是它们采用外部冷却介质(比如水)的使用。虽然对机器安装水管通常是繁累的，但在某些情况下甚至没有通向外部水的通道。剩下的常规的冷却原理具有的缺点是，效率低下且与机器尺寸相比，所产生的热交换器的尺寸巨大。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种紧凑且高效的用于电动机器的冷却系统，该冷却系统独立于外部冷却介质且可以直接组装在机器上。
本发明的另一个目的是提供一种高效的用于通过使用紧凑元件冷却电动机器的方法，该方法独立于外部冷却介质。
这些目的通过根据所附权利要求1的设备和根据所附权利要求11的方法来达到。
根据本发明的第一方面，提供一种用于电动机器的冷却系统。该冷却系统包括基本上封闭的壳体，设置在壳体内的第一热交换器，设置在壳体外的第二热交换器，用于在第一和第二热交换器之间的封闭回路中传输热交换介质的管道组件，第一空气循环装置配置为越过第一热交换器循环壳体内部的空气，第二空气循环装置配置为越过第二热交换器循环壳体外部的空气。管道组件包括用于在第一和第二热交换器之间主动地循环热交换介质的泵。
通过提供具有在热交换器之间的封闭回路的冷却系统，该系统独立于外部条件(比如通往冷却水的通道)。通过提供具有泵的管道组件，热交换器之间的热传输被高效地实施且冷却系统的整个效率被显著的提升。
根据本发明的一个实施方式，壳体相对地面机械支撑第二热交换器。通过将壳体和第二热交换器设置为一个单元，可以在不需要安装任何管道或重新做类似的情况下容易移动或运输该组合。
根据本发明的一个实施方式，第二热交换器固定在壳体的顶部。通过该措施，节省了地面区域且该单元变得容易管理且紧凑。
根据本发明的一个实施方式，第一和第二空气循环装置中的至少一个包括风扇。风扇是提供越过热交换器的空气循环的简单且有效的方式。
根据本发明的一个实施方式，热交换介质在工作中保持为液体状态。当使用单独液体热交换介质时，简单且便宜的液体泵足以完成流体循环。
根据本发明的一个实施方式，冷却系统被包括在包括定子、转子和轴的电动机器中。所使用的冷却系统对需要有效冷却系统且最终需要随处移动的电动机器的冷却尤其有利。
根据本发明的一个实施方式，第一空气循环装置配置为越过机器的热源循环空气。通过该措施，显著地改善了空气传输。
根据本发明的一个实施方式，热源包括定子和转子。定子和转子是最主要的热源且它们因而对整个热传输效率具有最大的影响。
根据本发明的一个实施方式，第一空气循环装置包括固定装配在轴上的风扇。通过将风扇装配到机器轴，避免了额外风扇电机的需要。
根据本发明的一个实施方式，第二空气循环装置包括固定装配在轴上的风扇。通过将风扇装配到机器轴，避免了又一额外风扇电机的需要。
根据本发明的第二方面，提供一种用于冷却包括定子和转子的电动机器的方法。该方法包括步骤：提供具有基本封闭壳体的电动机器；提供位于壳体内的第一热交换器；提供位于壳体外的第二热交换器；提供用于在第一和第二热交换器之间的封闭回路中传输热交换介质的管道组件；越过第一热交换器循环壳体内部的空气；越过第二热交换器循环壳体外部的空气；以及在第一和第二热交换器之间主动循环热交换介质。
通过冷却具有包括在热交换器之间的封闭回路的冷却系统的电动机器，机器的冷却独立于外部条件(比如通向冷却水的通道)。通过在热交换器之间主动循环热交换介质，热传输被高效地实施且冷却系统的整体效率被显著的改善。
附图说明
将参考附图更详细的解释本发明，其中
图1示出了根据本发明的一个实施方式的冷却系统的侧视图，以及
图2示出了图1中的实施方式的后视图。
具体实施方式
参考图1和2，示出了固定在电动机器2上的冷却系统1。冷却系统1包括壳体3、一个第一热交换器4、两个第二热交换器5和在第一和第二热交换器4、5之间的管道组件。热交换器4、5和管道组件6构成封闭回路，热交换介质7在泵10的帮助下不断地在该封闭回路中循环。管道组件6优选由管道组成但其也可以包括管子或任何其他热交换介质7可以在其内部流动的通道。
热交换介质7可以是任何合适的冷却剂，比如水，冷却剂优选是在工作中保持为液体状态的液体。热交换介质7在第一热交换器4中被加热并在第二热交换器5中被冷却，因而将热量传输到壳体3外。明显的是壳体3内部和外部的热交换器4、5的数量都可以根据冷却需要而改变。
进一步参考图1和2，第二热交换器5固定在壳体3顶部。第二热交换器5具有用于将其坚固的固定到壳体3上的适当的附接装置。该壳体3因而相对地面机械支撑第二热交换器5，由此产生的冷却系统1可以被看做一个单一的坚固单元。具有这样一个冷却系统1的电动机器2可以在不需要在工地上重新拉伸任何管道安装件的情况下被容易地移动。
热量主要在主动部件(即机器2的定子和转子)中产生。为了高效地将热量从这些热源传输到第一热交换器4，壳体3中的空气被循环。提供第一空气循环装置(未示出)来越过机器2内的热源且还越过第一热交换器4循环空气。第一空气循环装置可以包括固定装配到机器2的轴11的风扇。
为了更高效地在第二热交换器5中实施热交换，提供第二空气循环装置9来循环或强迫环境空气越过第二热交换器5。第二空气循环装置9可以包括邻近第二热交换器5装配的风扇，而风扇也可以仅固定安装到轴11上，这样不需要额外的风扇电机。如果是后一选项，第二热交换器5便设置为靠近轴11或提供合适的管道以用于将空气从风扇引导到第二热交换器5。
本发明不局限于以上所示的实施方式，当然，本领域技术人员可以以多种方式在通过权利要求限定的本发明的范围内修改它们。

Claims (12)

1.一种用于电动机器(2)的冷却系统(1)，该冷却系统(1)包括：
基本上封闭的壳体(3)，
设置在壳体(3)内部的第一热交换器(4)，
设置在壳体(3)外部的第二热交换器(5)，
用于在第一和第二热交换器(4，5)之间的封闭回路中传输热交换介质(7)的管道组件(6)，
设置为越过第一热交换器(4)循环壳体(3)内部的空气的第一空气循环装置，和
设置为越过第二热交换器(5)循环壳体(3)外部的空气的第二空气循环装置(9)，
其特征在于管道组件(6)包括用于在第一和第二热交换器(4，5)之间主动循环热交换介质(7)的泵(10)。
2.根据权利要求1所述的冷却系统(1)，其中壳体(3)相对地面机械支撑第二热交换器(5)。
3.根据权利要求2所述的冷却系统(1)，其中第二热交换器(5)固定在壳体(3)的顶部。
4.根据前述权利要求任一项所述的冷却系统(1)，其中第一和第二空气循环装置中的至少一个包括风扇(9)。
5.根据前述权利要求任一项所述的冷却系统(1)，其中热交换介质在工作期间保持为液体状态。
6.一种电动机器(2)，包括定子，转子，轴(11)和根据前述权利要求任一项所述的冷却系统(1)。
7.根据权利要求6所述的电动机器(2)，其中第一空气循环装置配置为越过机器(2)的热源循环空气。
8.根据权利要求7所述的电动机器(2)，其中热源包括定子和转子。
9.根据权利要求6-8任一项所述的电动机器(2)，其中第一空气循环装置包括固定装配到轴(11)的风扇。
10.根据权利要求6-9任一项所述的电动机器(2)，其中第二空气循环装置包括固定装配到轴(11)的风扇。
11.一种用于冷却包括定子和转子的电动机器(2)的方法，该方法包括步骤：
-提供具有基本上封闭的壳体(3)的电动机器(2)；
-提供位于壳体(3)内部的第一热交换器(4)；
-提供位于壳体(3)外部的第二热交换器(5)；
-提供用于在第一和第二热交换器(4，5)之间的封闭回路中传输热交换介质(7)的管道组件(6)；
-越过第一热交换器(4)循环壳体(3)内部的空气；
-越过第二热交换器(5)循环壳体(3)外部的空气；
其特征在于在第一和第二热交换器(4，5)之间主动循环热交换介质(7)。
12.根据权利要求11所述的方法，其中该方法包括越过定子和转子循环空气的步骤。
CN2009801618013A 2009-10-01 2009-10-01 用于电动机器的冷却系统 Pending CN102577045A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2009/062725 WO2011038765A2 (en) 2009-10-01 2009-10-01 A cooling system for an electrical machine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102577045A true CN102577045A (zh) 2012-07-11

Family

ID=42668517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009801618013A Pending CN102577045A (zh) 2009-10-01 2009-10-01 用于电动机器的冷却系统

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8581456B2 (zh)
EP (1) EP2483995A2 (zh)
KR (1) KR20120080213A (zh)
CN (1) CN102577045A (zh)
WO (1) WO2011038765A2 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103587703A (zh) * 2012-08-15 2014-02-19 哈米尔顿森德斯特兰德公司 冲压出口集管
CN107314041A (zh) * 2017-07-12 2017-11-03 中车永济电机有限公司 用于大中型风力发电机轴承冷却的回路结构
CN110768464A (zh) * 2018-07-26 2020-02-07 西门子股份公司 电机冷却装置和电机冷却方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017070760A1 (pt) * 2015-10-28 2017-05-04 Weg Equipamentos Elétricos S.a. Máquina elétrica
US9975415B2 (en) * 2016-02-16 2018-05-22 General Electric Company Cooling arrangement for a motor of a vehicle

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1327294A (zh) * 2000-06-05 2001-12-19 杨泰和 具有封闭型冷却结构的回转电机
CN1472804A (zh) * 2002-07-09 2004-02-04 株式会社电装 具有吸附式制冷机的冷却系统
DE102004007484A1 (de) * 2004-02-13 2005-09-08 Siemens Ag Kühlsystem
CN1820149A (zh) * 2003-07-10 2006-08-16 Hydac系统有限公司 流体冷却装置
CN201018355Y (zh) * 2007-02-16 2008-02-06 阎长春 防过热电机
CN101350543A (zh) * 2008-09-12 2009-01-21 永济新时速电机电器有限责任公司 低温升风力发电机
WO2009116282A1 (ja) * 2008-03-18 2009-09-24 ダイキン工業株式会社 冷凍装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1813592A1 (de) * 1968-12-10 1970-09-24 Siemens Ag Sicherheitseinrichtung fuer Erregeranordnungen elektrischer Maschinen
US3968388A (en) * 1972-06-14 1976-07-06 Kraftwerk Union Aktiengesellschaft Electric machines, particularly turbogenerators, having liquid cooled rotors
DE3311086A1 (de) * 1983-03-26 1984-09-27 Felten & Guilleaume Energietechnik GmbH, 5000 Köln Waermerohranordnung zur kuehlung einer geschlossenen elektrischen maschine
US4669279A (en) * 1985-03-19 1987-06-02 Ebara Corporation Motor cooling apparatus for refrigerator
US5844333A (en) 1996-11-12 1998-12-01 Unifin International, Inc. Device and method for cooling a motor
US6499532B1 (en) 1999-05-04 2002-12-31 Kevin R. Williams Electric motor cooling system
DE59905192D1 (de) * 1999-06-30 2003-05-28 Rwe Piller Gmbh Vorrichtung zur unterbrechungsfreien Stromversorgung mit Luftkühlung
US6879069B1 (en) * 2000-06-21 2005-04-12 Bae Systems Controls Inc. Rotating machine with cooled hollow rotor bars
DE10117398A1 (de) * 2001-04-06 2002-10-10 Miscel Oy Ltd Elektrischer Asynchronmotor
BRPI0515097B1 (pt) * 2004-09-09 2018-05-08 Siemens Ag conjunto compreendendo uma pluralidade de módulos do resfriador e uma carcaça de máquina
US7834492B2 (en) * 2006-07-31 2010-11-16 Caterpillar Inc Electric machine having a liquid-cooled rotor
US7802614B2 (en) * 2008-06-18 2010-09-28 Elnar Joseph G Electric motor cooling rings
US8148858B2 (en) * 2008-08-06 2012-04-03 Hpev, Inc. Totally enclosed heat pipe cooled motor
WO2010097837A1 (ja) * 2009-02-27 2010-09-02 株式会社日立製作所 永久磁石式発電機

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1327294A (zh) * 2000-06-05 2001-12-19 杨泰和 具有封闭型冷却结构的回转电机
CN1472804A (zh) * 2002-07-09 2004-02-04 株式会社电装 具有吸附式制冷机的冷却系统
CN1820149A (zh) * 2003-07-10 2006-08-16 Hydac系统有限公司 流体冷却装置
DE102004007484A1 (de) * 2004-02-13 2005-09-08 Siemens Ag Kühlsystem
CN201018355Y (zh) * 2007-02-16 2008-02-06 阎长春 防过热电机
WO2009116282A1 (ja) * 2008-03-18 2009-09-24 ダイキン工業株式会社 冷凍装置
CN101350543A (zh) * 2008-09-12 2009-01-21 永济新时速电机电器有限责任公司 低温升风力发电机

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103587703A (zh) * 2012-08-15 2014-02-19 哈米尔顿森德斯特兰德公司 冲压出口集管
US9302776B2 (en) 2012-08-15 2016-04-05 Hamilton Sundstrand Corporation Ram outlet header
CN103587703B (zh) * 2012-08-15 2016-04-27 哈米尔顿森德斯特兰德公司 冲压出口集管
CN107314041A (zh) * 2017-07-12 2017-11-03 中车永济电机有限公司 用于大中型风力发电机轴承冷却的回路结构
CN110768464A (zh) * 2018-07-26 2020-02-07 西门子股份公司 电机冷却装置和电机冷却方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2483995A2 (en) 2012-08-08
WO2011038765A2 (en) 2011-04-07
WO2011038765A3 (en) 2011-06-03
KR20120080213A (ko) 2012-07-16
US20120235522A1 (en) 2012-09-20
US8581456B2 (en) 2013-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101728899B (zh) 用于冷却电机的装置
US6999316B2 (en) Liquid cooling system
CN101061624A (zh) 用于冷却电机或电机壳体的方法和系统
US20140265664A1 (en) Air-cooled electric machine and method of assembling the same
JP2007306741A (ja) 制御装置一体型電動機
JP2006067793A (ja) 液体冷却式スイッチドリラクタンス電気機械
KR101714842B1 (ko) 전기차용 모터
WO2001065900A1 (en) Liquid cooling device for cooling electronic device
CN102577045A (zh) 用于电动机器的冷却系统
CN113170600A (zh) 液体驱动的热模块和热管理系统
CN102237759B (zh) 电机
US10720814B2 (en) Electrical machine and method for cooling the electrical machine
CN104160593A (zh) 用于电动机械的转子的冷却装置
CN115986998A (zh) 一种散热电机
US9621007B2 (en) Electric machine with closed circuit air cooling
JP2006234255A (ja) ラジエータと、当該ラジエータを備えた液冷システム
JP2005175075A (ja) 液循環型冷却装置
JP2008148399A (ja) 軸型リニアモータ用放熱スリーブ
CN214314874U (zh) 一种液冷电机
CN109343603B (zh) 工业机器人的电机温度自动补偿装置
CN107453546A (zh) 用于电机的热交换器
CN222620744U (zh) 无线充电设备
TWM558495U (zh) 具有凸塊之馬達框架
CN116317349A (zh) 一种电机的冷却机构
US20210175773A1 (en) Electronically commutated rotating electrical machine

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: ABB T + D TECHNOLOGY LTD.

Free format text: FORMER OWNER: ABB AB

Effective date: 20131202

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20131202

Address after: Zurich

Applicant after: ABB T & D Technology Ltd.

Address before: Sweden Westrm J

Applicant before: ABB AB

RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20120711