專利名稱：用于電動機器的冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及包括熱交換器的冷卻系統(tǒng)。本發(fā)明尤其涉及在其上直接設置完整的冷卻系統(tǒng)的電動機器。
背景技術：
在大型電動機器(如電動機和發(fā)電機)工作期間，大量的熱量在主動部件(即機器的定子和轉子中)中產(chǎn)生。過量的熱必須傳送到機器外以避免由于過熱而故障。因此， 大型電動機器具有實施熱傳輸功能的冷卻系統(tǒng)。依據(jù)熱量、通向冷卻介質(zhì)的通道、機器的需求等，冷卻系統(tǒng)可以包括各種技術原理和實施方案。ー個典型的機器需求是機器殼體內(nèi)部不應直接與環(huán)境空氣接觸。在以下專利公開中披露了一些在這種封閉殼體的情況中的通常使用的冷卻原理。US 6，700，237在附圖1至8的實施方式中公開了ー種電動機器，其中機器殼體設有冷卻片使得殼體自身具有對環(huán)境空氣的熱交換器的功能。在另ー實施方式中US 6，700, 237公開了外部熱交換器，其中穿過機器內(nèi)部循環(huán)的空氣被冷卻。US 2002/0149273公開了ー種電動機，包括內(nèi)部冷卻空氣回路和具有冷卻液管道的環(huán)形熱交換器。US 2002/0149273沒有充分地描述位于電動機殼體外側的冷卻液回路，但在ー個典型設置中，管道連接到外部水管網(wǎng)。US 5，844，333公開了ー種使用空氣到空氣熱交換器的電動機空氣冷卻器。該空氣冷卻器包括用于越過熱交換器循環(huán)環(huán)境空氣的環(huán)境空氣風扇，和用于越過熱交換器循環(huán)電動機殼體內(nèi)空氣的內(nèi)部風扇。US 6，499，532公開了ー種電動機冷卻系統(tǒng)，包括用于循環(huán)電動機殼體內(nèi)的和越過熱管陣列的第一半的空氣的第一送風機，和用于強迫環(huán)境空氣越過熱管陣列的第二半的第 ニ送風機。上述的ー些冷卻原理具有的缺點是它們采用外部冷卻介質(zhì)(比如水)的使用。雖然對機器安裝水管通常是繁累的，但在某些情況下甚至沒有通向外部水的通道。剩下的常規(guī)的冷卻原理具有的缺點是，效率低下且與機器尺寸相比，所產(chǎn)生的熱交換器的尺寸巨大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的ー個目的是提供一種緊湊且高效的用于電動機器的冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)獨立于外部冷卻介質(zhì)且可以直接組裝在機器上。本發(fā)明的另ー個目的是提供一種高效的用于通過使用緊湊元件冷卻電動機器的方法，該方法獨立于外部冷卻介質(zhì)。這些目的通過根據(jù)所附權利要求1的設備和根據(jù)所附權利要求11的方法來達到。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種用于電動機器的冷卻系統(tǒng)。該冷卻系統(tǒng)包括基本上封閉的殼體，設置在殼體內(nèi)的第一熱交換器，設置在殼體外的第二熱交換器，用于在第一和第二熱交換器之間的封閉回路中傳輸熱交換介質(zhì)的管道組件，第一空氣循環(huán)裝置配置為越過第一熱交換器循環(huán)殼體內(nèi)部的空氣，第二空氣循環(huán)裝置配置為越過第二熱交換器循環(huán)殼體外部的空氣。管道組件包括用于在第一和第二熱交換器之間主動地循環(huán)熱交換介質(zhì)的泵。通過提供具有在熱交換器之間的封閉回路的冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)獨立于外部條件 (比如通往冷卻水的通道)。通過提供具有泵的管道組件，熱交換器之間的熱傳輸被高效地實施且冷卻系統(tǒng)的整個效率被顯著的提升。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，殼體相對地面機械支撐第二熱交換器。通過將殼體和第二熱交換器設置為一個單元，可以在不需要安裝任何管道或重新做類似的情況下容易移動或運輸該組合。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，第二熱交換器固定在殼體的頂部。通過該措施，節(jié)省了地面區(qū)域且該單元變得容易管理且緊湊。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，第一和第二空氣循環(huán)裝置中的至少一個包括風扇。 風扇是提供越過熱交換器的空氣循環(huán)的簡單且有效的方式。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，熱交換介質(zhì)在工作中保持為液體狀態(tài)。當使用單獨液體熱交換介質(zhì)時，簡單且便宜的液體泵足以完成流體循環(huán)。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，冷卻系統(tǒng)被包括在包括定子、轉子和軸的電動機器中。所使用的冷卻系統(tǒng)對需要有效冷卻系統(tǒng)且最終需要隨處移動的電動機器的冷卻尤其有利。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，第一空氣循環(huán)裝置配置為越過機器的熱源循環(huán)空氣。通過該措施，顯著地改善了空氣傳輸。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，熱源包括定子和轉子。定子和轉子是最主要的熱源且它們因而對整個熱傳輸效率具有最大的影響。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，第一空氣循環(huán)裝置包括固定裝配在軸上的風扇。通過將風扇裝配到機器軸，避免了額外風扇電機的需要。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，第二空氣循環(huán)裝置包括固定裝配在軸上的風扇。通過將風扇裝配到機器軸，避免了又一額外風扇電機的需要。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種用于冷卻包括定子和轉子的電動機器的方法。 該方法包括步驟提供具有基本封閉殼體的電動機器；提供位于殼體內(nèi)的第一熱交換器； 提供位于殼體外的第二熱交換器；提供用于在第一和第二熱交換器之間的封閉回路中傳輸熱交換介質(zhì)的管道組件；越過第一熱交換器循環(huán)殼體內(nèi)部的空氣；越過第二熱交換器循環(huán)殼體外部的空氣；以及在第一和第二熱交換器之間主動循環(huán)熱交換介質(zhì)。通過冷卻具有包括在熱交換器之間的封閉回路的冷卻系統(tǒng)的電動機器，機器的冷卻獨立于外部條件(比如通向冷卻水的通道)。通過在熱交換器之間主動循環(huán)熱交換介質(zhì)， 熱傳輸被高效地實施且冷卻系統(tǒng)的整體效率被顯著的改善。


將參考附圖更詳細的解釋本發(fā)明，其中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的冷卻系統(tǒng)的側視圖，以及圖2示出了圖1中的實施方式的后視圖。
具體實施例方式參考圖1和2，示出了固定在電動機器2上的冷卻系統(tǒng)1。冷卻系統(tǒng)1包括殼體3、 ー個第一熱交換器4、兩個第二熱交換器5和在第一和第二熱交換器4、5之間的管道組件。 熱交換器4、5和管道組件6構成封閉回路，熱交換介質(zhì)7在泵10的幫助下不斷地在該封閉回路中循環(huán)。管道組件6優(yōu)選由管道組成但其也可以包括管子或任何其他熱交換介質(zhì)7可以在其內(nèi)部流動的通道。熱交換介質(zhì)7可以是任何合適的冷卻剤，比如水，冷卻劑優(yōu)選是在工作中保持為液體狀態(tài)的液體。熱交換介質(zhì)7在第一熱交換器4中被加熱并在第二熱交換器5中被冷卻， 因而將熱量傳輸?shù)綒んw3外。明顯的是殼體3內(nèi)部和外部的熱交換器4、5的數(shù)量都可以根據(jù)冷卻需要而改變。進ー步參考圖1和2，第二熱交換器5固定在殼體3頂部。第二熱交換器5具有用于將其堅固的固定到殼體3上的適當?shù)母浇友b置。該殼體3因而相對地面機械支撐第二熱交換器5，由此產(chǎn)生的冷卻系統(tǒng)1可以被看做一個單ー的堅固單元。具有這樣ー個冷卻系統(tǒng) 1的電動機器2可以在不需要在エ地上重新拉伸任何管道安裝件的情況下被容易地移動。熱量主要在主動部件(即機器2的定子和轉子)中產(chǎn)生。為了高效地將熱量從這些熱源傳輸?shù)降谝粺峤粨Q器4，殼體3中的空氣被循環(huán)。提供第一空氣循環(huán)裝置(未示出) 來越過機器2內(nèi)的熱源且還越過第一熱交換器4循環(huán)空氣。第一空氣循環(huán)裝置可以包括固定裝配到機器2的軸11的風扇。為了更高效地在第二熱交換器5中實施熱交換，提供第二空氣循環(huán)裝置9來循環(huán)或強迫環(huán)境空氣越過第二熱交換器5。第二空氣循環(huán)裝置9可以包括鄰近第二熱交換器5 裝配的風扇，而風扇也可以僅固定安裝到軸11上，這樣不需要額外的風扇電機。如果是后 ー選項，第二熱交換器5便設置為靠近軸11或提供合適的管道以用于將空氣從風扇引導到第二熱交換器5。本發(fā)明不局限于以上所示的實施方式，當然，本領域技術人員可以以多種方式在通過權利要求限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)修改它們。
權利要求
1.一種用于電動機器O)的冷卻系統(tǒng)(1)，該冷卻系統(tǒng)(1)包括 基本上封閉的殼體(3)，設置在殼體(3)內(nèi)部的第一熱交換器G)， 設置在殼體C3)外部的第二熱交換器(5)，用于在第一和第二熱交換器(4，幻之間的封閉回路中傳輸熱交換介質(zhì)(7)的管道組件(6)，設置為越過第一熱交換器(4)循環(huán)殼體(3)內(nèi)部的空氣的第一空氣循環(huán)裝置，和設置為越過第二熱交換器( 循環(huán)殼體C3)外部的空氣的第二空氣循環(huán)裝置(9)， 其特征在于管道組件(6)包括用于在第一和第二熱交換器(4，幻之間主動循環(huán)熱交換介質(zhì)(7)的泵(10)。
2.根據(jù)權利要求1所述的冷卻系統(tǒng)(1)，其中殼體C3)相對地面機械支撐第二熱交換器⑶。
3.根據(jù)權利要求2所述的冷卻系統(tǒng)(1)，其中第二熱交換器(5)固定在殼體(3)的頂部。
4.根據(jù)前述權利要求任一項所述的冷卻系統(tǒng)(1)，其中第一和第二空氣循環(huán)裝置中的至少ー個包括風扇(9)。
5.根據(jù)前述權利要求任一項所述的冷卻系統(tǒng)(1)，其中熱交換介質(zhì)在工作期間保持為液體狀態(tài)。
6.一種電動機器O)，包括定子，轉子，軸(11)和根據(jù)前述權利要求任一項所述的冷卻系統(tǒng)⑴。
7.根據(jù)權利要求6所述的電動機器O)，其中第一空氣循環(huán)裝置配置為越過機器(2) 的熱源循環(huán)空氣。
8.根據(jù)權利要求7所述的電動機器O)，其中熱源包括定子和轉子。
9.根據(jù)權利要求6-8任一項所述的電動機器O)，其中第一空氣循環(huán)裝置包括固定裝配到軸(11)的風扇。
10.根據(jù)權利要求6-9任一項所述的電動機器O)，其中第二空氣循環(huán)裝置包括固定裝配到軸(11)的風扇。
11.一種用于冷卻包括定子和轉子的電動機器O)的方法，該方法包括步驟 -提供具有基本上封閉的殼體(3)的電動機器O)；-提供位于殼體(3)內(nèi)部的第一熱交換器； -提供位于殼體C3)外部的第二熱交換器(5)；-提供用于在第一和第二熱交換器(4，幻之間的封閉回路中傳輸熱交換介質(zhì)(7)的管道組件(6)；-越過第一熱交換器(4)循環(huán)殼體(3)內(nèi)部的空氣； -越過第二熱交換器( 循環(huán)殼體C3)外部的空氣； 其特征在于在第一和第二熱交換器(4，幻之間主動循環(huán)熱交換介質(zhì)(7)。
12.根據(jù)權利要求11所述的方法，其中該方法包括越過定子和轉子循環(huán)空氣的步驟。
全文摘要
一種用于電動機器2的冷卻系統(tǒng)1，其包括基本上封閉的殼體3，設置在殼體3內(nèi)的第一熱交換器4，設置在殼體3外的第二熱交換器5，用于在第一和第二熱交換器4、5之間的封閉回路中傳輸熱交換介質(zhì)7的管道組件6，設置為越過第一熱交換器4循環(huán)殼體3內(nèi)部的空氣的第一空氣循環(huán)裝置，和設置為越過第二熱交換器5循環(huán)殼體3外部的空氣的第二空氣循環(huán)裝置9，其中管道組件6包括用于在第一和第二熱交換器4、5之間主動循環(huán)熱交換介質(zhì)7的泵10。
文檔編號H02K9/02GK102577045SQ200980161801
公開日2012年7月11日 申請日期2009年10月1日 優(yōu)先權日2009年10月1日
發(fā)明者J·奧斯特伯格, R·拉松, S·帕爾姆格雷恩 申請人:Abb公司