电机的表面冷却元件制造技术

电机的表面冷却元件，所述电机包括转子和定子（１）。该表面冷却元件（２）包括至少两个模块（３）。所述模块（３）的内表面（９）的形状与定子或电机框架的外表面的形状相符。突出件（７）形成于模块的外表面（１０），所述突出件（７）相互平行。突出件（７）基本平行于电机轴线。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电机的表面冷却元件和利用该表面冷却元件冷却 的电机定子。
技术介绍
将电机冷却以消除其内部产生的热量。由于磁性和电阻损耗，热量主要是产生于电^f几的活性部分(active part),即定子和转子。当部分电流转化为热量时，铜损产生于电机绕组的电阻线中。可变 磁能量在马达和发电机(generator)的铁部分产生铁损，包括涡流损失 和滞后损失。而且，机械损耗发生在旋转电机内，例如轴承内，或作为转子表面 上的紊流(turbulence),因此必须传走电机中产生的热损耗，以防止机器变热，直到在产生 的热能和从机器传走的热能之间达成平衡。铸铁框架的电机的发展导致这种框架被大批量地制造，并导致该框 架被用作各种数量电极以及各种转子和定子活性部分长度的电机。因 此，电机的铸铁框架对于电机的制冷、重量及空间要求不总是优选的。铸铁框架的电机通常通过将热量传到框架的外表面来冷却，再将热 量从该处传到周围环境。为了更有效地冷却， 一些电机配备有鼓风机， 其在框架的散热片之间推动冷空气。公开文献US5877576提出了利用铸 造的泡沫模的电机定子框架方案。
技术实现思路
本技术的目的是提供电机的表面冷却元件和用该表面冷却元 件冷却的电机定子。在本技术的电机表面冷却元件中，所述电机包括转子和定子。 该表面冷却元件包括至少两个模块。所述模块的内表面的形状与定子或 电机框架的外表面的形状相符。突出件形成于所述模块的外表面，所述突出件相互平行。突出件基本平行于电机轴线。本技术的电机定子由至少一个表面冷却元件冷却。表面冷却元 件包括至少两个模块。所述模块的内表面的形状与定子或电机框架外表 面形状相符。突出件形成于所述模块的外表面，所述突出件相互平行。 突出件基本平行于电机轴线。模块定位于定子或电机框架的外表面上。定子通常是具有弯曲外表面的圆柱形。当表面冷却元件弯成与定子 或电机框架的外表面相同的弯曲程度时，可以实现从定子的外表朝向表 面冷却元件最有效的热传递。定子通常包括薄片，该薄片附接在一起以利用背梁(back beam) 和焊接形成片组。表面冷却元件安装在片组的外表面上，与定子外表面 热传导接触，模块的内表面朝向定子。这样，通过从主热源(定子绕组) 经片组向冷却元件的传导，提供了有效的热传递。从冷却元件，即模块 的外表面，热量传递到周围环境。大型定子通过将定子片固定到完整的框架内形成。随后表面冷却元 件模块安装成与定子框架的外表面热传导接触，模块的内表面朝向框 架。根据本技术优选的实施例，表面冷却元件由铝制成。由铝制成 的表面冷却元件的优点是具有良好的热传导性。例如，铝的热传导率比 铁的热传导率好三倍。由铝制成的表面冷却元件具有优良的抗腐蚀性，因为铝能与空气形 成坚硬的厚氧化层，从而防止进一步氧化。因此，铝结构具有较长使用 寿命，并且仅需要很少的养护。表面冷却元件的耐用性可通过将铝阳极化来提高。在阳极化过程 中，在铝表面上电化学地形成氧化层。阳极化提高了铝本身抗腐蚀性及 使用寿命。由铝制成的表面冷却元件的重量^l轻。铝的比重小于钢的比重的三 分之一。钢杆的重量是具有相同的拉伸特性的铝杆的重量的大约二倍。由于现代挤压技术和较便宜的工具成本，表面冷却元件的形状或轮 廓可以定制以适合用途要求。例如，表面冷却元件的突出件可以是片底 厚度等于片顶厚度的散热片。突出片的另一个优选形状可以是横截面为 等边三角形。根据本技术的优选实施例，从一个突出件到邻近的突出件的距离小于突出件的高度。表面冷却元件的外表面的表面面积大于内表面的表面面积。根据本 技术的优选实施例，表面冷却元件的外表面的表面面积是内表面的 表面面积的至少两倍。可以例如通过在表面冷却元件的内表面和电机框架或定子的外表 面之间应用热传导胶将表面冷却元件固定在电机或定子的外表面上。由 于是弹性的和抗热的并具有良好的热传导性，硅胶非常适合此目的。粘 附通过例如螺钉接合等固定装置来稳固。与以前的技术方案相比，通过本技术，可达到一些显著的益处 及改善。表面冷却元件具有简单的结构及很轻的重量，并且其可以低成 本制造。表面冷却元件可以被准确地制成适合所述定子或电机框架的外 表面的尺寸。例如，与铸铁框架的电机相比，对于用于不同尺寸的定子 和转子的相同框架，表面冷却元件的准确尺寸将在材料成本、电机的重 量和空间要求方面形成节省。本技术的定子例如对于安装在恶劣天气条件的恶劣地理位置 的大直径的风力发电站永磁发电机而言，是节约成本的选择。由于模块 结构，表面冷却元件易于维修或更换。覆盖于定子的外周的模块的表面 冷却元件一次可以安装或更换一个模块。由于表面冷却元件不是围绕定子整个外周的一个实件，因此，其易于处理。模块的数量越多，单个模块的外形尺寸会越小。例如，40个模 块可以安装在定子外表面的圓周上。小模块更易运输和处理。优选的是，对于定子冷却，定子的整个外表面面积的冷却是均匀的。 为此目的，定子的外表面应该由冷却模块均匀地覆盖。对于制造技术， 所有模块基本相似是有利的。还是根据本技术的另一个实施例，定子用至少两个冷却元件冷 却。冷却元件可以沿电机轴线方向i殳置成朝，。附图说明下面，本技术将通过参见附图、借助特定实施例进行详细描述， 其中图1A和图1B示出了表面冷却元件和用表面冷却元件冷却的定子。 部件列表l定子，2表面冷却元件，3表面冷却元件模块，4螺栓， 5紧固件，6框架，7散热片，8喷嘴，9内表面，10，外表面，h高度，S距离。具体实施方式图1A描述了由表面冷却元件2冷却的电机定子1。图中的冷却元件 2包括几个模块(module) 3。定子的外表面由冷却定子的模块3均匀地 覆盖，这样有利于定子l的冷却。因此，冷却元件2围绕定子的外周表 面。在图1A中，模块在外周上相互邻接设置，以覆盖定子1的自由圆 柱状外表面。模块3的长度等于定子的纵向长度，这有利于更快速安装。 模块3已在喷嘴8处被切短，从而模块由沿电机轴线方向的多件组成。 模块3的内表面9的形状与定子框架的外表面的形状相符合。模块3已 经安装在定子框架6的外表面上，并且已用胶固定于框架。模块3还用 紧固件5固定，通常用螺栓4将模块固定于框架6。突出件7形成在模块3的外表面10上。冷却元件的突出件7为图 1B的等边三角形的形状。散热片7相互平行。 一个突出件与邻近的突出 件之间的距离s小于突出件的高度h。图1A和1B中所示的模块的散热 片之间的距离s是不变的。但是在同一模块内散热片之间的距离可以是 变化的。突出件，即散热片的形状也可以变化。模块3安装在定子的外表面上，以使形成在模块3的外表面10上 的突出件7基本定向于定子的纵向轴，即电机的轴线。当表面冷却元件2，即其模块3，被弯成或压成定子外表面的形状 时，能实现从定子的外表朝向冷却元件的内表面9最有效的热传递。对 于模块3的制造和安装，模块沿纵向安装在定子上是有利的，因为弯曲 组块的需要会因此小于沿圆周方向安装模块时的需要。如果定子的直径 例如为4米， 一个模块沿圆周方向的宽度为0. 3米，那么当沿纵向安装 模块时，弯曲模块的需要非常小。本技术借助于特定实施例已进行了上面的描述。但是，该描述 不应认定为限定专利保护范围；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机的表面冷却元件，所述电机包括转子和定子（１），其特征在于，该表面冷却元件（２）包括至少两个模块（３），所述模块（３）的内表面（９）的形状与电机框架的外表面的形状相符，突出件（７）形成于所述模块的外表面（１０），所述突出件（７）相互平行，并且基本平行于电机轴线。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J曼特尔，A瓦蒂艾南，V沃蒂莱南，
申请(专利权)人：ABB有限公司，
类型：实用新型
国别省市：FI[芬兰]