交流电机的散热冷却装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种交流电机，具体说有关一种交流电机的散热冷却装置。
【背景技术】
[0002]交流电机在各行业如电力、煤炭、冶金等领域运用十分广泛。电机绕组温度正常与否，不仅跟它的工作制有关，而且跟电机周围的环境温度有关。电机工作制的选择，通常根据工艺的要求而定。许多电机在使用过程中发生绕组绝缘老化，是由于电机通风冷却效果不理想而引起电机绕组的温度偏高的。绕组绝缘材料老化变脆会造成绕组匝间短路故障，使电机无法正常运行。电机绝缘良好，不仅与所选择绕组的绝缘材料有关，而且与电机通风冷却效果有直接的必然联系。
[0003]现有的交流电机如图1所示，包括有定子线圈1、转子绕组(未标示)、测温探头2、布置有散热片3’的电机壳体3、轴流式叶轮4、电机非传动侧出轴5、轴叶轮罩壳6等组成。现有的交流电机在使用过程中存在以下问题:
[0004]电机的散热效果差:现有电机冷却方式是通过安装在电机非传动侧出轴5上的轴流式叶轮4旋转对电机进行冷却。由于轴流式结构的叶轮4风量较大而风压偏低，冷却效果不佳。冷却效果不佳的原因是由于电机壳体3较长，即电机的散热片3’较长，散热片3’靠近轴流式叶轮4的一端冷却效果较好，而远离轴流式叶轮4的一端却冷却效果不良，散热片在电机两端的温度相差20-25 °C，从而引起电机绕组线圈的局部散热不良，造成绕组绝缘局部老化变脆，从而引起绕组匝间短路故障。
[0005]电机周围环境温度偏高:电机一般安装在地下室内，地下室内空气的流动性较差，在夏季地下室内的环境温度可高达40 - 45°C左右，这对电机的散热极为不利，电机绕组温度时常会达到报警温度(报警温度为110°C )，甚至引起电机过热跳闸(跳闸温度为120°C )。这样就直接影响主电机的散热效果，加剧了电机绕组的老化。
[0006]综上所述，现有交流电机在通风冷却方面存在许多问题，不仅引起主电机的绝缘老化、引发绕组匝间短路，缩短其使用寿命，而且直接影响产品的质量。因此，要解决主电机散热效果问题，延长其使用寿命，尤其是保证产品的质量，必须对电机原有的冷却装置的结构进行优化。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种交流电机的散热冷却装置，可满足交流电机的通风冷却要求，降低电机绕绝缘组故障，以确保绕组绝缘的稳定性。
[0008]本发明的一种交流电机的散热冷却装置，所述交流电机的定子线圈上安装有测温探头，所述散热冷却装置包括叶轮、圆台形集风器、变频风机电机，风压检测表和冷却组件；所述圆台形集风器位于集风器罩壳内，所述叶轮安装在变频风机电机的出轴上，变频风机电机安装在一个风机箱体内，所述风压检测表安装在风机箱体上，所述集风器罩壳与风机箱体通过避震接头连接。
[0009]所述叶轮是离心式和轴流式组合型叶轮，风叶的偏转角的范围在10-45°。
[0010]所述风叶的偏转角设定为39°。
[0011]所述变频风机电机，通过安装支架安装在风机箱体的底座上，变频风机电机功率选择为11KW。
[0012]所述变频风机电机是通过定子线圈上的测温探头及相关的程序进行转速调节。
[0013]冷却组件包括冷却器和过滤器，冷却器包括:冷却器体、布置在冷却器体上的进水管、出水管、散热片、由散热片组成的冷却器进风口、由冷却器体延伸出的风道接口，风道接口形成冷却器出风口 ；过滤器包括:过滤器框架、布置在过滤器框架上的N型过滤件、过滤器安装架和粗效过滤件。
[0014]所述圆台形集风器，包括集风器进风口、集风器法兰、法兰接口，集风器的形状呈直径由进风口向接口渐渐增大的圆锥体形。
[0015]所述避震接头包括:U型接口、内橡胶层、外橡胶层、骨架层、法兰接口、钢丝圈，U型接口套嵌进集风器罩壳的进风口卡圈，法兰接口与风机箱体固定连接。
[0016]所述风压检测表检测的风压报警值设置成第一报警值和第二报警值，分别为150Pa和ISOPa ;当风压检测表测得第一报警值150Pa时，更换粗效过滤器；当测得第二报警值ISOPa时，更换粗效过滤器及N型过滤器。
[0017]本发明的有益效果是:本发明的交流电机的散热冷却装置可使进风温度恒定保持在25°C左右，过滤效果好、通风量大、散热冷却效果好，使电机温升正常、绕组绝缘稳定，有效地防止了绝缘材料老化变脆，延长了电机使用寿命，降低了电机维修费用。
【附图说明】
[0018]图1是现有交流电机的结构示意图；
[0019]图2a是本发明的一个实施例的交流电机的散热冷却装置的叶轮罩壳的主视图；
[0020]图2b是图2a的右视图；
[0021]图3a是本发明一个实施例的交流电机的散热冷却装置的圆台形集风器的主视图；
[0022]图3b是图3a的右视图；
[0023]图4a是本发明一个实施例的交流电机的散热冷却装置的避震接头的主视剖视图；
[0024]图4b是图4a的右视图；
[0025]图4c是图4a的左视图；
[0026]图5a是本发明一个实施例的交流电机的散热冷却装置的风机箱体的主视图；
[0027]图5b是图5a的右视图；
[0028]图5c是图5a的左视图；
[0029]图6a是本发明一个实施例的交流电机的散热冷却装置的叶轮的主视图；
[0030]图6b是本发明的叶轮的左视图；
[0031]图7是本发明一个实施例的交流电机的散热冷却装置的变频风机电机和叶轮总成示意图；
[0032]图8a是本发明一个实施例的交流电机的散热冷却装置的冷却组件的主视图；
[0033]图8b是图8a的左视图；
[0034]图8c是图8a的右视图；
[0035]图9a是本发明一个实施例的交流电机的散热冷却装置的过滤器的主视图；
[0036]图9b是图9a的左视图；
[0037]图9c是图9a的右视图；
[0038]图1Oa是本发明一个实施例的交流电机的散热冷却装置的冷却器的主视图；
[0039]图1Ob是图1Oa的左视图；
[0040]图1Oc是图1Oa的右视图；
[0041]图11是根据本发明改装后的主电机的结构示意图；
[0042]图12是安装有本发明的一个实施例的交流电机的散热冷却装置的交流电机总成示意图；
[0043]图13是采用本发明一个实施例的交流电机的散热冷却装置对交流电机冷却进风的不意图；
[0044]图14是沿图13中的剖切线A-A所取的剖视图。
【具体实施方式】
[0045]为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的【具体实施方式】作详细说明。首先需要说明的是，本发明并不限于下述【具体实施方式】，本领域的技术人员应该从下述实施方式所体现的精神来理解本发明，各技术术语可以基于本发明的精神实质来作最宽泛的理解。图中相同或相似的构件采用相同的附图标记表示。
[0046]如图12所示，本发明一个实施例的一种交流电机的散热冷却装置，包括，其特点是还包括:
[0047]圆台形集风器8、变频风机例如B3变频风机电机11、叶轮14、风压检测表13、包括有冷却器15和过滤器16的冷却组件；叶轮14安装在变频风机电机11的出轴Ila上，变频风机电机11通过安装在一个风机箱体10内。
[0048]以下将结合相应附图具体说明上述各部分构件的结构特点、连接关系和作用。
[0049]如图6a和6b所示，在本发明的叶轮14是离心式和轴流式组合型叶轮，风叶的偏转角的范围在10-45°，较佳地，风叶的偏转角设定为39°。本发明的叶轮是介于轴流叶轮和离心叶轮之间的叶轮，它的叶轮让空气既做离心运动又做轴向运动，其优点:既保证一定的分压，又具有较高的风量，从而满足电机散热的需要。根据通风原理:风压、风速的计算方法:Wp=0.5*ro*V2 ;其中符号的含义:Wp，:表示风压；ro:表示空气密度；V:表示风速，在某一场所，空气密度是一个恒定的值，由此可见，风压、风速的平方成正比关系，综合考虑风叶偏转角设定为39°较为妥当，
[0050]变频风机电机11，通过安装支架12安装在风机箱体10内，如图7和图12所示。变频风机电机功率选择为11KW。本发明的冷却方式采用变频风机电机11实现独立控制。主电机原有的散热方式是依赖安装在电机非传动侧出轴5上的轴流式叶轮4的旋转，使空气做轴向运动来实行对电机的冷却。由于主电机所驱动的对象是水泵，电机的负荷基本恒定，也就是说主电机的转速基本恒定；因电机安装在地下室内，夏季的环境温度高达40 - 450C左右，要确保电机正常的通风冷却必须加大空气的轴向运动量，由于主电机的转速基本恒定不变，故无法满足电机的散热要求。主电机的通风冷却采用变频风机电机11实现独立控制，能确保电机的散热冷却要求。风机电机功率选择与风机电机负荷有关，即取决叶轮的结构与大小，由于叶轮的结构为组合型叶轮，它的负荷比普通的叶轮即相同大小的离心式叶轮或轴流式叶轮要大30%左右，同时考虑到变频风机电机的转速变化范围较宽，要保证其运行的稳定性，变频风机电机功率选11KW。电机的转速大小取决于主电机绕组的温度；当主电机绕组的温度在60°C以下时，风机电机的转速在1200rpm左右，；当主电机绕组的温度在65°C以上时，风机电机的转速在2000rpm左右，由于风机电机的转速上升，主电机的冷却效果明显，当主电机绕组的温度降至60°C以下时，风机电机的转速自动调整至1200rpm左右。风机电机的转速调节是利用定子线圈上的测温探头2及相关的的程序来实现的。电机绕组的温度检测设定为2挡，S卩60°C和65°C，其目的是避免风机电机频繁地切换转速，保证风机电机稳定运行。
[0051]如图8a至图8b和图12所示，冷却组件包括冷却器15和过滤器16。如图1Oa至图1Ob所示，冷却器15包括:冷却器体15’、布置在冷却器体15’上的进水管37、出水管38、散热片39、由散热片39组成的冷却器进风口 40、由冷却器体15’延伸出的风道接口 31，风道接口 31形成冷却器出风口 41如图9a至图9b所示，过滤器16包括:过滤器框架34、布置在过滤器框架34上的N型过滤件33、过滤器安装架35和粗效过滤件30 (图8a和图Sb)。冷却器15的作用是降低吸入电机风道内的空气温度，确保电机的散热冷