可設置在電動機上的儀器的製作方法

2023-11-01 05:24:27 1

專利名稱：可設置在電動機上的儀器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種可以徑向設置在電動機上的儀器，此電動機是配有風扇(Lilfter) 的電動機、尤其是在端面上軸向配置有風扇的標準電機(Normmotor)，其中為了排出儀器的 熱量而設置有冷卻器(Ktihlk6rper)。
背景技術：
離心泵裝置可(Kreiselpumpenanord皿ng)以由一個或多個離心泵和/或一個或 多個電動機和/或一個或多個離心泵組組成，在離心泵裝置上越來越多地安置、設置或固 定機電的和/或電子的儀器。經常需要將待冷卻的轉速調節器(如變頻器)設置在離心泵 裝置的電動機上，此變頻器控制和/或調節一個或多個電動機。 為了把這種待冷卻的儀器(尤其是變頻器)設置在電動機上，在市場上得到的機 組(尤其是變頻電機)或者轉換成軸向結構形式或者轉換成徑向結構形式。
在軸向結構形式的情況下，變頻器軸向地設置在電機上。通過EP 0 619432 Al已 知一種調速器在電動機上的軸向布置。DE 103 61 748 Al公開了一種設置在電動機的風扇 側上的、用於安置電子結構組件的安裝殼體。在兩個軸向布置中，冷卻器向著風扇側具有冷 卻片。在運行中，風扇通過由冷卻片構成的流體通道從徑向抽吸新鮮空氣並且將新鮮空氣 軸向通過並穿過電機吹出。由於流體轉向和較小的抽吸範圍，不能提供足夠的、用於冷卻儀 器和電動機的冷卻空氣。電機的冷卻會受嚴重影響並因此降低其最大軸功率。而且，這種 布置的結構在軸向上非常長，並且需要軸向構造的變頻器。 在徑向結構中，安裝在獨立殼體中的變頻器徑向地固定在電機上。在此變頻器可 以具有獨立的冷卻。也可以選擇利用電機軸風扇來實現變頻器的冷卻，其中側面位於電機 旁邊的變頻器共享電機軸風扇的空氣流。為此可以使部分冷卻空氣流進行分支。放置在電 機上的變頻器不利於緊湊性。變頻器通常構造得非常高，這對空間需求產生不利影響。使 用這種與垂直豎立的離心泵相結合的結構不利於離心泵裝置的耐用性。
在DE 10 2005 032 969 Al中嘗試如下改進徑向結構的變頻電機，使變頻器殼體 在朝向電機的一側上具有不同高度的冷卻片。電機殼體在朝向變頻器的一側上沒有設置冷 卻片。因此在這個沒有冷卻片的部位中，變頻器可以以最小的間距設置在電機上。通過不同 高度的冷卻片，使變頻器通過其冷卻器適配於電機的外側面。由風扇產生的空氣流部分地 用於冷卻變頻器的冷卻器。所使用的電機不是市場上常見的、配有接線盒的驅動電機。市 場上常見的電機在其整個圓周上都配有冷卻片。對於許多具有離心泵裝置的應用來說，使 用這種市場上常見的電機或標準電機是絕對必要的前提。 DE 196 22 396 Al公開了一種交流電機，其具有用於控制其電機轉速和/或電機 功率的變頻器。變頻器具有支架部件，它在裝配狀態可以與交流電機的風扇罩熱耦聯或者 本身構成為風扇罩。在所示的變頻器軸向布置中存在軸向結構的上述問題。在圖8中所示 的徑向布置中，風扇罩作為冷卻器用於設置在修改的電機接線盒中的變頻器模塊。通過導 熱管實現變頻器模塊與風扇罩之間絕對必需的熱耦聯。這種導熱管或熱管利用包在在真空中的物質的蒸發熱量。在它們損壞時會失去其功能性。將變頻器模塊集成在電機接線盒中 需要費事地改變接線盒。

發明內容
因此本發明的目的是，這樣改進上述的、可以設置在電動機上的儀器，在使用標準 電機並且不改變其結構的條件下同時以良好的用於儀器和電機的冷卻效果給出緊湊的結 構。 這個問題的解決方案規定，對於設置在電動機上的儀器來說，使板狀、T形或L形 的冷卻器與儀器且(必要時)與電動機連接，並且使冷卻器截段設置在電動機的風扇孔前 面。 所述冷卻器通過截段或側腿完全或部分地覆蓋風扇孔。所述冷卻器伸進風扇的空 氣流中。因此直接由空氣流來冷卻冷卻器並且將冷卻功率直接傳導到儀器。所述冷卻器起 到熱交換器的功能，它把在待冷卻的儀器內部(例如由於功率電子部件產生)中的熱量排 到電機風扇的冷卻空氣流中。所述儀器不再需要獨立的冷卻裝置。與常見的方案(即，配 有冷卻器的儀器純徑向地設置在電動機上)相比，按照本發明的解決方案的優點是結構緊 湊。在與電動機同軸的部位中布置冷卻器截段。通過混合徑向與軸向結構形式，減少了徑 向所需的結構空間。附加地通過按照本發明的解決方案得到結構上均衡的重量比例。通過 本發明，以更少的空間需求實現更好的耐用性。這尤其對於安裝配有按照本發明的儀器的 驅動裝置和/或離心泵裝置、例如具有裝配電機的變頻器的離心泵機組是有利的。
按照一個擴展結構，所述冷卻器截段在空氣輸入側伸進風扇的空氣流中。通過將 冷卻器布置在風扇的空氣輸入側保證，提供足夠的冷卻功率來冷卻儀器，因為在空氣輸入 側空氣流還未被電動機和其廢熱加熱。重要的優點是，電動機在其設計結構上可以保持不 變。無需特殊匹配的電動機，用以冷卻要設置在該電動機上的儀器。而是可以簡單地將這 種儀器設置和/或固定在該電動機上或旁邊。這尤其對於這些應用是有利的，在這些應用 中必須或者應該沒有結構變化地使用市場上常見的IEC標準電機。通過本發明也可以以簡 單的方式使待冷卻的儀器事後設置或固定在電動機上。 以理想的方式這樣構成伸進風扇空氣流中的熱交換器或冷卻器截段，使得風扇的 冷卻空氣流不受幹擾或者所受幹擾最小。為此所述冷卻器截段具有使空氣流或冷卻空氣流 通過的缺口或通流孔。因此使風扇可以自由地從軸向入流。所述缺口起到使空氣無阻礙地、 自由地流向風扇的作用。為此可以使缺口有利於流通地或形成輪廓地構成。該入流基本上 就像沒有冷卻器伸進空氣流中一樣。從而可繼續通過風扇的冷卻空氣流來冷卻電動機。
如果所述冷卻器截段設置在風扇的主空氣流中，則可以實現良好的冷卻效果。在 此所述冷卻器截段通過其缺口這樣定位在空氣流中，使儘可能大的主空氣流範圍用於冷卻 冷卻器並由此冷卻儀器。在此冷卻器可以完全覆蓋主空氣流的範圍。同樣規定，冷卻器只 伸進主空氣流的局部範圍中。 如果所述冷卻器適配於電機和/或其風扇殼體的尺寸，則在材料費用方面得到了 有利的變形方案。在此背離儀器的冷卻器端部可以形成圓弧。也這樣構成冷卻器，使它盡 管能夠充分利用風扇的主空氣流，但是不伸進對於冷卻無效的副空氣流的範圍中。這種造 型在設計外觀方面也是有利的。
按照另 一 擴展結構，所述冷卻器具有 一 個或多個增加表面
(oberflSchenvergrolkrnd)的部件。由此產生更大的冷卻表面並強化冷卻效果。所述冷卻 器可以具有冷卻筋和/或薄片。同樣已經證實不同的小孔結構是適宜的。在此冷卻器具有 打孔的部位。在此規定，所述增加表面的部件是有不同長度的。在最簡單的情況下，所述增 加表面的部件是直線地構成，但是也可以弧形和/或蜿蜒地構成。
所述冷卻器與一個或多個端面、與儀器的底面和/或頂面導熱地連接。如果冷卻 器具有框架形截段，在其中可以完全或部分地嵌入待冷卻的儀器，則可以實現特別緊湊的 結構。在此所述框架敞開地以凹袋形式構成，在其中設置儀器。該框架也可以封閉地構成 並且包圍著儀器。 本發明針對影響電動機轉速和/或轉矩的儀器。儘管本發明尤其對於具有高冷卻 需求的功率電子儀器是有利的，但是本發明完全通用地適用於裝配電機的機電和/或電子 儀器。 本發明不僅包括儀器本身，而且包括驅動裝置，此驅動裝置具有配有風扇的電動 機(尤其是具有軸向設置在端面上的風扇的標準電機)、此驅動裝置還具有按照本發明的 儀器。 離心泵裝置由至少一個離心泵和至少一個電動機(尤其是具有軸向設置在端面
上的風扇的標準電機)組成，其特徵在於至少一個按照本發明的驅動裝置，該離心泵裝置 同樣落在本發明的範疇中。在這裡按照本發明的驅動裝置的均衡的重量比例尤其起著重要
的作用，因為與常見的設置在離心泵上的驅動裝置不同，按照本發明的驅動裝置只略微影 響垂直離心泵裝置的耐用性。


在附圖中示出了本發明的實施例並且在下面詳細描述。附圖中
圖1示出具有L形冷卻器的第一實施例；
圖2示出具有T形冷卻器的第二實施例；
圖3示出具有板狀冷卻器的第三實施例。
具體實施例方式
圖1示出了電動機l，在其上設置機電的和/或電子的、用於控制和/或調節電動 機的儀器2。該電動機1是IEC標準電機，它在一個端面上在具有風扇孔15的風扇殼體4 中具有軸向設置的風扇3(在這裡虛線示出)。為了與在這裡未示出的離心泵裝置連接，所 述電動機1具有軸5。為了排出儀器2的熱量，這個儀器利用多個連接位置6導熱地與冷 卻器7連接或者與冷卻器7處於導熱連接。該冷卻器7由導熱材料(例如鋁)製成。該冷 卻器7軸向地突出於電動機l及其風扇3，並且冷卻器7的截段8伸進風扇3的空氣流中。 該冷卻器截段8軸向地設置在風扇孔15前面。直接由空氣流來冷卻冷卻器截段8，並且通 過導熱的冷卻器截段9將冷卻功率導引到儀器2上。通過把冷卻器截段8布置在與電動機 1同軸的部位上，來減少徑向所需的結構空間。所述標準電機l在結構上保持不變。
所述冷卻器截段8在空氣輸入一側伸進風扇3的冷卻空氣流中。通過冷卻器截段 8在風扇3吸入側的這種布置保證，提供足夠的用於冷卻儀器2的冷卻功率，因為空氣流在輸入側還沒有被電動機l及其廢熱加熱。在此只最小地幹擾到朝風扇3的輸入空氣流。因為冷卻器截段8具有缺口 10，由此可以從軸向自由地入流風扇3。所述缺口 10起到不阻礙空氣自由流向風扇3的作用。所述冷卻器截段8覆蓋風扇3的主空氣流。在此冷卻器截段8通過其缺口 IO這樣定位在空氣流中，使得儘可能大地利用主空氣流範圍，此空氣流用來冷卻冷卻器7和與其導熱連接的儀器。所述冷卻器7通過其伸進風扇冷卻空氣流中的截段8基本垂直於電機軸線延伸。在設計觀點方面有利的是，背離儀器2的冷卻器截段8的端部適配於電機2和/或其風扇殼體4的尺寸。在這種情況下，背離儀器2的冷卻器截段8的端部形成圓弧11。覆蓋風扇3的主空氣流的冷卻器的冷卻器截段8由多個增加表面的部件(在這裡是冷卻片12)構成。也可以選擇使冷卻器截段8具有薄片或者不同的孔狀結構，它們例如通過一個或多個圓形或橢圓形的、穿過冷卻器7的孔產生。所述冷卻片12起到加大冷卻器截段8的冷卻表面的作用並且強化其冷卻效果。在這個實施例中冷卻片12直線地構成。但它們也可以構成為弧形的和/或蜿蜒式的。在這個實施例中，冷卻器截段8和與儀器2的底面相連的截段9一體地構成。按照本發明也規定多體的結構。在本實施例中冷卻器7由獨立的零部件構成。也可以選擇使冷卻器7集成地與儀器2連接。
在圖1中所示的儀器2是指影響電動機1的轉速和/或轉矩的儀器。顯示和/或操縱部件13位於儀器的表面上。例如儀器2可以是裝配電機的變頻器。儘管本發明尤其對於具有高冷卻需求的功率電子儀器是有利的，但是本發明完全通用地適用於裝配電機的、機電的和/或電子的儀器。所述冷卻器7和/或儀器2可以利用不同構成的、在這裡未示出的固定裝置設置在電動機1上或旁邊。有利的是，例如固定裝置配有與儀器2可連接或已連接的容納部件，它導電地和/或機械地建立與儀器2的連接。待冷卻的儀器也可以設置在電機接線盒上。 圖2示出了相同的電動機l，其具有按照本發明的儀器16，此儀器16與T形冷卻器17連接。在這個實施例中，不僅在儀器的底面上而且在朝向冷卻器17的儀器16的端面18上都設置有待冷卻的零部件。 圖3示出按照本發明的另一實施例。在這裡儀器16在其端面18上與板狀冷卻器19連接。所述儀器2與容納部件20連接，它導電地和/或機械地建立與儀器2的連接。該容納部件20通過在這裡未示出的固定部件固定在電動機1或其電機接線盒上。
在所示的布置中，按照本發明的儀器設置在電動機1上。附圖也分別示出了按照本發明的驅動裝置14。在所有實施例中，冷卻器端部8都有角度地或與電機的旋轉軸線成角度地並且與儀器16的縱軸線成角度地設置在給定位置上。因此電動機1無需結構上的變化。相反，通過這個解決方案，也可以首次在設備中使裝配好的電機事後且以最簡單的方式逐個地再配備或改裝。 此外，由至少一個離心泵和至少一個電動機(尤其是具有軸向設置在端面上的風扇的標準電機)組成的、具有這種驅動裝置的離心泵裝置也屬於本發明的範疇。與常見的設置在離心泵上的驅動裝置不同，按照本發明的、安置在垂直豎立的離心泵裝置上的驅動裝置14改善其耐用性。
權利要求
一種可以徑向設置在電動機上的儀器，該電動機是配有風扇的電動機、尤其是在端面上軸向配置有風扇的標準電機，其中為了排出儀器的熱量而設置有冷卻器，其特徵在於，板狀、T形或L形的冷卻器(7，17，19)與所述儀器(2，16)且必要時與所述電動機(1)連接，並且使冷卻器(7，17，19)的截段(8)設置在電動機(1)的風扇孔(15)的前面。
2. 如權利要求l所述的儀器，其特徵在於，所述冷卻器(7， 17， 19)的截段(8)在空氣輸入側伸進風扇(3)的空氣流中。
3. 如權利要求1或2所述的儀器，其特徵在於，所述冷卻器截段(8)具有用於使空氣流通過的缺口 (10)。
4. 如權利要求3所述的儀器，其特徵在於，所述冷卻器截段(8)設置在風扇(3)的主空氣流中。
5. 如權利要求1至4中任一項所述的儀器，其特徵在於，所述冷卻器(7， 17， 19)適配於電機(1)和/或其風扇殼體(4)的尺寸。
6. 如權利要求1至5中任一項所述的儀器，其特徵在於，所述冷卻器(7， 17， 19)具有一個或多個增加表面的部件(12)。
7. 如權利要求6所述的儀器，其特徵在於，所述增加表面的部件(12)是長度不同的。
8. 如權利要求6或7所述的儀器，其特徵在於，所述增加表面的部件(12)是直線地構成的。
9. 如權利要求6、7或8所述的儀器，其特徵在於，所述增加表面的部件(12)弧形或蜿蜒地構成。
10. 如權利要求1至9中任一項所述的儀器，其特徵在於，所述冷卻器(7， 17， 19)與一個或多個端面(18)、與儀器(2， 16)的底面和/或頂面導熱地連接。
11. 如權利要求1至10中任一項所述的儀器，其特徵在於，冷卻器(7，17，19)的朝向儀器(2， 16)的截段(9)是呈框架形的。
12. —種驅動裝置，其具有配有風扇的電動機、尤其是在端面上軸向配置有風扇的標準電機，其特徵在於如權利要求1至11中任一項所述的儀器(2， 16)。
13. —種離心泵裝置，其由至少一個離心泵和至少一個電動機、尤其是在端面上軸向配置有風扇的標準電機組成，其特徵在於至少一個如權利要求12所述的驅動裝置(14)。
全文摘要
本發明涉及一種可以徑向設置在電動機上的儀器，此電動機是指配有風扇的電動機，尤其是指在端面上軸向配置有風扇的標準電機，這種儀器用於控制和/或調節至少一個電動機，其中為了排出儀器的熱量設置有冷卻器。在設置在電動機上的儀器中，板狀、T形或L形的冷卻器(7，17，19)與儀器(2，16)且必要時與電動機(1)連接。冷卻器(7，17，19)的截段(8)設置在電動機的風扇孔(15)前面。
文檔編號H02K5/22GK101728895SQ20091017409
公開日2010年6月9日 申請日期2009年10月14日 優先權日2008年10月14日
發明者D·岡特曼 申請人:Ksb股份公司