БЕСШУМНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ С САМОВЕНТИЛЯЦИЕЙ, В ЧАСТНОСТИ, ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
SILENT ELECTRIC MOTOR WITH SELF-VENTILATION, PARTICULARLY FOR RAILWAY VEHICLES

Изобретение относится к электродвигателю с самовентиляцией, в частности, для железнодорожного транспортного средства.
Электродвигатель с самовентиляцией обычно содержит ротор и статор, причем ротор обеспечен выходным валом. Электродвигатель с самовентиляцией дополнительно содержит вентилирующую крыльчатку, установленную на выходном валу.
Так как крыльчатка соединена с выходным валом при вращении, она автоматически приводится в действие при вращении выходного вала, в результате чего обеспечивается циркуляция воздушного потока внутри электродвигателя для охлаждения электродвигателя.
Такой электродвигатель с самовентиляцией, однако, обладает недостатком, заключающимся в том, что он является очень шумным. Действительно, воздушный поток, создаваемый вентилирующей крыльчаткой, является источником значительного шума.
В частности, шум создается воздушным потоком, создаваемым крыльчаткой, и его продвижением в направлении передней и боковой поверхностей электродвигателя, а также задней стороны электродвигателя.
Задачей изобретения является, в частности, устранение этого недостатка посредством создания относительно малошумного электродвигателя с самовентиляцией.
С этой целью изобретение особенно относится к электродвигателю с самовентиляцией, в частности, для железнодорожного транспортного средства, включающему в себя:
- корпус, содержащий отверстие для входа воздуха и отверстие для выхода воздуха и ограничивающий проход для воздуха между отверстиями для входа и выхода воздуха;
- приводные средства, содержащие вал, установленный в корпусе;
- вентилирующую крыльчатку, установленную в проходе для воздуха и соединенную с валом при вращении; и
- шумоподавляющее устройство;
причем шумоподавляющее устройство содержит:
- первый шумоподавляющий компонент, прикрепленный к корпусу на отверстии для входа воздуха;
- второй шумоподавляющий компонент, расположенный на вентилирующей крыльчатке; и
- третий шумоподавляющий компонент, прикрепленный к корпусу на отверстии для выхода воздуха.
Три шумоподавляющих компонента действуют совместно, обеспечивая оптимальное поглощение звуковых волн, возникающих из-за воздушного потока в электродвигателе.
Электродвигатель с самовентиляцией согласно изобретению может дополнительно обладать одной или большим количеством следующих особенностей, взятых отдельно или в любом технически осуществимом сочетании:
- первый шумоподавляющий компонент имеет, в общем, криволинейную форму, и содержит первое основание, содержащее первое отверстие, и второе основание, содержащее второе отверстие, причем второе отверстие расположено напротив отверстия в корпусе для входа воздуха;
- первое отверстие первого шумоподавляющего компонента проходит вдоль поверхности, по существу, равной поверхности, вдоль которой проходит отверстие для входа воздуха;
- первый шумоподавляющий компонент ограничивает полость, в которой, по меньшей мере, частично расположен второй шумоподавляющий компонент;
- первый шумоподавляющий компонент содержит внутреннюю стенку, ограничивающую полость, причем внутренняя стенка содержит внутреннюю футеровку из шумопоглощающего материала, например, изготовленную из полиэфирных волокон или меламинового пеноматериала;
- внутренняя шумопоглощающая футеровка покрыта пористым слоем, например, в виде микроперфорированного металлического листа;
- второй шумоподавляющий компонент имеет, в общем, криволинейную форму;
- второй шумоподавляющий компонент имеет наружную поверхность, содержащую шумопоглощающую футеровку, изготовленную, например, из полиэфирных волокон или меламинового пеноматериала, покрытую, при необходимости, пористым слоем, например, в виде микроперфорированного металлического листа;
- третий шумоподавляющий компонент имеет, в общем, цилиндрическую форму, соосную с валом, и окружает корпус на отверстии для выхода воздуха;
- третий шумоподавляющий компонент имеет внутреннюю поверхность, содержащую шумопоглощающую футеровку, например, изготовленную из полиэфирных волокон или меламинового пеноматериала, предпочтительно покрытую пористым слоем, например, в виде микроперфорированного металлического листа.
Изобретение будет лучше понято после прочтения последующего описания, приведенного просто для примера, и со ссылками на один прилагаемый чертеж, на котором показан электродвигатель с самовентиляцией согласно приведенному в качестве примера варианту осуществления изобретения, вид в осевом разрезе.
На чертеже показан электродвигатель 10 с самовентиляцией согласно приведенному в качестве примера варианту осуществления изобретения.
Электродвигатель 10 предназначен, в частности, для оснащения железнодорожного транспортного средства.
Электродвигатель 10 содержит корпус 12, в котором размещены приводные средства 13.
Приводные средства 13 содержат статор 14, прикрепленный к корпусу 12, и ротор 16, который выполнен с возможностью вращения относительно оси X вращения.
Корпус 12 содержит отверстие 18 для входа воздуха и отверстие 20 для выхода воздуха, выровненные в направлении оси X вращения. Таким образом, корпус 12 определяет проход для воздуха между отверстием 18 для входа воздуха и отверстием 20 для выхода воздуха, причем ротор 16 и статор 14, по меньшей мере, частично установлены в этом проходе для воздуха.
Приводные средства 13 также содержат выходной вал 22, проходящий вдоль оси X вращения и подвижный относительно этой оси X вращения. Выходной вал 22 соединен с ротором 16 при вращении.
Электродвигатель 10 является самовентилирующимся. Для этого он содержит вентилирующую крыльчатку 24, соединенную с выходным валом 22 при вращении. В частности, вентилирующая крыльчатка 24 установлена на одном конце выходного вала 22 вблизи отверстия 18 для входа воздуха. Таким образом, при вращении выходного вала 22 во время нормального действия электродвигателя, вентилирующая крыльчатка 24 также вращается. Воздух при этом засасывается через отверстие 18 для входа воздуха и выходит через отверстие 20 для выхода воздуха под воздействием вращения вентилирующей крыльчатки 24. Воздух, проходящий через проход для воздуха, охлаждает ротор 16 и статор 14.
Электродвигатель 10 содержит шумоподавляющее устройство 26 для ограничения шума, возникающего из-за вращения вентилирующей крыльчатки 24, в результате которого в основном создается воздушный поток.
Шумоподавляющее устройство 26 содержит: первый шумогасящий компонент 28; второй шумогасящий компонент 30 и третий шумогасящий компонент 32, действующие совместно для минимизации шума, возникающего из-за циркуляции воздушного потока в электродвигателе 10.
Первый шумоподавляющий компонент 28 расположен на отверстии 18 для входа воздуха и образует юбку, окружающую это отверстие 18 для входа воздуха.
Первый шумоподавляющий компонент 28 имеет, в общем, форму тела вращения вокруг оси X вращения.
Первый шумоподавляющий компонент 28 имеет, в общем, криволинейную форму и проходит в направлении оси X вращения между первым основанием 28A, содержащим первое отверстие, и вторым основанием 28B, содержащим второе отверстие, причем второе отверстие обращено к отверстию 18 для входа воздуха в корпусе 12.
Преимущественно первое основание 28A проходит вдоль поверхности, которая меньше второго основания 28B. Таким образом, первый шумоподавляющий компонент 28 содержит криволинейную стенку, имеющую, по существу, форму усеченного конуса.
Аналогичным образом, первое отверстие проходит вдоль поверхности, которая меньше второго отверстия. Однако первое отверстие проходит, по существу, вдоль поверхности, подобной поверхности отверстия 18 для входа воздуха, таким образом, что наличие первого шумоподавляющего компонента 28 приводит к изменению или приводит только к небольшому изменению поперечного сечения отверстия для входа воздуха. Соответственно, второе отверстие больше отверстия 18 для входа воздуха, как это видно на фиг. 1.
Первый шумоподавляющий компонент 28 является полым, и содержит внутреннюю стенку 33, ограничивающую полость 34.
Внутренняя стенка 33 содержит футеровку из шумопоглощающего материала, т.е. из материала, способного поглощать звуковые волны.
Например, футеровка может быть изготовлена из полиэфирного волокна или меламинового пеноматериала. Возможно, однако, применение любого другого шумопоглощающего материала.
Преимущественно, футеровка покрыта пористым слоем, например, в виде микроперфорированного металлического листа.
Посредством этого пористого слоя поверхностное трение между воздушным потоком и шумопоглощающей футеровкой доводят до максимума, таким образом улучшая шумоподавление.
Второй шумоподавляющий компонент 30, по меньшей мере, частично установлен в полости 34. Таким образом, второй шумоподавляющий компонент 30 расположен обращенным к поверхности внутренней стенки 33.
Первый шумоподавляющий компонент 28 и второй шумоподавляющий компонент 30, таким образом, ограничивают канал для входа воздуха. Воздух поступает в электродвигатель через этот канал для входа воздуха.
Размеры этого канала для входа воздуха можно регулировать посредством изменения размеров второго шумоподавляющего компонента 30 (диаметра, длины вдоль оси X, ...), или первого шумоподавляющего компонента 28 (длины вдоль оси X, угла схождения...). Эти размеры выбирают для достижения наилучшего соотношения между требуемым шумоподавлением и требованиями, касающимися необходимого пространства, занимаемого электродвигателем 10.
Второй шумоподавляющий компонент 30 имеет, в общем, криволинейную форму тела вращения вокруг оси X вращения.
Второй шумоподавляющий компонент 30 содержит наружную поверхность 35, предпочтительно содержащую шумопоглощающую футеровку, покрытую, при необходимости, пористым слоем. Посредством такого пористого слоя поверхностное трение между воздушным потоком и шумопоглощающей футеровкой доводят до максимума.
Как и в предыдущих случаях, шумопоглощающая футеровка изготовлена, например, из полиэфирных волокон или меламинового пеноматериала, или из любого другого, возможного, шумопоглощающего материала. Пористый слой сформирован, например, из микроперфорированного металлического листа.
Третий шумоподавляющий компонент 32 прикреплен к корпусу 12 и расположен на отверстии 20 для выхода воздуха, для образования юбки, окружающей это отверстие 20 для выхода воздуха.
Третий шумоподавляющий компонент 32, преимущественно, имеет, в общем, форму тела вращения вокруг оси X вращения. В частности, третий шумоподавляющий компонент 32, преимущественно, имеет, в общем, цилиндрическую форму вокруг оси X вращения. Благодаря такой цилиндрической форме обеспечивается возможность уменьшения шума, но без сколько-нибудь значительного воздействия на выходящий наружу воздушный поток.
Третий шумоподавляющий компонент 32 ограничивает выходной канал для воздуха совместно с корпусом 12 вокруг отверстия 20 для выхода воздуха.
Третий шумоподавляющий компонент 32 также содержит внутреннюю поверхность 36, предпочтительно содержащую шумопоглощающее покрытие, преимущественно, покрытое пористым слоем.
Шумопоглощающая футеровка изготовлена, например, из полиэфирных волокон или меламинового пеноматериала, или другого, возможного, шумопоглощающего материала, тогда как пористый слой выполнен, например, в виде микроперфорированного металлического листа.
Как и в предыдущих случаях, посредством такого пористого слоя обеспечивается возможность доведения до максимума поверхностного трения между воздушным потоком и шумопоглощающей футеровкой.
Далее описано функционирование шумоподавляющего устройства 26.
Воздушный поток засасывается в электродвигатель посредством вентилирующей крыльчатки 24 через канал для входа воздуха, ограниченный первым шумоподавляющим компонентом 28 и вторым шумоподавляющим компонентом 30.
Звуковая энергия, создаваемая воздушным потоком и движением вентилирующей крыльчатки 24, распространяется по этому каналу для входа воздуха и поглощается шумопоглощающим материалом, которым покрыта внутренняя стенка 33 первого шумоподавляющего компонента 28 и наружная поверхность 35 второго шумоподавляющего компонента 30.
Звуковая энергия, проходящая через электродвигатель к отверстию 20 для выхода воздуха, также направляется к выходному каналу для воздуха и поглощается шумопоглощающим материалом, которым покрыта внутренняя поверхность 36 третьего шумоподавляющего компонента 32.
Следует отметить, что изобретение не ограничено вариантом осуществления, описанным выше, но может включать различные дополнительные варианты.