Pyörivien sähkökoneiden kotelointia koskevat standardit ja aksiaalivuokoneen jäähdytyksen kehittäminen
Lehti, Kalle (2011)
Tiivistelmä
Tämä diplomityö on osa Lappeenrannan teknillisen yliopiston ja Visedo Oy:n yhteistyöprojektia. Työssä selvitetään pyörivien sähkökoneiden kotelointeja koskevia standardeja ja niiden vaikutukset koneiden suunnittelulle ja valmistukselle. Lisäksi työssä käsitellään aksiaalivuokoneen jäähdytykseen liittyviä ongelmia, kehitetään koneen nykyisiä jäähdytysratkaisuja ja ideoidaan käytettävissä olevia uusia jäähdytysmenetelmiä. Kehitysideoiden rajoitteena toimii koneelta vaadittu kotelointiluokka IP 64 – IP 68 sekä koneelle määritetty kestomagnetoitu aksiaalivuorakenne. Sähkökoneiden kotelointeja koskevien standardien asettamien vaatimusten määrittäminen tapahtui suurilta osin kirjallisuusselvityksenä. Standardien vaikutukset koneiden suunnittelulle ja valmistettavuudelle on selvitetty standardien kotelointien rakenteelle asettamien vaatimusten perusteella. Aksiaalivuokoneen jäähdytysongelmien selvittäminen, käytössä olevien jääh-dytysratkaisujen kehittäminen ja uusien menetelmien ideointi suoritettiin projektiluontoisesti yhdessä eri alojen asiantuntijoista koostuvan jäähdytystyöryhmän kanssa. Työn tuloksena laadittiin Visedo Oy:lle standardikäsikirja, jonka avulla Visedon sähkökoneiden tuoteperheeseen kuuluvien koneiden suunnitteluvaiheessa voidaan varmistaa koneiden standardienmukaisuus. Käsikirjassa on myös esitetty huomioita eri kotelointiluokkien asettamista vaatimuksista koneiden valmistukselle. Aksiaalivuokoneiden jäähdytykseen liittyen tavoitteena oli ratkaista aksiaalivuokoneisiin liittyviä jäähdytysongelmia. Työn tuloksena saa-tiin selville aksiaalivuokoneissa jäähdytyksen kehittämistä vaativat kohteet, laadittiin nykyisten jäähdytysratkaisujen parannusehdotuksia ja kehitettiin täysin uusia jäähdytysmenetelmiä. This thesis is part of the Lappeenranta University of Technology and Visedo Ltd co-work project. Thesis examines enclosure standards for rotating electric machinery and their impact on machine design and manufacturing. It also deals with cooling-related problems in AFPM motors, the development of current cooling solutions used in electric machines and the development of new cooling methods. The limits for the development of cooling solutions were the required enclosure protection of IP 64 – 68 and the required AFPM construction.
Determining the requirements set by the standards was done by literature studies. The impact of those standards for machine designing and manufacturing is based on to the requirements that the standards set. The examination of the existing cooling solutions and the development of new cooling solutions were done as a group work. The group consisted of experts from different technological areas.
As a result the Visedo Ltd standard manual was born. The standard manual is intended to be used as a tool in the design process to ensure that the electric machines comply with the standards. The manual also shows what requirements the standards set for manufacturing and assembly. Through the examination of the cooling solutions used in electric machines the problem areas in the cooling were founded. Also a few new cooling solutions were developed during this thesis.
Determining the requirements set by the standards was done by literature studies. The impact of those standards for machine designing and manufacturing is based on to the requirements that the standards set. The examination of the existing cooling solutions and the development of new cooling solutions were done as a group work. The group consisted of experts from different technological areas.
As a result the Visedo Ltd standard manual was born. The standard manual is intended to be used as a tool in the design process to ensure that the electric machines comply with the standards. The manual also shows what requirements the standards set for manufacturing and assembly. Through the examination of the cooling solutions used in electric machines the problem areas in the cooling were founded. Also a few new cooling solutions were developed during this thesis.