一種徑向通風冷卻電機的製作方法

2023-12-10 07:02:22

專利名稱：一種徑向通風冷卻電機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種徑向通風冷卻電機，屬於電機技術領域，特別涉及大、中型空冷、徑向通風電機。
背景技術：
在大、中型電機中，為使空氣能直接冷卻鐵心的中間部分，以獲得較好的冷卻效果，現有技術所採用的徑向通風方式是在定子和轉子鐵心上，每隔一段設置一個徑向通風溝，其內安置通風槽板，形成徑向通風系統。其中，每個鐵心段的長短或徑向通風溝的疏密，由設計者根據鐵心軸向溫升而定。冷卻空氣在徑向通風溝內進行熱交換，從而冷卻鐵心。
在電機設計中，其主要部件為通風槽板，還有徑向通風溝。通風槽板是由衝片與撐片鉚接或焊接而成。其中，衝片形式由定子鐵心結構而定；撐片具有較多形式。
在通風槽板的設計中，現有技術常用的方案包括直槽式和彎槽式。其中，直槽式方案採用的撐片呈長直狀，其截面為「I」形(工字鋼形)；彎槽式方案採用的撐片呈拉長的「Z」形，其截面通常為矩形；彎槽式因具有不易「倒伏」的特點而得以廣泛採用。然而，隨著研究的不斷深入以及設計要求的不斷提高，傳統的通風槽板在流動阻力、冷卻效率以及紊流噪音等方面都有待進一步優化。
由以上可知，構成電機徑向通風系統的通風槽板是電機空冷系統的一個重要冷卻部件，但現有技術在解決電機徑向通風系統的流動、冷卻及噪音等方面由於其結構的優化設計方面存在一些問題，空氣流動阻力有待減小、冷卻效率有待提高、通風噪音有待降低。

發明內容
本發明的目的在於，克服現有技術的缺點，提供一種徑向通風冷卻電機，它是對空冷電機徑向通風系統的通風槽板進行改進，從而減小電機徑向通風的流動阻力、提高冷卻效率、降低通風噪音問題。
本發明的一種徑向通風冷卻電機技術方案是一種徑向通風冷卻電機，它包括通風槽板，定子，通風溝，轉子，機殼；所述的通風槽板由衝片和撐片組成；撐片為流線型，分組固定在衝片上；通風槽板嵌入定子的通風溝中。
在上述技術方案的基礎上具有附加技術特徵的進一步技術方案為所述的徑向通風冷卻電機，其撐片與衝片的固定是焊接或鉚接或螺栓連接。
所述的徑向通風冷卻電機，其撐片在衝片上的分組固定是有一組撐片位於衝片的齒部中心線上；有一組撐片位於衝片的軛部並靠近齒根處；還有一組撐片對稱分布於中心線兩側，其中位於中心線上且靠近冷卻空氣出口處。
所述的徑向通風冷卻電機，其位於衝片的軛部並靠近齒根處的撐片，對稱分布於中心線兩側，且與中心線呈10°～30°夾角。
所述的徑向通風冷卻電機，其撐片的流線型是兩側面為弧形面的曲面體，該曲面體為圓柱體或類圓柱體，滿足下述三個尺寸參數1)、H＜通風溝寬度，其中H為撐片高度；所述通風溝寬度小於等於12毫米。
2)、L/e≤5其中e為曲面體橫斷面曲面的短軸半徑為2-8毫米，L為曲面體橫斷面曲面的長軸半徑，。
所述的徑向通風冷卻電機，其撐片流線型曲面體首尾為尖頭或圓弧形。
所述的徑向通風冷卻電機，其衝片和撐片的材料選自導熱性能良好、可焊性能良好的金屬，兩者的連接為焊接。
所述的徑向通風冷卻電機，其衝片和撐片的材料選自導熱性能良好的一種或兩種金屬，兩者的連接為鉚接。
所述的徑向通風冷卻電機，其衝片和撐片的材料選自銅，或不鏽鋼，或鋁合金。
本發明的徑向通風冷卻電機效果顯著。因採用了流線型撐片，使得電機運行期間的通風阻力得到顯著降低，冷卻空氣的流動性能得到明顯改善；同時，由於空氣流動阻力的減小，使得在風機功耗相同的條件下，將有更多的冷卻空氣進入通風溝內參與熱交換，從而提高了風機的冷卻效率；此外，流線型撐片的導流作用，還能有效削弱通風溝內的漩渦、改善出風口氣流的均勻性和穩定性，這些因素在降低通風噪音方面也具有積極意義。同傳統的通風槽板相比，本發明在流動、冷卻及噪音等方面均有較大程度的優化，適合在大、中型空冷電機徑向通風系統中運用。


圖1為本發明徑向通風冷卻電機結構示意圖；圖2為通風槽板部件局部放大示意圖；圖3為衝片正視圖；圖4為流線型撐片示意圖；圖5為通風槽板部件周向單元正視圖；圖中各圖號對應的名稱為1-通風槽板，2-衝片，3-撐片，其中3a、3f-撐片(位於衝片2的齒部中心線上)，3b、3c-撐片(位於衝片2的軛部並靠近齒根處)，3d、3e-撐片(對稱分布於中心線兩側，其中3f位於中心線上且靠近冷卻空氣出口處)，4-定子，5-通風溝，6轉子，7-機殼。
具體實施例方式
結合附圖和實施例對本發明作進一步說明如下如圖1～5所示，一種徑向通風冷卻電機，它具有通風槽板1，定子4，通風溝5，轉子6，機殼7；所述的通風槽板1由衝片2和撐片3組成；撐片3為流線型，分組固定在衝片2上；通風槽板1嵌入定子4的通風溝5中，形成徑向通風系統；所述的撐片3與衝片2的固定是焊接，另外的實施例選為鉚接或螺栓連接；圖3為衝片正視圖，衝片結構，如齒數、內外徑等尺寸，視定子鐵心結構而定，衝片厚度從散熱角度而言應儘量減薄；所述的撐片3在衝片2上的分組固定是有一組撐片3a、3f位於衝片2的齒部中心線上；有一組撐片3b、3c位於衝片2的軛部並靠近齒根處，對稱分布於中心線兩側(距離視衝片實際尺寸而定)，且與中心線呈10°～30°夾角，本實施例選為15°夾角，還可以選為10°或30°夾角，除支撐作用外，還具有導流作用，用以削弱衝片軛部擴張區形成的漩渦；還有一組撐片3d、3e對稱分布於中心線兩側，其中3f位於中心線上且靠近冷卻空氣出口處，除支撐作用外，還可改善出口氣流的均勻性和穩定性；撐片3的流線型是兩側面為弧形面的曲面體，該曲面體為圓柱體，也可以為類圓柱體，如橢圓柱體，滿足下述三個尺寸參數1)、H＜通風溝寬度；所述通風溝寬度小於等於12毫米，本實施例通風溝寬度優選為10毫米，還可以選為6毫米，或12毫米；H為撐片3高度，相應撐片3高度選為8毫米，5毫米，或11毫米；2)、L/e≤5通常取值在3～5之間；其中e為曲面體橫斷面的短軸半徑，為2-8毫米，在確保撐片3與衝片2連接穩定以及加工工藝許可的條件下，e值越小越好；L為曲面體橫斷面的長軸半徑；本例選為e＝6毫米，L＝20毫米；還有實施例為e＝2毫米，L＝10毫米；e＝8，L＝24毫米；撐片3流線型曲面體首尾為尖頭或圓弧形；所述衝片2和撐片3的材料選自導熱性能良好、可焊性能良好的金屬，選為銅，也可選為不鏽鋼，或鋁合金，兩者的連接為焊接；還有實施例是衝片2和撐片3的材料選自導熱性能良好的一種或兩種金屬，選為不鏽鋼，也可選為銅，或或鋁合金，兩者的連接為鉚接；上述撐片3的布置方式，能夠確保在使用較少的撐片數量(製造成本低)條件下，獲得理想的流動阻力特性和高效的冷卻性能。在此布置基礎上，增加額外撐片3並進行合理布置，可進一步提升通風槽板的冷卻性能，但成本也會相應提高。
本發明的原理其中為冷卻空氣在流經通風槽板1的過程中，一方面由於撐片3的流線型設計，使得撐片3表面對冷卻空氣的阻力得到明顯降低，另一方面由於撐片3的導流作用，使得冷卻空氣可充滿整個通風溝5，漩渦得到明顯削弱，同時冷卻空氣的均勻性和穩定性也都得以改善，這些因素都有利於流動阻力的降低。隨著流動阻力的降低，冷卻系統的運行成本會隨之下降，在相同的運行成本下，冷卻風量會隨之增加，這些都意味著冷卻系統的綜合性能得到提升。此外，流動阻力的降低在減小通風噪音等方面也具有積極意義。
本發明一種徑向通風冷卻電機由於提供了一種簡單、可行的通風槽板結構，該結構能有效降低空冷過程中的流動阻力、提高空冷效率、降低通風噪音，因而適用於大、中型空冷電機徑向通風領域。
本發明保護範圍不限於上述實施例。
權利要求
1.一種徑向通風冷卻電機，它包括通風槽板(1)，定子(4)，通風溝(5)，轉子(6)，機殼(7)；其特徵在於所述的通風槽板(1)由衝片(2)和撐片(3)組成；撐片(3)為流線型，分組固定在衝片(2)上；通風槽板(1)嵌入定子(4)的通風溝(5)中。
2.按權利要求1所述的徑向通風冷卻電機，其特徵在於所述的撐片(3)與衝片(2)的固定是焊接或鉚接或螺栓連接。
3.按權利要求1所述的徑向通風冷卻電機，其特徵在於所述的撐片(3)在衝片(2)上的分口固定是有一組撐片(3a、3f)位於衝片(2)的齒部中心線上；有一組撐片(3b、3c)位於衝片(2)的軛部並靠近齒根處；還有一組撐片(3d、3e)對稱分布於中心線兩側，其中3f位於中心線上且靠近冷卻空氣出口處。
4.按權利要求3所述的徑向通風冷卻電機，其特徵在於所述位於衝片(2)的軛部並靠近齒根處的撐片(3b、3c)，對稱分布於中心線兩側，且與中心線呈10°～30°夾角。
5.按權利要求1所述的徑向通風冷卻電機，其特徵在於所述撐片(3)的流線型是兩側面為弧形面的曲面體，該曲面體為圓柱體或類圓柱體，滿足下述三個尺寸參數1)、H＜通風溝寬度，其中H為撐片(3)高度；所述通風溝(5)的寬度小於等於12毫米。2)、L/e≤5其中e為曲面體橫斷面曲面的短軸半徑，為2-8毫米，L為曲面體橫斷面曲面的長軸半徑。
6.按權利要求1所述的徑向通風冷卻電機，其特徵在於所述撐片(3)流線型曲面體首尾為尖頭或圓弧形。
7.按權利要求1至6任意一個權利要求所述的徑向通風冷卻電機，其特徵在於所述衝片(2)和撐片(3)的材料選自導熱性能良好、可焊性能良好的金屬，兩者的連接為焊接。
8.按權利要求1至6任意一個權利要求所述的徑向通風冷卻電機，其特徵在於所述衝片(2)和撐片(3)的材料選自導熱性能良好的一種或兩種金屬，兩者的連接為鉚接。
9.按權利要求7所述的徑向通風冷卻電機，其特徵在於所述衝片(2)和撐片(3)的材料選自銅，或不鏽鋼，或鋁合金。
全文摘要
本發明涉及一種徑向通風冷卻電機，屬於電機技術領域，特別涉及大、中型空冷、徑向通風電機。它包括通風槽板，定子，通風溝，轉子，機殼；所述的通風槽板由衝片和撐片組成；撐片為流線型，分組固定在衝片上；通風槽板入定子的通風溝中。本發明是對空冷電機徑向通風系統的通風槽板進行改進，從而減小電機徑向通風的流動阻力、提高冷卻效率、降低通風噪音。
文檔編號H02K1/32GK101079558SQ20071005261
公開日2007年11月28日 申請日期2007年7月2日 優先權日2007年7月2日
發明者陶沙, 張麗民, 王雲洪, 王強, 祝後權, 解錦輝 申請人:中國船舶重工集團公司第七一二研究所