CN101990732B - 包括多通道风扇的电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及旋转式电机，该电机包括相对于至少一个定子转动且与该定子配合以限定至少一个气隙的转子，该转子转动至少一个具有至少两个通道的风扇(40)，该风扇包括产生流过定子的第一冷却气流的第一通道(42)以及产生流过转子的第二冷却气流的第二通道，该风扇包括将第一气流与第二气流分开的实心腹板(60)。

Description

包括多通道风扇的电机

技术领域

本发明涉及旋转式电机，特别涉及这样的电机的冷却。

背景技术

现已知将风扇与转子一起驱动，以建立穿过电机的冷却流体流。

本发明的目的是进一步改善所谓的“开放”式电机的冷却，在这种电机中，从电机的周围环境吸入空气，然后通过风扇将空气排放到周围环境中。

美国专利US 1 896 749描述了一种双通道风扇。由该风扇产生的两个气流在流过电机之前汇合。

美国专利申请US 2004/0 150 270 A1公开了气流以相反方向通过转子和定子的双通道风扇电机。

发明内容

在本发明的一个方面，本发明提供一种开放旋转式电机，该电机具有安装为相对于至少一个定子转动且与该定子配合以限定至少一个气隙的转子，该转子适于转动至少一个多通道风扇，该风扇包括产生流过定子的第一冷却气流的第一通道以及产生流过转子的第二冷却气流的第二通道，所述风扇包括将第一气流与第二气流分开的实心腹板。

有利地，第一气流及第二气流能够以独立的方式并以同一方向(例如从共同的进气口至风扇)流过电机。

通过分离所述气流，本发明可在一定程度上增加通过电机的空气的整体流速，从而增加对流热交换，尤其是与转子的对流热交换。风扇中的实心腹板用于局部增加与转子线圈的对流热交换系数。

实心腹板可以与定子的与气隙相邻的表面基本上对齐地设置。实心腹版的内径可以与定子的内径对应。

实心腹板可具有在角度方向上连续直至其自由端的形状。在一个变型中，实心腹板可具有至少一个开口。例如，所述开口可以由从实心腹板的邻近气隙的一端延伸出的缺口来限定。优选地，所述开口与转子的柱间通道未对齐地延伸，从而使实心腹板能够提高气流流过该柱间通道的效率。所述开口的存在使得能够限制由于该实心腹板的存在而引起的压头损失。

实心腹板可延伸至与堆叠的转子叠片基本上一样远和/或实心腹板可以与定子线圈外伸部分在轴向上全部或部分重叠。

实心腹板可具有远离其邻近气隙的自由端而叉开的形状。腹板可具有略为锥状的入口部分，在顶端的锥角在0°到45°的范围内，在0°到20°更佳。

在风扇内，实心腹板可具有朝向外的轮廓，且其可以以共同终止部分终止，该共同终止部分在顶端具有的角度在0°到60°范围、更佳为5°到20°。

所述风扇可限定相对于电机的旋转轴线倾斜朝向的排气通道。

当通过定子的压头损失低于通过转子的压头损失时，产生第一气流的叶片可以短于产生第二气流的叶片。

第一气流的流速可例如在0至20立方米每秒(m³/s)范围内，且第二气流的流速可在0至20m³/s范围内。

转子可以为具有线圈的转子。

电机可以构成交流发电机。在这种情况下，第一及第二空气流可以通过布置于交流发电机的励磁机周围的开孔进入电机。交流发电机也可具有集成的励磁机。电机也可以为电动机。

电机的电功率可例如为大于或等于1千伏安(kVA)。

附图说明

通过阅读下述对非限制性实施例的详细描述以及通过仔细研究附图，可以更好地理解本发明。在附图中：

图1为根据本发明制造的电机的侧视图；

图2为图1所示电机的示意性部分纵剖面图；

图3类似于图2，为不同剖面的视图；

图4示出图2的细节；

图5示出图3的细节；

图6单独示出转子；

图7为转子的示意性透视图；

图8为单独示出风扇的透视图；

图9类似于图6，示出转子的变型实施例的视图；

图10为图9所示转子的示意性透视图；及

图11单独示出图9的风扇。

具体实施方式

在图1到图3中示出的旋转式电机1包括外壳2，在该外壳2上固定定子4，该定子包括堆叠的定子磁性叠片以及绕组5。

电机1还具有转子10，如在图6及图7中单独示出，该转子包括轴12，该轴12带有堆叠的转子叠片13及绕组14。

在所描述的示例中，电机1为高功率交流发电机，且转子(也称为旋转场)包括间隔件16，所述间隔件固定线圈，如图6中所见。

在转子的柱之间形成有柱间通道17，特别如图7中可见。

转子10可带有励磁器19，在第一端板23内该励磁器19可以与励磁器定子20相互作用，在所描述的示例中，该第一端板在外壳2的轴向端固定在外壳2上且支撑轴承38。

所述端板23包括限定电机的冷却空气进口的开孔25。

电机1还具有第二端板30，该第二端板30在与第一端板相对的一端且包括用于将冷却空气从电机排出的开孔32。

第二端板30支撑一组球轴承36。

转子10驱动风扇40转动，该风扇被部分容纳第二端板30内。

风扇40具有第一通道42，在该第一通道42中设有叶片43以产生从进气口25流入位于外壳2与堆叠的定子叠片6之间的至少一个通路50的第一冷却空气流A。

风扇40包括具有叶片51的第二通道50，叶片51产生在如图2所示的转子与定子之间的气隙55中以及在柱间通道17中流过的第二冷却空气流B。

风扇40包括将通道42与通道50分开并在轴向朝向定子延伸超过叶片51的实心腹板60，其为直径在空气流的方向上减小一些的锥形形式。

在腹板60的一端，腹板60具有与定子的直径基本上对应的内径，使得腹板60的自由边缘62与定子的径向内表面64基本在同一直线上。

如在图3中可见，腹板60与定子绕组外伸部100在轴向重叠的距离为L。

在风扇40内，腹板60形成通道42的下游腹板。

风扇40具有限定通道50的第二腹板76，此腹板76从风扇40的轮毂80延伸到在轴向上距离定子叠片的堆叠最远的端83。

在风扇的出气口，腹板76基本平行于腹板60。

在图1至图8的实施例中，腹板60在角度方向上连续。

在图9至图11的变型实施例中，腹板60在其与绕组外伸部100重叠的部分上包括开口90。

这些开口90为缺口的形式且用于减少压头损失。

如图10所示，在开口90之间延伸的实体部分95在角度方向上与柱间通道17对齐，从而使得由风扇产生的吸力能够施加到柱间通道17的末端。

通过以相同的方向及独立的方式流过电机，气流A及气流B有助于有效冷却电机。

本发明当然不限于上述实施例。

可以以某些其他方式制造电机，特别是关于风扇、转子和/或定子的形状。所述电机不一定具有励磁器。所述电机可以为所示的内转子机或为外转子机。

所述电机不一定为交流发电机；其可为电动机。

可以将风扇制造为具有布置方式不同的通道和/或叶片。

本发明适用于通过至少一个风扇的工作而驱动的流体来冷却的任何开放式机器。

短语“包括”应理解为与“包括至少一个”同义，除非明确指出为相反含义。

Claims (18)

1.一种开放旋转式电机，该电机具有安装为相对于至少一个定子转动且与所述定子配合以限定至少一个气隙的转子，所述转子适于转动至少一个具有至少两个通道的风扇，该风扇包括产生流过所述定子的第一冷却气流的第一通道以及产生以与第一气流相同的方向并且以独立的方式流过转子的第二冷却气流的第二通道，所述风扇包括将第一气流与第二气流分开的实心腹板，所述风扇限定相对于电机的旋转轴线倾斜朝向的空气排放通道。

2.根据权利要求1所述的电机，第一气流及第二气流从电机的公共的进气口产生。

3.根据权利要求1所述的电机，第一气流及第二气流通过位于交流发电机的励磁器周围的开孔进入电机。

4.根据权利要求1所述的电机，所述实心腹板与所述定子的与气隙相邻的表面基本对齐地设置。

5.根据权利要求1所述的电机，所述腹板具有在角度方向上连续直到其自由端的形状。

6.根据权利要求1所述的电机，所述腹板具有至少一个开口。

7.根据权利要求6所述的电机，开口位于与转子的柱间通道不对齐的位置上。

8.根据权利要求6所述的电机，所述开口由从所述腹板的邻近气隙的一端延伸出的缺口形成。

9.根据权利要求1所述的电机，所述腹板延伸至基本上与堆叠的转子叠片一样远。

10.根据权利要求1所述的电机，所述腹板轴向延伸，以与定子线圈外伸部全部或部分重叠。

11.根据权利要求1所述的电机，所述腹板从其邻近气隙的自由端叉开。

12.根据权利要求1所述的电机，所述腹板在风扇内延伸，具有径向朝外的轮廓。

13.根据权利要求1所述的电机，所述第一气流的流速在0m³/s至20m³/s的范围内。

14.根据权利要求1所述的电机，所述第二气流(B)的流速在0m³/s至20m³/s的范围内。

15.根据权利要求1所述的电机，所述转子具有线圈。

16.根据权利要求1所述的电机，所述电机构成交流发电机。

17.根据权利要求1所述的电机，所述电机构成电动机。

18.根据权利要求1所述的电机，所述电机的电功率大于或等于1kVA。

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