CN104283342B - 一种径向通风冷却电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种径向通风冷却电机，本发明的径向通风冷却电机由优化截面缺口通风沟槽楔和“鱼刺”结构固定槽楔组成，使得电机运行期间的通风沟处通风阻力得到显著降低，冷却空气的流动性和紊流噪音得到明显改善；同时，由于空气流动阻力的减小，使得在风机功耗相同的条件下，将有更多的冷却空气进入通风沟内参与热交换，从而提高了风机的冷却效率；此外，固定槽楔“鱼刺”结构，大大提高了电机浸漆后固定槽楔的摩擦力，有效的解决了线圈在铁心中的轴向移动和松动所导致的绝缘损伤和损坏。同传统的槽楔相比，本发明在流动、冷却及噪音、线圈的固定和绝缘的保护等方面均有较大程度的优化，适合在大、中型空冷径向通风大功率电机中运用。

Description

一种径向通风冷却电机
技术领域
本发明属于电机技术领域，特别涉及大、中型空冷，径向通风冷却的大功率交流电机，具体是涉及一种径向通风冷却电机。
背景技术
在大、中型电机中，尤其在大功率交流电机中，定子绕组的发热比较严重，同时绕组中的导体需要传递扭矩，流过绕组中的电流大，特别是在故障条件下(譬如负载短路)电流会更大，导致绕组的受力也比较大，如果处理不当，容易引起绕组的轴向移动和松动，定子槽楔发生松动会导致定子线棒在电磁力的作用下产生电磁振动，从而加剧定子线棒绝缘的机械磨损及槽内放电引起的绝缘腐蚀损坏铁心中线圈绝缘，导致线圈对地短路和“放炮”，烧毁电机的严重后果。
通常情况下，一方面，为了降低绕组发热导致的铁心温升，使空气能直接冷却铁心的中间部分，以获得较好的冷却效果，常采用技术为径向通风方式，即：在定子和转子铁心上，每隔一段设置一个径向通风沟，每个铁心段的长短或径向通风沟的疏密，由设计者根据铁心轴向温升分布而定，冷却空气在径向通风沟内进行热交换，从而冷却铁心。所以通风沟处的风阻大小对铁心的冷却效果影响很大。
另一方面，为了固定铁心中的线圈，传统的技术是在铁心槽口处打入槽楔，通过铁心冲片槽口处的倾斜角来防止槽楔脱落，轴向通过线圈和槽楔的摩擦力来防止串动，而槽楔的形状无论是在铁心段还是在通风沟段都是一样的。
显然，随着研究的不断深入以及设计要求的不断提高，传统的槽楔没有考虑通风沟段处槽楔的形状对风阻的影响，而该处风阻对电机温升和噪声影响巨大；同时传统的槽楔对绕组防止轴向移动的固定保护也存在缺陷和存在改进的地方。在大功率交流电机中，传统的槽楔结构的不合理性就显得更加突出。
如上所述，传统的槽楔在流动阻力、冷却效率、紊流噪音以及绕组受力很大情况下的固定保护等方面都有待进一步优化。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术的缺点和不足，提供一种径向通风冷却电机。本发明的径向通风大功率交流电机的槽楔可以减小电机径向通风的流动阻力、提高冷却效率、降低通风噪音和增强绕组固定保护提高电机的可靠性。
本发明的技术方案如下：
一种径向通风冷却电机，所述的电机包括定子3，定子3包括定子铁心2、定子绕组2.2和槽楔；所述的槽楔由若干个通风沟槽楔5和两个固定槽楔6组成，整个槽楔结构采用分段式从双边打入槽口，若干个通风沟槽楔5位于两个固定槽楔6的中间；所述的通风沟槽楔5在安装入槽口的两个平行表面的中间位置均开有沿电机径向的通槽，所述的通槽正对着定子铁心通风沟1，长度L比定子铁心通风沟1宽度长1mm，宽度和定子绕组的宽度一致，并且在所述的通槽位置，以安装入槽口的引入端面沿电机轴向的中心线为起点加工斜槽，所述的斜槽的斜面与安装入槽口的引入端面的夹角与电机转向一致，角度为30°～45°。
在一个优选的技术方案中，所述的固定槽楔6为“鱼刺”形结构，“鱼刺”结构开口端为打入槽口的末端；所述的“鱼刺”形结构为在安装入槽口的两个平行表面上均匀开有沿电机径向的斜槽，斜槽对称分布于固定槽楔6安装入槽口的引入端面沿电机轴向的中心线的两侧，且与中心线呈α夹角，开槽宽度为1mm，高度为槽楔宽度的1/3，沿电机轴向的相临间距LD为15～30mm。
在一个优选的技术方案中，所述的通风沟槽楔5和固定槽楔6的打入槽口引入端均采用倒角处理，倒角按槽形尺寸的大小取R2mm-R5mm，槽形尺寸越大，倒角越大。
在一个优选的技术方案中，所述的通风沟槽楔5和固定槽楔6为层压玻璃布板或磁性层压槽楔。
一种径向通风冷却电机，所述的电机包括转子4，转子4包括转子铁心、转子绕组和槽楔；所述的槽楔由若干个通风沟槽楔和两个固定槽楔组成，整个槽楔结构采用分段式从双边打入槽口，若干个通风沟槽楔位于两个固定槽楔的中间；所述的通风沟槽楔在安装入槽口的两个平行表面的中间位置均开有沿电机径向的通槽，所述的通槽正对着转子铁心通风沟，长度L比转子铁心通风沟1宽度长1mm，宽度和转子绕组的宽度一致，并且在所述的通槽位置，以安装入槽口的引入端面沿电机轴向的中心线为起点加工斜槽，所述的斜槽的斜面与安装入槽口的引入端面的夹角与电机转向一致，角度为30°～45°。
在一个优选的技术方案中，所述的固定槽楔6为“鱼刺”形结构，“鱼刺”结构开口端为打入槽口的末端；所述的“鱼刺”形结构为在安装入槽口的两个平行表面上均匀开有沿电机径向的斜槽，斜槽对称分布于固定槽楔6安装入槽口的引入端面沿电机轴向的中心线的两侧，且与中心线呈α夹角，开槽宽度为1mm，高度为槽楔宽度的1/3，沿电机轴向的相临间距LD为15～30mm。
在一个优选的技术方案中，所述的通风沟槽楔5和固定槽楔6的打入槽口引入端均采用倒角处理，倒角按槽形尺寸的大小取R2mm-R5mm，槽形尺寸越大，倒角越大。
在一个优选的技术方案中，所述的通风沟槽楔5和固定槽楔6为层压玻璃布板或磁性层压槽楔。
一种径向通风冷却电机，所述的电机包括上述技术方案中的定子、以及上述技术方案中的转子。
本发明的径向通风冷却电机效果显著。因采用了优化截面缺口槽楔，使得电机运行期间的通风沟处通风阻力得到显著降低，冷却空气的流动性和紊流噪音得到明显改善；同时，由于空气流动阻力的减小，使得在风机功耗相同的条件下，将有更多的冷却空气进入通风沟内参与热交换，从而提高了风机的冷却效率；此外，固定槽楔“鱼刺”结构，大大提高了电机浸漆后固定槽楔的摩擦力，有效的解决了线圈在铁心中的轴向移动和松动所导致的绝缘损伤和损坏，提高了电机的可靠性。
同传统的槽楔相比，本发明在流动、冷却及噪音、线圈的固定和绝缘的保护等方面均有较大程度的优化，适合在大、中型空冷径向通风大功率电机中运用。
说明书附图
图1为本发明的径向通风冷却电机的结构示意图；
图2为沿定子铁心非通风沟槽的剖视结构示意图；
图3为沿定子铁心通风沟槽的剖视结构示意图；
图4为通风沟槽楔的结构示意图；
图5为固定槽楔的结构示意图；
图6为通风沟槽楔和固定槽楔的装配示意图；
图中：1-定子铁心通风沟、2-定子铁心、3-定子、4-转子、2.1、2.3-为槽垫、2.2-定子绕组、2.4-非通风沟常规截面槽楔、2.5-通风沟优化截面槽楔、5-通风沟槽楔、6-固定槽楔。
具体实施方式
下面结合说明书附图1～6和具体实施方式详细地说明本发明的一种径向通风冷却电机。
具体实施方式
结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明如下：
如图1～6所示，一种径向通风冷却电机，它由定子3，转子4组成；其中定子3由定子铁心2，定子绕组2.2，槽楔5和6，槽垫2.1、2.3组成；当然对需要采用槽楔固定的转子同样实用，以下仅以定子为例；
所述的槽楔是由通风沟槽楔5和固定槽楔6组成，通风沟槽楔5是采用两种不同截面，一种截面形状采用常规形状2.4对应铁心非通风沟，另一截面形状采用优化后缺口形状2.5对应铁心通风沟；固定槽楔6采用“鱼刺”结构，其截面形状亦采用常规形状2.4。
整个槽楔结构装配采用图6所示，采用分段式，分段数和固定槽楔的数量由铁心总长和电机容量来决定，先双边分别打入通风沟槽楔，然后打入固定槽楔，保证两边伸出长相等，本具体实施方式通风沟槽楔分段为11段，固定槽楔数量为2。
所述的径向通风冷却电机，其槽楔的优化截面缺口几何尺寸长度比通风沟宽度长约1mm，宽度和槽内线圈(含绝缘)的宽度一致，加工斜面倾斜角度与水平线为30°或45°夹角(倾角与电机转向一致)。
所述的径向通风冷却电机，槽楔打入槽口引入端采用倒角处理，倒角一般按槽形尺寸的大小，取R2-R5，大者取较大值。
所述的径向通风冷却电机，固定槽楔为“鱼刺”结构，其对称分布于槽楔与线圈平行面的中心线的两侧，且与中心线呈α夹角，开槽宽度为1mm，高度约为槽楔宽度的1/3，相临间距LD为15～30mm，开槽个数由电机铁心的长度所分段的长度决定。
所述的径向通风冷却电机，槽楔打入槽口时从两边分别先打入通风沟槽楔，最后打入固定槽楔，“鱼刺”结构缩小边为打入槽口引入端，同时保证两边固定槽楔伸出长一致。
本发明的原理为：冷却空气在流经定子铁心通风沟1的过程中，一方面由于通风沟槽楔5在通风沟处开口同时进行了截面优化，使冷却空气的阻力得到明显降低，漩涡得到明显削弱，同时冷却空气的均匀性和稳定性也都得以改善；另一方面由于固定槽楔6的采用“鱼刺”结构，浸漆前顺着小边打入槽口引入端时阻力小，浸漆后如果线棒向大边移动的话，将会引起开槽边变形，大大提高了固定槽楔的摩擦力，有效的解决了线圈在铁心中的轴向移动和松动所导致的绝缘损伤和损坏，从而提高了电机的可靠性。
本发明一种径向通风冷却电机由于提供了一种简单、可行的通风冷却结构，该结构能有效降低空冷过程中的流动阻力、提高空冷效率、降低通风噪音，因而适用于大、中型空冷电机径向通风领域。
以上所述的仅是本发明的较佳具体实施方式，并不局限本发明。应当指出对于本领域的普通技术人员来说，在本发明所提供的技术启示下，还可以做出其它等同变型和改进，均可以实现本发明的目的，都应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种径向通风冷却电机，所述的电机包括定子(3)，定子(3)包括定子铁心(2)、定子绕组(2.2)和槽楔；其特征在于：所述的槽楔由若干个通风沟槽楔(5)和两个固定槽楔(6)组成，整个槽楔结构采用分段式从双边打入槽口，若干个通风沟槽楔(5)位于两个固定槽楔(6)的中间；所述的通风沟槽楔(5)在安装入槽口的两个平行表面的中间位置均开有沿电机径向的通槽，所述的通槽正对着定子铁心通风沟(1)，所述通槽的长度L比定子铁心通风沟(1)宽度长1mm，宽度和定子绕组的宽度一致，并且在所述的通槽位置，以安装入槽口的引入端面沿电机轴向的中心线为起点加工斜槽，所述的斜槽的斜面与安装入槽口的引入端面的夹角与电机转向一致，角度为30°～45°。
2.根据权利要求1所述的一种径向通风冷却电机，其特征在于：所述的固定槽楔(6)为“鱼刺”形结构，“鱼刺”结构开口端为打入槽口的末端；所述的“鱼刺”形结构为在安装入槽口的两个平行表面上均匀开有沿电机径向的斜槽，斜槽对称分布于固定槽楔(6)安装入槽口的引入端面沿电机轴向的中心线的两侧，且与中心线呈α夹角，开槽宽度为1mm，高度为槽楔宽度的1/3，沿电机轴向的相临间距LD为15～30mm。
3.根据权利要求1或2所述的一种径向通风冷却电机，其特征在于：所述的通风沟槽楔(5)和固定槽楔(6)的打入槽口引入端均采用倒角处理，倒角按槽形尺寸的大小取R2mm-R5mm，槽形尺寸越大，倒角越大。
4.根据权利要求1或2所述的一种径向通风冷却电机，其特征在于：所述的通风沟槽楔(5)和固定槽楔(6)为层压玻璃布板或磁性层压槽楔。
5.一种径向通风冷却电机，所述的电机包括转子(4)，转子(4)包括转子铁心、转子绕组和槽楔；其特征在于：所述的槽楔由若干个通风沟槽楔(5)和两个固定槽楔(6)组成，整个槽楔结构采用分段式从双边打入槽口，若干个通风沟槽楔位于两个固定槽楔的中间；所述的通风沟槽楔在安装入槽口的两个平行表面的中间位置均开有沿电机径向的通槽，所述的通槽正对着转子铁心通风沟，所述通槽的长度L比转子铁心通风沟(1)宽度长1mm，宽度和转子绕组的宽度一致，并且在所述的通槽位置，以安装入槽口的引入端面沿电机轴向的中心线为起点加工斜槽，所述的斜槽的斜面与安装入槽口的引入端面的夹角与电机转向一致，角度为30°～45°。
6.根据权利要求5所述的一种径向通风冷却电机，其特征在于：所述的固定槽楔(6)为“鱼刺”形结构，“鱼刺”结构开口端为打入槽口的末端；所述的“鱼刺”形结构为在安装入槽口的两个平行表面上均匀开有沿电机径向的斜槽，斜槽对称分布于固定槽楔(6)安装入槽口的引入端面沿电机轴向的中心线的两侧，且与中心线呈α夹角，开槽宽度为1mm，高度为槽楔宽度的1/3，沿电机轴向的相临间距LD为15～30mm。
7.根据权利要求5或6所述的一种径向通风冷却电机，其特征在于：所述的通风沟槽楔(5)和固定槽楔(6)的打入槽口引入端均采用倒角处理，倒角按槽形尺寸的大小取R2mm-R5mm，槽形尺寸越大，倒角越大。
8.根据权利要求5或6所述的一种径向通风冷却电机，其特征在于：所述的通风沟槽楔(5)和固定槽楔(6)为层压玻璃布板或磁性层压槽楔。
9.一种径向通风冷却电机，其特征在于，所述的电机包括权利要求1或2中所述的定子、以及权利要求5或6中所述的转子。
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