CN104539089A - 插装型快速散热式发电机 - Google Patents

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杨均
李曦
赵强
李龙
吕静
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Abstract

本发明公开了一种插装型快速散热式发电机，包括电机壳体、定子和转子，转子轴上设置有向散热筋条送风的风扇；转子冲片的边部设置有扇形凹槽，磁瓦设置在扇形凹槽中。本实施例插装型快速散热式发电机，工作时转子轴旋转带动风扇同步转动，风扇对散热筋条进行风冷，从而可加快电机壳体的散热速度，能更快的降低发电机定子温度，保证发电机能长时间稳定工作；其转子采用磁瓦形成旋转磁场，通过定子线圈的磁通密度更大，发电机体积更小，发电效率更高；装配磁瓦时，扇形凹槽可对磁瓦位置进行限定，从而消除了磁瓦受磁力影响而出现位置难以固定的问题，可很大的提高装配效率。

Description

插装型快速散热式发电机
技术领域
本发明涉及一种发电设备，特别涉及一种发电机。
背景技术
发电机在工作过程中，定子线圈中会产生大量的热量，这些热量主要通过与定子铁芯连接的发动机外壳扩散到大气中。
然而发电机外壳散热能力较差，散热速度慢，特别是对于功率较大的发电机，仅靠外壳散热并不能满足发电机的散热要求，而发电机定子温度过高后会对线圈绝缘、发电效率等严重影响，进而导致发电机工作时间严重受限，发电量减少。
且现有技术中采用磁瓦产生旋转磁场的发电机上，其存在在装配过程中磁瓦位置固定困难，装配难度大，在转子运转过程中，连接磁瓦和转子铁芯的螺钉容易受力变形或松动，导致磁瓦位置变动，发电机工作稳定性差等问题。
并且现有技术中的定子冲片在设计过程中一般只注重齿槽的大小、齿槽所能穿入线圈匝数的多少，而忽略了齿宽和齿槽度的比例，进而导致定子铁芯容易出现磁饱和、散热性差等问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种插装型快速散热式发电机，以解决现有发电机散热性能差、磁瓦装配难度大等问题。
本发明插装型快速散热式发电机，包括电机壳体、定子和转子，所述转子包括转子轴和转子铁芯,所述电机壳体上设置有散热筋条，所述转子轴上设置有向散热筋条送风的风扇；
所述转子铁芯由若干转子冲片重叠组合构成，所述转子冲片的中部设置有与转子轴配合的轴孔，所述转子冲片的边部设置有四道沿圆周方向均匀布置的扇形凹槽，每道扇形凹槽中设置有一组磁瓦组，每组磁瓦中包括八块磁瓦，且八块磁瓦按两行四列布置，磁瓦通过螺钉固定在扇形凹槽中，且扇形凹槽的槽口部设置有钩挡磁瓦的凸起。
进一步，所述电机壳体的端部还设置喇叭口形集风罩，所述集风罩上设置有与散热筋条相对的通风孔。
进一步，所述散热筋条为弧形条。
进一步，所述定子包括由若干定子冲片组成的定子铁芯，所述定子冲片上设置有线圈槽和线圈齿，所述线圈齿为矩形齿，线圈齿的宽度和线圈槽的宽度之比为0.5～0.7。
进一步，所述线圈槽的槽底半径和槽口半径之比为1.25，定子冲片外圆半径和内圆半径之比为1.6。
进一步，所述定子冲片的外圆边部设置有散热槽。
本发明的有益效果：
1、本发明插装型快速散热式发电机，其通过在转子轴上设置向散热筋条送风的风扇，从而可加快电机壳体的散热速度，能更快的降低发电机定子温度，保证发电机能长时间稳定工作。
2、本发明插装型快速散热式发电机，其设置的集风罩和弧形散热筋条能进一步提高发电机定子散热速度。
3、本发明插装型快速散热式发电机，其转子采用磁瓦形成旋转磁场，相对与现有矩形永磁体，其所占用空间更小，通过定子线圈的磁通密度更大，使发电机体积更小，发电效率更高，制造成本更低。
4、本发明插装型快速散热式发电机，磁瓦设置在扇形凹槽中，装配磁瓦时，扇形凹槽可对磁瓦位置进行限定，从而消除了磁瓦受磁力影响而出现位置难以固定的问题，可很大的提高装配效率；同时在转子旋转过程中，扇形凹槽和其口部凸起可抵挡磁瓦的周向和径向运动惯性力，从而可保证磁瓦位置固定而不松动，可提高发电机的工作稳定性。
5、本发明插装型快速散热式发电机，其将定子冲片上线圈齿的宽度和线圈槽的宽度之比控制在0.5～0.7，使线圈槽中的线圈匝数和通过线圈齿的磁通量达到最佳组合状态，从而消除了定子铁芯磁饱和问题，同时线圈齿的宽度也保证了其具有足够的散热面积，使得发电机发电效率更高，使用寿命更长。
6、本发明插装型快速散热式发电机，其上设置的散热槽可进一步提高定子的散热能力，延长定子使用寿命，同时还可降低定子的制造成本。
附图说明
图1为本发明插装型快速散热式发电机的结构示意图；
图2为转子的剖视结构示意图；
图3为冲片的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
如图所示，本实施例插装型快速散热式发电机，包括电机壳体1、定子和转子，所述转子包括转子轴2和转子铁芯3,所述电机壳体上设置有散热筋条4，所述转子轴上设置有向散热筋条送风的风扇5；
所述转子铁芯由若干转子冲片重叠组合构成，所述转子冲片的中部设置有与转子轴配合的轴孔，所述转子冲片的边部设置有四道沿圆周方向均匀布置的扇形凹槽，每道扇形凹槽中设置有一组磁瓦组，每组磁瓦中包括八块磁瓦6，且八块磁瓦按两行四列布置，磁瓦通过螺钉固定在扇形凹槽中，且扇形凹槽的槽口部设置有钩挡磁瓦的凸起7。
本实施例插装型快速散热式发电机，工作时转子轴旋转带动风扇同步转动，风扇对散热筋条进行风冷，从而可加快电机壳体的散热速度，能更快的降低发电机定子温度，保证发电机能长时间稳定工作。
其转子采用磁瓦形成旋转磁场，相对与现有矩形永磁体，其所占用空间更小，通过定子线圈的磁通密度更大，使发电机体积更小，发电效率更高，制造成本更低；且磁瓦设置在扇形凹槽中，装配磁瓦时，扇形凹槽可对磁瓦位置进行限定，从而消除了磁瓦受磁力影响而出现位置难以固定的问题，可很大的提高装配效率；同时在转子旋转过程中，扇形凹槽和其口部凸起可抵挡磁瓦的周向和径向运动惯性力，从而可保证磁瓦位置固定而不松动，可提高发电机的工作稳定性。
作为对本实施例的改进，所述电机壳体的端部还设置喇叭口形集风罩8，所述集风罩上设置有与散热筋条相对的通风孔9；通过集风罩9将风扇产生的风集中导向散热筋条，可进一步提高电机壳体的散热速度，保证发电机长时间稳定工作。
作为对本实施例的改进，所述散热筋条4为弧形条，弧形条可延长冷却风与散热筋条的接触时间，提高换热效率，进而能进一步提高电机壳体的散热速度，保证发电机长时间稳定工作。
作为对本实施例的改进，所述定子包括由若干定子冲片10组成的定子铁芯，所述定子冲片上设置有线圈槽11和线圈齿12，所述线圈齿为矩形齿，线圈齿的宽度和线圈槽的宽度之比为0.5，当然在不同实施例中，线圈齿的宽度和线圈槽的宽度之比还可为0.5～0.7范围内的其它值，线圈槽8的数量为36个。本实施例发电机，其将线圈齿的宽度和线圈槽的宽度之比控制在0.5～0.7，使线圈槽中的线圈匝数和通过线圈齿的磁通量达到最佳组合状态，从而消除了定子铁芯磁饱和问题，同时线圈齿的宽度也保证了其具有足够的散热面积，使得发电机发电效率更高，使用寿命更长。
作为对本实施例的改进，所述线圈槽11的槽底半径和槽口半径之比为1.25，定子冲片10外圆半径和内圆半径之比为1.6；其尺寸结构能保证定子铁芯不出现磁饱和问题，并控制气隙在合理范围，减小了磁阻，并使定子体积足够小，制成成本更低。
作为对本实施例的改进，所述定子冲片10的外圆边部设置有散热槽13，发电机定子风扇产生的冷却风可通过散热槽13对定子铁芯进行冷却，能提高发电机寿命和发电效率。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种插装型快速散热式发电机，包括电机壳体、定子和转子，所述转子包括转子轴和转子铁芯,其特征在于：所述电机壳体上设置有散热筋条，所述转子轴上设置有向散热筋条送风的风扇；
所述转子铁芯由若干转子冲片重叠组合构成，所述转子冲片的中部设置有与转子轴配合的轴孔，所述转子冲片的边部设置有四道沿圆周方向均匀布置的扇形凹槽，每道扇形凹槽中设置有一组磁瓦组，每组磁瓦中包括八块磁瓦，且八块磁瓦按两行四列布置，磁瓦通过螺钉固定在扇形凹槽中，且扇形凹槽的槽口部设置有钩挡磁瓦的凸起。
2.根据权利要求1所述的插装型快速散热式发电机，其特征在于：所述电机壳体的端部还设置喇叭口形集风罩，所述集风罩上设置有与散热筋条相对的通风孔。
3.根据权利要求1所述的插装型快速散热式发电机，其特征在于：所述散热筋条为弧形条。
4.根据权利要求1所述的插装型快速散热式发电机，其特征在于：所述定子包括由若干定子冲片组成的定子铁芯，所述定子冲片上设置有线圈槽和线圈齿，所述线圈齿为矩形齿，线圈齿的宽度和线圈槽的宽度之比为0.5～0.7。
5.根据权利要求1所述的插装型快速散热式发电机，其特征在于：所述线圈槽的槽底半径和槽口半径之比为1.25，定子冲片外圆半径和内圆半径之比为1.6。
6.根据权利要求1所述的插装型快速散热式发电机，其特征在于：所述定子冲片的外圆边部设置有散热槽。
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