CN104901479A - 全封闭式旋转电机 - Google Patents

Abstract

一种全封闭式旋转电机，能够使内部冷却气体向冷却器的流入状况达到均一化。全封闭式旋转电机(10)包括：具有转子轴(21)与转子铁心(22)的转子(20)；定子(30)；收纳转子铁心(22)及定子(30)并形成有第一开口(11a)及第二开口(11b)的框体(11)；与框体(11)一起构成密闭空间(51)的冷却器罩(48)；使内部冷却气体在密闭空间(51)内循环的风扇(25)；对内部冷却气体进行导向并形成导向流路(52a)的导向部(45)，该内部冷却气体从框体(11)经过第一开口(11a)而流入冷却器罩(48)内并从第二开口(11b)向框体(11)流出；以及具有成为外部冷却介质的流路的冷却管(41)的冷却器(40)。冷却器(40)按照将冷却管(41)配置于与导向流路(52a)内的内部冷却气体的流动方向垂直的平面内的朝向进行设置。

Description

全封闭式旋转电机

技术领域

本发明涉及一种具有冷却器的全封闭式旋转电机。

背景技术

图4是表示具有冷却器的现有技术的全封闭式旋转电机的转轴设置成水平的例子的纵向剖视图。在全封闭式旋转电机60中，对转子20及定子30等进行冷却的内部冷却气体通常利用安装于转子上的风扇25而在框体11及冷却器罩48内循环。此处，框体11收纳转子20的铁心部分及定子30。并且，冷却器罩48收纳对内部冷却气体进行冷却的冷却器40。

如图4所示，在典型的例子中，冷却器40整体配置成水平，即，以使冷却管41沿水平面配置的方向安装于冷却器罩48内(参照专利文献1)。从框体11流入冷却器罩48的内部冷却气体流入由导向部47分隔而成的流路，并通过冷却器40的冷却管41的外侧的流路(通风部)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2008-295130号公报

由于冷却器40整体配置成水平，因此，只要配置成使内部冷却气体朝向冷却器40从下方垂直向上方流入，热交换管就能够均匀地进行热交换。然而，考虑到冷却器40的热交换管中的冷却水的渗漏等，在冷却器40的正下方设置具有绕组等的定子30等并非理想之举。

作为其对策，将成为框体11与冷却器罩48间的连通口的第一开口11a及第二开口11b分别设置于定子30的轴向端部各自外侧位置的上方。因而，从框体11内流入冷却器罩48内的内部冷却气体在流入冷却器40的通风部之前必须大幅度改变流动方向。为此，在通风部中会产生内部冷却气体的流入速度大幅低于其它部分的地方。

发明内容

本发明的目的在于，在全封闭式旋转电机中使内部冷却气体流入冷却器的流入速度分布实现均一化。

为达成上述目的，本发明提供一种全封闭式旋转电机，其特征在于，包括：转子，该转子具有受到支承而能够绕转轴旋转的转子轴以及固定于该转子轴的转子铁心；定子，该定子配置于所述转子铁心的径向外侧，具有定子铁心以及卷绕于所述定子铁心的定子绕组；框体，该框体收纳所述转子铁心及所述定子，并形成有第一开口及第二开口；冷却器罩，该冷却器罩安装于所述框体，与所述框体一起构成密闭空间；风扇，该风扇安装于所述转子，使对所述转子铁心、所述定子铁心及所述定子绕组进行冷却的内部冷却气体在所述密闭空间内循环；导向部，该导向部配置于所述冷却器罩内，对从所述框体经过所述第一开口而流入所述冷却器罩内并从所述第二开口向所述框体流出的所述内部冷却气体进行导向，从而形成导向流路；以及冷却器，该冷却器设置于所述导向流路内，具有成为来自所述密闭空间的外侧的外部冷却介质的流路的冷却管，并按照将所述冷却管配置于与所述导向流路内的所述内部冷却气体的流动方向垂直的平面内的朝向进行设置。

依据本发明，能够在全封闭式旋转电机中使内部冷却气体流入冷却器的流入速度分布实现均一化。

附图说明

图1是表示实施方式的全封闭式旋转电机的纵向剖视图。

图2是图1的第II-II线向视俯视剖视图。

图3是表示实施方式的带冷却器的旋转电机的变形例的纵向剖视图。

图4是表示现有技术的全封闭式旋转电机的例子的纵向剖视图。

(符号说明)

10    全封闭式旋转电机

11    框体

11a   第一开口

11b   第二开口

20    转子

21    转子轴

22    转子铁心

25    风扇

30    定子

31    定子铁心

32    定子绕组

40    冷却器

40a   支承框

41    冷却管

42    入口管

43    出口管

44    通风部

45    导向部

45a   入口下部导向板

45b   入口上部导向板

45c   出口上部导向板

45d   出口下部导向板

46    导向部

46a   入口下部导向板

46b   入口上部导向板

46c   出口上部导向板

47    导向部

48    冷却器罩

51    密闭空间

52a、52b  导向流路

60    全封闭式旋转电机

具体实施方式

以下，依据附图，对本发明实施方式的全封闭式旋转电机进行说明。此处，对相同或类似的部分采用同一符号，并省略重复说明。

图1是表示实施方式的全封闭式旋转电机的纵向剖视图。而图2是图1的第II-II线向视俯视剖视图。全封闭式旋转电机10包括转子20、定子30、框体11及冷却器40。

转子20包括水平设置的转子轴21及转子铁心22。转子轴21受到分别设置于转子轴21的两端附近的未图示的两个轴承的支承而能够旋转。转子铁心22在径向上位于转子轴21的径向外侧，在转轴方向上设置于两个轴承之间，并安装在转子轴21上。另外，风扇25受转子轴21支承并安装于其上且能够随转子轴21的旋转而一起旋转。

转子铁心22外形呈圆柱形，例如具有中央有开口的圆板状硅钢片的叠层结构。此外，也可以是例如同步机等那种转子铁心22上卷绕有未图示的转子绕组的类型。轴承也可以使用例如滚动轴承、滑动轴承等。

定子30包括定子铁心31及定子绕组32。定子铁心31整体呈圆筒状，在转子轴21的转轴方向上设置于与转子铁心22相同的范围内。另外，定子铁心31设置于转子铁心22的径向外侧。定子铁心31的径向内侧的面与转子铁心22的径向外侧面相对，并形成有规定范围的间隙。

在定子铁心31的径向的内表面形成有未图示的沿转轴方向延伸的多个槽。由此，沿转轴方向延伸的未图示的多个突出部(齿)形成为与转子铁心22相对。该突出部周围卷绕有定子绕组32。

转子铁心22及定子30收纳于框体11内。框体11是在密闭容器上形成有第一开口11a及第二开口11b这两个开口的长方体的容器。

框体11的上部安装有冷却器罩48。冷却器罩48是下部开放的罩，安装成其开放面面向框体11的上部。由框体11与冷却器罩48形成密闭空间51。

框体11内的气体与冷却器罩48内的气体通过第一开口11a及第二开口11b而连通。第一开口11a及第二开口11b在转子轴21的轴向上设置于定子铁心31的设置范围的前方及后方。

为此，风扇25设置于第一开口11a的下侧的位置。当风扇25随转子轴21的旋转而一起旋转时，因对作为冷却对象的转子铁心22、定子30进行冷却而被加热的内部冷却气体经过第一开口11a而被送入冷却器罩48内。在冷却器罩48内被冷却的内部冷却气体经过第二开口11b而被送入框体11。风扇25、第一开口11a及第二开口11b构成这种位置关系。

在冷却器罩48内，设置有用于对内部冷却气体的流动进行导向的导向部45。导向部45包括：设置于冷却器40的上游侧的下部的入口下部导向板45a与设置于上部的入口上部导向板45b；以及设置于冷却器40的下游侧的上部的出口上部导向板45c与设置于下部的出口下部导向板45d。导向部45形成导向流路52a，也可以由冷却器罩48构成导向部45的一部分。

冷却器40包括冷却管41、支承框40a及通风部44。冷却管41是将沿同一平面配置的四根直管用沿相同平面配置的三个U字形的弯曲部串联而成。冷却管41的两端分别与密闭空间51的外部的入口管42及出口管43连接。冷却管41受到支承框40a的支承。冷却介质(例如水)由入口管42供给，通过冷却管41内而与冷却管41外的内部冷却气体进行热交换，将内部冷却气体冷却后流出到出口管43。

支承框40a沿配置冷却管41的相同平面配置成长方形，且包括与该平面垂直朝向的四个板状的部件。通风部44是供内部冷却气体通过的流路，由支承框40a与冷却管41间的空间形成。

冷却器40设置成横穿导向流路52a。具体而言，冷却器40的支承框40a与导向部45连接，支承框40a设置成构成导向部45的一部分。此外，在冷却器罩48的构成为导向流路52a的组成部分的部分，支承框40a与冷却器罩48连接。

冷却器40按照使冷却管41配置在与导向流路52a内的内部冷却气体的流动方向垂直的平面内的朝向进行设置。图1、图2表示将冷却器40设置于导向流路52a内的较上游侧的情形。

在以此方式构成的全封闭式旋转电机60中，由风扇25驱动、通过第一开口11a而流入冷却器罩48内的内部冷却气体沿导向流路52a流动，通过冷却器40的通风部44到达第二开口11b，并从第二开口11b流出到框体11。通过设置导向部45，能降低由导向部45形成的导向流路52a内的内部冷却气体的流动的紊乱，使气流在流路截面上的流动分布均一化。

对于导向流路52a内的流路截面的任何部分的气流而言，冷却器40的通风部44总是存在于正面。因此，导向流路52a内的内部冷却气体几近均匀地流入冷却器40的通风部44。与图4所示的现有技术的例子中存在内部冷却气体的流速大幅降低的部位的情形相比，通过冷却管41的外侧的内部冷却气体的流动几乎达到均匀。即，能够使流入冷却器40的内部冷却气体的流速分布实现均一化。因此，冷却管41的外侧的内部冷却气体的流速分布变得均匀，从而能够提高冷却器40的冷却效率。

另外，实际上，通风部44在导向流路52a的流动方向上的投影面积增大，通过冷却器40的内部冷却气体的压力损失降低。结果，因风扇25的旋转引起的流动阻力降低，该全封闭式旋转电机60的动力负载减小，同时还增加了流量。从这一方面也能够使内部冷却气体通过冷却器40的流速增加，从而提高冷却器40的冷却效率。

图3是表示实施方式的带冷却器的旋转电机的变形例的纵向剖视图。在本变形例中，冷却器40设置于导向流路52b的较下游侧。导向流路52b由冷却器罩48的一部分与导向部46、具体而言是从流路的上游侧起由入口下部导向板46a、入口上部导向板46b及出口上部导向板46c形成。

由于将冷却器40设置于导向流路52b的较下游侧，因此，到达冷却器40之前的导向流路52b内的内部冷却气体的流动变得更为均匀。因此，通过冷却器40的通风部44的内部冷却气体的流动变得更为均匀，从而能够进一步提高冷却效率。

其它实施方式

以上，对本发明的若干实施方式进行了说明，这些实施方式均为示例，没有对发明的范围加以限定的意图。例如，在实施方式中，对框体11与冷却器罩48分体形成的情形进行了例示，但并不限定于此。也可以例如使两者成为一体并在其内部进行上下区隔。此时，区隔成为下部的一方称为框体，上部的一方称为冷却器罩。

另外，对于实施方式而言，能够采用其它的各种各样的方式进行实施，在不超出发明的要旨的范围内能够作各种各样的省略、替换及变更。实施方式及其变形包括在发明的范围、发明的要旨之中，同样地，包括在权利要求书中记载的发明及其等同的范围内。

Claims (2)

1.一种全封闭式旋转电机，其特征在于，包括：

转子，该转子具有受到支承而能够绕转轴旋转的转子轴以及固定于该转子轴的转子铁心；

定子，该定子配置于所述转子铁心的径向外侧，具有定子铁心以及卷绕于所述定子铁心的定子绕组；

框体，该框体收纳所述转子铁心及所述定子，并形成有第一开口及第二开口；

冷却器罩，该冷却器罩安装于所述框体，与所述框体一起构成密闭空间；

风扇，该风扇安装于所述转子，使对所述转子铁心、所述定子铁心及所述定子绕组进行冷却的内部冷却气体在所述密闭空间内循环；

导向部，该导向部配置于所述冷却器罩内，对从所述框体经过所述第一开口而流入所述冷却器罩内并从所述第二开口向所述框体流出的所述内部冷却气体进行导向，从而形成导向流路；以及

冷却器，该冷却器设置于所述导向流路内，具有成为来自所述密闭空间的外侧的外部冷却介质的流路的冷却管，并按照将所述冷却管配置于与所述导向流路内的所述内部冷却气体的流动方向垂直的平面内的朝向进行设置。

2.如权利要求1所述的全封闭式旋转电机，其特征在于，

所述转轴配置成水平，配置所述冷却器的垂直方向的高度高于配置所述定子的垂直方向的高度。