CN107834774A - 一种定子带通风槽口的电机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种定子带通风槽口的电机，包括机座、定子和转子，所述定子的外表面设有径向的定子风沟，定子的冲片空腔内安装有线圈和槽楔，所述槽楔与定子的内环面设有槽楔间隙，所述机座的一侧设有进风口和出风口，所述定子的端部安装有定子压板，所述定子压板与机座固定连接，定子压板上设有多个通风孔，所述转子的端部与机座之间设有环形板，所述环形板、定子和定子压板将机座的内腔分成导流腔体I和导流腔体II，所述导流腔体I与导流腔体II通过通风孔、定子风沟、定转子气隙和槽楔间隙连通，本发明的有益效果在于：增大电机内部的轴向通风量，减小电机实际运行过程中的阻力、电机内部温度分布均匀且结构简单。
Description
技术领域
本发明涉及工业电机技术领域，尤其是涉及一种定子带通风槽口的电机。
背景技术
现有技术中，内转子永磁直驱风力发电机的通风方式主要为轴向通风和径向通风。在轴向通风结构中，电机内部的气流主要从定转子之间的间隙流过，在定子机座上布置有散热筋，外部气流从散热筋之间空间流过，由于电机定转子之间的间隙很小，可以流过的气流和带走损耗的能力有限，电机主要损耗由外部气流带走，但是外部气流没有与电机主要的发热部件定子线圈直接接触，占有整个电机总损耗90%左右的定子线圈损耗需要经过定子线圈绝缘-定子铁心-定子机座-散热筋等多个部件才能传递给外部空气,传热路径长,热阻大,导致电机散热效果差,同时为了增加与空气接触的散热面积,不得不在定子机座上通过焊接或铸造方式布置复杂的散热筋结构,一方面使得定子机座的结构十分复杂,另一方面使得电机定子线圈,磁钢等部件的温度很难得到有效控制。
在径向通风的结构中，除定子铁心段之间通过通风槽钢支撑留有一定高度作为空气过流通道外，转子磁钢也需要采用分段布置方式并在段与段之间留出空气过流通道，同时为能够使空气在电机内部形成通道，在转子支架或转子本体上也需要布置一定数量的通风孔，大大增加了转子结构的复杂性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供一种定子带通风槽口的电机，通过改变电机定子槽楔及线圈的安装位置，使定子槽口留有专门的空气流动空间，降低流动阻力，增强电机的散热。
本发明要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种定子带通风槽口的电机，包括机座、定子和转子，所述定子的外表面设有径向的定子风沟，定子的冲片空腔内安装有线圈和槽楔，所述槽楔与定子的内环面设有空气间隙，所述机座的一侧设有进风口和出风口，所述定子的端部安装有定子压板，所述定子压板与机座固定连接，定子压板上设有多个通风孔，所述转子的端部与机座之间设有环形板，所述环形板、定子和定子压板将机座的内腔分成导流腔体I和导流腔体II，所述导流腔体I与导流腔体II通过通风孔、定子风沟、定转子气隙和槽楔间隙连通。
优选地，所述的出风口设在机座侧部的定子安装处，进风口设置在机座侧部的转子安装处。
优选地，所述的进风口设在机座侧部的定子安装处，出风口设置在机座侧部的转子安装处。
优选地，所述的环形板包括圆环板和Z形环板，所述圆环板的内端面焊接在转子的端部，所述圆环板外端面与Z形环板的一端间隙配合，所述Z形环板的另一端固设在机座上。
优选地，所述的槽楔间隙为槽楔与定子的内环面之间的间隙，所述间隙的径向尺寸为5~30mm。
优选地，所述的定子冲片空腔的侧部设有定位凹槽，所述槽楔的两侧插装到定位凹槽内实现限位配合。
优选地，所述的出风口或进风口内设有风机。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：在机座内部设置环形板及定子端部的压板，再与转子和定子配合将机座分隔出冷却腔体，其中环形板分两部分组成，既保证在机座内部分隔出腔体，也不影响电机转子转动，改变槽楔及线圈的安装位置，在定子槽口流出专用的过流通道，增大电机内部的轴向通风量，减小电机实际运行过程中的阻力、电机内部温度分布均匀且结构简单。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为定子冲片的结构示意图。
图3为实施例一的电机内部风道。
图4为实施例二的电机内部风道。
图中标记名称：1-机座，2-定子，3-转子，4-进风口，5-出风口，6-定子压板，7-环形板，701-圆环板，702-Z形环板，8-导流腔体I，9-导流腔体II，10-通风孔，11-定子风沟，12-槽楔，13-风机。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1和图2所示，一种定子带通风槽口的电机，包括机座1、定子2和转子3，定子2固定在机座1的内部，转子3安装在定子2内，其两端通过轴承安装在机座1的两侧，所述定子2是由多个定子冲片叠压形成，定子冲片叠装完成后利用定子压板6和穿心螺杆锁紧固定形成一个整体，定子的外表面利用多个槽钢支撑形成定子风沟11，定子压板6通过焊接方式固定于机座1的内壁上。所述定子冲片上冲有多个定子线槽，所述定子线槽内依次绕入定子线圈和插装槽楔12，通过槽楔12将定子线圈卡紧在定子线槽内。现有技术中槽楔12卡紧在定子线槽内时，其外侧部与定子的内环面平齐，电机内部的轴向冷却仅有通过定子与转子之间气隙的冷却风，优选的结构为槽楔12安装为槽楔12与定子2的内环面之间间隙的径向尺寸为5~30mm，能够有效地增大轴向冷却风的同流量，同时增大电机内部冷却风的扰动。优选地，槽楔12的侧部设有定位凸台，所述定位凸台与定子2冲片空腔的槽楔限位槽配合，以保证定子2的每一个冲片空腔内插装槽楔12时的槽楔间隙尺寸一致。
如图1和图3所示，转子3包括转子支架、转子支撑环和转子磁钢，转子支架与转子支撑环焊接连接，将转子磁钢放入特定的盒子后利用螺栓将其锁紧在转子支撑环的外表面上，转子3在定子2的磁场的带动下转动。机座1的一侧安装有进风口4和出风口5，所述出风口5内安装有风机13，所述风机13可以向机座1内吹风也可向外抽风，出风口5可设置在所述的出风口5设在定子2的轴向端面处，进风口4设置在转子3的轴向端面处。根据生产情况，出风口5也可设在转子3的轴向端面处，进风口4设置在定子2的轴向端面处。为了防止机座内高低压区域的空气混流不能形成流道，在转子3的端部焊接有环形板7，所述环形板7、定子2和定子压板6将机座1的内腔分成导流腔体I8和导流腔体II9，所述导流腔体I8与导流腔体II9通过通风孔10、定子2与转子3的配合气隙、定子风沟11和槽楔间隙连通，所述通风孔10为定子压板6上开设的多个通孔。
冷却气流从进风口4进入机座1内部的导流腔体I8，所述进风口4设置在机座1内定子2的轴向位置，冷却气流一部分通过通风孔10流向导流腔体II9，轴向方向上为定子2的外表面进行冷却，冷却气流的另一部分经过定子外表面的定子风沟11实现对定子2的径向方向冷却，还有一部分冷却气流经过定子2和转子3之间的配合气隙和槽楔间隙，为定子2和转子3轴向方向冷却。
环形板7包括圆环板701和Z形环板02，所述圆环板701的内侧面焊接在转子3端部，圆环板701可随着转子3一起转动，所述Z形环板02的一端焊接在机座1的内壁上，另一端与圆环板701的外端面间隙配合，既能保证环形板7将机座1内的高低压区域分开，又能避免转子3和机座1之间的摩擦损耗。
如图4所示，冷却气流从进风口4进入机座1内部的导流腔体II9，所述进风口4设置在机座1内转子3的轴向位置，冷却气流一部分通过通风孔10流向导流腔体I8，轴向方向上为定子2的外表面进行冷却，冷却气流的另一部分经过定子外表面的定子风沟11实现对定子2的径向方向冷却，还有一部分冷却气流经过定子2和转子3之间的配合气隙和槽楔间隙，为定子2和转子3轴向方向冷却。
作为示例，利用流体动力学方法对一台内转子永磁直驱风力发电机进行仿真计算，采用现有技术的结构，若达到电机冷却所需的风量，外界风机需要提供1890Pa的压力，定子线圈最高温度为129℃，线圈轴向温差达到37.2K，电机阻力大、温度高且温差偏大。采用本申请的技术方案，且槽楔间隙为30mm时，若达到电机冷却所需的风量，外界风机仅需要提供503Pa的压力，定子线圈最高温度为111℃，轴向温差仅有9.5K，所需通风量少，冷却效果好，且电机内部温度分布均匀。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种定子带通风槽口的电机，包括机座（1）、定子（2）和转子（3），所述定子（2）上设有径向的定子风沟（11），定子（2）的冲片空腔内安装有线圈和槽楔（12），其特征在于：所述槽楔（12）与定子（2）的内环面设有空气间隙，所述机座（1）的一侧设有进风口（4）和出风口（5），所述定子（2）的端部安装有定子压板（6），所述定子压板（6）与机座（1）固定连接，定子压板（6）上设有多个通风孔（10），所述转子（3）的端部与机座（1）之间设有环形板（7），所述环形板（7）、定子（2）和定子压板（6）将机座（1）的内腔分成导流腔体I（8）和导流腔体II（9），所述导流腔体I（8）与导流腔体II（9）通过通风孔（10）、定子风沟（11）、定转子气隙和槽楔间隙连通。
2.根据权利要求1所述的一种定子带通风槽口的电机，其特征在于：所述的出风口（5）设在机座（1）侧部的定子（2）安装处，进风口（4）设置在机座（1）侧部的转子（3）安装处。
3.根据权利要求1所述的一种定子带通风槽口的电机，其特征在于：所述的进风口（4）设在机座（1）侧部的定子（2）安装处，出风口（5）设置在机座（1）侧部的转子（3）安装处。
4.根据权利要求2或3所述的一种定子带通风槽口的电机，其特征在于：所述的环形板（7）包括圆环板（701）和Z形环板（702），所述圆环板（701）的内端面焊接在转子（3）的端部，所述圆环板（701）外端面与Z形环板（702）的一端间隙配合，所述Z形环板（702）的另一端固设在机座（1）上。
5.根据权利要求4所述的一种定子带通风槽口的电机，其特征在于：所述的槽楔间隙为槽楔（12）与定子（2）的内环面之间的间隙，所述间隙的径向尺寸为5~30mm。
6.根据权利要求5所述的一种定子带通风槽口的电机，其特征在于：所述的定子（2）冲片空腔的侧部设有定位凹槽，所述槽楔（12）的两侧插装到定位凹槽内实现限位配合。
7.根据权利要求6所述的一种定子带通风槽口的电机，其特征在于：所述的出风口（5）或进风口（4）内设有风机（13）。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |