CN107994708A - 一种电机转子通风结构 - Google Patents

Abstract

本发明属于电机技术领域，具体涉及一种电机转子通风结构。包括端部铜线、副槽、主槽以及位于主槽内的转子线圈槽衬、转子绕组、转子楔下垫条和转子主槽楔；所述转子线圈槽衬沿轴向开有若干第一通风孔，槽内铜线沿轴向开有若干第二通风孔，至少有一组相邻槽内铜线的第二通风孔在转子轴向或周向上相互错位布置形成锯齿形通风道，转子槽楔下垫条和转子主槽楔分别沿轴向开有若干第三通风孔和第四通风孔，所述第一通风孔、第二通风孔、第三通风孔和第四通风孔上下连通形成径向的通道；所述副槽的深度沿转子轴向呈阶梯形布置。本发明主要解决现有电机散热效果不好的问题，能够提高电机转子的散热效率，具有设计合理，散热效果好的特点。

Description

一种电机转子通风结构

技术领域

本发明属于电机技术领域，具体涉及一种电机转子通风结构。

背景技术

电机转子的通风冷却是电机设计中需要重点关注的因素，由于转子温度无法直接测量，转子本体中间部位散热条件最差，因此转子的通风散热结构设计的好坏直接决定了电机设计及制造的成败。现有电机转子散热方式一种是依靠转子表面散热，另一种是在转子线圈上开孔，冷风通过线圈开孔直接冷却转子线圈，现有的电机槽底副槽通风系统横截面通槽包括转子绕组、楔下垫条和转子槽楔，冷却转子所需的气体由转子本体两端进入槽底副槽中，经过径向直风道，从转子槽楔上的出风口排出，由于转子中部副槽通风效果不佳，使转子中间部位温度过高，导致转子匝间绝缘经常损坏。

公告号为CN104410190B的中国专利公开了一种发电机转子通风槽结构，包括槽底垫条、转子绕组、楔下垫条、阻尼绕组和转子槽楔，转子绕组轴向上至少开有一个与通风孔形成径向通风的通道，任意相邻两个铜排在转子绕组轴向上形成所述通道，通道下部的进风口沿冷却风风向倾斜布置，通道的上部至少设置有一个横截面呈“S”形的通风道，通道上部铜排轴向上的多根铜导线相互错位布置，任意相邻两个铜排在转子绕组轴向上形成所述“S”形的通风道。此专利中绕组的通风孔上下是沿转子轴向交错布置，一方面不便于绕组线圈的加工，另一方面安装过程中也会产生通风道上下错位，导致通风道堵塞。

发明内容

本发明提供一种电机转子通风结构，主要解决现有电机散热效果不好的问题，提高电子转子的散热效率。

为实现上述目的，本发明设计了一种电机转子通风结构，包括端部铜线、副槽、主槽以及位于主槽内的转子线圈槽衬、转子绕组、转子楔下垫条和转子主槽楔；所述主槽沿转子轴向延伸且沿转子周向均布，副槽位于主槽的底端；转子绕组由多个槽内铜线和转子匝间绝缘间隔设置构成；

所述转子线圈槽衬沿轴向开有若干第一通风孔，槽内铜线沿轴向开有若干第二通风孔，至少有一组相邻槽内铜线的第二通风孔在转子轴向或周向上相互错位布置形成锯齿形通风道，转子槽楔下垫条和转子主槽楔分别沿轴向开有若干第三通风孔和第四通风孔，所述第一通风孔、第二通风孔、第三通风孔和第四通风孔上下连通形成径向的通道；

所述副槽的深度沿转子轴向呈阶梯形布置，转子中间位置处副槽深度小于转子轴向两端副槽的深度；

所述端部铜线位于转子轴向两端的外侧，端部铜线垂直于转子轴向中心线，端部铜线沿转子周向方向弯曲，槽内铜线沿转子轴向方向延伸出主槽外并与端部铜线连通。

进一步优选的，所述第一通风孔、第二通风孔和第三通风孔均为长边平行于转子轴向中心线的的椭圆孔，所述第四通风孔为圆孔，所述第四通风孔每3个为一组，每组第四通风孔在径向方向与第三通风孔的位置相对应。

进一步优选的，所述主槽间隔处设有沿转子轴向方向延伸的通风小槽，转子中心部分通风小槽间隔设置有通风小槽楔，通风小槽的轴向两端均设有封堵块。

进一步优选的，所述槽内铜线与端部铜线一体成型，且端部铜线的宽度大于槽内铜线的宽度。

具体的，槽内铜线宽度为22-32mm，端部铜线宽度为35-42mm。

具体的，所述相邻端部铜线匝间的间隙处沿周向设有端部垫块，端部垫块沿转子径向延伸，且端部垫块下端朝向转子轴向中心线，端部垫块下端设有两个加长的小齿。

本发明的有益效果：

1、本发明中任意相邻两个的第二通风孔沿转子周向错位布置形成多个锯齿形的通风道，即径向相邻两第二通风孔分别位于槽内铜线轴向中心线的左侧和右侧，经副槽进入的冷却气体进入锯齿形通风道后会形成絮流，提高了槽内铜线的表面散热系数，同时增加了槽内铜线的散热面积，从而达到了更好的冷却效果；转子小齿处开有沿转子轴向延伸的通风小槽，通风小槽上装有通风小槽楔，通风小槽的轴向两端均设有封堵块，转子轴向中间部位处通风小槽楔间隔布置，可以保证风向在转子中心部位的小齿进行进出循环，避免风向从转子小齿轴向两端散出，改善转子中心部位的散热；以上两个措施都极大地增大了发热体与空气的接触面积，可以有效的将热量迅速带走。

2、转子副槽沿转子轴向的阶梯形布置，转子本体两端副槽最深，副槽沿转子向转子中心处的副槽深度逐渐减小，转子本体中心部分副槽深度最小，转子副槽的阶梯型设置可保证转子最中间部位副槽与转子轴向两端部分副槽的风速基本一致，避免转子中心部位由于风速不足引起的转子中心部位发热量过大。

3、端部铜线的宽度大于槽内铜线，其效果是端部铜线截面积大大增加，从而降低端部铜线的发热量；端部铜线间隔处设有端部垫块，端部垫块底端朝向转子中心位置，端部垫块底端设有小齿，电机在高速旋转时，端部垫块下端的小齿具有风扇的作用，可以改善线圈内侧端部的风向，提高散热效果。

附图说明

图1为电机转子轴向截面局部结构示意图；

图2为主槽内部上层槽内铜线的第二通风孔和下层槽内铜线的第二通风孔位置示意图；

图3为转子副槽深度示意图；

图4为端部铜线与槽内铜线连接结构示意图；

图5为端部垫块的结构示意图；

图6为端部垫块位置示意图；

图7为主槽内部第三通风孔与最顶层第二通风孔位置示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的解释说明。

实施例1

如图1-5所示，一种电机转子通风结构，包括端部铜线3、副槽2、主槽以及位于主槽内的转子线圈槽衬11、转子绕组、转子楔下垫条14和转子主槽楔15；所述主槽沿转子轴向延伸且沿转子周向均布，副槽2位于主槽的底端且沿转子轴向延伸；转子绕组由多个槽内铜线12和转子匝间绝缘间隔布置构成；

所述转子线圈槽衬11沿轴向开有若干第一通风孔111，槽内铜线12沿轴向开有若干第二通风孔121，任意相邻槽内铜线12的第二通风孔121沿转子周向相互错位布置，相隔槽内铜线12的第二通风孔121对应布置，第二通风孔121沿转子径向方向连通形成截面为锯齿形的通风道，转子槽楔下垫条13和转子主槽楔14分别沿转子轴向开有若干第三通风孔131和第四通风孔141，所述第一通风孔111、第二通风孔121、第三通风孔131和第四通风孔141上下连通形成径向的通道；本实施例中，第一通风孔111与第三通风孔131对应布置，图7中相邻两个第二通风孔121左右两端最大宽度L2与第三通风孔131宽度L1相一致；

所述副槽2的深度沿转子轴向呈阶梯形布置，转子轴向中间位置处副槽2深度小于转子轴向两端副槽2的深度，且转子轴向两端副槽2深度对称设置，具体的，图3中副槽2深度分为3个梯度，其中A处为转子轴向两端处，C处为转子轴向中心部位处，A处、B处和C处圆弧过度；A处长度164mm，深度24mm；B处长度185mm，深度18mm；C处长度194mm，深度12mm；

所述端部铜线3位于转子轴向两端的外侧，端部铜线3垂直于转子轴向中心线，端部铜线3沿转子周向方向弯曲，槽内铜线12沿转子轴向方向延伸出主槽外并与端部铜线3相连通（本实施例中所述槽内铜线12与端部铜线3一体成型），端部铜线3的宽度大于槽内铜线12的宽度，具体的，槽内铜线12宽度为32mm，端部铜线3宽度为35mm。

所述第一通风孔111、第二通风孔121和第三通风孔131均为长边平行于转子轴向中心线的的椭圆孔，所述第四通风孔141为圆孔，第一通风孔111宽度与第三通风孔131宽度相一致，所述第四通风孔141每3个为一组，每组第四通风孔141位置对应位于第三通风孔131的径向上方。

所述主槽间隔处设有沿转子轴向延伸的通风小槽4，转子中心部分通风小槽4设置有沿轴向间隔布置的通风小槽楔41，通风小槽4的轴向两端均设有封堵块。

所述端部铜线3之间的间隙沿周向间隔设有端部垫块31，端部垫块31下端朝向转子轴向中心线，端部垫块31下端设有两个加长的小齿32，所述小齿32沿端部垫块31的末端延伸，本实施例中转子轴向一端的端部垫块31为22个。

本实施例中，所述第一通风孔111尺寸为50*8mm，第二通风孔121尺寸均为42*5mm，第三通风孔131尺寸为50*8mm，第一通风孔111、第二通风孔121和第三通风孔131的间隔距离均为100mm-120mm ，优选为100mm，第四通风孔141尺寸为10-12mm ，优选为10.6mm，3个第四通风孔141为一组，每组内第四通风孔141间隔为15-19mm ，优选为17mm，每组间隔100mm。

本发明的结构与现有技术中电机径向直通的风道相比，由于将转子主槽的通道截面变成若干沿转子轴向平行间隔设置的通道，通道由若干沿周向错位布置的锯齿形通风道构成，气体进入通道后会变成絮流，提高了槽内铜线12的散热面积；副槽2沿轴向阶梯形布置，可保证转子最中间部位副槽2与转子轴向两端副槽2处风速基本一致，避免转子中心部位由于风速不足引起的过热；转子的通风小槽4为转子轴向两端封堵、中间间隔的通风方式，可保证转子中心部位有较大的风量流过，改善中心部位散热；端部铜线3之间的间隙沿周向间隔布置的端部垫块31，端部垫块31末端设有小齿，在冷风从转子轴向两端的进风口进入时可以起到调节风向的作用。

以2万瓦电机转子为例，原转子本体部分尺寸为外径814mm，长度2100mm，运行稳定后的温升值为83.9K，使用本发明所述通风结构后，同容量电机转子本体尺寸外径为750mm，长度1400mm，运行稳定后的温升值仅为67K，使用本发明所述通风机构后转子的体积显著减少，转子散热效果明显改善。

上述实施例为本发明优选的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明所作的改变均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电机转子通风结构，包括端部铜线、副槽、主槽以及位于主槽内的转子线圈槽衬、转子绕组、转子楔下垫条和转子主槽楔；所述主槽沿转子轴向延伸且沿转子周向均布，副槽位于主槽的底端；转子绕组由多个槽内铜线和转子匝间绝缘间隔设置构成，其特征在于，

所述转子线圈槽衬沿轴向开有若干第一通风孔，槽内铜线沿轴向开有若干第二通风孔，至少有一组相邻槽内铜线的第二通风孔在转子轴向或周向上相互错位布置形成锯齿形通风道，转子槽楔下垫条和转子主槽楔分别沿轴向开有若干第三通风孔和第四通风孔，所述第一通风孔、第二通风孔、第三通风孔和第四通风孔上下连通形成径向的通道；

所述副槽的深度沿转子轴向呈阶梯形布置，转子中间位置处副槽深度小于转子轴向两端副槽的深度；

所述端部铜线位于转子轴向两端的外侧，端部铜线垂直于转子轴向中心线，端部铜线沿转子周向方向弯曲，槽内铜线沿转子轴向方向延伸出主槽外并与端部铜线连通。

2.根据权利要求1所述的电机转子通风结构，其特征在于，所述第一通风孔、第二通风孔和第三通风孔均为长边平行于转子轴向中心线的的椭圆孔，所述第四通风孔为圆孔，所述第四通风孔每3个为一组，每组第四通风孔在径向方向与第三通风孔的位置相对应。

3.根据权利要求1或2所述的电机转子通风结构，其特征在于，所述主槽间隔处设有沿转子轴向方向延伸的通风小槽，转子中心部分通风小槽间隔设置有通风小槽楔，通风小槽的轴向两端均设有封堵块。

4.根据权利要求1所述的电机转子通风结构，其特征在于，所述槽内铜线与端部铜线一体成型，且端部铜线的宽度大于槽内铜线的宽度。

5.根据权利要求4所述的电机转子通风结构，其特征在于，槽内铜线宽度为22-32mm，端部铜线宽度为35-42mm。

6.根据权利要求1所述的电机转子通风结构，其特征在于，所述相邻端部铜线匝间的间隙处沿周向设有端部垫块，端部垫块沿转子径向延伸，且端部垫块下端朝向转子轴向中心线，端部垫块下端设有两个加长的小齿。