CN110829709A - 一种带有导流风罩的多级引流电机转轴结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种带有导流风罩的多级引流电机转轴结构，包括转轴本体、转轴支架、通风环罩、梯形扇翅、导流风罩、引流板以及径向通风口。其特征在于所述转轴本体两侧设有四个对称分布的转轴支架并与通风环罩相连，转轴出口处的通风环罩内设有梯形扇翅。所述通风环罩的外部均有两级径向高度按比例由外向内依次递减的弧形引流板，分别位于远轴心端的径向通风口后侧。该结构不仅通过I形设计的转轴支架来增加风力转动惯量，而且通过导流风罩的喇叭形设计，将入风口剩余风能进行有效收集。四周的多个径向通风口可以使流入电机转轴两侧内部的流体通过通风口向外汇流到转子内表面，起到二次冷却转子的作用，从而提高了冷却电机转轴内部的效率。
Description
技术领域
本发明涉及大型电机散热技术领域，具体涉及应用于高压异步电机的一种带有导流风罩的多级引流电机转轴结构，属于电机技术领域。
背景技术
随着大型高压电机容量的增加，其内部温升也随之增加，局部发热现象更加严重，这极大地限制了电机容量的提高与发展。
电机转轴和转子的结构关联紧密，因此研究电机转轴结构对于电机定转子的冷却同样有着很好的效果。目前针对电机转轴冷却采取的措施比较少，绝大部分电机的转轴与转子部位冷却效果较差，转轴结构设计单一。因此对电机转轴冷却进行研究是有必要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种带有导流风罩的多级引流电机转轴结构，以解决现有大型高压电机转轴与转子部位冷却效果较差，转轴结构设计单一的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于大型高压电机的带有导流风罩的多级引流电机转轴结构，包括转轴本体(1)、转轴支架(4)、通风环罩(3)、导流风罩(2)、引流板(5)以及通风口(6)、梯形扇翅(7)。其特征在于所述电机转轴本体(1)外表面的两端设有四个对称分布的I形弧状转轴支架(4)，转轴支架(4)将通风环罩(3)与转轴本体(1)相连。
进一步地，所述通风环罩(3)设在转轴本体(1)外部，其结构半径大于转轴本体(1)的结构半径。
进一步地，所述通风环罩(3)的两侧均与喇叭口状的导流风罩(2)相接，在导流风罩(2)的内表面圆周均匀分布有七个梯形扇翅(7)。所述通风环罩(3)的两端外表面均设有两级引流板(5)，分别位于远轴心端的径向通风口(6)后侧。
进一步地，所述通风环罩(3)上的椭圆形径向通风口(6)在轴向上分布有13个并且在周向上排布成四列。径向通风口(6)与转轴本体(1)两侧的转轴支架(4)空隙处相对应排列，且均位于导流风罩(3)上与转轴本体(1)相通。
进一步地，所述通风环罩(3)上的两级弧形引流板(5)的高度由远轴心端向内依次按5：4的比例设计，且引流板(5)的两侧边缘呈弧形状流线型设计。
进一步地，电机的定转子位于所述通风环罩(3)上，所述的两级弧形引流板(5)分别位于电机转子两端位置，所述通风环罩(3)上的径向通风口(6)位于电机转子内侧部位，将转轴本体(1)与转子的径向通风路径相连。
本发明的有益效果是：
电机在高速运行时，转轴两侧的流体可通过喇叭形状的导流风罩被引流至转轴端部，再通过转轴支架之间的椭圆形通风口汇流至转轴内部。同时，来自电机转轴及定转子上方的风量可通过引流板的弧形边缘引流至通风环罩上的椭圆形通风口内，引流板的高度由远轴心端向内依次递减的设计，可以充分收集来自转轴上方的流体。转轴出口处的梯形扇翅设计可使转轴处于高速旋转时更有效地将内部多余的流体顺畅导出，避免轴内流体压力紊乱。
另外，轴内流体在转轴内部汇集对流后，可经过通风环罩上均匀分布的径向通风口向外流出，产生的径向冷却流体在流至转子内表面时可对转子进行二次冷却。最后，该发明涉及的转轴支架、通风环罩、导流风罩和梯形扇翅、引流板的结构设计简单、清晰，现有的加工制造工艺足以满足。
附图说明
附图1是一种用于大型空冷高压电机的带有导流风罩的多级引流电机转轴的入口侧导流风罩结构示意图。
附图2是一种用于大型空冷高压电机的带有导流风罩的多级引流电机转轴的出口侧导流风罩结构示意图。
附图3是一种用于大型空冷高压电机的带有导流风罩的多级引流电机转轴的整体结构示意图。
附图4是一种用于用于大型空冷高压电机的带有导流风罩的多级引流电机转轴的径向剖面结构示意图。
图中:1-电机转轴；2-导流风罩；3-通风环罩；4-转轴支架；5-引流板；6-径向通风口。
具体实施方式
参见说明书附图1、附图2、附图3和附图4，本发明提供一种技术方案：用于一种大型空冷高压电机的带有导流风罩的多级引流电机转轴结构，包括转轴本体(1)、转轴支架(4)、通风环罩(3)、导流风罩(2)、引流板(5)、通风口(6)以及梯形扇翅(7)。其特征在于所述电机转轴本体(1)外表面的两端设有四个对称分布的I形弧状转轴支架(4)，转轴支架(4)将通风环罩(3)与转轴本体(1)相连。
进一步地，所述通风环罩(3)设在转轴本体(1)外部，其结构半径大于转轴本体(1)的结构半径。
进一步地，所述通风环罩(3)的两侧均与喇叭口状的导流风罩(2)相接，在导流风罩(2)的内表面圆周均匀分布有七个梯形扇翅(7)。所述通风环罩(3)的两端外表面均设有两级引流板(5)，分别位于远轴心端的径向通风口(6)后侧。
进一步地，所述通风环罩(3)上的椭圆形径向通风口(6)在轴向上分布有13个并且在周向上排布成四列。径向通风口(6)与转轴本体(1)两侧的转轴支架(4)空隙处相对应排列，且均位于导流风罩(3)上与转轴本体(1)相通。
进一步地，所述通风环罩(3)上的两级弧形引流板(5)的高度由远轴心端向内依次按5：4的比例设计，且引流板(5)的两侧边缘呈弧形状流线型设计。
进一步地，电机的定转子位于所述通风环罩(3)上，所述的两级弧形引流板(5)分别位于电机转子两端位置，所述通风环罩(3)上的径向通风口(6)位于电机转子内侧部位，将转轴本体(1)与转子的径向通风路径相连。
综上所述，本发明具有以下优点：
1.该发明将与电机相连的转轴支架设计成I形弧状结构，可以增加支架与流体的接触面积，提高风力转动惯量。
2.通过喇叭形状的导流风罩结构设计，起到有效收集入风口剩余风能、增加外来流速的作用，且在转轴出口处导流风罩的喇叭口内部加入七个梯形扇翅，能更有效地在转轴旋转过程中将多余风量排出去。
3.通风环罩外部的引流板形状特殊，在前后侧边缘均设计成弧形状，且两级引流板的高度由远轴心端向内依次按5：4的比例设计，有利于收集涡流内的风能，减少风力的不必要损耗，便于将来自绕组端部上方的风路引流到通风口内部。
4.通风环罩四周的多个径向椭圆形通风口可以使流入电机转轴两侧内部的风相向而流，经过椭圆通风口向外侧汇流至转子内表面，起到二次冷却转子的作用。椭圆形通风口可减小流经风的阻力，从而增大风速。
另外，该发明涉及的转轴支架、通风环罩、导流风罩、梯形扇翅以及引流板的结构设计简单、清晰，现有的加工制造工艺足以满足。
Claims (8)
1.一种带有导流风罩的多级引流电机转轴结构，包括转轴本体(1)、转轴支架(4)、通风环罩(3)、导流风罩(2)、引流板(5)、径向通风口(6)、梯形扇翅(7)，其特征在于：所述电机转轴本体(1)外表面的两端设有四个对称分布的I形弧状转轴支架(4)，转轴支架(4)将通风环罩(3)与转轴本体(1)相连。
2.根据权利要求1所述的一种带有导流风罩的多级引流电机转轴结构，其特征在于：所述通风环罩(3)设在转轴本体(1)外部，其结构半径大于转轴本体(1)的结构半径。
3.根据权利要求2所述的一种带有导流风罩的多级引流电机转轴结构，其特征在于：所述通风环罩(3)的两端均与喇叭口状的导流风罩(2)相接，在导流风罩(2)的内表面圆周均匀分布有七个梯形扇翅(7)。
4.根据权利要求2所述的一种带有导流风罩的多级引流电机转轴结构，其特征在于：所述通风环罩(3)的两端外表面均设有两级引流板(5)，分别位于远轴心端的径向通风口(6)后侧。
5.根据权利要求2所述的一种带有导流风罩的多级引流电机转轴结构，其特征在于：所述通风环罩(3)上的椭圆形径向通风口(6)在轴向上分布有13个并且在周向上排布成四列。
6.径向通风口(6)与转轴本体(1)两侧的转轴支架(4)空隙处相对应排列，且均位于导流风罩(3)上与转轴本体(1)相通。
7.根据权利要求4所述的一种带有导流风罩的多级引流电机转轴结构，其特征在于：所述通风环罩(3)上的两级弧形引流板(5)的高度由远轴心端向内依次按5：4的比例设计，且引流板(5)的两侧边缘呈弧形状流线型设计。
8.根据权利要求2或4或5所述的一种带有导流风罩的多级引流电机转轴结构，其特征在于：电机的定转子位于所述通风环罩(3)上，所述的两级弧形引流板(5)分别位于电机转子两端位置，所述通风环罩(3)上的径向通风口(6)位于电机转子内侧部位，将转轴本体(1)与转子的径向通风路径相连。
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