CN1203474A

CN1203474A - 旋转电机

Info

Publication number: CN1203474A
Application number: CN98109382A
Authority: CN
Inventors: 园部正; 森英明; 桧山太; 柴田孝; 渡边孝
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-05-30
Filing date: 1998-05-29
Publication date: 1998-12-30
Also published as: JPH10336964A; KR19980087479A

Abstract

提供一个转动电机,它具有一个适于支持带线圈绕组的线圈端部并被限制在轴向上移动并且能够实行冷却线圈端部的结构。为了使被用于冷却线圈端部的空气能沿着轴向朝一个保护环的外部流动,保护环的一个内周边被加工为形成一个在保护环内周边和线圈端部外周边之间的空间,从而保证有一个用于空气通道的空间。从而带有优越性地使得有可能实现线圈端部的径向强制通风冷却,并且不对线圈绕线的单元尺寸造成限制,同时可以防止线圈绕组层由于离心力形成的滑动以及不能相互配合的现象。

Description

旋转电机

本发明涉及一种电气旋转机器，更特殊一点涉及一种提供有一个适当的风冷通道以便强制冷却由保持环固定的线圈末端的电气旋转机器。

对于冷却一个旋转电机转子线圈末端，已经有一个现成的结构，其中通风槽和/或通气孔被提供为在线圈单元的纵向延伸，如在日本专利审查公布书No.41-13042和日本专利未审公布书No.58-49063和55-79650中公开的那样。

进一步，如图7所示，已知有一种结构，其中线圈末端的直径从它临近转子体的一端到它远离转子体的一端是减少的，这一点是利用锥形化线圈末端的每个线圈绕组最外周边层的内表面从而保证一个空气通路来做到的。根据这一现有技术，装配在一个转子体端部1上的一个保持环工具有一个圆筒形的内周表面。另一方面，一个线圈末端部3形成为锥形从而使保持环2的内圆周和线圈端部3的外圆周之间确定一个空间，这样界定了一个被插进这个空间的空气通道垫片5。这个空气通道垫片5的厚度从它邻近转子体端部1的一端到它远离转子体的一端是增加的。沿径向在线圈末端部3之间流动的冷却空气从圆筒包盖绝缘层体的孔中流出并且通过空气通道垫片直到它通过一个端部翅6和一个冷却扇7被引导到保持环的外部。

在日本专利审查公布书No.41-13042等中公布的结构中，需要形成在线圈单元的纵向延伸的通风槽和/或通气孔，因此每层的线圈单元的尺寸需要大到某一程度，结果这种结构不能用于具有小尺寸单元的线圈。进一步，在图7所示的现有技术中，需要利用锥形化线圈末端每个线圈绕组最外圆周层的内表面来使线圈末端的直径从它邻近转子体的一端到它远离转子体的另一端是减少的。然而，很难在锥形上形成线圈，而且也很难利用它上面固定的线圈绕组来支持线圈末端使之不在轴向滑动，这是因为线圈末端的离心力被锥形表面的斜面接收，造成每个线圈绕组的层会根据条件沿斜面滑动而不能互相配合。

如上所述，在常规结构中，保持环2被提供为没有措施在内周保证空气通道，然而线圈端部却被提供有空气通道的措施。在上述结构的前一个之中，通气槽和/或通气孔被形成为在线圈单元的纵向延伸，而在后一个例子中，线圈端部被形成为有锥形的形状。空气通道被形成于线圈端部中的这种事实带来了上述的局限性和问题。

本发明的一个主要目的是提供一个转动电机，在其中线圈末端的冷却可以进行而不对每层线圈单元的尺寸施加限制，同时也可以消除由于线圈末端的离心力引起的线圈绕组的滑动问题。

本发明的第二个目的是提供一个转动电机，它具有一个适用于支持一个带有线圈绕组的线圈末端不会在轴向上滑动并且可以冷却线圈末端的结构。

为了达到上述目的，根据本发明的一个方面，提供一个转动电机，它带有一个包括提供在转子体端部上线圈末端的转子，并且有一个可以使冷却空气沿径向流动的空气通道，以及一个围绕线圈末端提供的保持环，其特征在于线圈末端的最外周表面形成为一个圆筒形，并且保持环形成为它的直径在远离转子体的一部分比邻近转子体的一部分要大从而形成另一个空气通道。

进一步，根据本发明的另一个方面，提供一个转动电机，它带有一个包括提供在转子体端部上的线圈末端的转子，并且有一个可以使冷却空气沿径向流动的空气通道，以及围绕所述线圈末端提供的一个保持环，其特征在于线圈末端的最外周表面形成为一个圆筒形，而且保持环在它的一个内周上形成有一个凹部以便形成为另一个空气通道。

更可取的是，形成在远离转子体的保持环部分中的空气通道和保持环内周上的凹部形成的空气通道都被加工成圆柱形状。进一步，形成在远离转子体的保持环部分中的空气通道和保持环内周上的凹部形成的空气通道都被加工成锥形。再者，最好在线圈末端和保持环之间提供一个圆筒包盖绝缘，并且一个带有轴向通风槽的空气通道垫片被插在保持环的内周上形成的空气通道中，而形成在圆筒包盖绝缘中的径向通气孔与空气通道垫片的轴向通风槽相通。同时也希望空气通道垫片被分成为多个在圆周方向上的部分。而且，最好是使空气通道垫片与圆筒包盖绝缘作成为一体。除此之外，空气通道垫片最好形成为梳状并形成有通气孔，由梳状空气通道垫片的齿之间所确定的轴向通气槽与形成在线圈末端通过圆筒包盖绝缘通气孔和空气通道垫片通气孔的空气通道相联通。进一步，空气通道垫片最好形成为梳状，由梳状空气通道的齿之间确定的轴向通气槽与形成在线圈末端里通过圆筒包盖绝缘通气孔的空气通道相联通。

图1是一个透视图，显示根据本发明的一个实施例的一个转动电机的一个机体端部，

图2是根据同一个实施例的转动电机的一个机体端部的垂直剖面图，

图3是一个透视图显示一个空气通道垫片和其周边，图4是一个透视图显示另一个空气通道垫片和其周边，

图5是一个透视图显示根据本发明的另一个实施例的空气通道垫片和其周边，

图6是本发明的又一个实施例的转动电机的机体的一个端部的垂直截面图，以及

图7是常规旋转电机机体的一个端部的垂直剖面图。

现在，本发明的一个实施例将参照图1-4来加以说明。图1是一个透视图，显示根据这个实施例的一个转动电机机体的一个端部，图2是根据这个实施例的转动电机机体一个端部的垂直剖面图，而且图3和图4是透视图，分别显示一个空气通道垫片和其周边。

转动电机包括一个定子(没有画出)，一个提供在定子内的转子，带有支持转子的轴承的一个端部托架，一个用于循环冷却空气以便冷却定子和转子的风扇，和冷却冷却气体的冷却器等。

如图1和图2所示，一个线圈端部3被提供在转子体的端部1上，而在这个线圈端部3的外周侧上安装了一个保持环2。保持环2固定在转子体端部1上。线圈端部3是圆筒形的并且包裹在一个圆筒包盖绝缘4里。这个圆筒包盖绝缘4形成有通气孔4a。一个端环6被提供在线圈端部3的轴向外向端上。

保持环2临近端环6的一部分形成有一个凹部，它沿整个圆周延伸并在轴向长度上保持恒定。一个空气通道垫片5沿整个圆周上被插入在这个凹部里。这个空气通道垫片5形成有通气孔5a。通气孔5a是开在与通气孔4a相连通的位置上的。空气通道垫片5可以把线圈端部3上的离心力转移到保持环2上并且在与空气通道垫片5的通气孔5a相对应的位置上形成用于空气通道的空间。这个空气通道垫片5可以被分为多个部分。在图3中所示的例子中，对每条通气孔5a线都有一条空气通道垫片5a。端环6在外周上有凹部，这些凹部被做成为与形成在保持环2中的空气通道空间相连通。端环6的凹部通过一个安装在端环6的一个端部上的冷却风扇与保持环2的外周侧相连通。

也可以和图3中所示的例子有不同，在图3中的例子里对每一条线的通气孔5a都有一条空气通道垫片5被形成，而有可能把这个条的数量减少到使空气通道垫片5沿圆周被分开，如图4所示。进一步，空气通道垫片5也可以和圆筒包盖绝缘4做成一体。这样可以进一步减少零件的数量，从而有可能减少安装工作中的步骤。

以上所述结构的转子体端部1被下述方式冷却。由冷却风扇7循环的冷却气体被推着流动，如箭头A所示，从端环6的外部流入一个线圈端部3和一个转子轴之间所确定的通道，这个转子轴通过另一个由端环6和转子轴之间所确定的通道。在这时，冷却空气被分为二种流动，也即是一个流动在径向，如箭头A1所示，而另一个在轴上流动，如箭头A2所示。在径向上流动的冷却气体A1流径线圈端部3的线圈绕组之间以便冷却线圈端部3，并且流过在圆筒包盖绝缘4上形成的通气孔4a和在空气通道垫片5上形成的通气孔5a，然后流入利用增加远离转子体的保持环2的那一部分的内径而提供的用于空气通路的空间。流入空气通路空间的冷却气体A1，进一步在轴向沿着保持环2的内周面流过这个空气通路空间以便通过端环6和冷却风扇7上形成的空间被排放到保持环的外部。

在本实施例中，冷却气体(也称为冷却空气)的径向流动足够冷却线圈绕组的侧面，因此不必要在线圈单元里形成通风槽和/或通气孔，从而使得有可能消除对于每层线圈单元尺寸的限制。进一步，因为线圈端部的外周表面可以被做成圆柱形状，作用在线圈端部上的离心力可以被线圈绕组层、圆筒包盖绝缘、空气通道垫片和保持环的内周表面所接收，所有这些结构都和转轴相垂直，从而可以防止出现线圈绕组层因离心力可能滑动而不能互相配合的现象。如上所述，根据这个实施例，线圈端部的径向推动的通风冷却可以被实现，而且不会对每层的线圈单元尺寸施加限制，同时也防止了由于离心力使线圈绕组层滑动而不能互相配合的现象。

本发明的另一个实施例将参照图5加以说明。图5是一个透视图，显示根据这个实施例的一个空气通道垫片和它的周边。

在图1到图4所示的实施例中，用于空气通路的空间是由形成梳形的空气通道垫片5来保证的，然而在这个实施例中，空气通路空间是由形成梳形的保持环2来保证的。利用这种结构，可以使通气孔4a与空气通路空间相连通而不需要形成通气孔5a。在这个实施例中，可以省去在空气通道垫片上钻孔的工序。

本发明的又一个实施例将参照图6来说明。图6是根据本发明的一个转动电机的机体端部的一个垂直剖面图。

在这个实施例中，保持环2的一个凹部是倾斜地形成地使得它的深度随着靠近端环6而增大，而且空气通道垫片5也在轴向上是倾斜的。利用这种结构，可以进一步增高保持环2强度的安全系数。

如上所述，根据本发明的实施例，空气通路空间可以利用加工保持环的内圆周来保证，从而不再必要形成在线圈端部上在线圈单元的纵向上延伸的通风槽和/或通气孔，也不需要使线圈端部的外周边形成为锥形。因此，可以利用在径向上强制冷却线圈端部而维持常规的线圈端部的形状和尺寸不被改变。

根据本发明，可以带有优越性地实行线圈端部径向上的强制的通风冷却，而不对线圈绕组的单元尺寸附加限制，同时防止由于离心力引起的线圈绕组的滑动而无法互相配合的现象。

Claims

1.一个转动电机，具有一个转子它包括提供在转子的机体端部上的线圈端部，并且具有一个空气通道，通过它冷却空气被推动在径向上流动，以及一个围绕所述的线圈端部提供的保持环，其特征在于，所述线圈端部的最外周表面形成为圆柱形，而且所述的保持环被做成为它的内直径在远离转子体的部分大于临近转子体的部分，从而形成另一个空气通道。

2.一个转动电机，具有一个转子它包括提供在转子的机体端部上的线圈端部，并且具有一个空气通道，通过它冷却空气被推动在径向上流动，以及一个围绕所述线圈端部提供的保护环，其特征在于，所述线圈端部的最外周表面形成为圆柱形，而且所述的保护环在内周边有一个凹形部从而形成另一个空气通道。

3.根据权利要求1或2的转动电机，其特征在于，不管在保护环的远离转子体的部分中形成的空气通道还是在保护环的内周边上由形成凹形部而做出的空气通道都被加工成圆柱形。

4.根据权利要求1或2的转动电机，其特征在于，不管在保护环的远离转子体的部分中形成的空气通道还是在保护环的内周边上由形成凹形部而做出的空气通道都被加工成锥形。

5.根据权利要求1或2的转动电机，其特征在于，一个圆筒形包盖绝缘被提供在所述的线圈端部和所述的保护环之间，并且一个带有轴向通风槽的空气通道垫片被插进在所述保护环的内周边形成的空气通道中，在所述圆筒包盖绝缘中形成的径向通气孔与所述空气通道垫片的轴向通风槽相连通。

6.根据权利要求5的转动电机，其特征在于，所述的空气通道垫片被分成为多个在圆周方向上的小片。

7.根据权利要求5的转动电机，其特征在于，所述的空气通道垫片是与圆筒包盖绝缘做成为一体的。

8.根据权利要求5至7的任何一个的转动电机，其特征在于，空气通道垫片被做成为梳状并且形成有通气孔，由梳状的空气通道垫片的齿之间所确定的轴向通风槽与所述的线圈端部中形成的空气通道，通过所述圆筒包盖绝缘中的通气孔和空气通道垫片中的通气孔相连通。

9.根据权利要求5或6的转动电机，其特征在于，空气通道垫片被做成为梳状，由梳状空气通道之间确定的轴向通风槽通过所述圆筒包盖绝缘的通气孔与所述线圈端部中形成的空气通道相连通。