CN219740063U - 一种轴向冷却的爪极起发电机转子结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种轴向冷却的爪极起发电机转子结构，包括转子组件，所述转子组件为筒状结构，转子组件的两端面分别安装有第一风扇和第二风扇；第一风扇上扇叶导向为进风，第二风扇上扇叶导向为出风；转子组件内装有导流架，导流架上有导流槽。本实用新型能够增强爪极转子内部轴向通风，加强爪极发电机励磁绕组的散热能力，提高发电效率，确保爪极起发电机小型化、起发一体化设计下设备的可靠运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种轴向冷却的爪极起发电机转子结构，属于发电机转子结构技术领域。
背景技术
随着社会各行业电气化的发展，使用油气等燃料独立运行的设备多数装备有发电装置，其中，爪极电机由于结构简单、紧凑、制造成本低、生产周期短、可靠性高的特性，广泛应用于低转速地面设备。由于设备高精尖化、轻量化的发展需求，以及电机磁性材料性能的不断提升，爪极电机的功率密度也在不断增加，并在功能上设计为启动发电复用一体。大电流启动功能的设计，以及同体积下发电输出功率的提升，导致电机发热量增加，使电机需进行结构改进，增强散热能力，提高运行稳定性。
为改善发电机在无外界冷却条件下的散热性能，通常在转子两侧设置风扇，风扇随着电机转子转动，加快发电机内外空气流动，进而降低发电机温度。常见的爪极电机如申请号为CN202210150181的中国发明专利公开的一种用于电机的爪极转子，冷却风扇扇叶垂直于爪极电机转子两侧端面，通过风扇旋转达到径向进风及轴向出风的效果，在此种冷却方式下，爪极转子内部空气并未充分流动，难以满足当下结构紧凑、大电流启动、高功率密度下转子励磁绕组的散热需求。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种轴向冷却的爪极起发电机转子结构，该轴向冷却的爪极起发电机转子结构能够增强爪极转子内部轴向通风，加强爪极发电机励磁绕组的散热能力，提高发电效率，确保爪极起发电机小型化、起发一体化设计下设备的可靠运行。
本实用新型通过以下技术方案得以实现。
本实用新型提供的一种轴向冷却的爪极起发电机转子结构，包括转子组件，所述转子组件为筒状结构，转子组件的两端面分别安装有第一风扇和第二风扇；第一风扇上扇叶导向为径向引流及转子组件内部轴向进风，第二风扇上扇叶导向为径向引流及转子组件内部轴向出风；转子组件内装有导流架，导流架上有导流槽及凸台，凸台位于导流槽背面。
所述导流槽的位置匹配于第一风扇和第二风扇的扇叶位置。
所述转子组件通过端面上的爪端面固定第一风扇和第二风扇，沿爪端面圆周均布有爪间空隙槽，爪间空隙槽位置对应于导流槽，爪端面上有爪端面螺孔用于固定第一风扇和第二风扇。
所述爪端面边沿有爪圆周面，爪圆周面上有爪圆周面螺孔用于固定，在转子组件的圆周外壁上开有爪磁钢槽。
所述第一风扇由扇框组成，扇框为齿盘结构，在扇框齿间固定有第一扇叶和第二扇叶用于导流，扇框上有第一通孔用于固定。
所述第一扇叶和第二扇叶朝向及角度不同。
所述导流架侧面环状位置开有第二通孔用于固定在转子组件上。
所述第二风扇上有朝向及角度不同的第三扇叶和第四扇叶。
本实用新型的有益效果在于：能够增强爪极转子内部轴向通风，加强爪极发电机励磁绕组的散热能力，提高发电效率，确保爪极起发电机小型化、起发一体化设计下设备的可靠运行。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是图1中转子组件的结构示意图；
图3是图1中第一风扇的结构示意图；
图4是图3的侧视图；
图5是图1中导流架的结构示意图；
图6是图5另一视角的结构示意图；
图7是图1中第二风扇的结构示意图。
图中：1-转子组件，2-第一风扇，3-导流架，4-第二风扇，5-第一螺钉，6-第二螺钉，11-爪端面螺孔，12-爪端面，13-爪间空隙槽，14-爪磁钢槽，15-爪圆周面，16-爪圆周面螺孔，21-第一扇叶，22-第二扇叶，23-扇框，24-第一通孔，31-导流槽，32-导流架圆面，33-凸台，34-第二通孔，41-第三扇叶，42-第四扇叶。
具体实施方式
下面进一步描述本实用新型的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1至图7所示的一种轴向冷却的爪极起发电机转子结构，包括转子组件1，所述转子组件1为筒状结构，转子组件1的两端面分别安装有第一风扇2和第二风扇4；第一风扇2上扇叶导向为径向引流及转子组件1内部轴向进风，第二风扇4上扇叶导向为径向引流及转子组件1内部轴向出风；转子组件1内装有导流架3，导流架3上有导流槽31及凸台33，凸台33位于导流槽31背面，用于在转子组件1上定位。
基于实施例1，所述导流槽31的位置匹配于第一风扇2和第二风扇4的扇叶位置。
基于实施例1，所述转子组件1通过端面上的爪端面12固定第一风扇2和第二风扇4，沿爪端面12圆周均布有爪间空隙槽13，爪间空隙槽13位置对应于导流槽31，爪端面12上有爪端面螺孔11用于固定第一风扇2和第二风扇4。
基于实施例3，所述爪端面12边沿有爪圆周面15，爪圆周面15上有爪圆周面螺孔16用于固定，在转子组件1的圆周外壁上开有爪磁钢槽14。
基于实施例1，所述第一风扇2由扇框23组成，扇框23为齿盘结构，在扇框23齿间固定有第一扇叶21和第二扇叶22用于导流，扇框23上有第一通孔24用于固定。
基于实施例5，所述第一扇叶21和第二扇叶22朝向及角度不同。
基于实施例1，所述导流架3侧面环状位置开有第二通孔34用于固定在转子组件1上。
基于实施例1，所述第二风扇4上有朝向及角度不同的第三扇叶41和第四扇叶42。
基于上述实施例，本实用新型主要通过扇叶结构设计将部分气流引导为轴向流动，并通过导流架上的导流槽将气流汇入转子内部，之后配合另一侧风扇，将热气流排出转子，实现爪极发电机轴向冷却。主要由转子组件1、第一风扇2、导流架3、第二风扇4、第一螺钉5、第二螺钉6组成。
第一风扇2上存在第一扇叶及第二扇叶，数量与转子组件1的单侧爪数相同，安装后，每个齿分别对应第一扇叶21和第二扇叶22，其中，第二扇叶22与爪极电机常用扇叶相同主要进行径向导流；第一扇叶21具有多方向弯曲结构，能够同时进行径向及内部轴向导流，将部分空气沿轴向压入导流架3的导流槽31中，保证气流轴向进入转子内部，达到轴向冷却励磁绕组的目的；第一通孔24用于将第一风扇2安装在爪端面上。
第二风扇4整体与第一风扇2类似，也包含两种扇叶，分别为第三扇叶41和第四扇叶42，其中第三扇叶41结构与第一扇叶21相反，在径向导流的同时，将转子内部的气流吸出，第四扇叶结构与常用扇叶相同，主要进行径向导流，第二风扇4存在与第一风扇2中相同尺寸的通孔。
导流架3表面特征包括导流槽31，导流架圆面32、凸台33、第一通孔34，其中导流槽31结构为外三角、内圆形的漏斗形状，减小风阻，外三角形状按照爪间空隙槽13设计，最大化汇集第一扇叶21压入的轴向风，同时为第三扇叶41的吸流提供充足的作用面积；导流架圆面32的内部与爪圆周面15配合安装，外部尺寸小于转子组件的外圆尺寸，避免运行干涉；凸台33分布在每个导流槽21的尾部两侧，形状按照爪磁钢槽14设计，安装后刚好卡在爪磁钢槽14中，为导流架3提供径向支撑，第二通孔34用于将导流架3固定在转子组件1上，保证运行时的结构稳定。
由此，本实用新型：
第一风扇和第二风扇具有额外设计的第一扇叶21及第三扇叶41，其中第一扇叶21将冷却气流轴向压入转子内部，第三扇叶轴向吸出转子中完成冷却功能的气流，加快了转子内部的气流流速，提高爪极起发电机转子散热能力；
导流架3具有依照爪间空隙槽13设计的外三角内圆形导流槽31，有效聚集第一风扇2压入的轴向风，并为第二风扇4提供流畅的轴向气流吸出通道，提升流入转子内部的气流，有效提高爪极起发电机转子散热能力；
导流架3上依据爪磁钢槽14设计的凸台33以及第二通孔34，能够良好的保证导流架3在转子组件1上的定位和固定。
Claims (8)
1.一种轴向冷却的爪极起发电机转子结构，包括转子组件（1），其特征在于：所述转子组件（1）为筒状结构，转子组件（1）的两端面分别安装有第一风扇（2）和第二风扇（4）；第一风扇（2）上扇叶导向为径向引流及转子组件（1）内部轴向进风，第二风扇（4）上扇叶导向为径向引流及转子组件（1）内部轴向出风；转子组件（1）内装有导流架（3），导流架（3）上有导流槽（31）及凸台（33），凸台（33）位于导流槽（31）背面。
2.如权利要求1所述的轴向冷却的爪极起发电机转子结构，其特征在于：所述导流槽（31）的位置匹配于第一风扇（2）和第二风扇（4）的扇叶位置。
3.如权利要求1所述的轴向冷却的爪极起发电机转子结构，其特征在于：所述转子组件（1）通过端面上的爪端面（12）固定第一风扇（2）和第二风扇（4），沿爪端面（12）圆周均布有爪间空隙槽（13），爪间空隙槽（13）位置对应于导流槽（31），爪端面（12）上有爪端面螺孔（11）用于固定第一风扇（2）和第二风扇（4）。
4.如权利要求3所述的轴向冷却的爪极起发电机转子结构，其特征在于：所述爪端面（12）边沿有爪圆周面（15），爪圆周面（15）上有爪圆周面螺孔（16）用于固定，在转子组件（1）的圆周外壁上开有爪磁钢槽（14）。
5.如权利要求1所述的轴向冷却的爪极起发电机转子结构，其特征在于：所述第一风扇（2）由扇框（23）组成，扇框（23）为齿盘结构，在扇框（23）齿间固定有第一扇叶（21）和第二扇叶（22）用于导流，扇框（23）上有第一通孔（24）用于固定。
6.如权利要求5所述的轴向冷却的爪极起发电机转子结构，其特征在于：所述第一扇叶（21）和第二扇叶（22）朝向及角度不同。
7.如权利要求1所述的轴向冷却的爪极起发电机转子结构，其特征在于：所述导流架（3）侧面环状位置开有第二通孔（34）用于固定在转子组件（1）上。
8.如权利要求1所述的轴向冷却的爪极起发电机转子结构，其特征在于：所述第二风扇（4）上有朝向及角度不同的第三扇叶（41）和第四扇叶（42）。
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