CN220822733U - 发电机转子结构及轴系结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种发电机转子结构及轴系结构，属于发电机技术领域，其中发电机转子结构包括转轴、磁钢和护套，护套套设在转轴的中部且磁钢位于护套和转轴之间；转轴内开设有气冷通道，气冷通道的两端延伸至磁钢的两侧，气冷通道的两端均连通有贯穿转轴的侧壁的通气孔。本实用新型提供的发电机转子结构，通过在转轴内开设有气冷通道和通气孔，气体依次经过通气孔、气冷通道、通气孔并在流动的过程中对转轴的外侧的磁钢进行冷却，以降低磁钢的温度提高转子磁钢的散热效果。

Description

发电机转子结构及轴系结构

技术领域

本实用新型属于发电机技术领域，更具体地说，是涉及一种发电机转子结构及轴系结构。

背景技术

发电机作为空压机的动力设备，传统的发电机的转子一般为实心磁钢外加护套，两端为转子轴头，整体为实心结构。这种结构当发电机要求高转速运行或在高温环境下运行时，磁钢发热量大，只能利用从外部引入的温度低的空气在转子表面进行散热，整体转子尤其磁钢位的散热效果不佳，容易造成转子磁钢高温，使电机效率降低，甚至有磁钢退磁失效的风险。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种发电机转子结构及轴系结构，旨在解决发电机的转子在高转速、高温环境中转子磁钢散热不佳的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种发电机转子结构，包括转轴、磁钢和护套，所述护套套设在所述转轴的中部且所述磁钢位于所述护套和所述转轴之间；所述转轴内开设有气冷通道，所述气冷通道的两端延伸至所述磁钢的两侧，所述气冷通道的两端均连通有贯穿所述转轴的侧壁的通气孔。

作为本申请另一实施例，所述气冷通道的长度大于所述护套的长度。

作为本申请另一实施例，所述通气孔垂直于所述转轴的轴向并与所述转轴的径向呈夹角设置。

作为本申请另一实施例，所述气冷通道的两端的所述通气孔均为多个，位于所述气冷通道的同一端的多个所述通气孔等间距设置。

作为本申请另一实施例，所述转轴包括插接配合的推力轴和径向轴；所述气冷通道包括开设于所述推力轴内的第一通道和开设于所述径向轴内的第二通道，所述第一通道和所述第二通道连通；位于所述气冷通道两端的通气孔分别为第一通气孔和第二通气孔，所述第一通气孔开设于所述推力轴的侧壁上并与所述第一通道的端部连通；所述第二通气孔开设于所述径向轴的侧壁上并与所述第二通道的端部连通。

作为本申请另一实施例，所述推力轴包括中心轴段和轴头，所述中心轴段的外径小于所述轴头的外径，且所述中心轴段远离所述轴头的一端与所述径向轴的第二通道的端口插接配合；所述磁钢套装在所述中心轴段的外侧；所述第一通气孔开设于所述轴头上。

作为本申请另一实施例，所述第二通道包括依次连通的第一轴向段和第二轴向段，所述第一轴向段与所述第一通道连通；所述第二轴向段的内径小于所述第一轴向段的内径；所述第二通气孔连通所述第二轴向段。

作为本申请另一实施例，所述第二轴向段延伸至所述径向轴的端部。

作为本申请另一实施例，所述第一通气孔的轴向与所述第一通道相切，且多个所述第一通气孔沿逆时针分布在所述第一通道的周向；所述第二通气孔的轴向与所述第二通道相切，且多个所述第二通气孔沿顺时针分布在所述第二通道的周向。

本实用新型提供的发电机转子结构的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型发电机转子结构，通过在转轴内开设有气冷通道和通气孔，气体依次经过通气孔、气冷通道、通气孔并在流动的过程中对转轴的外侧的磁钢进行冷却，以降低磁钢的温度提高转子磁钢的散热效果。

提供一种发电机轴系结构，包括上述的发电机转子结构，还包括两个分别设于转轴两端的叶轮结构。

本实用新型提供的发电机轴系结构的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型发电机轴系结构，采用了上述的转子结构，具有上述发电机转子结构的全部有益效果；转子结构的外侧具有空气间隙，空气间隙用于自外侧冷却转子结构；同时部分气体自第一通气孔或第二通气孔进入转轴内部的气冷通道内，自内向外加速冷水转子结构以及磁钢的热量；提高转子结构的散热效果，保证电机的工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的发电机转子结构及轴系结构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的发电机转子结构及轴系结构的正视图；

图3为沿图2中A-A线的剖视图；

图4为沿图2中B-B线的剖视图；

图5为沿图2中C-C线的剖视图；

图6为本实用新型实施例提供的发电机轴系结构的正视图。

图中：1、护套；2、推力轴；3、径向轴；4、第一通气孔；5、第二通气孔；6、磁钢；7、轴头；8、中心轴段；9、第一通道；10、第二通道；11、叶轮；12、止推盘。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1至图5，现对本实用新型提供的发电机转子结构及轴系结构进行说明。所述发电机转子结构，包括转轴、磁钢6和护套1，护套1套设在转轴的中部且磁钢6位于护套1和转轴之间；转轴内开设有气冷通道，气冷通道的两端延伸至磁钢6的两侧，气冷通道的两端均连通有贯穿转轴的侧壁的通气孔。

转轴的外侧依次套设有磁钢6和护套1，转轴的外侧壁与护套1的过盈配合用于将磁钢6固定在转轴和护套1之间。在转轴的内部开设有气冷通道，在转轴的外侧还开设有两组通气孔，两组通气孔分别位于护套1的两侧，两组通气孔分别连接转轴内的气冷通道的两个端部；气冷通道与其两端的通气孔形成一个气冷通路，空气自其中一个通气孔进入气冷通道，并在经过气冷通道的过程中对转轴和磁钢6部分进行换热冷却，空气在换热后自另一个通气孔排出。

本实用新型提供的发电机转子结构及轴系结构，与现有技术相比，通过在转轴内开设有气冷通道和通气孔，气体依次经过通气孔、气冷通道、通气孔并在流动的过程中对转轴的外侧的磁钢6进行冷却，以降低磁钢6的温度提高转子磁钢6的散热效果。

可选的，转轴的两端均为封闭状态，在转轴的内部为空心状态，该转轴的内部中心腔形成气冷通道，空心腔的端部开设通气孔。

在一些可能的实施例中，请参阅图3，气冷通道的长度大于护套1的长度。

转轴贯穿护套1且两端均延伸至护套1的外侧，而磁钢6位于护套1的内部。为加强对磁钢6的散热均匀性，气冷通道的长度方向需覆盖整个磁钢6的长度。为便于加工打孔和安装，在护套1的侧板上不需要进行开孔，仅需要在伸出护套1外侧的转轴的两端上开孔完成气冷通道与外界空气的连通。

气冷通道的长度延伸至转轴的端部以提高空气与转轴的接触面积以提高对转轴的冷却效果。气冷通道与转轴同轴设置，以保证气冷通道的外侧的转轴的厚度在各个位置均保持一致，以保证换热的效果。

位于转轴侧壁上的通气孔的轴向垂直于转轴的轴向并与转轴的径向呈夹角设置。气体自通气孔进入气冷通道内气体的流动方向与转轴的径向呈夹角，并随着气冷通道的外侧壁形成螺旋状的气流，螺旋状的气流增加了气流在流动过程中的扰动，提高了换热效率，同时增加了气流在气冷通道内的流动时长。

此外，气冷通道的两端的通气孔均为多个，位于气冷通道的同一端的多个通气孔等间距设置。位于同一侧的多个通气孔为一组，该组的通气孔均位于同一平面上，该平面垂直于转轴的轴向。多个通气孔等间距均匀分布在转轴的周向且多个通气孔的倾斜方向一致。

两组通气孔的倾斜方向一致或者相反。

在一些可能的实施例中，请参阅图3，转轴包括插接配合的推力轴2和径向轴3；气冷通道包括开设于推力轴2内的第一通道9和开设于径向轴3内的第二通道10，第一通道9和第二通道10连通；位于气冷通道两端的通气孔分别为第一通气孔4和第二通气孔5，第一通气孔4开设于推力轴2的侧壁上并与第一通道9的端部连通；第二通气孔5开设于径向轴3的侧壁上并与第二通道10的端部连通。

具体地，推力轴2和径向轴3分开铸造，推力轴2包括中心轴段8和轴头7，其中中心轴段8的外径小于轴头7的外径，中心轴段8的一端连接轴头7，另一端用于插接至径向轴3的内部所开设的第二通道10内。护套1的两端分别连接在径向轴3的外侧和轴头7的外侧，中心轴段8的全部位于护套1内，且磁钢6套在中心轴段8的外侧。当中心轴段8与径向轴3插接配合时，磁钢6的一端抵在轴头7与中心轴段8形成的限位面上，磁钢6的另一端抵在径向轴3的端面上。径向轴3的外径和轴头7的外径一致。

可选的，轴头7和径向轴3均具有向外侧凸出的环形连接部，环形连接部与护套1过盈配合。轴头7和径向轴3的环形连接部嵌入护套1后，将环形连接部与护套1焊接。

推力轴2内所开设的第一通道9沿推力轴2的径向贯穿中心轴段8并延伸至轴头7的内部，第一通气孔4开设在轴头7的外侧壁上。当推力轴2和径向轴3连接时，推力轴2内的第一通道9和径向轴3内的第二通道10实现连通。

此外，径向轴3内的第二通道10包括依次连通的第一轴向段和第二轴向段，其中第一轴向段的内径与中心轴段8的外径一致，第一轴向段的侧壁与中心轴段8的外侧壁贴合。第二轴向段位于第一轴向段远离中心轴段8的一侧，第二轴向段的内径小于第一轴向段的内径，第二通气孔5开设在径向轴3的侧面并与第二轴向段连通。

可选的，第二轴向段延伸至径向轴3的端部。径向轴3为中空的轴体。在空压机中，径向轴3的端部用于安装叶轮11，第二轴向段连通叶轮11的轴内，以协助降低叶轮11的轴的温度。

在一些可能的实施例中，请参阅图2、图4及图5，第一通气孔4的轴向与第一通道9相切，且多个第一通气孔4沿逆时针分布在第一通道9的周向；第二通气孔5的轴向与第二通道10相切，且多个第二通气孔5沿顺时针分布在第二通道10的周向。

第一通气孔4和第二通气孔5均为四个，相邻两个第一通气孔4或相邻两个第二通气孔5之间的夹角为90°。

第一通气孔4和第二通气孔5的分布方向不同，便于向气冷通道内进风和出风。

请参阅图1及图6，现对本实用新型提供的发电机轴系结构进行说明。所述发电机轴系结构，包括上述的发电机转子结构，还包括两个分别设于转轴两端的叶轮11结构。

推力轴2的自由端依次安装有止推盘12和第一叶轮11，径向轴3的自由端安装有第二叶轮11。

上述轴系结构用于空压机。空压机内的转子结构的外侧具有空气间隙，空气间隙用于自外侧冷却转子结构；同时部分气体自第一通气孔4或第二通气孔5进入转轴内部的气冷通道内，自内向外加速冷水转子结构以及磁钢6的热量；提高转子结构的散热效果，保证电机的工作效率。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.发电机转子结构，其特征在于，包括转轴、磁钢(6)和护套(1)，所述护套(1)套设在所述转轴的中部且所述磁钢(6)位于所述护套(1)和所述转轴之间；所述转轴内开设有气冷通道，所述气冷通道的两端延伸至所述磁钢(6)的两侧，所述气冷通道的两端均连通有贯穿所述转轴的侧壁的通气孔。

2.如权利要求1所述的发电机转子结构，其特征在于，所述气冷通道的长度大于所述护套(1)的长度。

3.如权利要求1所述的发电机转子结构，其特征在于，所述通气孔垂直于所述转轴的轴向并与所述转轴的径向呈夹角设置。

4.如权利要求1所述的发电机转子结构，其特征在于，所述气冷通道的两端的所述通气孔均为多个，位于所述气冷通道的同一端的多个所述通气孔等间距设置。

5.如权利要求1所述的发电机转子结构，其特征在于，所述转轴包括插接配合的推力轴(2)和径向轴(3)；所述气冷通道包括开设于所述推力轴(2)内的第一通道(9)和开设于所述径向轴(3)内的第二通道(10)，所述第一通道(9)和所述第二通道(10)连通；位于所述气冷通道两端的通气孔分别为第一通气孔(4)和第二通气孔(5)，所述第一通气孔(4)开设于所述推力轴(2)的侧壁上并与所述第一通道(9)的端部连通；所述第二通气孔(5)开设于所述径向轴(3)的侧壁上并与所述第二通道(10)的端部连通。

6.如权利要求5所述的发电机转子结构，其特征在于，所述推力轴(2)包括中心轴段(8)和轴头(7)，所述中心轴段(8)的外径小于所述轴头(7)的外径，且所述中心轴段(8)远离所述轴头(7)的一端与所述径向轴(3)的第二通道(10)的端口插接配合；所述磁钢(6)套装在所述中心轴段(8)的外侧；所述第一通气孔(4)开设于所述轴头(7)上。

7.如权利要求6所述的发电机转子结构，其特征在于，所述第二通道(10)包括依次连通的第一轴向段和第二轴向段，所述第一轴向段与所述第一通道(9)连通；所述第二轴向段的内径小于所述第一轴向段的内径；所述第二通气孔(5)连通所述第二轴向段。

8.如权利要求7所述的发电机转子结构，其特征在于，所述第二轴向段延伸至所述径向轴(3)的端部。

9.如权利要求5所述的发电机转子结构，其特征在于，所述第一通气孔(4)的轴向与所述第一通道(9)相切，且多个所述第一通气孔(4)沿逆时针分布在所述第一通道(9)的周向；所述第二通气孔(5)的轴向与所述第二通道(10)相切，且多个所述第二通气孔(5)沿顺时针分布在所述第二通道(10)的周向。

10.发电机轴系结构，其特征在于，包括上述权利要求1所述的发电机转子结构，还包括两个分别设于所述转轴两端的叶轮(11)结构。