[發(fā)明專利]一種凸極式發(fā)電機的轉(zhuǎn)子散熱結(jié)構(gòu)的設(shè)置方法

有效

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• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN111799910B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊月華;周偉強;郭莉
• 申請（專利權(quán)）人: 上海馬拉松·革新電氣有限公司
• 主分類號: H02K1/32
• 分類號: H02K1/32;H02K3/24;H02K1/24;H02K5/18;H02K15/095
• 代理公司: 上海灣谷知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31289
• 代理人: 肖進

本發(fā)明公開了一種凸極式發(fā)電機的轉(zhuǎn)子散熱系統(tǒng)的設(shè)置方法，包括設(shè)置轉(zhuǎn)子鐵芯的散熱結(jié)構(gòu)、設(shè)置轉(zhuǎn)子線圈的散熱結(jié)構(gòu)和設(shè)置線圈支撐塊的散熱結(jié)構(gòu)。設(shè)置轉(zhuǎn)子鐵芯的散熱結(jié)構(gòu)時包括設(shè)置若干個徑向散熱風(fēng)道和多個軸向通風(fēng)道。設(shè)置轉(zhuǎn)子線圈的散熱結(jié)構(gòu)時，采用安裝在轉(zhuǎn)子鐵芯的端部的繞線模具依次在每個磁極的極身上繞制一個轉(zhuǎn)子線圈，使每個轉(zhuǎn)子線圈的兩端沿轉(zhuǎn)子線圈的厚度方向形成三道透空縫。設(shè)置線圈支撐塊的散熱結(jié)構(gòu)時，將線圈支撐塊制作成橫截面呈等腰三角形，并在線圈支撐塊的頂角延伸一導(dǎo)向凸臺，同時在線圈支撐塊的底面上設(shè)置若干散熱筋。本發(fā)明的轉(zhuǎn)子散熱系統(tǒng)的設(shè)置方法，能增強轉(zhuǎn)子的散熱能力，從而提升發(fā)電機的功率，并能減少材料和降低成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種凸極式發(fā)電機的轉(zhuǎn)子散熱系統(tǒng)的設(shè)置方法。

背景技術(shù)

對于現(xiàn)有的凸極式同步發(fā)電機，其結(jié)構(gòu)多由小型發(fā)電機演化而來，整體尺寸近似于等比例放大，而轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)幾乎沒有變化。轉(zhuǎn)子整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，先沖壓成型轉(zhuǎn)子沖片，再將多片轉(zhuǎn)子沖片進行疊壓，形成一個整體實心的轉(zhuǎn)子鐵芯3，然后將轉(zhuǎn)軸1壓入轉(zhuǎn)子鐵芯3內(nèi)，最后將轉(zhuǎn)子線圈2繞制在轉(zhuǎn)子鐵芯3的凸極上，在相鄰的兩個凸極之間，使用撐線塊4壓住轉(zhuǎn)子線圈2，防止線圈2散包。轉(zhuǎn)子發(fā)出的熱量由離心式風(fēng)扇5帶走。

對于凸極式同步發(fā)電機，轉(zhuǎn)子的發(fā)熱量主要來源于兩個方面。一個是轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)的渦流電流帶來的熱量，另一個是轉(zhuǎn)子線圈本身通電而導(dǎo)致的發(fā)熱。隨著發(fā)電機整體功率的提升，轉(zhuǎn)子的體積在不斷變大，雖然轉(zhuǎn)子鐵芯的疊壓結(jié)構(gòu)一定程度上抑制了渦流的發(fā)熱量，但是轉(zhuǎn)子的體積不斷變大，轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)的渦流發(fā)熱總量仍在不斷升高，而轉(zhuǎn)子鐵芯是一個實心的部件，整體呈現(xiàn)圓柱體外形，體積越大，表面積相對體積的比例越小，外部散熱的表面積就愈發(fā)顯得有限，導(dǎo)致熱量堆積。另一方面隨著整體功率的提升轉(zhuǎn)子的線圈同樣變得更多，大量的線圈聚集在一起，熱量聚集難以散發(fā)。

轉(zhuǎn)子內(nèi)部的熱量難以散發(fā)，極大程度地限制了發(fā)電機的功率。特別是高壓發(fā)電機方面，相比定子，轉(zhuǎn)子的熱負荷普遍會偏高。往往在電磁設(shè)計中，為了控制轉(zhuǎn)子的溫升，只能使用更多的材料，增加轉(zhuǎn)子的鐵芯和銅線，從而來降低轉(zhuǎn)子的負載，降低銅線中的電流密度，從而降低轉(zhuǎn)子溫升。但是這樣的設(shè)計十分耗費材料，致使成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種凸極式發(fā)電機的轉(zhuǎn)子散熱系統(tǒng)的設(shè)置方法，它能增強轉(zhuǎn)子的散熱能力，從而提升發(fā)電機的功率，并能減少材料和降低成本。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：一種凸極式發(fā)電機的轉(zhuǎn)子散熱系統(tǒng)的設(shè)置方法，包括設(shè)置轉(zhuǎn)子鐵芯的散熱結(jié)構(gòu)、設(shè)置轉(zhuǎn)子線圈的散熱結(jié)構(gòu)和設(shè)置線圈支撐塊的散熱結(jié)構(gòu)；其中，

設(shè)置轉(zhuǎn)子鐵芯的散熱結(jié)構(gòu)時，包括設(shè)置若干個徑向散熱風(fēng)道和多個軸向通風(fēng)道；將轉(zhuǎn)子鐵芯分成若干個長度不同的鐵芯分段，位于進風(fēng)口端的第一個鐵芯分段由多片普通轉(zhuǎn)子沖片疊壓而成，位于進風(fēng)口端的第二個鐵芯分段至最后一個鐵芯分段均由一片位于最前面的通風(fēng)道沖片和多片依次位于通風(fēng)道沖片后面的普通轉(zhuǎn)子沖片疊壓而成；每片普通轉(zhuǎn)子沖片包括邊數(shù)是偶數(shù)的正多邊形的磁軛部分和若干磁極部分，磁軛部分的中央開設(shè)一個軸孔，磁軛部分的每個角部均徑向開設(shè)一個倒T形缺口，還在軸孔的外圍的同一個圓上均布開設(shè)多個通風(fēng)孔；若干磁極部分一一對應(yīng)地從磁軛部分的偶數(shù)條邊的中部一體向外延伸而成；每片通風(fēng)道沖片由一片普通轉(zhuǎn)子沖片和多道徑向固定在普通轉(zhuǎn)子沖片的前表面上的豎筋構(gòu)成；從轉(zhuǎn)子進風(fēng)口至轉(zhuǎn)子出風(fēng)口的第一個鐵芯分段的長度至最后一個鐵芯分段的長度依次遞減；所有的鐵芯分段疊壓后磁軛部分形成磁軛，磁極部分形成磁極，倒T形缺口形成倒T形槽，相鄰的磁極之間形成橫截面大致呈等腰三角形的極間空間，多個通風(fēng)孔即構(gòu)成了多個軸向通風(fēng)道；所有的鐵芯分段疊壓后前一個鐵芯分段的后端面與鄰接的后一個鐵芯分段的前端面之間即形成了徑向散熱風(fēng)道；

設(shè)置轉(zhuǎn)子線圈的散熱結(jié)構(gòu)時，采用安裝在轉(zhuǎn)子鐵芯的端部的繞線模具依次在每個磁極的極身上繞制一個轉(zhuǎn)子線圈，使每個轉(zhuǎn)子線圈的兩端沿轉(zhuǎn)子線圈的厚度方向形成三道透空縫；