本發(fā)明涉及電機技術領域,具體而言,涉及一種永磁電機轉(zhuǎn)子及發(fā)電機。
背景技術:
發(fā)電機通常由定子、永磁電機轉(zhuǎn)子、端蓋及軸承等部件構成。定子由定子鐵芯、機座以及固定這些部分的其他結構件組成。永磁電機轉(zhuǎn)子由永磁電機轉(zhuǎn)子鐵芯(或磁極、磁扼)繞組、護環(huán)、中心環(huán)、滑環(huán)、風扇及轉(zhuǎn)軸等部件組成。由軸承及端蓋將發(fā)電機的定子,永磁電機轉(zhuǎn)子連接組裝起來,使永磁電機轉(zhuǎn)子能在定子中旋轉(zhuǎn),做切割磁力線的運動,從而產(chǎn)生感應電勢,通過接線端子引出,接在回路中,便產(chǎn)生了電流。
目前,永磁發(fā)電機的冷卻主要靠外部冷卻器換熱冷卻散熱,由于外部冷卻器的故障導致永磁電機減負荷或停機現(xiàn)象時有發(fā)生,另外冷卻器及其電源的設置增加了永磁電機成本。外部冷卻器的冷卻方式其一般為單向強迫式通風冷卻,冷風在外部風機壓力的作用下吹向發(fā)電機內(nèi)部,軸向通風方式使冷風流經(jīng)定永磁電機轉(zhuǎn)子間氣隙進行熱交換,發(fā)電機繞組兩端由于不能通過鐵芯熱傳導散熱,其溫度比鐵芯槽內(nèi)繞組高,尤其對于風電技術領域方面,磁鋼過熱退磁對于電機將是致命的故障。
發(fā)明人在研究中發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)的永磁電機轉(zhuǎn)子至少存在以下缺點:
轉(zhuǎn)子在工作中,由于磁鋼溫度較高,容易退磁;
轉(zhuǎn)子整體裝配復雜。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供了一種永磁電機轉(zhuǎn)子,改善現(xiàn)有技術的不足,其能夠保證在永磁電機轉(zhuǎn)子長時間工作時,磁鋼不會因為過熱退磁,且該永磁電機轉(zhuǎn)子在整個安裝過程中操作簡單。
本發(fā)明的另一目的在于提供了一種發(fā)電機,其能夠保證在永磁電機轉(zhuǎn)子長時間工作時,磁鋼不會因為過熱退磁,且該永磁電機轉(zhuǎn)子在整個安裝過程中操作簡單。
本發(fā)明的實施例是這樣實現(xiàn)的:
本發(fā)明的實施例提供了一種永磁電機轉(zhuǎn)子,其包括轉(zhuǎn)子鐵心、壓板和拉緊螺栓,轉(zhuǎn)子鐵心由多個轉(zhuǎn)子沖片和多個通風槽板疊裝而成,相鄰的兩個轉(zhuǎn)子沖片之間通過通風槽板隔開,通風槽板包括至少兩個通風槽片和多個間隔條,間隔條位于兩個通風槽片之間且繞轉(zhuǎn)子鐵心的軸線呈環(huán)形分布,間隔條的長度方向沿轉(zhuǎn)子鐵心的徑向設置且使相鄰的兩個通風槽片之間形成多個徑向通風通道,壓板位于轉(zhuǎn)子鐵心的兩端且通過拉緊螺栓拉緊。
具體的,通過設置徑向通風通道,使轉(zhuǎn)子鐵心內(nèi)的空氣能夠?qū)崿F(xiàn)較好的流動,流動的空氣帶走磁鋼上的熱量,與外部的空氣相交換,降低了磁鋼的溫度,保證了即使長時間工作,磁鋼也不會因為過熱而退磁。通過通風槽板和轉(zhuǎn)子沖片的配合,使得整體安裝過程簡單,使用效果較佳,便于推廣。
可選的,間隔條為齒壓條,齒壓條相對的兩側分別設置有卡齒,通風槽板的相鄰的兩個通風槽片均設置有配合卡齒的卡槽,卡齒卡接于兩個通風槽片之間。
可選的,每個轉(zhuǎn)子沖片上設置有多個用于安裝磁鋼的磁鋼槽,多個磁鋼槽繞轉(zhuǎn)子鐵心的軸線呈環(huán)形分布,相鄰的兩個通風槽片的相對磁鋼槽處設置有用于嵌設間隔件的通孔,通孔沿轉(zhuǎn)子鐵心的軸向貫穿通風槽板,沿轉(zhuǎn)子鐵心的軸向分布的兩個轉(zhuǎn)子沖片的對應磁鋼槽內(nèi)的磁鋼通過間隔件隔開,間隔件設置有徑向通風孔,徑向通風孔沿轉(zhuǎn)子鐵心的徑向貫穿間隔件。
可選的,沿轉(zhuǎn)子鐵心的周向分布的多個磁鋼槽形成了多個磁鋼槽組,每個磁鋼槽組包括相鄰的且呈相對轉(zhuǎn)子鐵心的徑向?qū)ΨQ分布的V形的兩個磁鋼槽,V形的開口背向轉(zhuǎn)子鐵心的軸線,每個磁鋼槽沿轉(zhuǎn)子鐵心的軸向貫穿轉(zhuǎn)子沖片。
可選的,拉緊螺栓的數(shù)量和磁鋼槽組的數(shù)量相同,拉緊螺栓位于磁鋼槽組中的兩個磁鋼槽之間且靠近轉(zhuǎn)子鐵心的軸線。
可選的,轉(zhuǎn)子鐵心設置有多個軸向通風孔組,每個軸向通風孔組包括多個繞轉(zhuǎn)子鐵心的軸線呈環(huán)形分布的軸向通風孔,每個軸向通風孔沿轉(zhuǎn)子鐵心的軸線貫穿轉(zhuǎn)子鐵心。
可選的,軸向通風孔組包括第一軸向通風孔組和第二軸向通風孔組,第一軸向通風孔組相對第二軸向通風孔組靠近轉(zhuǎn)子鐵心的軸線,第一軸向通風孔組包括多個繞轉(zhuǎn)子鐵心的軸線呈環(huán)形分布的第一軸向通風孔。
可選的,第二軸向通風孔組包括多個圓弧孔組,多個圓弧孔組繞轉(zhuǎn)子鐵心的軸線呈環(huán)形分布,每個圓弧孔組包括多個同心設置的圓弧孔,圓弧的開口背向轉(zhuǎn)子鐵心的軸線。
可選的,壓板為環(huán)形壓板,兩塊環(huán)形壓板位于轉(zhuǎn)子鐵心的兩端,第二軸向通風孔組位于兩塊環(huán)形壓板之間。
可選的,間隔條由非導磁材料制成。
本發(fā)明的實施例還提供了一種發(fā)電機,其包括上述提到的永磁電機轉(zhuǎn)子,其具有永磁電機轉(zhuǎn)子的全部功能。
與現(xiàn)有的技術相比,本發(fā)明實施例的有益效果是:
綜上所述,通過設置徑向通風通道,使轉(zhuǎn)子鐵心內(nèi)的空氣能夠?qū)崿F(xiàn)較好的流動,流動的空氣帶走磁鋼上的熱量,與外部的空氣相交換,降低了磁鋼的溫度,保證了即使長時間工作,磁鋼也不會因為過熱而退磁。通過通風槽板和轉(zhuǎn)子沖片的配合,使得整體安裝過程簡單,使用效果較佳,便于推廣。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案,下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹,應當理解,以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實施例,因此不應被看作是對范圍的限定,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關的附圖。
圖1為本發(fā)明實施例1提供的永磁電機轉(zhuǎn)子的第一視角下的示意圖;
圖2為圖1所示的第二視角下的示意圖;
圖3為圖1所示的第三視角下的示意圖;
圖4為圖1所示的通風槽板的第一視角下的示意圖;
圖5為圖4所示的第二視角下的示意圖;
圖6為圖4所示的第三視角下的示意圖;
圖7為圖6所示的第三視角下的VI I處的局部放大圖;
圖8為圖7所示的第一種齒壓條的示意圖;
圖9為圖7所示的第二種齒壓條的示意圖;
圖10為圖7所示的卡槽的示意圖;
圖11為圖1所示的轉(zhuǎn)子沖片的示意圖;
圖12為圖7所示的第一種間隔件的第一視角下的示意圖;
圖13為圖12所示的第二視角下的示意圖;
圖14為圖7所示的第二種間隔件的示意圖。
圖標:100-永磁電機轉(zhuǎn)子;10-轉(zhuǎn)子鐵心;11-通風槽板;13-轉(zhuǎn)子沖片;15-壓板;17-拉緊螺栓;18-軸鍵;19-轉(zhuǎn)軸;111-第一通風槽片;113-第二通風槽片;115-齒壓條;117-間隔件;1151-第一卡齒;1153-第二卡齒;1111-第一卡槽;1131-第二卡槽;1171-徑向通風孔;131-第一軸向通風孔組;133-第二軸向通風孔組;135-磁鋼槽;137-磁鋼。
具體實施方式
為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚,下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。
因此,以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍,而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例。基于本發(fā)明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。
應注意到:相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項,因此,一旦某一項在一個附圖中被定義,則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。
在本發(fā)明的描述中,需要說明的是,術語“上”、“下”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系,或者是該發(fā)明產(chǎn)品使用時慣常擺放的方位或位置關系,僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作,因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外,術語“第一”、“第二”等僅用于區(qū)分描述,而不能理解為指示或暗示相對重要性。
在本發(fā)明的描述中,還需要說明的是,除非另有明確的規(guī)定和限定,術語“設置”、“安裝”、“連接”應做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可以是機械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領域的普通技術人員而言,可以具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。
實施例1
請參考圖1和圖2,本實施例提供了一種永磁電機轉(zhuǎn)子100,包括轉(zhuǎn)子鐵心10、壓板15和拉緊螺栓17,轉(zhuǎn)子鐵心10由多個轉(zhuǎn)子沖片13和多個通風槽板11疊裝而成。
相鄰的兩個轉(zhuǎn)子沖片13之間通過通風槽板11隔開,通風槽板11包括至少兩個通風槽片和多個間隔條,間隔條位于兩個通風槽片之間且繞轉(zhuǎn)子鐵心10的軸線呈環(huán)形分布,間隔條的長度方向沿轉(zhuǎn)子鐵心10的徑向設置且使相鄰的兩個通風槽片之間形成多個徑向通風通道,壓板15位于轉(zhuǎn)子鐵心10的兩端且通過拉緊螺栓17拉緊。
具體的,該轉(zhuǎn)子沖片13由多個硅鋼片疊裝而成。通過設置至少兩個通風槽片和間隔條,將設置在通風槽板11兩側的轉(zhuǎn)子沖片13隔開,且通風槽片之間形成徑向通風通道,間隔條起到支撐的作用,將兩側的通風槽片牢牢固定,使其在工作狀態(tài)下,至少兩個通風槽片之間仍能形成徑向通風通道。該間隔條和通風槽片共同構成離心風扇結構,在永磁電機轉(zhuǎn)子100轉(zhuǎn)動時,形成壓頭,提供風量,促使轉(zhuǎn)子鐵心10內(nèi)的空氣流動。
對轉(zhuǎn)子沖片13能夠起到較好的散熱作用,且通過轉(zhuǎn)子沖片13和通風槽板11的疊裝,使得整個永磁電機轉(zhuǎn)子100的安裝過程簡單,使用效果較佳。
具體的,該永磁電機轉(zhuǎn)子100還包括轉(zhuǎn)軸19,該轉(zhuǎn)軸19套設轉(zhuǎn)子鐵心10。
請參考圖3,轉(zhuǎn)軸19通過軸鍵18和轉(zhuǎn)子鐵心10相對固定。
請參考圖4和圖5,上述提到的通風槽板11包括第一通風槽片111和第二通風槽片113,第一通風槽片111和第二通風槽片113通過間隔條隔開,由于間隔條的長度方向沿轉(zhuǎn)子鐵心10的徑向設置,在永磁電機轉(zhuǎn)子100轉(zhuǎn)動時,空氣能沿著間隔條的長度方向流動,最大限度保證不會阻擋空氣的流動,空氣的流動效果較好,對轉(zhuǎn)子沖片13的散熱效果較佳。
請參考圖6和圖7,間隔條為齒壓條115,齒壓條115相對的兩側分別設置有卡齒,通風槽板11的相鄰的兩個通風槽片均設置有配合卡齒的卡槽,卡齒卡接于兩個通風槽片之間。
請參考圖8,具體的,該齒壓條115包括第一卡齒1151和第二卡齒1153,第一卡齒1151和第二卡齒1153分別位于齒壓條115的兩側,通過設置卡齒,能夠牢牢的將齒壓條115和通風槽片相對固定,保證徑向通風通道暢通。
請參考圖9,可選的,該第一卡齒1151和第二卡齒1153的數(shù)量為兩個,也可以為三個或者更多。
請參考圖10,具體的,該第一通風槽片111上設置有配合第一卡齒1151的第一卡槽1111,該第二通風槽片113上設置有配合第二卡齒1153的第二卡槽1131,通過卡槽和卡齒的配合,能夠有效的將齒壓條115和通風槽片相對固定。
這里需要說明的是,第一卡齒1151和第二卡齒1153的結構可以相同也可以不同,為了節(jié)約制造成本,一般情況下第一卡齒1151和第二卡齒1153的結構相同。
請參考圖11,每個轉(zhuǎn)子沖片13上設置有多個用于安裝磁鋼137的磁鋼槽135,多個磁鋼槽135繞轉(zhuǎn)子鐵心10的軸線呈環(huán)形分布,相鄰的兩個通風槽片的相對磁鋼槽135處設置有用于嵌設間隔件117的通孔,結合圖7,通孔沿轉(zhuǎn)子鐵心10的軸向貫穿通風槽板11,沿轉(zhuǎn)子鐵心10的軸向分布的兩個轉(zhuǎn)子沖片13的對應磁鋼槽135內(nèi)的磁鋼137通過間隔件117隔開,間隔件117設置有徑向通風孔1171,徑向通風孔1171沿轉(zhuǎn)子鐵心10的徑向貫穿間隔件117。
請參考圖12和圖13,具體的,永磁電機轉(zhuǎn)子100中設置有間隔件117,該間隔件117用于將沿轉(zhuǎn)子鐵心10軸向分布的兩個磁鋼137分開,該間隔件117上還設置有徑向通風孔1171。通過設置徑向通風孔1171,永磁電機轉(zhuǎn)子100在轉(zhuǎn)動時,內(nèi)部的空氣能夠通過徑向通風孔1171流出,對轉(zhuǎn)子沖片13的散熱效果較佳,對轉(zhuǎn)子沖片13內(nèi)的磁鋼137也能起到較佳的散熱效果。
請參考圖14,可選的,該間隔件117也可以設計成“工”形,空氣可以通過間隔件117的中部流過,磁鋼137的散熱效果較佳。
可選的,沿轉(zhuǎn)子鐵心10的周向分布的多個磁鋼槽135形成了多個磁鋼槽135組,每個磁鋼槽135組包括相鄰的且呈相對轉(zhuǎn)子鐵心10的徑向?qū)ΨQ分布的V形的兩個磁鋼槽135,V形的開口背向轉(zhuǎn)子鐵心10的軸線,每個磁鋼槽135沿轉(zhuǎn)子鐵心10的軸向貫穿轉(zhuǎn)子沖片13。
通過設計V形磁鋼槽135,其有效改善了氣隙磁密波形,減少了諧波,增大了電機的磁阻轉(zhuǎn)矩分量,減小了電機轉(zhuǎn)矩波動。整體使用效果較佳。
可選的,拉緊螺栓17的數(shù)量和磁鋼槽135組的數(shù)量相同,拉緊螺栓17位于磁鋼槽135組中的兩個磁鋼槽135之間且靠近轉(zhuǎn)子鐵心10的軸線。
該磁鋼槽135組的數(shù)量為六個,且該拉緊螺栓17的數(shù)量也為六個,該拉緊螺栓17的位置能夠有效的將磁鋼137牢牢固定在磁鋼槽135內(nèi),避免了永磁電機轉(zhuǎn)子100在工作狀態(tài)下,磁鋼137松動。整體使用效果較佳。
可選的,轉(zhuǎn)子鐵心10設置有多個軸向通風孔組,每個軸向通風孔組包括多個繞轉(zhuǎn)子鐵心10的軸線呈環(huán)形分布的軸向通風孔,每個軸向通風孔沿轉(zhuǎn)子鐵心10的軸線貫穿轉(zhuǎn)子鐵心10。
通過設置軸向通風孔,使得永磁電機轉(zhuǎn)子100在轉(zhuǎn)動時,轉(zhuǎn)子沖片13之間不僅能夠形成徑向通風通道,也能通過軸向通風孔形成軸向通風通道,加大永磁電機轉(zhuǎn)子100內(nèi)部的空氣流通,對磁鋼137的散熱效果較佳,長時間工作,磁鋼137均能保證較低的溫度,避免磁鋼137退磁。
可選的,軸向通風孔組包括第一軸向通風孔組131和第二軸向通風孔組133,第一軸向通風孔組131相對第二軸向通風孔組133靠近轉(zhuǎn)子鐵心10的軸線,第一軸向通風孔組131包括多個繞轉(zhuǎn)子鐵心10的軸線呈環(huán)形分布的第一軸向通風孔。
該第一軸向通風孔的數(shù)量為十二個,該第一軸向通風孔能夠保證靠近轉(zhuǎn)子鐵心10的轉(zhuǎn)子沖片13能夠起到較好的散熱效果。
上述提到的齒壓條115在放置時要避開第一軸向通風孔,以保證軸向通風。
可選的,第二軸向通風孔組133包括多個圓弧孔組,多個圓弧孔組繞轉(zhuǎn)子鐵心10的軸線呈環(huán)形分布,每個圓弧孔組包括多個同心設置的圓弧孔,圓弧的開口背向轉(zhuǎn)子鐵心10的軸線。
該圓弧孔錯開磁鋼槽135設置,在保證磁鋼137能夠穩(wěn)定固定在磁鋼槽135內(nèi)的同時,增大空氣的流通流量。磁鋼137的散熱效果較佳。
可選的,壓板15為環(huán)形壓板15,兩塊環(huán)形壓板15位于轉(zhuǎn)子鐵心10的兩端,第二軸向通風孔組133位于兩塊環(huán)形壓板15之間。
通過壓板15能有效的將轉(zhuǎn)子沖片13和通風槽板11相對固定,安裝結束后的壓板15將第二軸向通風孔組133蓋住,但并不影響第二軸向通風孔內(nèi)的空氣流通。第一軸向通風孔組131相對壓板15暴露在外,能有效的將轉(zhuǎn)子鐵心10內(nèi)的熱空氣與外部的冷空氣實現(xiàn)交換,降低了轉(zhuǎn)子鐵心10內(nèi)的溫度,磁鋼137的散熱效果較佳。
可選的,間隔條由非導磁材料制成。
該間隔條的材料為鋁或者不銹鋼。
根據(jù)本發(fā)明實施例提供的一種永磁電機轉(zhuǎn)子100,永磁電機轉(zhuǎn)子100的安裝步驟是:
步驟一:先放置好需要安裝的一個轉(zhuǎn)子沖片13,在轉(zhuǎn)子沖片13內(nèi)安裝好磁鋼137;
步驟二:在該轉(zhuǎn)子沖片13對應的位置安裝一個通風槽板11,并在通風槽板11內(nèi)安裝好間隔件117;
步驟三:依次多個轉(zhuǎn)子沖片13和多個通風槽板11疊裝形成轉(zhuǎn)子鐵心10;
步驟四:通過壓板15和拉緊螺栓17將其固定;
步驟五:通過軸鍵18將上述作為一個整體和轉(zhuǎn)軸19連接形成一個完整的永磁電機轉(zhuǎn)子100。
通過設置徑向通風通道,使轉(zhuǎn)子鐵心10內(nèi)的空氣能夠?qū)崿F(xiàn)較好的流動,流動的空氣帶走磁鋼137上的熱量,與外部的空氣相交換,降低了磁鋼137的溫度,保證了即使長時間工作,磁鋼137也不會因為過熱而退磁。通過通風槽板11和轉(zhuǎn)子沖片13的配合,使得整體安裝過程簡單,使用效果較佳,便于推廣。
實施例2
本實施例也提供了一種發(fā)電機,該發(fā)電機包括上述提到的永磁電機轉(zhuǎn)子100,永磁電機轉(zhuǎn)子100的結構可以參考實施例1,該發(fā)電機具有永磁電機轉(zhuǎn)子100的所有功能。
具有該永磁電機轉(zhuǎn)子100的發(fā)電機在工作狀態(tài)下,磁鋼137的散熱效果較佳,磁鋼137不容易退磁。
綜上所述,本發(fā)明提供了一種永磁電機轉(zhuǎn)子100,通過設置徑向通風通道,使轉(zhuǎn)子鐵心10內(nèi)的空氣能夠?qū)崿F(xiàn)較好的流動,流動的空氣帶走磁鋼137上的熱量,與外部的空氣相交換,降低了磁鋼137的溫度,保證了即使長時間工作,磁鋼137也不會因為過熱而退磁。通過通風槽板11和轉(zhuǎn)子沖片13的配合,使得整體安裝過程簡單,使用效果較佳,便于推廣。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已,并不用于限制本發(fā)明,對于本領域的技術人員來說,本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。