電旋轉機器的內部通風系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種電旋轉機器的內部通風系統的通風器轉子，所述轉子由具有優選地平坦輪廓的盤構成且優選地同軸地互連到電旋轉機器的軸以及軸向互連到電旋轉機器的轉子的葉片。本發明的另一方面公開了一種包括該系統的電旋轉機器。
【專利說明】
電旋轉機器的內部通風系統
技術領域
[0001]本發明公開了一種旋轉電機的內部通風系統的徑向風扇轉子，該徑向風扇轉子由優選地平坦輪廓的盤構成，該盤同軸地附接到旋轉電機的軸，且軸向地附接到旋轉電機的轉子輪葉。在另一方面，本發明公開了一種包括上述系統的旋轉電機。
【背景技術】
[0002]在旋轉電機中，有效的熱交換系統的存在，對于將旋轉電機的部件的溫度保持在工程要求的正常操作條件下，是必不可少的。盡管旋轉電機運行在高性能水平，一小部分的電能在轉換為機械能時，最終成為了熱能，反之亦然。
[0003]旋轉電機內部的熱能的移除可以是直接或間接地發生的。
[0004]熱能的直接移除發生在開放的防滴(opendrip-proof，0DP)旋轉電機中，換句話說，是通過機器的部件，特別是線圈頭、定子、轉子和短路環，與冷卻流體(通常為空氣)的直接接觸，因為這些部件是造成將電能轉化為熱能的轉換過程的原因。在這個過程中，熱能直接轉移到冷卻流體中，其中冷卻流體是不斷更新的。產生熱能從機器部件向冷卻流體的過渡的主要物理機制被稱為強制對流，且基本上取決于與冷卻流體接觸的熱交換表面的面積和該流體在該表面上的速度，其中，這兩個參數的不同組合產生不同的熱交換系數值。
[0005]熱能的間接移除發生在全封閉(totallyenclosed，TE)旋轉電機中。在這種情況下，通常有兩個冷卻回路，一個在機器內部而另一個在機器外部，且每個回路的流體(通常是空氣)不相互接觸。
[0006]在內部回路中、內部通風系統產生的壓力差使得空氣被擾亂，促進了冷卻流體與機器部件，特別是線圈頭、定子、轉子和短路環的接觸。冷卻流體從這些組件的表面移除熱能，并將該能量轉移到固體的表面上，其中，固體材料通常是旋轉電機的外殼和蓋子。反過來，外殼和蓋子與外部冷卻回路接觸。關于內部通風回路，也應該提到，該回路可能會也可能不促進位于旋轉電機的機器前部和后部的冷卻流體內部之間的流通。在內部回路中，旋轉電機的部件的熱能的主要消除機制也是強制對流機制。
[0007]內部通風回路的存在有助于減少和平均旋轉電機內的溫度分布，排除導致熱點的局部熱能集中。
[0008]外部冷卻系統通常具有外部通風系統，該外部通風系統產生壓力差，造成在形成旋轉電機的外殼的固體表面上的冷卻流體(通常是空氣)的紊亂。熱能從固體表面被移除，并轉移到外部冷卻流體中。熱傳導機制使得通過固體結構產生的從內部回路到外部冷卻回路的熱能轉移成為可能。
[0009]在本領域中，有許多關于旋轉電機的內部通風系統的應用的提議。通常，內部通風系統，其中分別產生于旋轉電機的前部和后部的內部冷卻流體部分之間發生流通，是由具有特定幾何形狀的風扇轉子和擴展管組成的，其目的是將風扇轉子連接到旋轉電機的轉子上。相應地，機器轉子具有用于使旋轉電機的冷卻流體通過的通孔，該通孔使冷卻流體的前部向后部流通，反之亦然。冷卻流體的從前部向后部的回流，是通過旋轉電機的外殼上的流通通道來保證，反之亦然。
[0010]專利文件US5747900提出了一種風冷旋轉電機，介紹了一種內部通風系統，包括位于旋轉電機后部的風扇轉子。在內部，旋轉電機被構造為在其外殼、定子和轉子上具有通道，允許空氣流通。旋轉電機的外殼的前部和后部上均有多個具有通孔的盤。因此，該旋轉電機是通過周圍空氣的強制對流來冷卻的。
[0011]實用新型CN202183712描寫了一種改良的用于旋轉電機的轉子，該轉子自身內部具有通風通道，其中風扇轉子附接到其中一個末端。這種設計中，通風系統附接到旋轉電機的轉子，減少了組件的數量并簡化了結構。
[0012]類似地，實用新型CN201403011揭示了一種用于旋轉電機的轉子的通風結構。該轉子結構具有結合于該轉子的通風通道和鋁制輪葉。在這種構造中，旋轉電機的轉子使得冷卻流體在內部通風回路中運動，排除了對專用組件的需求。
[0013]實用新型CN201260067描寫了一種同時在發電機的前部和后部進行熱交換的旋轉電機，增加了機器的效率。在這個方案中，轉子鼠籠兩端的突起與內部葉片結構一體成型，通過通道內的空氣循環提高冷卻效果。
[0014]可選地，實用新型CN202160076描述了一種用于平衡旋轉電機的結構的具有通孔的盤，用于減少操作中的發電機振動。
[0015]受上述的文件啟發，本申請得出的解決方案，旨在改良冷卻系統，以減少復雜性、減少零部件的數量，制造電動引擎并維持電動引擎的成本。
[0016]因此，在旋轉電機的制造中，有必要提出關于熱交換的解決方案而不增加程序和成本的方法。
[0017]從動態的角度來看，適用于本領域的情況下的風扇轉子是單獨制造并隨后組裝的。這些轉子具有相當大的，通常是復雜的，幾何形狀和尺寸，這常常趨向于導致剩余不平衡。因此，在將風扇轉子安裝到旋轉電機的轉子上之前，需要對風扇轉子進行預先平衡的工序。
【發明內容】
[0018]本發明的目的是解決本領域的問題，揭示一種組裝簡單的內部通風系統，其中風扇轉子的一部分由旋轉電機的轉子(O )，特別是由輪葉(I)和優選地平坦輪廓的盤(3)構成。
[0019]本發明公開了一種旋轉電機的內部通風系統的徑向風扇轉子。該轉子由優選地平坦輪廓的盤(3)構成，該盤同軸地附接到旋轉電機的軸(2)并軸向地附接到旋轉電機的轉子
(O)的輪葉(I)。該盤與旋轉電機的轉子(O)的輪葉(I)的連接形成徑向風扇轉子，因為輪葉在旋轉電機的轉子(O)進入鼠籠的時刻形成，復雜度和成本低，輪葉也可以通過任何能獲得輪葉的方法形成。
[0020]在旋轉電機的操作中，旋轉電機的轉子(O)的旋轉運動同時帶動風扇轉子，該風扇轉子由優選地平坦輪廓的盤(3)和轉子(O)的輪葉(I)構成。該旋轉運動使得風扇轉子的上游(10)的氣壓降低而風扇轉子的下游(11)的氣壓增加。這種壓力差促使位于旋轉電機內的冷卻流體紊亂。冷卻流體穿過的路徑包括通過旋轉電機的轉子(O)的內部，被引向風扇轉子，其中風扇轉子由優選地平坦輪廓的盤(3)和轉子(O)的輪葉(I)形成。然后，該氣流被驅動朝向旋轉電機的蓋子(5)，繞向位于機器外殼上的導管(6) ο該導管(6)將流向機器的另一部分，其中氣流再次通過旋轉電機的轉子(O)的內部，重新開始循環。
[0021]此外，相同的優選地平坦輪廓的盤(3)可以通過增加多個孔(4)作平衡盤的功能。
[0022]從流體動力學的角度來看，本發明是簡單的，因為風扇轉子的形成，僅通過旋轉電機的轉子(O)的輪葉(I)和優選地平坦輪廓的盤(3)互連到彼此。以這種方式，風扇的轉子部件不再是單獨的，而是兩個組件，即優選地平坦輪廓的盤(3)與旋轉電機的轉子(O)的輪葉(I)耦合的結果。
[0023]優選地，旋轉電機的轉子的輪葉(I)通過壓力灌注工藝獲得，且用于塑造這些輪葉
(I)的工具，最好是通過精密加工工藝制造的，能得到低的剩余不平衡。優選地平坦輪廓的盤(3)具有簡單的幾何形狀，也能得到低的剩余不平衡。這樣，排除了在旋轉電機的轉子(O)的最終裝配過程之前進行平衡的必要。
【附圖說明】
[0024]圖1示出了一實施例的具有內部通風系統的旋轉電機的立體截面圖；
[0025]圖2示出了一實施例的旋轉電機的轉子(O)和內部通風系統的風扇轉子的組裝件的立體圖；
[0026]圖3示出了一實施例的旋轉電機的轉子(O)和內部通風系統的風扇轉子的組裝件的部分立體圖；
[0027]圖4示出了一實施例的具有由內部通風系統提供的冷卻流體的內部流動組裝件的旋轉電機的截面圖。
【具體實施方式】
[0028]參考圖1至圖3，該系統包括優選地平坦輪廓的盤(3)，該盤具有多個通孔(4)并附接到旋轉電機的轉子(O)的輪葉(I)。
[0029]圖1示出了旋轉電機的轉子(O)的位置，其中旋轉電機內的內部通風系統與機器的軸(2)同軸地設置。
[0030]圖2和圖3示出了優選的旋轉電機的轉子(O)的結構，包括優選地平坦輪廓的盤
(3)，該盤與轉子的軸(2)同軸地附接到旋轉電機的輪葉(I)。在這種構造中，旋轉電機的轉子的輪葉(I)具有徑向風扇轉子的葉片的作用。
[0031]圖4示出了當系統使用空氣作為冷卻流體時，在機器外殼內的冷卻流體的流動。
【主權項】
1.一種旋轉電機的內部通風系統，其特征在于，引擎轉子(0)、多個輪葉(I)和優選地平坦輪廓的盤(3)附接到彼此，當所述引擎轉子(O)旋轉時，所述引擎轉子(O)、所述多個輪葉(I)和所述盤(3)—起旋轉，使得所述輪葉(I)類似于風扇的葉片來起作用。2.根據權利要求1所述的旋轉電機的內部通風系統，其特征在于，所述優選地平坦輪廓的盤(3)包括多個孔(4)，所述孔(4)實現所述旋轉電機的轉子平衡。3.根據上述權利要求中任意一項所述的旋轉電機的內部通風系統，其特征在于，所述優選地平坦輪廓的盤(3)是由金屬材料制造的。4.根據上述權利要求中任意一項所述的旋轉電機的內部通風系統，其特征在于，所述優選地平坦輪廓的盤(3)是由非金屬材料制造的。5.根據上述權利要求中任意一項所述的旋轉電機的內部通風系統，其特征在于，所述輪葉(I)的形狀和設置產生具有直的葉片的徑向風扇轉子。6.根據上述權利要求中任意一項所述的旋轉電機的內部通風系統，其特征在于，所述輪葉(I)的形狀和設置產生具有傾斜的葉片的徑向風扇轉子。7.根據上述權利要求中任意一項所述的旋轉電機的內部通風系統，其特征在于，所述盤(3)在與輪葉接觸的區域上具有平坦的輪廓。8.根據上述權利要求中任意一項所述的旋轉電機的內部通風系統，其特征在于，所述優選地平坦輪廓的盤(3)由單個或分段的組件形成。
【文檔編號】H02K9/04GK105960751SQ201480074840
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2014年2月5日
【發明人】切薩里奧·卡夏諾·安圖內斯
【申請人】萬高電機設備公司