電旋轉(zhuǎn)機(jī)器的內(nèi)部通風(fēng)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種電旋轉(zhuǎn)機(jī)器的內(nèi)部通風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)器轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子由具有優(yōu)選地平坦輪廓的盤構(gòu)成且優(yōu)選地同軸地互連到電旋轉(zhuǎn)機(jī)器的軸以及軸向互連到電旋轉(zhuǎn)機(jī)器的轉(zhuǎn)子的葉片。本發(fā)明的另一方面公開(kāi)了一種包括該系統(tǒng)的電旋轉(zhuǎn)機(jī)器。
【專利說(shuō)明】
電旋轉(zhuǎn)機(jī)器的內(nèi)部通風(fēng)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明公開(kāi)了一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)的內(nèi)部通風(fēng)系統(tǒng)的徑向風(fēng)扇轉(zhuǎn)子，該徑向風(fēng)扇轉(zhuǎn)子由優(yōu)選地平坦輪廓的盤構(gòu)成，該盤同軸地附接到旋轉(zhuǎn)電機(jī)的軸，且軸向地附接到旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子輪葉。在另一方面，本發(fā)明公開(kāi)了一種包括上述系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]在旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，有效的熱交換系統(tǒng)的存在，對(duì)于將旋轉(zhuǎn)電機(jī)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(zhuǎn)電機(jī)運(yùn)行在高性能水平，一小部分的電能在轉(zhuǎn)換為機(jī)械能時(shí)，最終成為了熱能，反之亦然。
[0003]旋轉(zhuǎn)電機(jī)內(nèi)部的熱能的移除可以是直接或間接地發(fā)生的。
[0004]熱能的直接移除發(fā)生在開(kāi)放的防滴(opendrip-proof，0DP)旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，換句話說(shuō)，是通過(guò)機(jī)器的部件，特別是線圈頭、定子、轉(zhuǎn)子和短路環(huán)，與冷卻流體(通常為空氣)的直接接觸，因?yàn)檫@些部件是造成將電能轉(zhuǎn)化為熱能的轉(zhuǎn)換過(guò)程的原因。在這個(gè)過(guò)程中，熱能直接轉(zhuǎn)移到冷卻流體中，其中冷卻流體是不斷更新的。產(chǎn)生熱能從機(jī)器部件向冷卻流體的過(guò)渡的主要物理機(jī)制被稱為強(qiáng)制對(duì)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(gè)參數(shù)的不同組合產(chǎn)生不同的熱交換系數(shù)值。
[0005]熱能的間接移除發(fā)生在全封閉(totallyenclosed，TE)旋轉(zhuǎn)電機(jī)中。在這種情況下，通常有兩個(gè)冷卻回路，一個(gè)在機(jī)器內(nèi)部而另一個(gè)在機(jī)器外部，且每個(gè)回路的流體(通常是空氣)不相互接觸。
[0006]在內(nèi)部回路中、內(nèi)部通風(fēng)系統(tǒng)產(chǎn)生的壓力差使得空氣被擾亂，促進(jìn)了冷卻流體與機(jī)器部件，特別是線圈頭、定子、轉(zhuǎn)子和短路環(huán)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(zhuǎn)移到固體的表面上，其中，固體材料通常是旋轉(zhuǎn)電機(jī)的外殼和蓋子。反過(guò)來(lái)，外殼和蓋子與外部冷卻回路接觸。關(guān)于內(nèi)部通風(fēng)回路，也應(yīng)該提到，該回路可能會(huì)也可能不促進(jìn)位于旋轉(zhuǎn)電機(jī)的機(jī)器前部和后部的冷卻流體內(nèi)部之間的流通。在內(nèi)部回路中，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的部件的熱能的主要消除機(jī)制也是強(qiáng)制對(duì)流機(jī)制。
[0007]內(nèi)部通風(fēng)回路的存在有助于減少和平均旋轉(zhuǎn)電機(jī)內(nèi)的溫度分布，排除導(dǎo)致熱點(diǎn)的局部熱能集中。
[0008]外部冷卻系統(tǒng)通常具有外部通風(fēng)系統(tǒng)，該外部通風(fēng)系統(tǒng)產(chǎn)生壓力差，造成在形成旋轉(zhuǎn)電機(jī)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(zhuǎn)移到外部冷卻流體中。熱傳導(dǎo)機(jī)制使得通過(guò)固體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的從內(nèi)部回路到外部冷卻回路的熱能轉(zhuǎn)移成為可能。
[0009]在本領(lǐng)域中，有許多關(guān)于旋轉(zhuǎn)電機(jī)的內(nèi)部通風(fēng)系統(tǒng)的應(yīng)用的提議。通常，內(nèi)部通風(fēng)系統(tǒng)，其中分別產(chǎn)生于旋轉(zhuǎn)電機(jī)的前部和后部的內(nèi)部冷卻流體部分之間發(fā)生流通，是由具有特定幾何形狀的風(fēng)扇轉(zhuǎn)子和擴(kuò)展管組成的，其目的是將風(fēng)扇轉(zhuǎn)子連接到旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上。相應(yīng)地，機(jī)器轉(zhuǎn)子具有用于使旋轉(zhuǎn)電機(jī)的冷卻流體通過(guò)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(guò)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的外殼上的流通通道來(lái)保證，反之亦然。
[0010]專利文件US5747900提出了一種風(fēng)冷旋轉(zhuǎn)電機(jī)，介紹了一種內(nèi)部通風(fēng)系統(tǒng)，包括位于旋轉(zhuǎn)電機(jī)后部的風(fēng)扇轉(zhuǎn)子。在內(nèi)部，旋轉(zhuǎn)電機(jī)被構(gòu)造為在其外殼、定子和轉(zhuǎn)子上具有通道，允許空氣流通。旋轉(zhuǎn)電機(jī)的外殼的前部和后部上均有多個(gè)具有通孔的盤。因此，該旋轉(zhuǎn)電機(jī)是通過(guò)周圍空氣的強(qiáng)制對(duì)流來(lái)冷卻的。
[0011]實(shí)用新型CN202183712描寫了一種改良的用于旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子自身內(nèi)部具有通風(fēng)通道，其中風(fēng)扇轉(zhuǎn)子附接到其中一個(gè)末端。這種設(shè)計(jì)中，通風(fēng)系統(tǒng)附接到旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，減少了組件的數(shù)量并簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)。
[0012]類似地，實(shí)用新型CN201403011揭示了一種用于旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的通風(fēng)結(jié)構(gòu)。該轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)具有結(jié)合于該轉(zhuǎn)子的通風(fēng)通道和鋁制輪葉。在這種構(gòu)造中，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子使得冷卻流體在內(nèi)部通風(fēng)回路中運(yùn)動(dòng)，排除了對(duì)專用組件的需求。
[0013]實(shí)用新型CN201260067描寫了一種同時(shí)在發(fā)電機(jī)的前部和后部進(jìn)行熱交換的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，增加了機(jī)器的效率。在這個(gè)方案中，轉(zhuǎn)子鼠籠兩端的突起與內(nèi)部葉片結(jié)構(gòu)一體成型，通過(guò)通道內(nèi)的空氣循環(huán)提高冷卻效果。
[0014]可選地，實(shí)用新型CN202160076描述了一種用于平衡旋轉(zhuǎn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)的具有通孔的盤，用于減少操作中的發(fā)電機(jī)振動(dòng)。
[0015]受上述的文件啟發(fā)，本申請(qǐng)得出的解決方案，旨在改良冷卻系統(tǒng)，以減少?gòu)?fù)雜性、減少零部件的數(shù)量，制造電動(dòng)引擎并維持電動(dòng)引擎的成本。
[0016]因此，在旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制造中，有必要提出關(guān)于熱交換的解決方案而不增加程序和成本的方法。
[0017]從動(dòng)態(tài)的角度來(lái)看，適用于本領(lǐng)域的情況下的風(fēng)扇轉(zhuǎn)子是單獨(dú)制造并隨后組裝的。這些轉(zhuǎn)子具有相當(dāng)大的，通常是復(fù)雜的，幾何形狀和尺寸，這常常趨向于導(dǎo)致剩余不平衡。因此，在將風(fēng)扇轉(zhuǎn)子安裝到旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上之前，需要對(duì)風(fēng)扇轉(zhuǎn)子進(jìn)行預(yù)先平衡的工序。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]本發(fā)明的目的是解決本領(lǐng)域的問(wèn)題，揭示一種組裝簡(jiǎn)單的內(nèi)部通風(fēng)系統(tǒng)，其中風(fēng)扇轉(zhuǎn)子的一部分由旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子(O )，特別是由輪葉(I)和優(yōu)選地平坦輪廓的盤(3)構(gòu)成。
[0019]本發(fā)明公開(kāi)了一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)的內(nèi)部通風(fēng)系統(tǒng)的徑向風(fēng)扇轉(zhuǎn)子。該轉(zhuǎn)子由優(yōu)選地平坦輪廓的盤(3)構(gòu)成，該盤同軸地附接到旋轉(zhuǎn)電機(jī)的軸(2)并軸向地附接到旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子
(O)的輪葉(I)。該盤與旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子(O)的輪葉(I)的連接形成徑向風(fēng)扇轉(zhuǎn)子，因?yàn)檩喨~在旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子(O)進(jìn)入鼠籠的時(shí)刻形成，復(fù)雜度和成本低，輪葉也可以通過(guò)任何能獲得輪葉的方法形成。
[0020]在旋轉(zhuǎn)電機(jī)的操作中，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子(O)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)同時(shí)帶動(dòng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)子，該風(fēng)扇轉(zhuǎn)子由優(yōu)選地平坦輪廓的盤(3)和轉(zhuǎn)子(O)的輪葉(I)構(gòu)成。該旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使得風(fēng)扇轉(zhuǎn)子的上游(10)的氣壓降低而風(fēng)扇轉(zhuǎn)子的下游(11)的氣壓增加。這種壓力差促使位于旋轉(zhuǎn)電機(jī)內(nèi)的冷卻流體紊亂。冷卻流體穿過(guò)的路徑包括通過(guò)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子(O)的內(nèi)部，被引向風(fēng)扇轉(zhuǎn)子，其中風(fēng)扇轉(zhuǎn)子由優(yōu)選地平坦輪廓的盤(3)和轉(zhuǎn)子(O)的輪葉(I)形成。然后，該氣流被驅(qū)動(dòng)朝向旋轉(zhuǎn)電機(jī)的蓋子(5)，繞向位于機(jī)器外殼上的導(dǎo)管(6) ο該導(dǎo)管(6)將流向機(jī)器的另一部分，其中氣流再次通過(guò)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子(O)的內(nèi)部，重新開(kāi)始循環(huán)。
[0021]此外，相同的優(yōu)選地平坦輪廓的盤(3)可以通過(guò)增加多個(gè)孔(4)作平衡盤的功能。
[0022]從流體動(dòng)力學(xué)的角度來(lái)看，本發(fā)明是簡(jiǎn)單的，因?yàn)轱L(fēng)扇轉(zhuǎn)子的形成，僅通過(guò)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子(O)的輪葉(I)和優(yōu)選地平坦輪廓的盤(3)互連到彼此。以這種方式，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)子部件不再是單獨(dú)的，而是兩個(gè)組件，即優(yōu)選地平坦輪廓的盤(3)與旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子(O)的輪葉(I)耦合的結(jié)果。
[0023]優(yōu)選地，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的輪葉(I)通過(guò)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(guò)精密加工工藝制造的，能得到低的剩余不平衡。優(yōu)選地平坦輪廓的盤(3)具有簡(jiǎn)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(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子(O)的最終裝配過(guò)程之前進(jìn)行平衡的必要。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1示出了一實(shí)施例的具有內(nèi)部通風(fēng)系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的立體截面圖；
[0025]圖2示出了一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子(O)和內(nèi)部通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)扇轉(zhuǎn)子的組裝件的立體圖；
[0026]圖3示出了一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子(O)和內(nèi)部通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)扇轉(zhuǎn)子的組裝件的部分立體圖；
[0027]圖4示出了一實(shí)施例的具有由內(nèi)部通風(fēng)系統(tǒng)提供的冷卻流體的內(nèi)部流動(dòng)組裝件的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]參考圖1至圖3，該系統(tǒng)包括優(yōu)選地平坦輪廓的盤(3)，該盤具有多個(gè)通孔(4)并附接到旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子(O)的輪葉(I)。
[0029]圖1示出了旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子(O)的位置，其中旋轉(zhuǎn)電機(jī)內(nèi)的內(nèi)部通風(fēng)系統(tǒng)與機(jī)器的軸(2)同軸地設(shè)置。
[0030]圖2和圖3示出了優(yōu)選的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子(O)的結(jié)構(gòu)，包括優(yōu)選地平坦輪廓的盤
(3)，該盤與轉(zhuǎn)子的軸(2)同軸地附接到旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輪葉(I)。在這種構(gòu)造中，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的輪葉(I)具有徑向風(fēng)扇轉(zhuǎn)子的葉片的作用。
[0031]圖4示出了當(dāng)系統(tǒng)使用空氣作為冷卻流體時(shí)，在機(jī)器外殼內(nèi)的冷卻流體的流動(dòng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)的內(nèi)部通風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于，引擎轉(zhuǎn)子(0)、多個(gè)輪葉(I)和優(yōu)選地平坦輪廓的盤(3)附接到彼此，當(dāng)所述引擎轉(zhuǎn)子(O)旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述引擎轉(zhuǎn)子(O)、所述多個(gè)輪葉(I)和所述盤(3)—起旋轉(zhuǎn)，使得所述輪葉(I)類似于風(fēng)扇的葉片來(lái)起作用。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的內(nèi)部通風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于，所述優(yōu)選地平坦輪廓的盤(3)包括多個(gè)孔(4)，所述孔(4)實(shí)現(xiàn)所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子平衡。3.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的內(nèi)部通風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于，所述優(yōu)選地平坦輪廓的盤(3)是由金屬材料制造的。4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的內(nèi)部通風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于，所述優(yōu)選地平坦輪廓的盤(3)是由非金屬材料制造的。5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的內(nèi)部通風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于，所述輪葉(I)的形狀和設(shè)置產(chǎn)生具有直的葉片的徑向風(fēng)扇轉(zhuǎn)子。6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的內(nèi)部通風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于，所述輪葉(I)的形狀和設(shè)置產(chǎn)生具有傾斜的葉片的徑向風(fēng)扇轉(zhuǎn)子。7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的內(nèi)部通風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于，所述盤(3)在與輪葉接觸的區(qū)域上具有平坦的輪廓。8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的內(nèi)部通風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于，所述優(yōu)選地平坦輪廓的盤(3)由單個(gè)或分段的組件形成。
【文檔編號(hào)】H02K9/04GK105960751SQ201480074840
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2014年2月5日
【發(fā)明人】切薩里奧·卡夏諾·安圖內(nèi)斯
【申請(qǐng)人】萬(wàn)高電機(jī)設(shè)備公司