带有多结构组合式槽钢的电机转子通风结构制造技术

本发明专利技术涉及一种带有多结构组合式槽钢的电机转子通风结构，主要包括径向通风沟、转子齿、轴向通风道、转子铁心以及槽钢。转子铁心沿轴向均匀分成数段，相邻转子铁心之间留有一定空隙，形成径向通风沟，相邻的分段转子铁心的转子齿在轴向上一一对应，槽钢位于径向通风沟中并沿圆周分布，并安装在相邻分段转子铁心的转子齿之间，相邻分段转子铁心的每个转子齿之间放置有两根矩形截面直线型槽钢和一根工字形截面流线型槽钢，转子铁心靠近转轴处开槽，形成轴向通风道，为冷却介质流动提供通路，本发明专利技术所述结构可以改善转子内冷却介质的流通路径，提升冷却介质流动效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种带有多结构组合式槽钢的电机转子通风结构，属于电机通风技术及设计制造领域。
技术介绍
在大功率密度电机内部，电机转子铁心分段，铁心段之间形成径向通风道，内附槽钢，起支撑部件的作用。与此同时，在电机转动过程中，转子通风槽钢一定程度上可以起到风扇的作用，并且能够改善冷却介质流动特性。中国专利号为201320330289.4所述的工形截面槽钢，可有效提升强度，但没有充分考虑槽钢改变气体流动的作用；中国专利号为201420848187.6所述的多转折结构槽钢，打流过破通风沟的冷却气体之间的边界层，增加散热面积，但连接处风阻较大容易形成涡流。上述两种槽钢结构均未能高效利用槽钢的导流性能及扇风性能。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是：克服现有电机由于转子通风槽钢利用率不高而导致的通风效果差的问题，提出有效提升转子驱风能力的通风结构，使电机内部冷却介质流动效率相对提高，冷却效果有所改善。本专利技术的技术解决方案为：带有多结构组合式槽钢的电机转子通风结构，主要包括径向通风沟(1)、转子齿(2)、轴向通风道(3)、转子铁心(4)以及槽钢(5)。转子铁心(4)沿轴向均匀分成数段，段数n与电机转子轴向长度D有关，即n＝5.3×10-3D～4.8×10-3D。相邻转子铁心(4)之间留有一定空隙，形成径向通风沟(1)，径向通风沟(1)的轴向宽度L与电机转子内径R1、转子外径R2和轴向长度D有关，即L＝[(D-3R2+3R1)/150]2～[(D-3R2+3R1)/130]2。相邻的分段转子铁心(4)的转子齿(2)在轴向上一一对应，槽钢(5)位于径向通风沟(1)中并沿圆周分布，并安装在相邻分段转子铁心(4)的转子齿(2)之间，相邻分段转子铁心(4)的每个转子齿(2)之间放置有三根槽钢(5)，转子铁心(4)靠近转轴处开槽，形成轴向通风道(3)，为冷却介质流动提供通路，其中，轴向通风道(3)截面设计为圆形，直径Φ与电机转子内径R1、转子外径R2有关，即Φ＝1/7(R2-R1)～1/6(R2-R1)，轴向通风道(3)离转轴最近处与转子铁心(4)内圆之间的径向距离W＝1/2Φ，相邻两轴向通风道(3)中心点与转子铁心(4)原点连线的夹角α＝18°。所述三根槽钢分为三种规格，一种为矩形截面直线型槽钢，其分为两种不同长度，较长的矩形截面直线型槽钢用“长钢”指代，较短的矩形截面直线型槽钢用“短钢”指代；另一种为工字形截面流线型槽钢，其长度介于上述两种矩形截面直线型槽钢长度之间，用“中钢”指代。工字形截面流线型槽钢高度L2与电机转子内径R1、转子外径R2和轴向长度D有关，为L2＝[(D-3R2+3R1)/150]2～[(D-3R2+3R1)/130]2，槽钢截面宽W2与槽钢高度L2有关，为W2＝1/2L2～1/3L2，槽钢腹板宽W3与槽钢截面宽W2有关，为W3＝1/2W2～1/3W2，槽钢缘板高L3与槽钢高度L2有关，为L3＝0.09L2～0.11L2，槽钢缘板靠近腹板侧的斜边和腹板边夹角β设计为130°～136°，矩形截面直线型槽钢高度L4与电机转子内径R1、转子外径R2和轴向长度D有关，为L4＝[(D-3R2+3R1)/150]2～[(D-3R2+3R1)/130]2，槽钢截面宽W4与槽钢高度L4有关，为W4＝1/2L4～1/3L4。工字形截面流线型槽钢宽度W1与槽钢截面宽度W2有关，为W1＝1.79W2～1.85W2，工字形截面流线型槽钢的弧段半径R3与槽钢高度L2有关，为R3＝4.3L2～4.6L2，一个弧段的直线长度L1＝1.93R3。所述长钢长度L7＝(2R2-R1)/15～(2R2-R1)/13，短钢长度L5＝(2R2-R1)/36～(2R2-R1)/33。中钢为工字形截面流线型槽钢，由3.5个弧段组成，长度与电机转子内径R1和转子外径R2有关，为L6＝(2R2-R1)/21～(2R2-R1)/19。所述各槽钢安装于两个转子齿轴向之间的通风沟内，每个齿上安装三根槽钢，分别为一根上述的长钢，一根上述中钢和一根上述短钢。槽钢距离铁心边缘距离W5与齿宽度L8有关，即W5＝L8/10。在槽钢远轴端，短钢距离其最近齿边的距离L9与槽钢高度L2有关，L9＝L2/2～2L2/3。长钢在槽钢远轴端距其最近齿边距离L10与短钢距离其最近齿边的距离L9相等，即L10＝L9，中钢与距长钢最近齿边的距离L11与流线型槽钢宽度W1、齿宽L8和槽钢截面宽度W2有关，即L11＝L8/2-(W1-W2)/4。中钢和短钢之间最短间距为L12＝L8/5-(W1-W2)/4，整体上，长钢、中钢和短钢在圆周上呈规律性分布，相邻三个转子齿对应的槽钢为一组，任意一个组的三齿上的槽钢(图8中I、II、III)优选安装方式按顺时针方向依次为“短钢”、“中钢”、“长钢”、“短钢”、“中钢”、“长钢”、“长钢”、“中钢”、“短钢”。本专利技术与现有技术相比的优点在于：相邻分段转子铁心的每个转子齿之间放置有两根矩形截面直线型槽钢和一根工字形截面流线型槽钢，从不同程度改变流经转子风量，增强电机内部气体流动性能，达到更好的冷却效果，使电机在相同运行状态下温度更低。附图说明图1为电机转子铁心通风结构示意图；图2为图1中A部分放大图；图3为图1中电机转子铁心通风结构的主视图和右视图，其中图3a为主视图，图3b为右视图；图4为工字形截面流线形转子槽钢示意图及俯视图，其中图4a为工字形截面流线形转子槽钢示意图，图4b为工字形截面流线形转子槽钢俯视图；图5为矩形截面直线形转子槽钢示意图；图6为工字形截面流线形槽钢和矩形截面直线形槽钢截面图，其中图6a为工字形截面流线形槽钢截面图，图6b为矩形截面直线形槽钢截面图；图7为电机一个转子径向通风沟截面内槽钢分布示意图；图8为图7中B部分放大图；图9为图8中C部分放大图。具体实施方式下面根据附图详细阐述本专利技术优选的实施方式。如图1、图2和图3所示(图2为图1中A部分放大图，图3a为图1主视图，图3b为图1右视图)，本专利技术所述的带有多结构组合式槽钢的电机转子通风结构，主要包括径向通风沟(1)、转子齿(2)、轴向通风道(3)、转子铁心(4)以及槽钢(5)。对于容量在1MW～1000MW的大型电机中，转子铁心(4)沿轴向均匀分成数段，段数n与电机转子轴向长度D有关，即n＝5.3×10-3D～4.8×10-3D。相邻转子铁心(4)之间留有一定空隙，形成径向通风沟(1)，径向通风沟(1)的轴向宽度L与电机转子内径R1、转子外径R2和轴向长度D有关，即L＝[(D-3R2+3R1)/150]2～[(D-3R2+3R1)/130]2。相邻的分段转子铁心(4)的转子齿(2)在轴向上一一对应，槽钢(5)位于径向通风沟(1)中并沿圆周分布，并安装在相邻分段转子铁心(4)的转子齿(2)之间，相邻分段转子铁心(4)的每个转子齿(2)之间放置有三根槽钢(5)，转子铁心(4)靠近转轴处开槽，形成轴向通风道(3)，为冷却介质流动提供通路，其中，轴向通风道(3)截面设计为圆形，直径Φ与电机转子内径R1、转子外径R2有关，即Φ＝1/7(R2-R1)～1/6(R2-R1)，轴向通风道(3)离转轴最近处与转子铁心(本文档来自技高网...

【技术保护点】
带有多结构组合式槽钢的电机转子通风结构，其特征在于：主要包括径向通风沟(1)、转子齿(2)、轴向通风道(3)、转子铁心(4)以及槽钢(5)。转子铁心(4)沿轴向均匀分成数段，段数n与电机转子轴向长度D有关，即n＝5.3×10‑3D～4.8×10‑3D。相邻转子铁心(4)之间留有一定空隙，形成径向通风沟(1)，径向通风沟(1)的轴向宽度L与电机转子内径R1、转子外径R2和轴向长度D有关，即L＝[(D‑3R2+3R1)/150]2～[(D‑3R2+3R1)/130]2。相邻的分段转子铁心(4)的转子齿(2)在轴向上一一对应，槽钢(5)位于径向通风沟(1)中并沿圆周分布，并安装在相邻分段转子铁心(4)的转子齿(2)之间，相邻分段转子铁心(4)的每个转子齿(2)之间放置有三根槽钢(5)，转子铁心(4)靠近转轴处开槽，形成轴向通风道(3)，为冷却介质流动提供通路，其中，轴向通风道(3)截面设计为圆形，直径Φ与电机转子内径R1、转子外径R2有关，即Φ＝1/7(R2‑R1)～1/6(R2‑R1)，轴向通风道(3)离转轴最近处与转子铁心(4)内圆之间的径向距离W＝1/2Φ，相邻两轴向通风道(3)中心点与转子铁心(4)原点连线的夹角α＝18°。所述三根槽钢分为两根不同长度的矩形截面直线型槽钢和一根工字形截面流线型槽钢，工字形截面流线型槽钢高度L2与电机转子内径R1、转子外径R2和轴向长度D有关，为L2＝[(D‑3R2+3R1)/150]2～[(D‑3R2+3R1)/130]2，槽钢截面宽W2与槽钢高度L2有关，为W2＝1/2L2～1/3L2，槽钢腹板宽W3与槽钢截面宽W2有关，为W3＝1/2W2～1/3W2，槽钢缘板高L3与槽钢高度L2有关，为L3＝0.09L2～0.11L2，槽钢缘板靠近腹板侧的斜边和腹板边夹角β设计为130°～136°，矩形截面直线型槽钢高度L4与电机转子内径R1、转子外径R2和轴向长度D有关，为L4＝[(D‑3R2+3R1)/150]2～[(D‑3R2+3R1)/130]2，槽钢截面宽W4与槽钢高度L4有关，为W4＝1/2L4～1/3L4。工字形截面流线型槽钢宽度W1与槽钢截面宽度W2有关，为W1＝1.79W2～1.85W2，工字形截面流线型槽钢的弧段半径R3与槽钢高度L2有关，为R3＝4.3L2～4.6L2，一个弧段的直线长度L1＝1.93R3。...

【技术特征摘要】
1.带有多结构组合式槽钢的电机转子通风结构，其特征在于：主要包括径向通风沟(1)、转子齿(2)、轴向通风道(3)、转子铁心(4)以及槽钢(5)。转子铁心(4)沿轴向均匀分成数段，段数n与电机转子轴向长度D有关，即n＝5.3×10-3D～4.8×10-3D。相邻转子铁心(4)之间留有一定空隙，形成径向通风沟(1)，径向通风沟(1)的轴向宽度L与电机转子内径R1、转子外径R2和轴向长度D有关，即L＝[(D-3R2+3R1)/150]2～[(D-3R2+3R1)/130]2。相邻的分段转子铁心(4)的转子齿(2)在轴向上一一对应，槽钢(5)位于径向通风沟(1)中并沿圆周分布，并安装在相邻分段转子铁心(4)的转子齿(2)之间，相邻分段转子铁心(4)的每个转子齿(2)之间放置有三根槽钢(5)，转子铁心(4)靠近转轴处开槽，形成轴向通风道(3)，为冷却介质流动提供通路，其中，轴向通风道(3)截面设计为圆形，直径Φ与电机转子内径R1、转子外径R2有关，即Φ＝1/7(R2-R1)～1/6(R2-R1)，轴向通风道(3)离转轴最近处与转子铁心(4)内圆之间的径向距离W＝1/2Φ，相邻两轴向通风道(3)中心点与转子铁心(4)原点连线的夹角α＝18°。所述三根槽钢分为两根不同长度的矩形截面直线型槽钢和一根工字形截面流线型槽钢，工字形截面流线型槽钢高度L2与电机转子内径R1、转子外径R2和轴向长度D有关，为L2＝[(D-3R2+3R1)/150]2～[(D-3R2+3R1)/130]2，槽钢截面宽W2与槽钢高度L2有关，为W2＝1/2L2～1/3L2，槽钢腹板宽W3与槽钢截面宽W2有关，为W3＝1/2W2～1/3W2，槽钢缘板高L3与槽钢高度L2有关，为L3＝0.09L2～0.11L2，槽钢缘板靠近腹板侧的斜边和腹板边夹角β设计为130°～136°，矩形截面直线型槽钢高度L4与电机转子内径R1、转子外径R2和轴向长度D有关，为L4＝[(D-3R2+3R1)/...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏静微，顾扬，武会延，王昌昱，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23