电旋转机器的内部通风系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种电旋转机器的内部通风系统的通风器转子，所述转子由具有优选地平坦轮廓的盘构成且优选地同轴地互连到电旋转机器的轴以及轴向互连到电旋转机器的转子的叶片。本发明的另一方面公开了一种包括该系统的电旋转机器。
【专利说明】
电旋转机器的内部通风系统
技术领域
[0001]本发明公开了一种旋转电机的内部通风系统的径向风扇转子，该径向风扇转子由优选地平坦轮廓的盘构成，该盘同轴地附接到旋转电机的轴，且轴向地附接到旋转电机的转子轮叶。在另一方面，本发明公开了一种包括上述系统的旋转电机。
【背景技术】
[0002]在旋转电机中，有效的热交换系统的存在，对于将旋转电机的部件的温度保持在工程要求的正常操作条件下，是必不可少的。尽管旋转电机运行在高性能水平，一小部分的电能在转换为机械能时，最终成为了热能，反之亦然。
[0003]旋转电机内部的热能的移除可以是直接或间接地发生的。
[0004]热能的直接移除发生在开放的防滴(opendrip-proof，0DP)旋转电机中，换句话说，是通过机器的部件，特别是线圈头、定子、转子和短路环，与冷却流体(通常为空气)的直接接触，因为这些部件是造成将电能转化为热能的转换过程的原因。在这个过程中，热能直接转移到冷却流体中，其中冷却流体是不断更新的。产生热能从机器部件向冷却流体的过渡的主要物理机制被称为强制对流，且基本上取决于与冷却流体接触的热交换表面的面积和该流体在该表面上的速度，其中，这两个参数的不同组合产生不同的热交换系数值。
[0005]热能的间接移除发生在全封闭(totallyenclosed，TE)旋转电机中。在这种情况下，通常有两个冷却回路，一个在机器内部而另一个在机器外部，且每个回路的流体(通常是空气)不相互接触。
[0006]在内部回路中、内部通风系统产生的压力差使得空气被扰乱，促进了冷却流体与机器部件，特别是线圈头、定子、转子和短路环的接触。冷却流体从这些组件的表面移除热能，并将该能量转移到固体的表面上，其中，固体材料通常是旋转电机的外壳和盖子。反过来，外壳和盖子与外部冷却回路接触。关于内部通风回路，也应该提到，该回路可能会也可能不促进位于旋转电机的机器前部和后部的冷却流体内部之间的流通。在内部回路中，旋转电机的部件的热能的主要消除机制也是强制对流机制。
[0007]内部通风回路的存在有助于减少和平均旋转电机内的温度分布，排除导致热点的局部热能集中。
[0008]外部冷却系统通常具有外部通风系统，该外部通风系统产生压力差，造成在形成旋转电机的外壳的固体表面上的冷却流体(通常是空气)的紊乱。热能从固体表面被移除，并转移到外部冷却流体中。热传导机制使得通过固体结构产生的从内部回路到外部冷却回路的热能转移成为可能。
[0009]在本领域中，有许多关于旋转电机的内部通风系统的应用的提议。通常，内部通风系统，其中分别产生于旋转电机的前部和后部的内部冷却流体部分之间发生流通，是由具有特定几何形状的风扇转子和扩展管组成的，其目的是将风扇转子连接到旋转电机的转子上。相应地，机器转子具有用于使旋转电机的冷却流体通过的通孔，该通孔使冷却流体的前部向后部流通，反之亦然。冷却流体的从前部向后部的回流，是通过旋转电机的外壳上的流通通道来保证，反之亦然。
[0010]专利文件US5747900提出了一种风冷旋转电机，介绍了一种内部通风系统，包括位于旋转电机后部的风扇转子。在内部，旋转电机被构造为在其外壳、定子和转子上具有通道，允许空气流通。旋转电机的外壳的前部和后部上均有多个具有通孔的盘。因此，该旋转电机是通过周围空气的强制对流来冷却的。
[0011]实用新型CN202183712描写了一种改良的用于旋转电机的转子，该转子自身内部具有通风通道，其中风扇转子附接到其中一个末端。这种设计中，通风系统附接到旋转电机的转子，减少了组件的数量并简化了结构。
[0012]类似地，实用新型CN201403011揭示了一种用于旋转电机的转子的通风结构。该转子结构具有结合于该转子的通风通道和铝制轮叶。在这种构造中，旋转电机的转子使得冷却流体在内部通风回路中运动，排除了对专用组件的需求。
[0013]实用新型CN201260067描写了一种同时在发电机的前部和后部进行热交换的旋转电机，增加了机器的效率。在这个方案中，转子鼠笼两端的突起与内部叶片结构一体成型，通过通道内的空气循环提高冷却效果。
[0014]可选地，实用新型CN202160076描述了一种用于平衡旋转电机的结构的具有通孔的盘，用于减少操作中的发电机振动。
[0015]受上述的文件启发，本申请得出的解决方案，旨在改良冷却系统，以减少复杂性、减少零部件的数量，制造电动引擎并维持电动引擎的成本。
[0016]因此，在旋转电机的制造中，有必要提出关于热交换的解决方案而不增加程序和成本的方法。
[0017]从动态的角度来看，适用于本领域的情况下的风扇转子是单独制造并随后组装的。这些转子具有相当大的，通常是复杂的，几何形状和尺寸，这常常趋向于导致剩余不平衡。因此，在将风扇转子安装到旋转电机的转子上之前，需要对风扇转子进行预先平衡的工序。
【发明内容】
[0018]本发明的目的是解决本领域的问题，揭示一种组装简单的内部通风系统，其中风扇转子的一部分由旋转电机的转子(O )，特别是由轮叶(I)和优选地平坦轮廓的盘(3)构成。
[0019]本发明公开了一种旋转电机的内部通风系统的径向风扇转子。该转子由优选地平坦轮廓的盘(3)构成，该盘同轴地附接到旋转电机的轴(2)并轴向地附接到旋转电机的转子
(O)的轮叶(I)。该盘与旋转电机的转子(O)的轮叶(I)的连接形成径向风扇转子，因为轮叶在旋转电机的转子(O)进入鼠笼的时刻形成，复杂度和成本低，轮叶也可以通过任何能获得轮叶的方法形成。
[0020]在旋转电机的操作中，旋转电机的转子(O)的旋转运动同时带动风扇转子，该风扇转子由优选地平坦轮廓的盘(3)和转子(O)的轮叶(I)构成。该旋转运动使得风扇转子的上游(10)的气压降低而风扇转子的下游(11)的气压增加。这种压力差促使位于旋转电机内的冷却流体紊乱。冷却流体穿过的路径包括通过旋转电机的转子(O)的内部，被引向风扇转子，其中风扇转子由优选地平坦轮廓的盘(3)和转子(O)的轮叶(I)形成。然后，该气流被驱动朝向旋转电机的盖子(5)，绕向位于机器外壳上的导管(6) ο该导管(6)将流向机器的另一部分，其中气流再次通过旋转电机的转子(O)的内部，重新开始循环。
[0021]此外，相同的优选地平坦轮廓的盘(3)可以通过增加多个孔(4)作平衡盘的功能。
[0022]从流体动力学的角度来看，本发明是简单的，因为风扇转子的形成，仅通过旋转电机的转子(O)的轮叶(I)和优选地平坦轮廓的盘(3)互连到彼此。以这种方式，风扇的转子部件不再是单独的，而是两个组件，即优选地平坦轮廓的盘(3)与旋转电机的转子(O)的轮叶(I)耦合的结果。
[0023]优选地，旋转电机的转子的轮叶(I)通过压力灌注工艺获得，且用于塑造这些轮叶
(I)的工具，最好是通过精密加工工艺制造的，能得到低的剩余不平衡。优选地平坦轮廓的盘(3)具有简单的几何形状，也能得到低的剩余不平衡。这样，排除了在旋转电机的转子(O)的最终装配过程之前进行平衡的必要。
【附图说明】
[0024]图1示出了一实施例的具有内部通风系统的旋转电机的立体截面图；
[0025]图2示出了一实施例的旋转电机的转子(O)和内部通风系统的风扇转子的组装件的立体图；
[0026]图3示出了一实施例的旋转电机的转子(O)和内部通风系统的风扇转子的组装件的部分立体图；
[0027]图4示出了一实施例的具有由内部通风系统提供的冷却流体的内部流动组装件的旋转电机的截面图。
【具体实施方式】
[0028]参考图1至图3，该系统包括优选地平坦轮廓的盘(3)，该盘具有多个通孔(4)并附接到旋转电机的转子(O)的轮叶(I)。
[0029]图1示出了旋转电机的转子(O)的位置，其中旋转电机内的内部通风系统与机器的轴(2)同轴地设置。
[0030]图2和图3示出了优选的旋转电机的转子(O)的结构，包括优选地平坦轮廓的盘
(3)，该盘与转子的轴(2)同轴地附接到旋转电机的轮叶(I)。在这种构造中，旋转电机的转子的轮叶(I)具有径向风扇转子的叶片的作用。
[0031]图4示出了当系统使用空气作为冷却流体时，在机器外壳内的冷却流体的流动。
【主权项】
1.一种旋转电机的内部通风系统，其特征在于，引擎转子(0)、多个轮叶(I)和优选地平坦轮廓的盘(3)附接到彼此，当所述引擎转子(O)旋转时，所述引擎转子(O)、所述多个轮叶(I)和所述盘(3)—起旋转，使得所述轮叶(I)类似于风扇的叶片来起作用。2.根据权利要求1所述的旋转电机的内部通风系统，其特征在于，所述优选地平坦轮廓的盘(3)包括多个孔(4)，所述孔(4)实现所述旋转电机的转子平衡。3.根据上述权利要求中任意一项所述的旋转电机的内部通风系统，其特征在于，所述优选地平坦轮廓的盘(3)是由金属材料制造的。4.根据上述权利要求中任意一项所述的旋转电机的内部通风系统，其特征在于，所述优选地平坦轮廓的盘(3)是由非金属材料制造的。5.根据上述权利要求中任意一项所述的旋转电机的内部通风系统，其特征在于，所述轮叶(I)的形状和设置产生具有直的叶片的径向风扇转子。6.根据上述权利要求中任意一项所述的旋转电机的内部通风系统，其特征在于，所述轮叶(I)的形状和设置产生具有倾斜的叶片的径向风扇转子。7.根据上述权利要求中任意一项所述的旋转电机的内部通风系统，其特征在于，所述盘(3)在与轮叶接触的区域上具有平坦的轮廓。8.根据上述权利要求中任意一项所述的旋转电机的内部通风系统，其特征在于，所述优选地平坦轮廓的盘(3)由单个或分段的组件形成。
【文档编号】H02K9/04GK105960751SQ201480074840
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2014年2月5日
【发明人】切萨里奥·卡夏诺·安图内斯
【申请人】万高电机设备公司