一种凸极电机转子空内冷磁极线圈的制作方法

本实用新型涉及到电机冷却技术领域，尤其涉及一种凸极电机转子空内冷磁极线圈。

背景技术：

随着市场需求和技术发展，凸极电机每极容量不断攀升。在现有的磁极线圈冷却技术条件下，为保证磁极线圈温升满足使用要求，需要通过增加磁极线圈匝数和重量来降低磁极线圈电流密度，这样一来，磁极重量会显著增加，从而会使磁极、磁轭、转子支架等部件的应力显著增加。对于高转速机组而言，其应力本身就非常大，如果磁极重量过大，则可能使磁极、磁轭、转子支架等的应力超过大部分材料的许用应力，从而会显著增加设计制造难度和成本。因此，对于每极容量较高的，特别是每极容量超高的高速机组，就迫切需要通过改善磁极通风冷却效果，以减小磁极线圈的匝数和重量。

凸极同步电机磁极主要由磁极铁心、磁极线圈等组成，其中磁极线圈用于通电流，磁极线圈套于磁极铁心外，磁极线圈由多层载流排堆叠而成，载流排间有绝缘材料。所述载流排也称母线或母排，是承载电流的一种导体，用于承载凸极同步电机的励磁电流，互相绝缘堆叠而成的载流排中通以电流后，类似于螺形线圈，能产生磁场，而磁极铁心则将磁场增强，同时磁极铁心对磁极线圈起支撑作用。

凸极电机的磁极冷却方式一般为气体冷却。转子支架在旋转过程中产生风压头，将冷却气体经磁轭吹至磁极极间，冷却气体在流过磁极极间进入气隙和定子铁心通风沟的过程中，会掠过磁极线圈处于极间的表面，冷却气体在磁极线圈表面与磁极线圈发生热交换，从而冷却磁极线圈。特别的，高转速机组一般在磁轭上下两端装有风叶，在风叶作用下，形成轴向冷却风，冷却风进入磁极极间，对磁极线圈处于极间的表面进行冷却。上述冷却方式，磁极线圈参与换热的表面仅有处于极间的沿磁极载流排厚度方向的小部分，冷却效果并不理想。

公开号为CN 203734404U，公开日为2014年07月23日的中国专利文献公开了一种转子磁极内冷与外冷分区冷却装置，包括套在磁极铁心上的磁极线圈，磁极线圈由多层载流排堆叠形成，所述磁极线圈内侧和磁极铁心之间有间隙，所述载流排上开有过流通道或任意相邻载流排之间有过流通道，所述间隙和过流通道形成内冷通风道，两磁极线圈的进风端上盖有导向板，导向板由挡风部和开设的通风窗口构成，挡风部位于过流通道处于载流排长度方向上的对应位置处，通风窗口位于任意两个挡风部之间。

该专利文献公开的转子磁极内冷与外冷分区冷却装置，虽然可以将内冷和外冷在磁极线圈之间的通风风路隔开，使内冷和外冷在磁极线圈之间的风路互不干涉，以提高转子磁极冷却效果；但是，其内冷效果是通过径向通风风路带来的，不仅制造加工工艺更难，成本高，而且适用性受限。

技术实现要素：

本实用新型为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种凸极电机转子空内冷磁极线圈，本实用新型通过在载流排的长度方向上开纵向过流通道，使整个磁极线圈形成一个轴向通风风道，冷却气体通过载流排内表面的纵向过流通道对其进行冷却，整个磁极线圈内部得以冷却，提高了磁极线圈的内冷效果，而且在载流排的长度方向上，即轴向上开纵向过流通道，较现有技术在径向上开过流通道而言，制造加工工艺更简单，制造成本更低，且适用范围广。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种凸极电机转子空内冷磁极线圈，包括多层堆叠的载流排，其特征在于：所述载流排的长度方向上至少开有一个用于冷却载流排内表面的纵向过流通道。

所述纵向过流通道设置在载流排的内部。

所述载流排的宽度方向上还开有横向过流通道,横向过流通道与所述纵向过流通道连通。

所述纵向过流通道为两个。

所述横向过流通道为两个，一个横向过流通道位于载流排的宽度方向的上端，另一个横向过流通道位于载流排的宽度方向的下端。

所述横向过流通道为两个，两个横向过流通道均位于载流排的宽度方向的中部。

所述纵向过流通道的横截面呈方形、梯形、圆形、腰形或其他任意能够供气体通过的几何形状。

本实用新型的有益效果主要表现在以下方面：

一、本实用新型，载流排的长度方向上至少开有一个用于冷却载流排内表面的纵向过流通道，整个磁极线圈形成一个轴向通风风道，冷却气体通过载流排内表面的纵向过流通道对其进行冷却，使整个磁极线圈内部得以冷却，提高了磁极线圈的内冷效果，而且在载流排的长度方向上，即轴向上开纵向过流通道，较现有技术在径向上开过流通道而言，制造加工工艺更简单，制造成本更低，且适用范围广。

二、本实用新型，纵向过流通道设置在载流排的内部，增大了冷却气体与载流排内部的接触面积，进而有效提高了整个磁极线圈的内冷效果。

三、本实用新型，载流排的宽度方向上还开有横向过流通道，横向过流通道与所述纵向过流通道连通,当磁极线圈的轴向长度很长时，轴向压头不够，通过在载流排的宽度方向上设置横向过流通道，能够与磁极极间的空间连通，从而能够有效保证磁极线圈的内冷效果。

四、本实用新型，纵向过流通道为两个，磁极线圈内冷效果更好，能够满足不同强度的冷却需要。

五、本实用新型，横向过流通道为两个，一个横向过流通道位于载流排的宽度方向的上端，另一个横向过流通道位于载流排的宽度方向的下端，采用两个横向过流通道，能够很好的与磁极极间的空间连通，具有更好的磁极线圈内冷效果。

六、本实用新型，横向过流通道为两个，两个横向过流通道均位于载流排的宽度方向的中部，两个横向过流通道采用这种布置方式，能够更加有效的对磁极线圈内部进行冷却，保障冷却效果。

七、本实用新型，纵向过流通道的横截面呈方形、梯形、圆形、腰形或其他任意能够供气体通过的几何形状，在保证冷却气体顺利通过的情况下，能满足不同应用需要，灵活性强。

附图说明

本实用新型的更多特征和优点将通过优选但非专有实施例经由附图中的非限制性示例说明的描述而变得明显，其中：

图1为本实用新型的结构示意图，图中相互堆叠的载流排的长边为载流排的长度方向，窄边为载流排的宽度方向；

图2为本实用新型实施例2中载流排的结构示意图；

图3为本实用新型实施例3中载流排的结构示意图；

图4为本实用新型实施例4中载流排的结构示意图；

图5为本实用新型实施例5中载流排的结构示意图；

图中标记：1、载流排，2、纵向过流通道，3、横向过流通道。

具体实施方式

实施例1

参见图1，一种凸极电机转子空内冷磁极线圈，包括多层堆叠的载流排1，所述载流排1的长度方向上开有一个用于冷却载流排1内表面的纵向过流通道2。

本实施例为最基本的实施方式，载流排的长度方向上至少开有一个用于冷却载流排内表面的纵向过流通道，整个磁极线圈形成一个轴向通风风道，冷却气体通过载流排内表面的纵向过流通道对其进行冷却，使整个磁极线圈内部得以冷却，提高了磁极线圈的内冷效果，而且在载流排的长度方向上，即轴向上开纵向过流通道，较现有技术在径向上开过流通道而言，制造加工工艺更简单，制造成本更低，且适用范围广。

实施例2

参见图1和图2，一种凸极电机转子空内冷磁极线圈，包括多层堆叠的载流排1，所述载流排1的长度方向上开有一个用于冷却载流排1内表面的纵向过流通道2。

所述纵向过流通道2设置在载流排1的内部。

所述载流排1的宽度方向上还开有横向过流通道3,横向过流通道3与所述纵向过流通道2连通。

本实施例为一较佳实施方式，纵向过流通道设置在载流排的内部，增大了冷却气体与载流排内部的接触面积，进而有效提高了整个磁极线圈的内冷效果。载流排的宽度方向上还开有横向过流通道，横向过流通道与所述纵向过流通道连通,当磁极线圈的轴向长度很长时，轴向压头不够，通过在载流排的宽度方向上设置横向过流通道，能够与磁极极间的空间连通，从而能够有效保证磁极线圈的内冷效果。

实施例3

参见图1和图3，一种凸极电机转子空内冷磁极线圈，包括多层堆叠的载流排1，所述载流排1的长度方向上至少开有一个用于冷却载流排1内表面的纵向过流通道2。

所述纵向过流通道2设置在载流排1的内部。

所述载流排1的宽度方向上还开有横向过流通道3,横向过流通道3与所述纵向过流通道2连通。

所述纵向过流通道2为两个。

本实施例为又一较佳实施方式，纵向过流通道为两个，磁极线圈内冷效果更好，能够满足不同强度的冷却需要。

实施例4

参见图1和图4，一种凸极电机转子空内冷磁极线圈，包括多层堆叠的载流排1，所述载流排1的长度方向上至少开有一个用于冷却载流排1内表面的纵向过流通道2。

所述纵向过流通道2设置在载流排1的内部。

所述载流排1的宽度方向上还开有横向过流通道3,横向过流通道3与所述纵向过流通道2连通。

所述纵向过流通道2为两个。

所述横向过流通道3为两个，一个横向过流通道3位于载流排1的宽度方向的上端，另一个横向过流通道3位于载流排1的宽度方向的下端。

本实施例为又一较佳实施方式，横向过流通道为两个，一个横向过流通道位于载流排的宽度方向的上端，另一个横向过流通道位于载流排的宽度方向的下端，采用两个横向过流通道，能够很好的与磁极极间的空间连通，具有更好的磁极线圈内冷效果。

实施例5

参见图1和图5，一种凸极电机转子空内冷磁极线圈，包括多层堆叠的载流排1，所述载流排1的长度方向上至少开有一个用于冷却载流排1内表面的纵向过流通道2。

所述纵向过流通道2设置在载流排1的内部。

所述载流排1的宽度方向上还开有横向过流通道3,横向过流通道3与所述纵向过流通道2连通。

所述纵向过流通道2为两个。

所述横向过流通道3为两个，两个横向过流通道3均位于载流排1的宽度方向的中部。

所述纵向过流通道2的横截面呈方形、梯形、圆形或腰形。

本实施例为最佳实施方式，横向过流通道为两个，两个横向过流通道均位于载流排的宽度方向的中部，两个横向过流通道采用这种布置方式，能够更加有效的对磁极线圈内部进行冷却，保障冷却效果。纵向过流通道的横截面呈方形、梯形、圆形、腰形或其他任意能够供气体通过的几何形状，在保证冷却气体顺利通过的情况下，能满足不同应用需要，灵活性强。