前腔風道小容量磁轉子發電機制造技術

一種小功率內燃動力驅動的變頻發電機專用型永磁外轉子發電機，從電機的前腔風道吸入冷卻空氣，通過風扇驅動下形成的高速氣流負壓作用和非對稱分布風扇風葉后產生的氣流泵吸效應，冷卻電機內部的定、轉子，提高定、轉子與冷卻空氣的熱交換量，同時，前腔風道也有阻斷動力油機(汽油機或柴油機)向電機傳遞熱量的作用，從而改善電機定轉子的散熱條件，提高電機效率。需要特別加長的軸傳動連接結構，必要時，增加后支點及軸承座套，緩沖、吸收、過渡和減輕動力軸端跳對軸承和軸承座孔的沖擊影響，保障和提高動力傳動結構的穩定性和可靠性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種小功率內燃動力驅動的變頻發電機專用型永磁外轉子發電機及構型。
技術介紹
小功率內燃動力驅動的變頻發電機，是近十余年發展出來的一款便攜式供電設備，與傳統內燃動力驅動的小發電機有所不同，機組電機通常采用永磁外轉子發電機(或永磁盤式轉子發電機---尚在初期)配裝成套，以取得高頻電效率和好的結構緊湊度。由于結構緊湊度高及外轉子對定子是內包的結構定式，在外轉子腹板的阻風作用下，外轉子電機的定、轉子內部散熱效果始終不及內轉子的電機散熱效果，進而影響了外轉子電機效率的進一步提升，因此，改善小容量磁轉子發電機的散熱條件是對變頻發電機不斷追求技術進步的重要內容和目標方向。
技術實現思路
為此，本專利技術提供了一種前腔風道風力驅動散熱的小容量永磁外轉子發電機，主要結構特點：一是前腔風道阻斷動力油機(汽油機或柴油機)向電機傳遞熱量，二是在一定程度上削弱外轉子腹板的阻風作用，從而改善定、轉子的內部散熱條件，提高電機效率。本專利技術所述的前腔風道小容量磁轉子發電機，主要包括:一個電機前殼，一個電機后殼，一個永磁外轉子總成、一個繞組定子總成和一個電機風扇。電機前殼的殼腹板上設有同軸止口，用于對中連接油機動力輸出端的殼體，殼體外沿邊也設有同軸止口，用于對接電機后殼；電機后殼的殼腹板內設有同軸止口，對裝繞組定子；外轉子總成與油機動力輸出軸共軸，緊固在其上，電機風扇是同軸安裝在外轉子的殼腹板背面。所謂同軸或同軸止口是指構件動或靜回轉圓面的中心軸線與油機動力輸出軸的軸心線共軸線。電機前殼與后殼連結后組成電機殼體，順沿動力軸線方向，以靠油機部位為前端方向，殼腔內電機構件沿軸線排列的前后順序是：電機風扇→外轉子總成→定子總成，其中，外轉子總成的開口朝后，包容定子總成；電機風扇所處部位為電機殼體的前腔部位。對于油機動力輸出軸短，可能需要加長動力傳動軸的特別安排，本專利技術方案所述的前腔風道小容量磁轉子發電機的構成中，還額外包括：一套接長軸及緊固連接件、一個后支點軸承、和一個用于后支點減振過渡的軸承座套。以下通過對本專利技術所述的前腔風道小容量磁轉子發電機結構特征的描述，具體了解本發電機的特點及特征功能。本專利技術所述第一方面的結構特征是：在設有前、后同軸止口的電機前殼腹板上凸起兩條十字型交叉的腔槽，交匯處是動力軸開孔，腔槽橫斷面為矩形，腔槽空間及高度足以包括殼體連接螺栓頭部高度和腔槽底腹板厚度之和，及連接螺栓緊固時所需要的作業空間；本專利技術所述第二方面的結構特征是：電機前殼腹板上，被十字型交叉凸起的腔槽分隔出四個分區，其中的三個分區上設有大開口進風口，一個風道出口方向的分區上不設進風口；本專利技術所述第三方面的結構特征是：電機前殼腹板上十字型交叉腔槽立板面與殼腹板接合處的過渡圓角，及腔槽本身的立、腹板過渡圓角，在橫斷面結構上是加厚型過渡圓角，內圓角大于外圓角；本專利技術所述第四方面的結構特征是；離心式電機風扇的風葉不是等間距或等角距布設，而是按一定差值角度遞增間距角度布設風葉，組成的風葉組是軸對稱同旋向分布；在電機前殼腔內風扇直徑是略小于被電機前殼腔包絡的理論渦型型線的初始圓直徑，而不是僅小于電機的殼腔直徑；本專利技術所述第五方面的結構特征是；在設有同軸止口的電機后殼腹板上，設有安裝軸承座的中心孔，和徑向延伸方向上帶防護條、口沿加厚的加強型進風口；本專利技術所述第六方面的結構特征(接長軸結構的附加特征)是：接長軸結構所屬的后支點軸承座套上，分布有一圈減振通孔。如第一、第二方面的結構特征描述，①，電機前殼腹板上腔槽的凸起，和電機風扇所處部位為電機殼體的前腔部位的設置，從動力軸的軸向方向脫開了動力油機向電機定、轉子和殼腹板近距離直接傳導和輻射油機熱量；②，三個大開口進風口、電機風扇腔室和出風口構成電機的前腔進風道，有很好的熱量阻隔作用，風扇驅動下，冷卻空氣在風道內的流動，不僅進一步阻隔了動力油機向電機定、轉子輻射油機熱量，而且，空氣在腔殼內的流動也冷卻了電機殼體前部，阻隔油機熱量從電機殼體向后部傳導熱量，減少定轉子工作腔部位的附加溫升；又如第四方面的結構特征描述，電機風扇的風葉是按一定差值角度遞增間距角度布設的，成組后是軸對稱同旋向分布，這種風扇風葉的布設方式，可以促成轉子殼腔內，在風壓驅動下的冷卻空氣有一定的流動脈動性，產生氣流泵吸效應，提高定、轉子與冷卻空氣的熱交換量，及隨冷卻氣流排出的速度；另外，風扇直徑略小于被電機前殼腔包絡的理論渦型型線的初始圓直徑，可以保證風扇在電機殼內對冷卻空氣有比較好的驅動效果，提高冷卻空氣進、出電機殼的風量、風壓、風速和定向性。當動力傳動軸高速轉動時，裝在軸上的轉子同步旋轉，固裝在后殼的定子仍靜止不動，電機風扇隨同轉子高速旋轉，在風扇驅動下，冷卻空氣被從電機前殼進氣口吸入，隨風葉旋轉形成高速氣流后，從電機前殼的出風口甩出。轉子殼腹板(殼背)上設有過風口，高速氣流的負壓作用，將轉子殼內的空氣吸動，另一部份冷卻空氣從電機后殼的進氣口(第五方面特征)吸入電機的中心軸區域，冷卻電機內部定轉子后，穿過轉子殼腹板(殼背)上的過風口隨同高速旋轉氣流甩出電機殼的出風口。由于轉子殼腹板(殼背)中心區的實心結構和轉子殼腹板在高速旋轉帶動下所形成的動態氣流阻風墻作用，及風扇緊靠轉子殼腹板安裝后缺少中心區部位吸風條件，在通常的外轉子電機上，處于中心軸區域，包裹在轉子殼內的定子和轉子磁鋼的散熱受限程度較大，進而影響到電機工作到熱態時的電效率。而在本專利技術方案中，如前所述，采用葉片不等距布設的風扇，在氣流脈動泵吸效應下，可以增加轉子殼內散熱量，從而提高電機效率。以上幾個方面通風散熱與隔熱機理的功能性描述，就是前腔風道小容量磁轉子發電機在散熱與提高電機效率方面所具有的結構優勢，也是本專利技術突出展現的結構優點。另外，本專利技術所述的結構特征還具有以下特別的目的性安排：①，如第一方面的結構特征描述，凸起于前殼腹板的十字型交叉腔槽，在總體上構成了厚薄度相對一致、等應力分布的電機安裝強結構，保障電機安裝連接的可靠性。②，如第三方面的結構特征描述，電機前殼腹板上的過渡圓角，在其橫斷面結構上是加厚型過渡圓角，內圓角大于外圓角。殼腹板面夾角過渡處采用的這種圓角斷面結構，客觀上使形成連續性板面夾角的周邊環，構成了殼腹板的隱形加強筋結構框，一方面，保證了電機殼體的結構穩定性；另一方面，也可以避免因加強筋明設凸起后的風道阻風，從而減少風道阻力，增加風道本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種前腔風道小容量磁轉子發電機，其特征在于，其主要包括:一個電機前殼，一個電機后殼，一個永磁外轉子總成、一個繞組定子總成和一個電機風扇，發電機以同軸止口方式組裝，殼腔內電機構件沿軸線排列的前后順序是：電機風扇，外轉子總成，定子總成，其中，外轉子總成的開口朝后，包容定子總成；電機風扇所處部位為電機殼體的前腔部位，對于油機動力輸出軸短，需要接長軸加長的前腔風道小容量磁轉子發電機，還額外包括：一套接長軸及緊固連接件、一個后支點軸承、和一個用于后支點減振過渡的軸承座套。

【技術特征摘要】
1.一種前腔風道小容量磁轉子發電機，其特征在于，其主要包括:一個
電機前殼，一個電機后殼，一個永磁外轉子總成、一個繞組定子總成和一個
電機風扇，發電機以同軸止口方式組裝，殼腔內電機構件沿軸線排列的前后
順序是：電機風扇，外轉子總成，定子總成，其中，外轉子總成的開口朝后，
包容定子總成；電機風扇所處部位為電機殼體的前腔部位，對于油機動力輸
出軸短，需要接長軸加長的前腔風道小容量磁轉子發電機，還額外包括：一
套接長軸及緊固連接件、一個后支點軸承、和一個用于后支點減振過渡的軸
承座套。
2.根據權利要求1所述的前腔風道小容量磁轉子發電機，其第一方面
的結構特征是：在設有前、后同軸止口的電機前殼腹板上凸起兩條十字型交
叉的腔槽，交匯處是動力軸開孔，腔槽橫斷面為矩形，腔槽空間及高度足以
包括殼體連接螺栓頭部高度和腔槽底腹板厚度之和，及連接螺栓緊固時所需
要的作業空間。
3.根據權利要求1所述的前腔風道小容量磁轉子發電機，其第二方面
的結構特征是：電機前殼腹板上，被十字型交叉凸起的腔槽分隔出四個分區，
其中的三個分區上設有大開口進風口，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：顧愛新，
申請(專利權)人：上海獅虎能源科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31