CN113178966B - 电机通风槽结构、定子及电机 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种电机通风槽结构、定子及电机。该电机包括定子，定子包括定子铁心及固定于定子铁心上的绕组。该电机通风槽结构包括沿定子的径向方向设置的多个通风槽，通风槽包括设置于定子铁心内部的径向直通槽、以及在径向直通槽的相对两侧靠近绕组的部位沿定子的径向方向设置的多个凹槽。本发明实施例的电机通风槽结构、定子及电机能够提升冷却空气的利用效率，有效降低绕组与定子铁心的温度。

Description

电机通风槽结构、定子及电机

技术领域

本发明实施例涉及电机技术领域，尤其涉及一种电机通风槽结构、定子及电机。

背景技术

电机的发热现象会加速电机绝缘老化，降低电机的使用寿命，电机局部的大温度梯度也会产生很大的局部热应力，可能会造成电机结构的损伤。因此，改进冷却技术、提升冷却能力对延长电机的使用寿命、保障电机工作的可靠性起着决定性作用。

目前，电机的径向通风方式是一种重要的冷却方式，位于定子铁心内部、沿径向延伸的通风槽由硅钢片不连续堆叠形成并依靠通风槽支撑结构支撑。通风槽支撑结构一般包括通风槽板和通风槽支撑筋，通风槽支撑筋通常采用焊接的方式固定在通风槽板上。目前的通风槽结构多是矩形截面的平整通道，内部的通风槽板支撑筋虽会起到一定的扰流作用，但作用有限。一种常见的发电机内部空冷路径为：空气经由端部绕组，流入气隙，再经过平整的径向通风槽，以此来实现对绕组和定子铁心的冷却。

目前的冷却技术，径向通风槽的设计较为简单，即使存在横向的扰流结构，但也无法阻断纵向的温度边界层的发展，而随着温度边界层的发展，换热效果也在逐渐的下降。另外，绕组接触到的空气的面积不够，而且与绕组接触的空气多为已经被加热了的空气，中心区域的冷空气无法接触到绕组，进一步限制了绕组的冷却效果。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种电机通风槽结构、定子及电机，能够提升冷却空气的利用效率，有效降低绕组与定子铁心的温度。

本发明实施例的一个方面提供一种电机通风槽结构。所述电机包括定子，所述定子包括定子铁心及固定于所述定子铁心上的绕组。所述电机通风槽结构包括沿所述定子的径向方向设置的多个通风槽，所述通风槽包括设置于所述定子铁心内部的径向直通槽、以及在所述径向直通槽的相对两侧靠近所述绕组的部位沿所述定子的径向方向设置的多个凹槽。

本发明实施例的另一个方面还提供一种定子，其包括定子铁心及固定于所述定子铁心上的绕组。所述定子还包括如上所述的电机通风槽结构。

本发明实施例的又一个方面还提供一种电机。所述电机包括如上所述的定子。

本发明实施例的电机通风槽结构、定子及电机通过在径向直通槽的相对两侧靠近绕组的部位沿定子的径向方向上渐次布置多个凹槽的这种结构，能够形成回流，掺混冷热流体，降低与绕组接触的空气温度，增大绕组与空气的接触面积，从而可以提升冷却空气的利用效率，提高电机内发热部件的散热性能，有效降低绕组与定子铁心的温度。

附图说明

图1为本发明一个实施例的定子的局部轴测图；

图2为图1所示的定子的顶视图；

图3为沿图2中的A-A线的剖视图；

图4为沿图2中的B-B线的剖视图；

图5为本发明一个实施例的第一硅钢片的局部示意图；

图6为本发明一个实施例的第二硅钢片的局部示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施例并不代表与本发明相一致的所有实施例。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置的例子。

在本发明实施例使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。除非另作定义，本发明实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

本发明实施例提供了一种定子1。图1揭示了本发明一个实施例的定子1的局部轴测图。如图1所示，定子1包括定子铁心10及固定于定子铁心10上的绕组12。本发明一个实施例的定子1还包括可以用来增强电机空气冷却的电机通风槽结构20。本发明一个实施例的电机通风槽结构20包括沿定子1的径向方向D1设置的多个通风槽。通风槽包括设置于定子铁心10内部的径向直通槽21、以及在径向直通槽21的相对两侧靠近绕组12的部位沿定子1的径向方向D1设置的多个凹槽22。

本发明实施例的凹槽22例如可以包括但不限于矩形。在其他实施例中，本发明实施例的凹槽22也可以采用圆形、三角形等能够起到产生回流作用、易于加工的形状。

本发明实施例的电机通风槽结构20通过在径向直通槽21的相对两侧靠近绕组12的部位沿定子1的径向方向D1上渐次布置多个凹槽22的这种结构，能够形成回流，掺混冷热流体，降低与绕组12接触的空气温度，增大绕组12与空气的接触面积，从而可以提升冷却空气的利用效率，有效降低绕组12与定子铁心10的温度。

图2揭示了图1所示的定子1的顶视图，图3为沿图2中的A-A线的剖视图，图4为沿图2中的B-B线的剖视图。如图2和图4并结合参照图1所示，在一些实施例中，多个凹槽22可以在径向直通槽21的相对两侧相互交错排布。

本发明实施例的电机通风槽结构20通过将径向直通槽21相对两侧的凹槽22错落排布，从而可以保证凹槽22内空气的流速，避免出现低流速区。

如图1所示，定子铁心10包括多个定子铁心叠片组11。定子铁心叠片组11由多个硅钢片110(如图5和图6所示)沿定子1的轴向方向D2堆叠形成。通风槽由相邻两组间隔设置的定子铁心叠片组11形成。

在本发明的一些实施例中，硅钢片110可以包括第一硅钢片111和第二硅钢片112。图5揭示了本发明一个实施例的第一硅钢片111的局部示意图，图6揭示了本发明一个实施例的第二硅钢片112的局部示意图。定子铁心叠片组11包括多个第一硅钢片111和多个第二硅钢片112，多个第一硅钢片111和多个第二硅钢片112沿定子1的轴向方向D2依次堆叠在一起形成一组定子铁心叠片组11，其中，多个第二硅钢片112靠近径向直通槽21的一侧。如图5和图6所示，为了在径向直通槽21的相对两侧形成本发明实施例所述的凹槽22，则可以在靠近径向直通槽21相对两侧的多个第二硅钢片112上靠近绕组12的侧边渐次打出多个缺口1120，而第一硅钢片111上则不需打出缺口。从而，在多个第一硅钢片111和多个第二硅钢片112沿定子1的轴向方向D2依次堆叠在一起之后，叠加在一起的多个第二硅钢片112的缺口1120可以形成本发明实施例的凹槽22。

由于靠近径向直通槽21相对两侧的第二硅钢片112的缺口1120彼此相互错开，因此，如图4所示，在多个第二硅钢片112堆叠在径向直通槽21的相对两侧之后，叠加在径向直通槽21相对两侧的多个第二硅钢片112的缺口1120所形成的凹槽22彼此之间也相互错开。

而且，由于在第二硅钢片112的侧边渐次打出缺口1120，因此，叠加在一起的多个第二硅钢片112在径向直通槽21的相对两侧分别形成多个锯齿23。如图4所示，在一些实施例中，径向直通槽21一侧的多个锯齿23与径向直通槽21另一侧的多个凹槽22分别相对应，从而形成了图4所示的呈锯齿形分布的通风槽结构。

例如，在实际中，可以将径向直通槽21两侧的各5层第二硅钢片112的锯齿23的宽度保持相等，但相互错开一个锯齿23的宽度，然后，再采用传统堆叠的方式，即可形成本发明实施例的如图4所示的锯齿形分布的通风槽结构，从而可以强化换热，同时不会过于提高压损。

在一个实施例中，在定子1的周向方向D3上，凹槽22的宽度，即第二硅钢片112上打出缺口1120之后形成的锯齿23的宽度不超过通风槽整体宽度的四分之一。例如，凹槽22的宽度可以取3mm。

在另一个实施例中，在定子1的轴向方向D2上，凹槽22的深度，即打出缺口1120的第二硅钢片112的总厚度不超过凹槽22表面形状的等效圆直径，从而可以控制由凹槽22结构造成的额外压力损失。例如，凹槽22的深度也可以取3mm。

如图5和图6所示，第一硅钢片111和第二硅钢片112中的每个硅钢片110均包括间隔设置的多个齿部1101、形成于每相邻两个齿部1101之间的槽部1102、以及连接多个齿部1101的轭部1103。其中，绕组12装配于堆叠在一起的多个第一硅钢片111和第二硅钢片112的槽部1102中。如图6所示，在第二硅钢片112上打出的多个缺口1120可以形成于第二硅钢片112的齿部1101上。在一个实施例中，缺口1120可以对称地形成于第二硅钢片112的齿部1101的相对两侧，即在第二硅钢片112的齿部1101的相对两侧形成两排缺口1120。因此，在多个第二硅钢片112堆叠在一起之后，如图3所示，绕组12相对两侧形成的凹槽22也相应地对称排布。

以上所述仅为本发明实施例的凹槽22的结构的一些示意性实施例，然而，本发明实施例的凹槽22的结构并不局限于此。在其他实施例中，本发明实施例的凹槽22的结构也可以采用其他分布方式。

本发明实施例的电机通风槽结构20及具有该电机通风槽结构20的定子1仅需要对硅钢片110的结构进行微小的改变，将靠近径向直通槽21相对两侧的多个第二硅钢片112上渐次打出缺口1120，由该多个第二硅钢片112堆叠在一起之后的缺口1120即可形成凹槽22，从而可以增大电机发热部件的换热面积，提升空气的利用效率，提高电机内发热部件的散热性能。本发明实施例的电机通风槽结构20及具有该电机通风槽结构20的定子1虽然可能会导致压力损失的少许上升，但能够有效降低绕组12及定子铁心10的温度。

本发明实施例的电机通风槽结构20及具有该电机通风槽结构20的定子1通过在径向直通槽21两侧的第二硅钢片112上布置凹槽22的结构，在凹槽22的内部可以产生回流区，阻断了温度边界层的进一步发展，使流动核心区与流动边界层处的流体相互掺混，降低了与发热部件直接接触的流体温度。

本发明实施例的电机通风槽结构20及具有该电机通风槽结构20的定子1通过在第二硅钢片112靠近绕组12的位置上开出缺口1120以在堆叠之后形成凹槽22，从而增大了绕组12的换热面积，更为有效地进行热量传递。

另外，本发明实施例的电机通风槽结构20及具有该电机通风槽结构20的定子1通过在径向直通槽21两侧的各自的一部分靠近径向直通槽21的第二硅钢片112上，开出相互交错的缺口1120，从而形成相互错开的锯齿形通风槽结构，避免了单纯的扰流结构可能出现的局部低流速区，保证了槽内各处流速的均匀。

本发明实施例的电机通风槽结构20及具有该电机通风槽结构20的定子1通过直接在第二硅钢片112上加工缺口1120即可堆叠形成凹槽22的结构，从而无需设置其他多余结构，通过第二硅钢片112本身的结构变化即可达到强化散热的目的，其结构简单，成本低。

本发明实施例还提供了一种电机。该电机包括如上各个实施例所述的定子1。

本发明实施例的电机具有与上面各个实施例所述的定子1相类似的有益技术效果，故，在此不再赘述。

以上对本发明实施例所提供的电机通风槽结构、定子及电机进行了详细的介绍。本文中应用了具体个例对本发明实施例的电机通风槽结构、定子及电机进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想，并不用以限制本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也均应落入本发明所附权利要求书的保护范围内。

Claims (9)

1.一种电机通风槽结构，所述电机包括定子，所述定子包括定子铁心及固定于所述定子铁心上的绕组，其特征在于：所述电机通风槽结构包括沿所述定子的径向方向设置的多个通风槽，所述通风槽包括设置于所述定子铁心内部的径向直通槽、以及在所述径向直通槽的相对两侧靠近所述绕组的部位沿所述定子的径向方向设置的多个凹槽，所述定子铁心包括多个定子铁心叠片组，所述定子铁心叠片组由多个硅钢片沿所述定子的轴向方向堆叠形成，所述通风槽由相邻两组间隔设置的所述定子铁心叠片组形成，所述硅钢片包括第一硅钢片和第二硅钢片，所述定子铁心叠片组包括多个所述第一硅钢片和多个所述第二硅钢片，其中，多个所述第二硅钢片靠近所述径向直通槽的一侧，多个所述第二硅钢片在靠近所述绕组的侧边渐次打出多个缺口，所述凹槽由叠加在一起的多个所述第二硅钢片的缺口形成。

2.如权利要求1所述的电机通风槽结构，其特征在于：所述多个凹槽在所述径向直通槽的相对两侧相互交错排布。

3.如权利要求1所述的电机通风槽结构，其特征在于：所述硅钢片包括间隔设置的多个齿部、形成于每相邻两个所述齿部之间的槽部、以及连接所述多个齿部的轭部，所述多个缺口形成于多个所述第二硅钢片的齿部上。

4.如权利要求3所述的电机通风槽结构，其特征在于：所述缺口对称地形成于所述第二硅钢片的齿部的相对两侧。

5.如权利要求1所述的电机通风槽结构，其特征在于：叠加在一起的多个所述第二硅钢片在所述径向直通槽的相对两侧分别形成多个锯齿，所述径向直通槽一侧的所述多个锯齿与所述径向直通槽另一侧的所述多个凹槽分别相对应。

6.如权利要求1至5中任一项所述的电机通风槽结构，其特征在于：在所述定子的周向方向上，所述凹槽的宽度不超过所述通风槽整体宽度的四分之一。

7.如权利要求1至5中任一项所述的电机通风槽结构，其特征在于：在所述定子的轴向方向上，所述凹槽的深度不超过所述凹槽表面形状的等效圆直径。

8.一种定子，其包括定子铁心及固定于所述定子铁心上的绕组，其特征在于：所述定子还包括如权利要求1至7中任一项所述的电机通风槽结构。

9.一种电机，其特征在于：所述电机包括如权利要求8所述的定子。

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