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具有轉子冷卻結構的高速電機的制作方法

文檔序號:7316304閱讀:211來源:國知局
專利名稱:具有轉子冷卻結構的高速電機的制作方法
技術領域
本實用新型涉及機械制造領域,尤其涉及具有轉子冷卻結構的高速電機。
背景技術
高速旋轉機械設備廣泛應用于國防、冶金、礦山、化工等領域,如各類大型風機、透 平壓縮機、船舶動力系統(tǒng)和離心壓縮機等。高速旋轉機械設備在我國國民經(jīng)濟中占有極其 重要的地位。傳統(tǒng)的高速旋轉機械設備,多采用傳動系統(tǒng)(皮帶傳動、齒輪箱傳動等)實現(xiàn)增 速,動力源多為普通電機。采用這一類傳動方式的旋轉機械設備允許的最高工作轉速較低, 由于傳動系統(tǒng)復雜,工作時振動噪聲大,故障點多,維修較復雜,特別是不利于實現(xiàn)無級調 速,能量消耗高,工作效率低。為了實現(xiàn)無級調速、節(jié)能降耗,提高旋轉機械的極限工作轉速,高速旋轉機械設備 的發(fā)展趨勢是,直接采用變頻電源驅動的高速電機作為動力源,取代傳統(tǒng)的普通電機和增 速箱系統(tǒng)。這種高速電機是集成了機械、電氣、控制、電力電子和新材料等各種先進技術的 高度機電一體化的產(chǎn)品。其特點在于,將電機的功能與傳統(tǒng)的齒輪箱等傳動系統(tǒng)從結構上 融為一體,省去了復雜的中間傳動環(huán)節(jié),具有調速范圍寬、轉動慣量小、能量消耗少、工作效 率高、易于實現(xiàn)無級調速和精密控制等優(yōu)點。隨著現(xiàn)代裝備制造業(yè)向高速度、高效率、低能 耗、高自動化方向不斷發(fā)展,高速電機的技術提升和結構創(chuàng)新顯得越來越迫切。目前廣泛采用的高速電機定轉子冷卻方案是,對電機定子進行通風冷卻或液體循 環(huán)強制冷卻,而對轉子沒有專門的冷卻。該方案在工程實際應用中存在幾個弊端1、轉子由 于得不到冷卻,發(fā)熱嚴重,轉子上的磁性材料在長期高溫作用下會失去部分效果;2、主軸發(fā) 熱傳到到軸承上的熱量增多,影響軸承的使用壽命;3、主軸熱變形嚴重,導致與軸承的配合 間隙發(fā)生變化,影響軸承的工作性能;4、軸承熱變形也導致主軸系統(tǒng)的回轉精度降低,導致 電機振動幅度增加。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的不足,提供一種可對轉子進行冷 卻、回轉精度高、使用壽命長、結構簡單、便于安裝的具有轉子冷卻結構的高速電機。為解決上述技術問題,本實用新型采用以下技術方案一種具有轉子冷卻結構的高速電機,包括電機殼體、電機主軸、前法蘭組件、后法 蘭組件、電機定子和電機轉子,述電機定子套設于電機殼體內,所述電機轉子套設于電機定 子內,所述前法蘭組件裝設于電機殼體前端并形成前端腔體,所述后法蘭組件裝設于電機 殼體后端并形成后端腔體,所述電機主軸套于電機轉子內且前后兩端分別支承于前法蘭組 件和后法蘭組件上,所述電機轉子上設有連通前端腔體與后端腔體的通風孔,所述電機定 子上設有連通前端腔體與后端腔體的回風孔,所述電機主軸上于前端腔體內或后端腔體內 裝設有葉輪。[0009]所述電機殼體外套設有封水套,所述回風孔設于電機定子靠近所述封水套一側。所述回風孔和通風孔均設有多個,且均為軸向孔。所述多個回風孔繞電機定子的中心軸呈圓形分布,所述多個通風孔繞電機轉子的 中心軸呈圓形分布。所述電機殼體上設有與前端腔體相通的前端氣孔,還設有與后端腔體相通的后端 氣孔。與現(xiàn)有技術相比,本實用新型的優(yōu)點在于本實用新型的具有轉子冷卻結構的高速電機在電機轉子上設置通風孔、在電機定 子設置回風孔并在電機主軸上設置葉輪,使電機工作時,由電機主軸帶動葉輪旋轉,使電機 殼體內的氣體在葉輪的作用下經(jīng)通風孔和回風孔循環(huán)流動,通過流動的空氣對電機轉子進 行冷卻,避免電機轉子長期在高溫下工作,保持電機轉子上磁性材料的作用,降低電機轉 子傳遞到電機主軸的熱量,減少電機主軸熱變形量以及通過電機主軸傳遞到主軸軸承的熱 量,從而保證主軸軸承具有穩(wěn)定的配合間隙和工作性能,延長主軸軸承的使用壽命,提高主 軸系統(tǒng)回轉精度,使電機振動幅度減小?;仫L孔設于電機定子上靠近封水套處,使流經(jīng)回風 孔的氣流得到更快的冷卻,從而提高氣流對電機轉子的冷卻效果。電機殼體上設有前端氣 孔和后端氣孔,將前端氣孔和后端氣孔開啟后還可通過外循環(huán)氣流對電機轉子進行冷卻, 進一步提高冷卻效果。

圖1是本實用新型的結構示意圖;圖2是圖1的A-A剖視圖。圖中各標號表示1、電機殼體;2、電機主軸;3、前法蘭組件;4、后法蘭組件;5、電機定子;6、電機轉 子;7、葉輪;8、封水套;11、前端腔體;12、后端腔體;13、前端氣孔;14、后端氣孔;51、回風 孔;61、通風孔。
具體實施方式
圖1和圖2示出了本實用新型的一種具有轉子冷卻結構的高速電機實施例,包括 電機殼體1、電機主軸2、前法蘭組件3、后法蘭組件4、電機定子5和電機轉子6,電機定子 5套設于電機殼體1內,電機轉子6套設于電機定子5內,前法蘭組件3裝設于電機殼體1 前端并形成前端腔體11,后法蘭組件4裝設于電機殼體1后端并形成后端腔體12,電機主 軸2套于電機轉子6內且前后兩端分別支承于前法蘭組件3和后法蘭組件4上,電機轉子 6上設有連通前端腔體11與后端腔體12的通風孔61,電機定子5上設有連通前端腔體11 與后端腔體12的回風孔51,電機主軸2上于前端腔體11內或后端腔體12內裝設有葉輪 7。本實用新型的電機工作時,由電機主軸2帶動葉輪7旋轉,使電機殼體1內的氣體在葉 輪7的作用下經(jīng)通風孔61和回風孔51循環(huán)流動,通過流動的空氣對電機轉子6進行冷卻, 避免電機轉子6長期在高溫下工作,保持電機轉子6上磁性材料的作用,降低電機轉子6傳 遞到電機主軸2的熱量,減少電機主軸2熱變形量以及通過電機主軸2傳遞到主軸軸承的 熱量,從而保證主軸軸承具有穩(wěn)定的配合間隙和工作性能,延長主軸軸承的使用壽命,提高主軸系統(tǒng)回轉精度,使電機振動幅度減小?;仫L孔51和通風孔61均設有多個,且均為軸向 孔,回風孔51的數(shù)量根據(jù)電機定子5的大小確定,一股為8 36個,且繞電機定子5的中 心軸呈圓形分布;通風孔61的數(shù)量根據(jù)電機轉子6的大小確定,一股為8 36個,本實施 例中,回風孔51設有18個,通風孔61設有14個。且繞電機轉子6的中心軸呈圓形分布。 電機殼體1外套設有封水套8,回風孔51設于電機定子5靠近封水套8處,使流經(jīng)回風孔 51的氣流得到更快的冷卻,從而提高氣流對電機轉子6的冷卻效果。電機殼體1上設有與 前端腔體11相通的前端氣孔13,還設有與后端腔體12相通的后端氣孔14,將前端氣孔13 和后端氣孔14開啟后還可通過外循環(huán)氣流對電機轉子6進行冷卻,進一步提高冷卻效果。 上述只是本實用新型的較佳實施例,并非對本實用新型作任何形式上的限制。雖 然本實用新型已以較佳實施例揭露如上,然而并非用以限定本實用新型。任何熟悉本領域 的技術人員,在不脫離本實用新型技術方案范圍的情況下,都可利用上述揭示的技術內容 對本實用新型技術方案做出許多可能的變動和修飾,或修改為等同變化的等效實施例。因 此,凡是未脫離本實用新型技術方案的內容,依據(jù)本實用新型技術實質對以上實施例所做 的任何簡單修改、等同變化及修飾,均應落在本實用新型技術方案保護的范圍內。
權利要求一種具有轉子冷卻結構的高速電機,包括電機殼體(1)、電機主軸(2)、前法蘭組件(3)、后法蘭組件(4)、電機定子(5)和電機轉子(6),所述電機定子(5)套設于電機殼體(1)內,所述電機轉子(6)套設于電機定子(5)內,所述前法蘭組件(3)裝設于電機殼體(1)前端并形成前端腔體(11),所述后法蘭組件(4)裝設于電機殼體(1)后端并形成后端腔體(12),所述電機主軸(2)套于電機轉子(6)內且前后兩端分別支承于前法蘭組件(3)和后法蘭組件(4)上,其特征在于所述電機轉子(6)上設有連通前端腔體(11)與后端腔體(12)的通風孔(61),所述電機定子(5)上設有連通前端腔體(11)與后端腔體(12)的回風孔(51),所述電機主軸(2)上于前端腔體(11)內或后端腔體(12)內裝設有葉輪(7)。
2.根據(jù)權利要求1所述的具有轉子冷卻結構的高速電機,其特征在于所述電機殼體 (1)外套設有封水套(8),所述回風孔(51)設于電機定子(5)靠近所述封水套(8) —側。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的具有轉子冷卻結構的高速電機,其特征在于所述回風 孔(51)和通風孔(61)均設有多個,且均為軸向孔。
4.根據(jù)權利要求3所述的具有轉子冷卻結構的高速電機,其特征在于所述多個回風 孔(51)繞電機定子(5)的中心軸呈圓形分布,所述多個通風孔(61)繞電 機轉子(6)的中 心軸呈圓形分布。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的具有轉子冷卻結構的高速電機,其特征在于所述電機 殼體(1)上設有與前端腔體(11)相通的前端氣孔(13),還設有與后端腔體(12)相通的后 端氣孔(14)。
6.根據(jù)權利要求4所述的具有轉子冷卻結構的高速電機,其特征在于所述電機殼體 (1)上設有與前端腔體(11)相通的前端氣孔(13),還設有與后端腔體(12)相通的后端氣 孔(14)。
專利摘要本實用新型公開了一種具有轉子冷卻結構的高速電機,包括電機殼體、電機主軸、前法蘭組件、后法蘭組件、電機定子和電機轉子,述電機定子套設于電機殼體內,所述電機轉子套設于電機定子內,所述前法蘭組件裝設于電機殼體前端并形成前端腔體,所述后法蘭組件裝設于電機殼體后端并形成后端腔體,所述電機主軸套于電機轉子內且前后兩端分別支承于前法蘭組件和后法蘭組件上,所述電機轉子上設有連通前端腔體與后端腔體的通風孔,所述電機定子上設有連通前端腔體與后端腔體的回風孔,所述電機主軸上于前端腔體內或后端腔體內裝設有葉輪。該具有轉子冷卻結構的高速電機可對轉子進行冷卻、回轉精度高、使用壽命長、結構簡單、便于安裝。
文檔編號H02K1/32GK201690316SQ20102020564
公開日2010年12月29日 申請日期2010年5月27日 優(yōu)先權日2010年5月27日
發(fā)明者呂浪, 李芳芳, 熊萬里, 羅春龍, 蔣旭光 申請人:溧陽福思寶高速機械有限公司;湖南大學
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