專利名稱：電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電機，更具體而言，涉及一種帶有改進的冷卻結(jié)構(gòu)的電機。
背景技術(shù)：
在目前市場上的電機(或發(fā)電機，為了簡化描述，本實用新型以電機為例進行描述，但是本實用新型的保護范圍應(yīng)當(dāng)至少包括電機和發(fā)電機兩種情況)運行過程中，由于定子鐵芯和電機機座側(cè)板間的氣流十分混亂(見圖1中所標(biāo)示的混亂箭頭)，因此很難有效將定子中產(chǎn)生的熱空氣導(dǎo)出。當(dāng)電機在這樣的情況下運行時，定子底部的溫度可能上升得比頂部快，從而導(dǎo)致定子底部溫度較高。此外，定子底部較高的溫度還可能會很大程度上影響其絕緣性能，從而影響電機的使用壽命。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供了一種電機(其至少包括一般意義上的電機和發(fā)電機)，其包括定子、機座和設(shè)置于所述機座一側(cè)的冷卻器，所述機座的與所述冷卻器相對的另一側(cè)和所述定子之間形成氣流通道，其中，在自定子中心在所述另一側(cè)上的正投影的位置至定子的徑向端部在所述另一側(cè)上的正投影的位置的長度上，所述氣流通道的底部與所述定子的外周之間的距離至少一致或者局部或全部逐漸增大。在一種實施方式中，所述氣流通道在所述定子中心的所述正投影方向上的寬度小于等于所述氣流通道在穿過所述定子中心且與所述正投影的方向垂直的方向上的寬度。在一種實施方式中，自定子中心在所述另一側(cè)上的正投影的位置起至少朝向一側(cè)的四分之一定子外周圓弧長度上，所述氣流通道的底部與所述定子的外周之間的距離至少一致或者局部或全部逐漸增大。在一種實施方式中，所述氣流通道的底部的橫截面為漸開線的形狀。
`[0007]在一種實施方式中，所述氣流通道的底部與所述機座的壁平緩過渡連接。在一種實施方式中，所述氣流通道的底部的橫截面由若干段線段和若干段圓弧的組合形成。在一種實施方式中，自定子中心在所述另一側(cè)上的正投影的位置起至少朝向一側(cè)至所述機座的壁，所述氣流通道的底部的橫截面包含一段線段、一段圓弧以及另一段線段。在一種實施方式中，自定子中心在所述另一側(cè)上的正投影的位置起至少朝向一側(cè)至所述機座的壁，所述氣流通道的底部的橫截面包含一段線段和一段圓弧。在一種實施方式中，所述定子的外周上設(shè)置有安裝梁，所述安裝梁被置于遠離定子外周上與所述定子中心在所述另一側(cè)上的正投影方向成90度的位置。

圖1示出一種現(xiàn)有電機的結(jié)構(gòu)；圖2示出根據(jù)本實用新型一種實施方式的電機結(jié)構(gòu)的剖視圖；[0014]圖3示出根據(jù)本實用新型另一種實施方式的電機結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖4示出根據(jù)本實用新型又一種實施方式的電機結(jié)構(gòu)的示意圖；和圖5示出根據(jù)本實用新型再一種實施方式的電機結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實施方式
以下參考附圖，給出了本實用新型的可選實施方式的具體描述。如圖2所示，電機包括機座2、定子3和設(shè)置于機座2 —側(cè)的冷卻器(未示出)。在本實施方式中，冷卻器設(shè)置于機座的上部。但是，根據(jù)電機的種類和設(shè)計的不同需求，冷卻器也可以置于機座的左側(cè)、右側(cè)、或下側(cè)。為了簡化描述，以下的描述以圖2所示的結(jié)構(gòu)為例，但是應(yīng)當(dāng)理解，本實用新型要求的權(quán)利要求涵蓋了各種情況和變型。在圖2中，機座2的與冷卻器相對的一側(cè)7設(shè)置有側(cè)板4，從而在側(cè)板4和定子3的外表面之間形成氣流通道5，側(cè)板4因此作為氣流通道5的底部。這里應(yīng)當(dāng)理解，側(cè)板4可以與機座2形成為一體成為機座2的一部分，或者側(cè)板4 (或稱之為導(dǎo)風(fēng)板)可以是一個單獨的部件，附加在機座2上，這兩種情況都在本實用新型的保護范圍內(nèi)。為了簡化描述，本實用新型的說明書及權(quán)利要求中均不再予以重復(fù)。此外，應(yīng)當(dāng)理解，如前所述，冷卻器可能會置于機座的不同方位，從而側(cè)板4也因此可能會置于定子的不同方位，從而形成位于不同方位的氣流通道。但是為了簡化描述，以下僅以圖2所示的結(jié)構(gòu)為例進行描述，但是本實用新型的保護范圍應(yīng)當(dāng)被理解為涵蓋各種結(jié)構(gòu)，而不局限于圖示的結(jié)構(gòu)。為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本實用新型提出將側(cè)板4的形狀設(shè)計成使得側(cè)板4(即氣流通道5的底部)與定子3的外周之間的距離從下至上逐漸增大，從而形成漸開形的氣流通道5。此處，以定子中心R為界，左右兩側(cè)可以基本對稱，因此以下將以右側(cè)為例進行描述。對于左右兩側(cè)不對稱的情況，本實用新型的技術(shù)方案也適用于其中至少一側(cè)。具體而言，從側(cè)板4的位于定子中心R大致正下方的位置A起，至側(cè)板4的位于定子右端Z大致正下方的位置K，即在定子中心R在機座底部上的正投影至定子右端Z在機座底部上的正投影之間的長度L上，側(cè)板4與定子3之間的距離至少相等或者局部或全部逐漸增大，也就是說，側(cè)板與定子中心R之間的距離至少相等或者局部或全部逐漸增大，從而形成至少均勻或者逐漸增大的氣流通道5。在圖2中，側(cè)板4進一步延伸，以與機座2的側(cè)壁在點D處平滑過渡相連，從而將氣流通道5進一步延伸。這種側(cè)板結(jié)構(gòu)形成的氣流通道5可以實現(xiàn)更有效的冷卻通風(fēng)，如同一個離心風(fēng)扇的風(fēng)罩。通過這種結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)更低的電機生產(chǎn)成本。由于在電機運行過程中熱空氣將會被輻射出來，因此利用運行過程中自身氣流的風(fēng)壓可以有利于散熱，而且只需要一個較小的冷卻器就可以實現(xiàn)了。簡而言之，在沒有增加生產(chǎn)工藝成本的前提下，散熱效率在一定程度上得到了提高。此外，由于溫升比從前的要低，定子鐵芯也相應(yīng)變短，這樣可以直接降低定子鐵芯的成本。進一步，由于熱空氣更加容易有效地被導(dǎo)出來，這種設(shè)計可以改善電機運行過程中定子下半部的熱環(huán)境。因此，由于熱時效產(chǎn)生的副作用將被削弱，絕緣材料的可靠性也將提高。此外，定子頂部和底部的溫度分布變得更加均勻。此處，為了使得氣流通道5在K點之上的位置不會受到過多的限制，優(yōu)選使得從定子中心R到側(cè)板4的位于定子中心的大致水平的位置E的距離RE大于等于從定子中心R到側(cè)板4的位于定子中心大致正下方的位置A的距離RA。[0024]當(dāng)然，為了進一步提高通道5的效果，可以將側(cè)板4的形狀設(shè)計成使得從側(cè)板的位于定子中心R大致正下方的位置A到側(cè)板4與機座2的側(cè)壁相接合的D點，側(cè)板與定子中心R之間的距離至少相等或者局部或全部逐漸增大，即氣流通道5的底部與定子外周之間的距離至少相等或者局部或全部逐漸增大，如圖3所示。更優(yōu)選地，如圖4所示，可以將側(cè)板4的形狀設(shè)計成使得從側(cè)板4的位于定子中心R大致正下方的位置A到側(cè)板4的位于定子中心R的大致水平的位置E，即在自位置A起的四分之一圓弧長度上，側(cè)板與定子中心R之間的距離至少相等或者局部或全部逐漸增大。這樣，因為在E點以上的位置，側(cè)板4或者機座2的側(cè)壁與定子之間的距離也是逐漸增大的，所以能夠?qū)崿F(xiàn)整個氣流通道5的逐漸增大,從而有助于底部的熱氣流更加穩(wěn)定、有效地排出，以提高散熱效率。更優(yōu)選地，可以在從A到E的范圍內(nèi)將側(cè)板4設(shè)計成漸開線的形狀，從而可以確保氣流通道5的平穩(wěn)增大。當(dāng)然，可能會由于目前加工設(shè)備的限制而導(dǎo)致將側(cè)板4加工成漸開線的形狀會提高加工成本。出于這種考慮，也可以考慮將漸開線設(shè)計的側(cè)板4進行擬合，從而簡化設(shè)計并降低加工成本。一種示例性的擬合簡化參見圖5所示。在圖5中所示的機座側(cè)板橫截面上，A點到B點間為直線；B點到C點間是一個以W為中心的圓??；C點到D點間又是一段直線，D點以上與機座側(cè)壁重合或者變成機座側(cè)壁。以下是一種示例性的具體的擬合過程，但是該過程不應(yīng)理解為對本實用新型的任何限制。如圖5所示，取R為定子的圓心，以R為圓心、RS為半徑的小圓為定子外徑輪廓，RA為電機中心高(定子圓心距離機座地板的高度)，RE為機座的半寬(定子圓心距離側(cè)板的距離)。過E作垂直線段EF，使得0〈=|EF|〈|RA|。作相切于AJ和EF、且與EF切點為F的圓W，圓W與AJ的切點為B。Rff的延長線與圓W的交點為C，過C作圓W的切線⑶(其中G為水平線AJ和⑶的交點，D為⑶與EF延長線的交點)。此時沿線段ABdI BC和線段CD構(gòu)成了本設(shè)計側(cè)板的彎曲部分。若T為此路徑上的任意一點，TU為過T點指向機座外側(cè)的切線，可以證明RTU —定為鈍角，那么沿RT吹出(定子徑向輻射)的風(fēng)，打在側(cè)板上，將被向上導(dǎo)向。理論上如果|ef|足夠小(甚至接近為o)，C、d、e、f四點將重合，w將落在re上，此時的路徑ab⑶達到了有效導(dǎo)向長度的最大化?？商鎿Q地，也可以從B至E完全采用以W為中心的圓弧，而從A至B為直線的結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，也可以采用其他的擬合方式，例如使得整個側(cè)板的橫截面為若干線段和若干圓弧的組合，例如兩段線段和兩段圓弧的組合。為了簡化描述，這里不再一一列舉。實際生產(chǎn)中，由圖3中定子的示意圖可以看出，定子上可能會設(shè)置安裝梁6，所以可能會使得導(dǎo)向出風(fēng)口(對圖5而言，即過D點的位置)過小。通過增大EF的長度，在少量減短導(dǎo)風(fēng)路徑長度的同時，可以使得出風(fēng)口增大。但是，EF的長度不宜過大，EF的具體長度，可由實際情況(例如通過風(fēng)路仿真等方式)確定。此外，在考慮設(shè)置安裝梁6或者其他類似結(jié)構(gòu)的情況下，將這些梁按照正確的位置來分布，將會有利于氣流通道5逐漸變大，從而達到盡可能優(yōu)的散熱效果。如圖2或3所示，可以將安裝梁6盡量置于A點和E點之間的位置，而避開E點及其附近。應(yīng)當(dāng)理解，以上雖然以電機為了進行了描述，但是本實用新型所說的“電機”應(yīng)當(dāng)也涵蓋“發(fā)電機”。為了簡化描述，本申請中將不予進行區(qū)分，但是采取這種結(jié)構(gòu)的“發(fā)電機”也在本實用新型的覆蓋范圍內(nèi)。雖然已參照本實用新型的某些優(yōu)選實施例示出并描述了本實用新型，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，在不背離由所附權(quán)利要求書所限定的本實用新型的精神和范圍的情況下，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其做出各種變化。
權(quán)利要求1.一種電機,包括定子(3)、機座(2)和設(shè)置于所述機座一側(cè)的冷卻器,所述機座的與所述冷卻器相對的另一側(cè)(7)和所述定子(3)之間形成氣流通道(5)，其中，在自定子中心(R)在所述另一側(cè)(7)上的正投影的位置(A)至定子的徑向端部(Z)在所述另一側(cè)(7)上的正投影的位置的長度(L)上，所述氣流通道的底部(4)與所述定子(3)的外周之間的距離至少一致或者局部或全部逐漸增大。
2.如權(quán)利要求1所述的電機，其中，所述氣流通道(5)在所述定子中心的所述正投影方向上的寬度小于等于所述氣流通道(5)在穿過所述定子中心且與所述正投影的方向垂直的方向上的寬度。
3.如權(quán)利要求2所述的電機，其中，自定子中心在所述另一側(cè)(7)上的正投影線起至少朝向一側(cè)的四分之一定子外周圓弧長度上，所述氣流通道的底部(4)與所述定子(3)的外周之間的距離至少一致或者局部或全部逐漸增大。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的電機，其中，所述氣流通道的底部(4)的橫截面為漸開線的形狀。
5.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的電機，其中，所述氣流通道的底部(4)與所述機座的壁平緩過渡連接。
6.如權(quán)利要求5所述的電機，其中，所述氣流通道的底部(4)的橫截面由若干段線段和若干段圓弧的組合形成。
7.如權(quán)利要求5所述的電機，其中，自定子中心在所述另一側(cè)(7)上的正投影的位置(A)起至少朝向一側(cè)至所述機座的壁，所述氣流通道的底部(4)的橫截面包含一段線段、一段圓弧以及另一段線段。
8.如權(quán)利要求5所述的電機，其中，自定子中心在所述另一側(cè)(7)上的正投影的位置(A)起至少朝向一側(cè)至所述機座的壁，所述氣流通道的底部(4)的橫截面包含一段線段和一段圓弧。
9.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的電機，其中，所述定子的外周上設(shè)置有安裝梁(6)，所述安裝梁(6)被置于遠離定子外周上與所述定子中心在所述另一側(cè)(7)上的正投影方向成90度的位置。
10.如權(quán)利要求6所述的電機，其中，所述定子的外周上設(shè)置有安裝梁(6)，所述安裝梁(6)被置于遠離定子外周上與所述定子中心在所述另一側(cè)(7)上的正投影方向成90度的位置。
專利摘要本實用新型提供了一種電機，包括定子(3)、機座(2)和設(shè)置于所述機座一側(cè)的冷卻器，所述機座的與所述冷卻器相對的另一側(cè)(7)和所述定子(3)之間形成氣流通道(5)，其中，在自定子中心(R)在所述另一側(cè)(7)上的正投影的位置(A)至定子的徑向端部(Z)在所述另一側(cè)(7)上的正投影的位置的長度(L)上，所述氣流通道的底部(4)與所述定子(3)的外周之間的距離至少一致或者局部或全部逐漸增大。
文檔編號H02K9/00GK203039501SQ20132000490
公開日2013年7月3日 申請日期2013年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月6日
發(fā)明者唐肯, 亞爾科·薩拉莫, 方祥 申請人:Abb高壓電機有限公司