本發(fā)明涉及一種具有矩形截面槽鋼的電機(jī)定子通風(fēng)結(jié)構(gòu)，具體涉及一種電機(jī)定子徑向通風(fēng)系統(tǒng)，屬于電機(jī)通風(fēng)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

對(duì)于采用徑向通風(fēng)系統(tǒng)的大型電機(jī)，電機(jī)定子部分的損耗主要通過(guò)徑向通風(fēng)溝冷卻空氣流動(dòng)向外散熱。但是，當(dāng)冷卻氣體通過(guò)徑向通風(fēng)溝時(shí)，由于風(fēng)路截面突然變窄，流速變大；當(dāng)冷卻氣體從定子線棒尾部流出時(shí)，由于定子線棒兩側(cè)的氣體與定子線棒尾部的氣體流速相差很大，造成定子線圈尾部形成渦流，渦流中間部位風(fēng)速極小，嚴(yán)重影響定子線圈尾部的散熱。如果電機(jī)的通風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致電機(jī)局部溫升過(guò)高或不均勻，嚴(yán)重影響電機(jī)的使用壽命。

在電機(jī)徑向通風(fēng)系統(tǒng)中，現(xiàn)有的通風(fēng)槽鋼一般采用直線型、v型及多轉(zhuǎn)折結(jié)構(gòu)。中國(guó)專利號(hào)為201220141957.4所述的的直線型定子通風(fēng)槽鋼，雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是不能改變定子徑向通風(fēng)溝內(nèi)氣流方向，定子線圈尾部渦流損耗大；中國(guó)專利號(hào)為201520770017.5所述的v型定子通風(fēng)槽鋼，雖然可以改變定子風(fēng)路流向，但是存在風(fēng)路流向不均衡、定子整體溫度較高；中國(guó)專利號(hào)201410835452.1所述的多轉(zhuǎn)折結(jié)構(gòu)的通風(fēng)槽鋼，由于其轉(zhuǎn)折結(jié)構(gòu)，由于結(jié)構(gòu)不光滑，冷卻氣體在通風(fēng)溝內(nèi)風(fēng)磨損耗較大，散熱效果不佳。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種既能改變風(fēng)路流向、又能減小風(fēng)磨損耗的定子通風(fēng)槽鋼。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案為：具有矩形截面槽鋼的電機(jī)定子通風(fēng)結(jié)構(gòu)，主要包括分段定子鐵心(1)、徑向通風(fēng)溝(2)及通風(fēng)槽鋼(3)，其中分段定子鐵心(1)沿軸向分布，其段數(shù)n由定子鐵心(1)的外徑確定，為n＝d/55～d/50，d為電機(jī)定子鐵心外徑，相鄰的分段定子鐵心(1)之間為徑向通風(fēng)溝(2)，其由沿圓周分布的通風(fēng)槽鋼(3)形成，徑向通風(fēng)溝(2)的軸向?qū)挾萳d與電機(jī)定子鐵心外徑d與軸向長(zhǎng)度lfe有關(guān)，ld＝(0.1d+0.3lfe)/55～(0.2d+0.1lfe)/35，定子鐵心(1)包括定子齒(4)和定子槽(5)，相鄰的分段定子鐵心(1)的定子齒(4)和定子槽(5)在軸向上一一對(duì)應(yīng)，定子槽(5)內(nèi)放置有繞組，通風(fēng)槽鋼(3)安裝在相鄰分段定子鐵心(1)的定子齒(4)之間。所述通風(fēng)槽鋼(3)截面采用矩形，呈直線形式延伸，矩形截面直線型槽鋼截面寬度l1與定子齒寬bt和定子鐵心外徑d有關(guān)，為l1＝0.02d-bt～0.017d-0.7bt，截面厚度l2與通風(fēng)溝軸向?qū)挾萳d有關(guān)，存在以下關(guān)系：l2＝ld，相鄰分段定子鐵心(1)之間的每個(gè)定子齒上安裝兩根徑向長(zhǎng)度相等的矩形截面直線型槽鋼，長(zhǎng)度為ls1，ls1＝0.14(d-2hs)～0.16(d-2hs)。

所述兩根矩形截面直線型槽鋼徑向長(zhǎng)度也可以設(shè)計(jì)成不相等的結(jié)構(gòu)形式，此時(shí)矩形截面直線型長(zhǎng)槽鋼徑向長(zhǎng)度為ls2，矩形截面直線型短槽鋼徑向長(zhǎng)度為ls3，為ls2＝0.13(d-2hs)～0.18(d-2hs)，ls3＝0.09(d-2hs)～0.11(d-2hs)，在矩形截面直線型槽鋼近軸端，矩形截面直線型槽鋼距離鐵心邊緣距離均為ht，矩形截面直線型槽鋼與近側(cè)齒邊距離bt11與bt13相等，且與兩矩形截面直線型槽鋼軸線之間的距離bt12相等，且該距離與定子齒寬bt有關(guān)，即bt11＝bt12＝bt13＝1/3bt。整體上，矩形截面直線型長(zhǎng)槽鋼和矩形截面直線型短槽鋼在圓周上呈規(guī)律性分布，相鄰三個(gè)定子齒對(duì)應(yīng)的矩形截面直線型槽鋼為一組，任意一個(gè)組的槽鋼安裝方式按順時(shí)針?lè)较蛞来螢椤熬匦谓孛嬷本€型長(zhǎng)槽鋼”、“矩形截面直線型短槽鋼”、“矩形截面直線型長(zhǎng)槽鋼”、“矩形截面直線型短槽鋼”、“矩形截面直線型短槽鋼”、“矩形截面直線型長(zhǎng)槽鋼”。

所述矩形截面直線型槽鋼還可設(shè)計(jì)為三根，該三根矩形截面直線型槽鋼徑向長(zhǎng)度相等，其長(zhǎng)度全部為ls4，ls4＝0.14(d-2hs)～0.16(d-2hs)。

所述矩形截面直線型槽鋼還可設(shè)計(jì)為徑向長(zhǎng)度不等的三根，即一根為矩形截面直線型長(zhǎng)槽鋼，一根為矩形截面直線型短槽鋼，另一根為矩形截面直線型中槽鋼，其中矩形截面直線型長(zhǎng)槽鋼徑向長(zhǎng)度為ls2，ls2＝0.13(d-2hs)～0.18(d-2hs)，矩形截面直線型短槽鋼徑向長(zhǎng)度為ls3，ls3＝0.09(d-2hs)～0.11(d-2hs)，矩形截面直線型中槽鋼徑向長(zhǎng)度為ls5，為ls5＝0.1(d-2hs)～0.15(d-2hs)，在槽鋼近軸端，所述三根矩形截面直線型槽鋼距離鐵心邊緣距離為ht，長(zhǎng)度為7mm～10mm，兩側(cè)位置的矩形截面直線型槽鋼與近側(cè)齒邊距離bt21與bt24相等，且與定子齒寬bt有關(guān)，即bt21＝bt24＝0.4bt，中間位置的的矩形截面直線型槽鋼距離兩邊的矩形截面直線型槽鋼距離bt22與bt23相等，同樣與定子齒寬bt有關(guān)，即bt22＝bt23＝0.6bt。整體上，矩形截面直線型長(zhǎng)槽鋼、矩形截面直線型中槽鋼和矩形截面直線型短槽鋼在圓周上呈規(guī)律性分布，相鄰三個(gè)定子齒對(duì)應(yīng)的槽鋼為一組，任意一個(gè)組的槽鋼安裝方式按順時(shí)針?lè)较蛞来螢椤熬匦谓孛嬷本€型長(zhǎng)槽鋼”、“矩形截面直線型中槽鋼”、“矩形截面直線型短槽鋼”、“矩形截面直線型長(zhǎng)槽鋼”、“矩形截面直線型中槽鋼”、“矩形截面直線型短槽鋼”、“矩形截面直線型短槽鋼”、“矩形截面直線型中槽鋼”、“矩形截面直線型長(zhǎng)槽鋼”。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明所述的通風(fēng)系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下效果：所發(fā)明的矩形截面通風(fēng)槽鋼，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，另外通過(guò)增加每個(gè)定子齒間的槽鋼數(shù)量可以改變冷卻氣體的流動(dòng)速度與方向，可以增加冷卻氣體與定子鐵心的接觸面積，提高了冷卻散熱能力，在相同風(fēng)量的情況下，散熱效率增加大大增加。

附圖說(shuō)明

圖1為電機(jī)定子鐵心通風(fēng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為矩形截面定子槽鋼示意圖；

圖3為矩形截面直線型槽鋼整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為定子齒間安裝兩根長(zhǎng)度相同的槽鋼局部截面放大圖；

圖5為定子齒間安裝兩根長(zhǎng)短不同的槽鋼局部截面放大圖；

圖6為定子齒間安裝兩根槽鋼端部位置放大圖；

圖7為定子齒間安裝三根長(zhǎng)度相同的槽鋼局部截面放大圖；

圖8為定子齒間安裝三根長(zhǎng)短不同槽鋼局部截面放大圖；

圖9為定子齒間安裝三根槽鋼端部位置放大圖。

具體實(shí)施方式

在本實(shí)施例中電機(jī)參數(shù)：定子鐵心外徑d＝1260mm，lfe＝1340mm，定子齒寬bt＝19.3mm，定子齒高h(yuǎn)s＝81.4mm。如圖1所示，本發(fā)明所述的具有矩形截面槽鋼的電機(jī)定子通風(fēng)結(jié)構(gòu)，主要包括分段定子鐵心(1)、徑向通風(fēng)溝(2)及通風(fēng)槽鋼(3)，其中分段定子鐵心(1)沿軸向分布，其段數(shù)n由定子鐵心(1)的外徑確定，為n＝d/55～d/50，d為電機(jī)定子鐵心外徑，相鄰的分段定子鐵心(1)之間為徑向通風(fēng)溝(2)，其由沿圓周分布的通風(fēng)槽鋼(3)形成，徑向通風(fēng)溝(2)的軸向?qū)挾萳d與電機(jī)定子鐵心外徑d與軸向長(zhǎng)度lfe有關(guān)，ld＝(0.1d+0.3lfe)/55～(0.2d+0.1lfe)/35，定子鐵心(1)包括定子齒(4)和定子槽(5)，相鄰的分段定子鐵心(1)的定子齒(4)和定子槽(5)在軸向上一一對(duì)應(yīng)，定子槽(5)內(nèi)放置有繞組，通風(fēng)槽鋼(3)安裝在相鄰分段定子鐵心(1)的定子齒(4)之間。經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，可得分段定子鐵心的段數(shù)n＝22.9～25.2，優(yōu)選24，徑向通風(fēng)溝的軸向長(zhǎng)度ld＝9.6mm～11mm，優(yōu)選10mm。

現(xiàn)有電機(jī)定子通風(fēng)槽鋼結(jié)構(gòu)單一，風(fēng)磨損耗大，通風(fēng)效果不佳，且沒(méi)有充分考慮槽鋼對(duì)冷卻氣體的導(dǎo)流作用。本發(fā)明所述電機(jī)通風(fēng)槽鋼(3)截面均采用矩形，為了更好提高通風(fēng)效果，降低線圈尾部渦流損耗，相鄰分段定子鐵心(1)的每個(gè)定子齒之間放置兩根或三根槽鋼，通過(guò)改變槽鋼的長(zhǎng)短達(dá)到導(dǎo)流效果，其中分段定子鐵心每個(gè)定子齒之間放置兩根長(zhǎng)短相同的槽鋼時(shí)其三維結(jié)構(gòu)如圖2所示。

所述的通風(fēng)槽鋼(3)截面采用矩形，呈直線形式延伸，如圖3所示。矩形截面直線型槽鋼截面寬度l1與定子齒寬bt和定子鐵心外徑d有關(guān)，經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，l1＝0.02d-bt～0.017d-0.7bt，即l1＝5.9mm～7.9mm，優(yōu)選7.6mm。截面厚度l2與通風(fēng)溝軸向?qū)挾萳d有關(guān)，存在以下關(guān)系：l2＝ld，l2＝10mm。本實(shí)施例中，分段定子鐵心之間的每個(gè)定子齒上安裝兩根矩形截面直線型槽鋼，一種方案是兩根矩形截面直線型槽鋼徑向長(zhǎng)度相等，如圖4所示，其長(zhǎng)度為ls1，ls1＝0.14(d-2hs)～0.16(d-2hs)，即ls1＝153.7mm～175.7mm，優(yōu)選164mm；一種方案是兩根矩形截面直線型槽鋼徑向長(zhǎng)度不相等，如圖5所示，矩形截面直線型長(zhǎng)槽鋼徑向長(zhǎng)度為ls2，矩形截面直線型短槽鋼徑向長(zhǎng)度為ls3，經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，ls2＝0.13(d-2hs)～0.18(d-2hs)，ls3＝0.09(d-2hs)～0.11(d-2hs)，本實(shí)施例中l(wèi)s2＝142.7mm～197.7mm，優(yōu)選174mm，ls3＝98.9mm～120.8mm，優(yōu)選103mm。在矩形截面直線型槽鋼近軸端，如圖6所示，矩形截面直線型槽鋼距離鐵心邊緣距離為ht，長(zhǎng)度為8.5mm～10mm，優(yōu)選9mm。矩形截面直線型槽鋼與近側(cè)齒邊距離bt11與bt13相等，且與兩矩形截面直線型槽鋼軸線之間的距離bt12相等，且該距離與定子齒寬bt有關(guān)，即bt11＝bt12＝bt13＝1/3bt。對(duì)于徑向長(zhǎng)度相等的矩形截面直線型槽鋼，每個(gè)定子齒間放置兩根164mm矩形截面直線型槽鋼且呈圓周分布，如上述圖4所述，該方案使進(jìn)入通風(fēng)溝的風(fēng)速和流量基本保持不變，但通風(fēng)溝內(nèi)風(fēng)量均勻，且有效抑制渦流。對(duì)于兩根不相等的矩形截面直線型槽鋼，整體上，矩形截面直線型長(zhǎng)槽鋼和矩形截面直線型短槽鋼在圓周上呈規(guī)律性分布，相鄰三個(gè)定子齒對(duì)應(yīng)的矩形截面直線型槽鋼為一組，任意一個(gè)組的槽鋼安裝方式按順時(shí)針?lè)较蛞来螢椤?74mm矩形截面直線型長(zhǎng)槽鋼”、“103mm矩形截面直線型短槽鋼”、“174mm矩形截面直線型長(zhǎng)槽鋼”、“103mm矩形截面直線型短槽鋼”、“103mm矩形截面直線型短槽鋼”、“174mm矩形截面直線型長(zhǎng)槽鋼”，如上述圖5所述。該方案設(shè)計(jì)的槽鋼，能使進(jìn)入通風(fēng)溝的流體的流動(dòng)方向和速度有明顯變化，能有效提高流動(dòng)性能，風(fēng)量最大可提高16％～23％。

為了有效降低線圈尾部渦流損耗，將每個(gè)定子齒間的矩形截面直線型槽鋼數(shù)量設(shè)計(jì)成三根。一種方案是三根矩形截面直線型槽鋼徑向長(zhǎng)度相等，如圖7所示，其長(zhǎng)度全部為ls4，ls4＝0.14(d-2hs)～0.16(d-2hs)，即ls4＝153.7mm～175.7mm，優(yōu)選161mm；另一種方案是在原有兩根不相等的矩形截面直線型槽鋼基礎(chǔ)上(圖5所示)，即矩形截面直線型長(zhǎng)槽鋼ls2和矩形截面直線型短槽鋼ls3基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)矩形截面直線型中槽鋼，如圖8所示，其中，矩形截面直線型中槽鋼徑向長(zhǎng)度為ls5，ls5＝0.1(d-2hs)～0.15(d-2hs)，即ls5＝109.8～164.7mm，優(yōu)選128mm。在槽鋼近軸端，如圖9所示，矩形截面直線型槽鋼距離鐵心邊緣距離為ht，長(zhǎng)度為7mm～10mm，優(yōu)選8.5mm。兩側(cè)位置的矩形截面直線型槽鋼與近側(cè)齒邊距離bt21與bt24相等，且與定子齒寬bt有關(guān)，即bt21＝bt24＝0.4bt，中間位置的矩形截面直線型槽鋼距離兩邊的矩形截面直線型槽鋼距離bt22與bt23相等，同樣與定子齒寬bt有關(guān)，即bt22＝bt23＝0.6bt。對(duì)于徑向長(zhǎng)度相等的矩形截面直線型槽鋼，每個(gè)定子齒間放置三根長(zhǎng)度為161mm矩形截面直線型槽鋼且呈圓周分布，如上述圖7所示，該方案使進(jìn)入通風(fēng)溝的風(fēng)速有所降低，但是線圈尾部風(fēng)速稍有增加，可有效抑制渦流。對(duì)于三條徑向長(zhǎng)度不相等的矩形截面直線型槽鋼，整體上，矩形截面直線型長(zhǎng)槽鋼、矩形截面直線型中槽鋼和矩形截面直線型短槽鋼在圓周上呈規(guī)律性分布，相鄰三個(gè)定子齒對(duì)應(yīng)的槽鋼為一組，任意一個(gè)組的槽鋼安裝方式按順時(shí)針?lè)较蛞来螢椤?74mm矩形截面直線型長(zhǎng)槽鋼”、“128mm矩形截面直線型中槽鋼”、“103mm矩形截面直線型短槽鋼”、“174mm矩形截面直線型長(zhǎng)槽鋼”、“128mm矩形截面直線型中槽鋼”、“103mm矩形截面直線型短槽鋼”、“103mm矩形截面直線型短槽鋼”、“128mm矩形截面直線型中槽鋼”、“174mm矩形截面直線型長(zhǎng)槽鋼”，如上述圖8所示。該方案使得通風(fēng)溝內(nèi)最大風(fēng)速稍有降低，但定子線圈尾部渦流明顯減小，該處風(fēng)速有所提高。同時(shí)增加槽鋼數(shù)量亦增加定子與冷卻氣體的散熱面積，有利于電機(jī)通風(fēng)散熱。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)并不局限于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不改變?cè)淼那闆r下，做出的任何無(wú)實(shí)質(zhì)變化的改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。

本發(fā)明說(shuō)明書(shū)中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。