[实用新型]一种用于交流同步发电机的高效率散热风扇

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种发电机技术，具体涉及一种用于交流同步发电机的高效率散热风扇。

背景技术

交流同步发电机可以通过汽油发动机或柴油发动机带动旋转进行发电。其中20kw功率以下的交流同步发电机多为2极，所匹配的汽油发动机和柴油发动机多为单缸和双缸发动机。发动机在工作转速3000转每分钟时，交流同步发电机可发出频率50Hz交流电；其匹配发动机在工作转速3600转每分钟时，交流同步发电机可发出频率60Hz交流电。

为尽可能的提高这种发电机的输出功率，国内生产商均简单的采用提升电机用铜和用铁量，即加长电机定子铁芯和转子铁芯的方法。虽然这种方式可以在一定范围提升电机功率，但电机风扇所能实现的散热量却并没有同步进行改进提升。这就带来了电机风扇无法很好的满足由电机绕组铜损耗、铁芯损耗、轴承摩擦、电刷摩擦等损耗产生的热量快速排出的需求。特别是铁芯加长后，也导致了电机内部风道内风阻加大，这就更制约了电机风扇的散热效果，增加了电机的散热难度。而电机温度越高，其绕组的直流电阻越大，在相同的电流时，电机的损耗越大，电机效率越低。

实用新型内容

发明目的：本实用新型的目的在于解决现有技术中存在的不足，提供一种用于交流同步发电机的高效率散热风扇。

技术方案：本实用新型的一种用于交流同步发电机的高效率散热风扇，包括支撑盘、轴套和若干风扇叶片，所述支撑盘呈圆环状，轴套位于支撑盘中心处并与电机轴相连，所述叶片采用前倾式结构，每个叶片均一端连接于轴套而另一端由轴套向外发散均匀排列连接于支撑盘，每个叶片上远离电机轴一端的高度高于靠近电机轴一端的高度使得整个叶片呈二级阶梯形，叶片上高度较低一端为一级叶片端，叶片上高度较高一端为二级叶片端，一级叶片端和二级叶片端的上边沿均与支撑盘的盘面平行。其中，一级叶片端与二级叶片端之间的高度差主要取决于所应用的发电机端部线包的高度，在风扇不擦碰电机定子铁芯的情况下，高度差越大越好。

进一步的，所述所有叶片的二级叶片端的上边沿安装有防负压环。

进一步的，所述发电机定子靠近风扇一侧的端部绕组线包顶面靠近一级叶片端的上边沿位置，且定子的线包侧面被所有叶片的二级叶片端环绕所包围，使得整个定子端部线包被风扇环绕。

有益效果：与传统电机风扇仅能带动定子一侧端部线包的上表面的空气流动相比，本实用新型中增加了风扇对端部绕组侧表面的散热影响；二级阶梯式风叶相比于传统风扇叶片的面积更大，能够在工作中形成更大质量的空气流动；前倾式叶片结构形成更大的风压，提高小功率同步发电机风扇散热能力，继而提高了发电机效率。

总之，本实用新型极大地提高发电机的散热效果，降低发电机工作中温度上升带来的损耗，使其所应用的发电机相比于传统发电机在功率相同的情况下效率更高。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型中叶片的结构示意图；

图3为实施例1中的风扇结构示意图；

图4为实施例1中的风扇结构示意图；

图5为图4中的A-A向剖视图；

图6为本实用新型与发电机之间的装配示意图。

具体实施方式

下面对本实用新型技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。

为进一步了解本实用新型，首先做如下说明：

小功率发电机热损耗公式如下：

Q＝I²R (1)

式中，Q是指电机产生的热量；I是指电机定子绕组电流；R是指电机定子绕组直流电阻。

电机输出一定功率在达到稳定温度后(此时产生的热量等于散发的热量，物体温度不再上升)，稳定温度越低，电机直流电阻越小R，产生损耗Q越小。

设发电机每单位时间产生的瞬间热量为Q,设电机质量为m(kg)，电机平均比热容为c[J/(kg·K)]，风扇对电机的有效散热表面为A(m²)，表面散热系数为a[即当温升为1K时，每单位时间从单位表面积上通过风扇散出的热量，单位W/(m².K)]。

若某一瞬间电机对周围介质的温升(即温度差)为△θ，经过一段极短的时间dt后温升增加了d(△θ)，根据热量平衡规律，可以得到以下关系式：

Qdt＝aA(△θ)dt+cmd(△θ) (2)