[发明专利]一种凸极式发电机的转子散热结构的设置方法

说明书

本发明公开了一种凸极式发电机的转子散热系统的设置方法，包括设置转子铁芯的散热结构、设置转子线圈的散热结构和设置线圈支撑块的散热结构。设置转子铁芯的散热结构时包括设置若干个径向散热风道和多个轴向通风道。设置转子线圈的散热结构时，采用安装在转子铁芯的端部的绕线模具依次在每个磁极的极身上绕制一个转子线圈，使每个转子线圈的两端沿转子线圈的厚度方向形成三道透空缝。设置线圈支撑块的散热结构时，将线圈支撑块制作成横截面呈等腰三角形，并在线圈支撑块的顶角延伸一导向凸台，同时在线圈支撑块的底面上设置若干散热筋。本发明的转子散热系统的设置方法，能增强转子的散热能力，从而提升发电机的功率，并能减少材料和降低成本。

技术领域

本发明涉及一种凸极式发电机的转子散热系统的设置方法。

背景技术

对于现有的凸极式同步发电机，其结构多由小型发电机演化而来，整体尺寸近似于等比例放大，而转子结构几乎没有变化。转子整体结构如图1所示，先冲压成型转子冲片，再将多片转子冲片进行叠压，形成一个整体实心的转子铁芯3，然后将转轴1压入转子铁芯3内，最后将转子线圈2绕制在转子铁芯3的凸极上，在相邻的两个凸极之间，使用撑线块4压住转子线圈2，防止线圈2散包。转子发出的热量由离心式风扇5带走。

对于凸极式同步发电机，转子的发热量主要来源于两个方面。一个是转子铁芯内的涡流电流带来的热量，另一个是转子线圈本身通电而导致的发热。随着发电机整体功率的提升，转子的体积在不断变大，虽然转子铁芯的叠压结构一定程度上抑制了涡流的发热量，但是转子的体积不断变大，转子铁芯内的涡流发热总量仍在不断升高，而转子铁芯是一个实心的部件，整体呈现圆柱体外形，体积越大，表面积相对体积的比例越小，外部散热的表面积就愈发显得有限，导致热量堆积。另一方面随着整体功率的提升转子的线圈同样变得更多，大量的线圈聚集在一起，热量聚集难以散发。

转子内部的热量难以散发，极大程度地限制了发电机的功率。特别是高压发电机方面，相比定子，转子的热负荷普遍会偏高。往往在电磁设计中，为了控制转子的温升，只能使用更多的材料，增加转子的铁芯和铜线，从而来降低转子的负载，降低铜线中的电流密度，从而降低转子温升。但是这样的设计十分耗费材料，致使成本较高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种凸极式发电机的转子散热系统的设置方法，它能增强转子的散热能力，从而提升发电机的功率，并能减少材料和降低成本。

本发明的目的是这样实现的：一种凸极式发电机的转子散热系统的设置方法，包括设置转子铁芯的散热结构、设置转子线圈的散热结构和设置线圈支撑块的散热结构；其中，

设置转子铁芯的散热结构时，包括设置若干个径向散热风道和多个轴向通风道；将转子铁芯分成若干个长度不同的铁芯分段，位于进风口端的第一个铁芯分段由多片普通转子冲片叠压而成，位于进风口端的第二个铁芯分段至最后一个铁芯分段均由一片位于最前面的通风道冲片和多片依次位于通风道冲片后面的普通转子冲片叠压而成；每片普通转子冲片包括边数是偶数的正多边形的磁轭部分和若干磁极部分，磁轭部分的中央开设一个轴孔，磁轭部分的每个角部均径向开设一个倒T形缺口，还在轴孔的外围的同一个圆上均布开设多个通风孔；若干磁极部分一一对应地从磁轭部分的偶数条边的中部一体向外延伸而成；每片通风道冲片由一片普通转子冲片和多道径向固定在普通转子冲片的前表面上的竖筋构成；从转子进风口至转子出风口的第一个铁芯分段的长度至最后一个铁芯分段的长度依次递减；所有的铁芯分段叠压后磁轭部分形成磁轭，磁极部分形成磁极，倒T形缺口形成倒T形槽，相邻的磁极之间形成横截面大致呈等腰三角形的极间空间，多个通风孔即构成了多个轴向通风道；所有的铁芯分段叠压后前一个铁芯分段的后端面与邻接的后一个铁芯分段的前端面之间即形成了径向散热风道；

设置转子线圈的散热结构时，采用安装在转子铁芯的端部的绕线模具依次在每个磁极的极身上绕制一个转子线圈，使每个转子线圈的两端沿转子线圈的厚度方向形成三道透空缝；