前腔風(fēng)道小容量磁轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種小功率內(nèi)燃動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的變頻發(fā)電機(jī)專用型永磁外轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)及構(gòu)型。
【背景技術(shù)】
[0002]小功率內(nèi)燃動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的變頻發(fā)電機(jī)，是近十余年發(fā)展出來的一款便攜式供電設(shè)備，與傳統(tǒng)內(nèi)燃動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的小發(fā)電機(jī)有所不同，機(jī)組電機(jī)通常采用永磁外轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)(或永磁盤式轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)一尚在初期)配裝成套，以取得高頻電效率和好的結(jié)構(gòu)緊湊度。由于結(jié)構(gòu)緊湊度高及外轉(zhuǎn)子對(duì)定子是內(nèi)包的結(jié)構(gòu)定式，在外轉(zhuǎn)子腹板的阻風(fēng)作用下，外轉(zhuǎn)子電機(jī)的定、轉(zhuǎn)子內(nèi)部散熱效果始終不及內(nèi)轉(zhuǎn)子的電機(jī)散熱效果，進(jìn)而影響了外轉(zhuǎn)子電機(jī)效率的進(jìn)一步提升，因此，改善小容量磁轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)的散熱條件是對(duì)變頻發(fā)電機(jī)不斷追求技術(shù)進(jìn)步的重要內(nèi)容和目標(biāo)方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為此，本發(fā)明提供了一種前腔風(fēng)道風(fēng)力驅(qū)動(dòng)散熱的小容量永磁外轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)，主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn):一是前腔風(fēng)道阻斷動(dòng)力油機(jī)(汽油機(jī)或柴油機(jī))向電機(jī)傳遞熱量，二是在一定程度上削弱外轉(zhuǎn)子腹板的阻風(fēng)作用，從而改善定、轉(zhuǎn)子的內(nèi)部散熱條件，提高電機(jī)效率。
[0004]本發(fā)明所述的前腔風(fēng)道小容量磁轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)，主要包括:一個(gè)電機(jī)前殼，一個(gè)電機(jī)后殼，一個(gè)永磁外轉(zhuǎn)子總成、一個(gè)繞組定子總成和一個(gè)電機(jī)風(fēng)扇。電機(jī)前殼的殼腹板上設(shè)有同軸止口，用于對(duì)中連接油機(jī)動(dòng)力輸出端的殼體，殼體外沿邊也設(shè)有同軸止口，用于對(duì)接電機(jī)后殼；電機(jī)后殼的殼腹板內(nèi)設(shè)有同軸止口，對(duì)裝繞組定子；外轉(zhuǎn)子總成與油機(jī)動(dòng)力輸出軸共軸，緊固在其上，電機(jī)風(fēng)扇是同軸安裝在外轉(zhuǎn)子的殼腹板背面。所謂同軸或同軸止口是指構(gòu)件動(dòng)或靜回轉(zhuǎn)圓面的中心軸線與油機(jī)動(dòng)力輸出軸的軸心線共軸線。電機(jī)前殼與后殼連結(jié)后組成電機(jī)殼體，順沿動(dòng)力軸線方向，以靠油機(jī)部位為前端方向，殼腔內(nèi)電機(jī)構(gòu)件沿軸線排列的前后順序是:電機(jī)風(fēng)扇一外轉(zhuǎn)子總成一定子總成，其中，外轉(zhuǎn)子總成的開口朝后，包容定子總成；電機(jī)風(fēng)扇所處部位為電機(jī)殼體的前腔部位。對(duì)于油機(jī)動(dòng)力輸出軸短，可能需要加長(zhǎng)動(dòng)力傳動(dòng)軸的特別安排，本發(fā)明方案所述的前腔風(fēng)道小容量磁轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)的構(gòu)成中，還額外包括:一套接長(zhǎng)軸及緊固連接件、一個(gè)后支點(diǎn)軸承、和一個(gè)用于后支點(diǎn)減振過渡的軸承座套。
[0005]以下通過對(duì)本發(fā)明所述的前腔風(fēng)道小容量磁轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)特征的描述，具體了解本發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)及特征功能。
[0006]本發(fā)明所述第一方面的結(jié)構(gòu)特征是:在設(shè)有前、后同軸止口的電機(jī)前殼腹板上凸起兩條十字型交叉的腔槽，交匯處是動(dòng)力軸開孔，腔槽橫斷面為矩形，腔槽空間及高度足以包括殼體連接螺栓頭部高度和腔槽底腹板厚度之和，及連接螺栓緊固時(shí)所需要的作業(yè)空間；
[0007]本發(fā)明所述第二方面的結(jié)構(gòu)特征是:電機(jī)前殼腹板上，被十字型交叉凸起的腔槽分隔出四個(gè)分區(qū)，其中的三個(gè)分區(qū)上設(shè)有大開口進(jìn)風(fēng)口，一個(gè)風(fēng)道出口方向的分區(qū)上不設(shè)進(jìn)風(fēng)口 ；
[0008]本發(fā)明所述第三方面的結(jié)構(gòu)特征是:電機(jī)前殼腹板上十字型交叉腔槽立板面與殼腹板接合處的過渡圓角，及腔槽本身的立、腹板過渡圓角，在橫斷面結(jié)構(gòu)上是加厚型過渡圓角，內(nèi)圓角大于外圓角；
[0009]本發(fā)明所述第四方面的結(jié)構(gòu)特征是；離心式電機(jī)風(fēng)扇的風(fēng)葉不是等間距或等角距布設(shè)，而是按一定差值角度遞增間距角度布設(shè)風(fēng)葉，組成的風(fēng)葉組是軸對(duì)稱同旋向分布；在電機(jī)前殼腔內(nèi)風(fēng)扇直徑是略小于被電機(jī)前殼腔包絡(luò)的理論渦型型線的初始圓直徑，而不是僅小于電機(jī)的殼腔直徑；
[0010]本發(fā)明所述第五方面的結(jié)構(gòu)特征是；在設(shè)有同軸止口的電機(jī)后殼腹板上，設(shè)有安裝軸承座的中心孔，和徑向延伸方向上帶防護(hù)條、口沿加厚的加強(qiáng)型進(jìn)風(fēng)口 ；
[0011]本發(fā)明所述第六方面的結(jié)構(gòu)特征(接長(zhǎng)軸結(jié)構(gòu)的附加特征)是:接長(zhǎng)軸結(jié)構(gòu)所屬的后支點(diǎn)軸承座套上，分布有一圈減振通孔。
[0012]如第一、第二方面的結(jié)構(gòu)特征描述，①，電機(jī)前殼腹板上腔槽的凸起，和電機(jī)風(fēng)扇所處部位為電機(jī)殼體的前腔部位的設(shè)置，從動(dòng)力軸的軸向方向脫開了動(dòng)力油機(jī)向電機(jī)定、轉(zhuǎn)子和殼腹板近距離直接傳導(dǎo)和輻射油機(jī)熱量；②，三個(gè)大開口進(jìn)風(fēng)口、電機(jī)風(fēng)扇腔室和出風(fēng)口構(gòu)成電機(jī)的前腔進(jìn)風(fēng)道，有很好的熱量阻隔作用，風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)下，冷卻空氣在風(fēng)道內(nèi)的流動(dòng)，不僅進(jìn)一步阻隔了動(dòng)力油機(jī)向電機(jī)定、轉(zhuǎn)子輻射油機(jī)熱量，而且，空氣在腔殼內(nèi)的流動(dòng)也冷卻了電機(jī)殼體前部，阻隔油機(jī)熱量從電機(jī)殼體向后部傳導(dǎo)熱量，減少定轉(zhuǎn)子工作腔部位的附加溫升；又如第四方面的結(jié)構(gòu)特征描述，電機(jī)風(fēng)扇的風(fēng)葉是按一定差值角度遞增間距角度布設(shè)的，成組后是軸對(duì)稱同旋向分布，這種風(fēng)扇風(fēng)葉的布設(shè)方式，可以促成轉(zhuǎn)子殼腔內(nèi)，在風(fēng)壓驅(qū)動(dòng)下的冷卻空氣有一定的流動(dòng)脈動(dòng)性，產(chǎn)生氣流泵吸效應(yīng)，提高定、轉(zhuǎn)子與冷卻空氣的熱交換量，及隨冷卻氣流排出的速度；另外，風(fēng)扇直徑略小于被電機(jī)前殼腔包絡(luò)的理論渦型型線的初始圓直徑，可以保證風(fēng)扇在電機(jī)殼內(nèi)對(duì)冷卻空氣有比較好的驅(qū)動(dòng)效果，提高冷卻空氣進(jìn)、出電機(jī)殼的風(fēng)量、風(fēng)壓、風(fēng)速和定向性。
[0013]當(dāng)動(dòng)力傳動(dòng)軸高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，裝在軸上的轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，固裝在后殼的定子仍靜止不動(dòng)，電機(jī)風(fēng)扇隨同轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，在風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)下，冷卻空氣被從電機(jī)前殼進(jìn)氣口吸入，隨風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)形成高速氣流后，從電機(jī)前殼的出風(fēng)口甩出。轉(zhuǎn)子殼腹板(殼背)上設(shè)有過風(fēng)口，高速氣流的負(fù)壓作用，將轉(zhuǎn)子殼內(nèi)的空氣吸動(dòng)，另一部份冷卻空氣從電機(jī)后殼的進(jìn)氣口(第五方面特征)吸入電機(jī)的中心軸區(qū)域，冷卻電機(jī)內(nèi)部定轉(zhuǎn)子后，穿過轉(zhuǎn)子殼腹板(殼背)上的過風(fēng)口隨同高速旋轉(zhuǎn)氣流甩出電機(jī)殼的出風(fēng)口。
[0014]由于轉(zhuǎn)子殼腹板(殼背)中心區(qū)的實(shí)心結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)子殼腹板在高速旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)下所形成的動(dòng)態(tài)氣流阻風(fēng)墻作用，及風(fēng)扇緊靠轉(zhuǎn)子殼腹板安裝后缺少中心區(qū)部位吸風(fēng)條件，在通常的外轉(zhuǎn)子電機(jī)上，處于中心軸區(qū)域，包裹在轉(zhuǎn)子殼內(nèi)的定子和轉(zhuǎn)子磁鋼的散熱受限程度較大，進(jìn)而影響到電機(jī)工作到熱態(tài)時(shí)的電效率。而在本發(fā)明方案中，如前所述，采用葉片不等距布設(shè)的風(fēng)扇，在氣流脈動(dòng)泵吸效應(yīng)下，可以增加轉(zhuǎn)子殼內(nèi)散熱量，從而提高電機(jī)效率。
[0015]以上幾個(gè)方面通風(fēng)散熱與隔熱機(jī)理的功能性描述，就是前腔風(fēng)道小容量磁轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)在散熱與提高電機(jī)效率方面所具有的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)，也是本發(fā)明突出展現(xiàn)的結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)。另夕卜，本發(fā)明所述的結(jié)構(gòu)特征還具有以下特別的目的性安排:
[0016]①，如第一方面的結(jié)構(gòu)特征描述，凸起于前殼腹板的十字型交叉腔槽，在總體上構(gòu)成了厚薄度相對(duì)一致、等應(yīng)力分布的電機(jī)安裝強(qiáng)結(jié)構(gòu)，保障電機(jī)安裝連接的可靠性。
[0017]②，如第三方面的結(jié)構(gòu)特征描述，電機(jī)前殼腹板上的過渡圓角，在其橫斷面結(jié)構(gòu)上是加厚型過渡圓角，內(nèi)圓角大于外圓角。殼腹板面夾角過渡處采用的這種圓角斷面結(jié)構(gòu)，客觀上使形成連續(xù)性板面夾角的周邊環(huán)，構(gòu)成了殼腹板的隱形加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)框，一方面，保證了電機(jī)殼體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；另一方面，也可以避免因加強(qiáng)筋明設(shè)凸起后的風(fēng)道阻風(fēng)，從而減少風(fēng)道阻力，增加風(fēng)道通風(fēng)能力。
[0018]③，如第六方面的附加結(jié)構(gòu)特征描述，增加的后支點(diǎn)軸承座套，其作用在于:接長(zhǎng)軸過長(zhǎng)時(shí)，如果不設(shè)后支點(diǎn)，電機(jī)傳動(dòng)軸及轉(zhuǎn)子是一個(gè)單支點(diǎn)長(zhǎng)懸臂軸結(jié)構(gòu)，受轉(zhuǎn)動(dòng)慣量及慣性矩影響，以及加工工藝與裝配的同軸度限制，動(dòng)力傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性可能會(huì)不足，甚至有可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)件損壞或軸傳動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)能力失效。又假設(shè)，如果加設(shè)后支點(diǎn)，雖然在電機(jī)運(yùn)行時(shí)約束了動(dòng)力軸端部的端擺幅度，但同時(shí)后支點(diǎn)也形成了一個(gè)過支點(diǎn)的支撐結(jié)構(gòu)，在動(dòng)力軸端部的運(yùn)行端跳作用下，后支點(diǎn)承受端跳振動(dòng)沖擊。這種后支點(diǎn)端跳振動(dòng)沖擊具有結(jié)構(gòu)破壞性，處置不當(dāng)，輕者影響軸承使用壽命，重者使電機(jī)或動(dòng)力油機(jī)損壞。因此，在加設(shè)后支點(diǎn)后，考慮到增加一個(gè)后支點(diǎn)軸承座套，利用座套振動(dòng)體和電機(jī)后殼具有不同振動(dòng)剛量的特性，緩沖、吸收、過渡和減輕動(dòng)力軸端跳對(duì)軸承和軸承座孔的沖擊影響，保障和提高動(dòng)力傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性。又因動(dòng)力軸端跳引發(fā)的軸承座套振動(dòng)，是座套在座孔內(nèi)進(jìn)行的一種高頻迫振微量位移運(yùn)動(dòng)，特定條件滿足時(shí)，會(huì)發(fā)生座套迫振泵吸作用，導(dǎo)致軸承內(nèi)的潤(rùn)滑油溢出，因此在座套上分布一圈減振通孔，阻止和減少座套的迫振泵吸能力，維持潤(rùn)滑油對(duì)軸承的潤(rùn)滑條件。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)電機(jī)的軸側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2-1為本發(fā)明實(shí)施例的短傳動(dòng)軸發(fā)電機(jī)構(gòu)件分解的結(jié)構(gòu)示意圖.
[0021]圖2-2為本發(fā)明實(shí)施例的加長(zhǎng)傳動(dòng)軸發(fā)電機(jī)構(gòu)件分解的結(jié)構(gòu)示意圖.
[0022]圖2為本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)電機(jī)構(gòu)件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3為本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)電機(jī)與動(dòng)力油機(jī)對(duì)裝后的軸側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖4-1為本發(fā)明實(shí)施例的電機(jī)前殼軸側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖4-2為本發(fā)明實(shí)施例的電機(jī)前殼正視及腹板分區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖4-3為本發(fā)明實(shí)施例的過渡圓角橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖5-1為本發(fā)明實(shí)施例的電機(jī)風(fēng)扇軸側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖5-2為本發(fā)明實(shí)施例的電機(jī)風(fēng)葉布設(shè)示意圖。
[0029]圖6為本發(fā)明實(shí)施例的電機(jī)后殼的