前腔風道小容量磁轉子發電機的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種小功率內燃動力驅動的變頻發電機專用型永磁外轉子發電機及構型。
【背景技術】
[0002]小功率內燃動力驅動的變頻發電機，是近十余年發展出來的一款便攜式供電設備，與傳統內燃動力驅動的小發電機有所不同，機組電機通常采用永磁外轉子發電機(或永磁盤式轉子發電機一尚在初期)配裝成套，以取得高頻電效率和好的結構緊湊度。由于結構緊湊度高及外轉子對定子是內包的結構定式，在外轉子腹板的阻風作用下，外轉子電機的定、轉子內部散熱效果始終不及內轉子的電機散熱效果，進而影響了外轉子電機效率的進一步提升，因此，改善小容量磁轉子發電機的散熱條件是對變頻發電機不斷追求技術進步的重要內容和目標方向。
【實用新型內容】
[0003]為此，本實用新型提供了一種前腔風道風力驅動散熱的小容量永磁外轉子發電機，主要結構特點:一是前腔風道阻斷動力油機(汽油機或柴油機)向電機傳遞熱量，二是在一定程度上削弱外轉子腹板的阻風作用，從而改善定、轉子的內部散熱條件，提高電機效率。
[0004]本實用新型所述的前腔風道小容量磁轉子發電機，主要包括:一個電機前殼，一個電機后殼，一個永磁外轉子總成、一個繞組定子總成和一個電機風扇。電機前殼的殼腹板上設有同軸止口，用于對中連接油機動力輸出端的殼體，殼體外沿邊也設有同軸止口，用于對接電機后殼；電機后殼的殼腹板內設有同軸止口，對裝繞組定子；外轉子總成與油機動力輸出軸共軸，緊固在其上，電機風扇是同軸安裝在外轉子的殼腹板背面。所謂同軸或同軸止口是指構件動或靜回轉圓面的中心軸線與油機動力輸出軸的軸心線共軸線。電機前殼與后殼連結后組成電機殼體，順沿動力軸線方向，以靠油機部位為前端方向，殼腔內電機構件沿軸線排列的前后順序是:電機風扇一外轉子總成一定子總成，其中，外轉子總成的開口朝后，包容定子總成；電機風扇所處部位為電機殼體的前腔部位。對于油機動力輸出軸短，可能需要加長動力傳動軸的特別安排，本實用新型方案所述的前腔風道小容量磁轉子發電機的構成中，還額外包括:一套接長軸及緊固連接件、一個后支點軸承、和一個用于后支點減振過渡的軸承座套。
[0005]以下通過對本實用新型所述的前腔風道小容量磁轉子發電機結構特征的描述，具體了解本發電機的特點及特征功能。
[0006]本實用新型所述第一方面的結構特征是:在設有前、后同軸止口的電機前殼腹板上凸起兩條十字型交叉的腔槽，交匯處是動力軸開孔，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，及連接螺栓緊固時所需要的作業空間；
[0007]本實用新型所述第二方面的結構特征是:電機前殼腹板上，被十字型交叉凸起的腔槽分隔出四個分區，其中的三個分區上設有大開口進風口，一個風道出口方向的分區上不設進風口；
[0008]本實用新型所述第三方面的結構特征是:電機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，在橫斷面結構上是加厚型過渡圓角，內圓角大于外圓角；
[0009]本實用新型所述第四方面的結構特征是；離心式電機風扇的風葉不是等間距或等角距布設，而是按一定差值角度遞增間距角度布設風葉，組成的風葉組是軸對稱同旋向分布；在電機前殼腔內風扇直徑是略小于被電機前殼腔包絡的理論渦型型線的初始圓直徑，而不是僅小于電機的殼腔直徑；
[0010]本實用新型所述第五方面的結構特征是；在設有同軸止口的電機后殼腹板上，設有安裝軸承座的中心孔，和徑向延伸方向上帶防護條、口沿加厚的加強型進風口 ；
[0011]本實用新型所述第六方面的結構特征(接長軸結構的附加特征)是:接長軸結構所屬的后支點軸承座套上，分布有一圈減振通孔。
[0012]如第一、第二方面的結構特征描述，①，電機前殼腹板上腔槽的凸起，和電機風扇所處部位為電機殼體的前腔部位的設置，從動力軸的軸向方向脫開了動力油機向電機定、轉子和殼腹板近距離直接傳導和福射油機熱量；②，三個大開口進風口、電機風扇腔室和出風口構成電機的前腔進風道，有很好的熱量阻隔作用，風扇驅動下，冷卻空氣在風道內的流動，不僅進一步阻隔了動力油機向電機定、轉子輻射油機熱量，而且，空氣在腔殼內的流動也冷卻了電機殼體前部，阻隔油機熱量從電機殼體向后部傳導熱量，減少定轉子工作腔部位的附加溫升；又如第四方面的結構特征描述，電機風扇的風葉是按一定差值角度遞增間距角度布設的，成組后是軸對稱同旋向分布，這種風扇風葉的布設方式，可以促成轉子殼腔內，在風壓驅動下的冷卻空氣有一定的流動脈動性，產生氣流泵吸效應，提高定、轉子與冷卻空氣的熱交換量，及隨冷卻氣流排出的速度；另外，風扇直徑略小于被電機前殼腔包絡的理論渦型型線的初始圓直徑，可以保證風扇在電機殼內對冷卻空氣有比較好的驅動效果，提高冷卻空氣進、出電機殼的風量、風壓、風速和定向性。
[0013]當動力傳動軸高速轉動時，裝在軸上的轉子同步旋轉，固裝在后殼的定子仍靜止不動，電機風扇隨同轉子高速旋轉，在風扇驅動下，冷卻空氣被從電機前殼進氣口吸入，隨風葉旋轉形成高速氣流后，從電機前殼的出風口甩出。轉子殼腹板(殼背)上設有過風口，高速氣流的負壓作用，將轉子殼內的空氣吸動，另一部份冷卻空氣從電機后殼的進氣口(第五方面特征)吸入電機的中心軸區域，冷卻電機內部定轉子后，穿過轉子殼腹板(殼背)上的過風口隨同高速旋轉氣流甩出電機殼的出風口。
[0014]由于轉子殼腹板(殼背)中心區的實心結構和轉子殼腹板在高速旋轉帶動下所形成的動態氣流阻風墻作用，及風扇緊靠轉子殼腹板安裝后缺少中心區部位吸風條件，在通常的外轉子電機上，處于中心軸區域，包裹在轉子殼內的定子和轉子磁鋼的散熱受限程度較大，進而影響到電機工作到熱態時的電效率。而在本實用新型方案中，如前所述，采用葉片不等距布設的風扇，在氣流脈動泵吸效應下，可以增加轉子殼內散熱量，從而提高電機效率。
[0015]以上幾個方面通風散熱與隔熱機理的功能性描述，就是前腔風道小容量磁轉子發電機在散熱與提高電機效率方面所具有的結構優勢，也是本實用新型突出展現的結構優點。另外，本實用新型所述的結構特征還具有以下特別的目的性安排:
[0016]①，如第一方面的結構特征描述，凸起于前殼腹板的十字型交叉腔槽，在總體上構成了厚薄度相對一致、等應力分布的電機安裝強結構，保障電機安裝連接的可靠性。
[0017]②，如第三方面的結構特征描述，電機前殼腹板上的過渡圓角，在其橫斷面結構上是加厚型過渡圓角，內圓角大于外圓角。殼腹板面夾角過渡處采用的這種圓角斷面結構，客觀上使形成連續性板面夾角的周邊環，構成了殼腹板的隱形加強筋結構框，一方面，保證了電機殼體的結構穩定性；另一方面，也可以避免因加強筋明設凸起后的風道阻風，從而減少風道阻力，增加風道通風能力。
[0018]③，如第六方面的附加結構特征描述，增加的后支點軸承座套，其作用在于:接長軸過長時，如果不設后支點，電機傳動軸及轉子是一個單支點長懸臂軸結構，受轉動慣量及慣性矩影響，以及加工工藝與裝配的同軸度限制，動力傳動結構的穩定性可能會不足，甚至有可能導致結構件損壞或軸傳動運轉能力失效。又假設，如果加設后支點，雖然在電機運行時約束了動力軸端部的端擺幅度，但同時后支點也形成了一個過支點的支撐結構，在動力軸端部的運行端跳作用下，后支點承受端跳振動沖擊。這種后支點端跳振動沖擊具有結構破壞性，處置不當，輕者影響軸承使用壽命，重者使電機或動力油機損壞。因此，在加設后支點后，考慮到增加一個后支點軸承座套，利用座套振動體和電機后殼具有不同振動剛量的特性，緩沖、吸收、過渡和減輕動力軸端跳對軸承和軸承座孔的沖擊影響，保障和提高動力傳動結構的穩定性和可靠性。又因動力軸端跳引發的軸承座套振動，是座套在座孔內進行的一種高頻迫振微量位移運動，特定條件滿足時，會發生座套迫振泵吸作用，導致軸承內的潤滑油溢出，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，維持潤滑油對軸承的潤滑條件。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型實施例的發電機的軸側視結構示意圖。
[0020]圖2-1為本實用新型實施例的短傳動軸發電機構件分解的結構示意圖.
[0021]圖2-2為本實用新型實施例的加長傳動軸發電機構件分解的結構示意圖.
[0022]圖2為本實用新型實施例的發電機構件的內部結構示意圖。
[0023]圖3為本實用新型實施例的發電機與動力油機對裝后的軸側視結構示意圖。
[0024]圖4-1為本實用新型實施例的電機前殼軸側視結構示意圖。
[0025]圖4-2為本實用新型實施例的電機前殼正視及腹板分區的結構示意圖。
[0026]圖4-3為本實用新型實施例的過渡圓角橫斷面結構示意圖。
[0027]圖5-1為本實用新型實施例的電機風扇軸側視結構示意圖。
[0028]圖5-2為本實用新型實施例的電機風葉布設示意圖。
[0029]圖6為本實用新型實施例的電機后殼的