CN101267141A - 立式水轮发电机无风扇通风冷却装置 - Google Patents

立式水轮发电机无风扇通风冷却装置 Download PDF

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赵洪志
骆君强
刘秀华
安云强
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Tianjin Tianfa Heavy Hydropower Equipment Manufacturing Co Ltd
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Tianjin Tianfa Heavy Hydropower Equipment Manufacturing Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种立式水轮发电机无风扇通风冷却装置。其特点是：在机坑内安装有下机架和定子机座及其定子，在定子机座上安装有上机架，在上机架和下机架上安装带有转子支架的主轴，在转子支架上安装有磁轭和磁极，通风冷却装置是在上机架的下端面安装有阻挡气流向上通过的内环上挡板，上机架的外周边与机坑壁之间也安装有阻挡气流向上通过的外环上挡板；下机架的上端面安装有阻挡气流向下通过的内环下挡风板，下机架的外周边与机坑壁之间也安装有阻挡气流向下通过的外环下挡风板；磁极和磁轭的上端面和下端面分别安装有气流导向的环形旋转挡风板；定子机座的两端开有通风孔，提高了冷却效果、减小了风磨损耗；另外本发明还具有结构简单、易于安装和制造的优点。

Description

立式水轮发电机无风扇通风冷却装置
技术领域
本发明涉及一种立式水轮发电机通风冷却装置，尤其是一种立式水轮发电机无风扇通风冷却装置。
背景技术
水轮发电机的设计过程中必须将电磁设计，结构设计，通风设计三者有机的结合起来，进行整体协调和优化，以期达到最佳设计方案。通风设计是一个不可忽视的方面，多年来，电机的通风冷却问题一直是国内外制造厂家及研究机构重点关注的问题，水轮发电机通风冷却效果的好坏，将直接影响到机组的出力和温升的控制以及关系到机组能否安全稳定运行。公知的通风冷却装置包括有通风系统的压力元件和风阻元件。在立式水轮发电机封闭径向自循环通风系统中，通风压力元件由转子支架、磁轭风沟、磁极和上下风扇组成，而风阻元件则由定转气隙，经向风沟、空气冷却器、风洞、上下风路及转子风道等构成。压力元件中风扇型式的选择根据通风的要求而确定，风扇由风扇座和风扇叶片组成，风扇座安装在电机转子磁轭铁心的上下两端，而风扇叶片则位于磁极的上下端。在机组运行中通过转子支架、磁轭风沟、磁极以及风扇的综合扇风作用，将冷空气吹过转子线圈、定子铁心和其上下两端的定子线圈端部，将电机运行中转子线圈铜损、定子铁心铁损及定子线圈铜损所产生的热量带走。经过定子通风沟和定子机座上下环板的通风孔，进入空气冷却器，将热空气冷却。冷空气再经过定子机座上下端，通过导风板冷空气再次进入转子支架。这样就完成了通风冷却的循环过程。因此这种结构的缺点是风磨损耗大(风路长)、浪费材料，安装和维护困难。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种风磨损耗小、易于安装维护的立式水轮发电机无风扇通风冷却装置。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
一种立式水轮发电机无风扇通风冷却装置，包括安装在机坑内的下机架、安装在机坑内的定子机座及其定子、安装在定子机座上的上机架、安装在上机架和下机架上的带有转子支架的主轴、安装在转子支架上的磁轭和磁极、以及通风冷却装置组成，所述上机架的下端面安装有阻挡气流向上通过的内环上挡板，上机架的外周边与机坑壁之间也安装有阻挡气流向上通过的外环上挡板；所述下机架的上端面安装有阻挡气流向下通过的内环下挡风板，下机架的外周边与机坑壁之间也安装有阻挡气流向下通过的外环下挡风板；所述磁极和磁轭的上端面和下端面分别安装有气流导向的环形旋转挡风板；所述定子机座的两端开有通风孔。
本发明还可以采用如下技术方案：
所述内环上挡风板和内环下挡风板由若干块大扇形板构成，外环上挡风板和外环下挡风板由若干块小扇形板构成。
所述环形旋转挡风板由与磁极数量相同的扇形板构成，各扇形板内端制有四个与磁轭螺栓匹配的孔和两个与磁极压板螺孔匹配的孔，各孔下端焊接有支承套筒和连接垫圈，各扇形板的四边制有向下的折边。
本发明具有的优点和积极效果是：
由于在上机架的下端与机坑壁安装有内外环上挡风板、下机架的上端与机坑壁安装有内外环下挡风板，这样就在上机架与下机架间及定子机坑之间形成密闭空间。在转子磁轭和磁极的上下两端分别安装有旋转挡风板，在定子机座的两端开有通风孔，这样就形成了冷却空气流通的通道。通过转子支架、磁轭和磁极旋转产生的风扇作用，使冷却空气进入转子支架入口，流经磁轭通风沟、磁极极间、气隙、定子径向通风沟、空气冷却器，散热后重新分上下两路再进入转子支架，构成密闭自循环通风冷却系统，因此不仅冷却效果好而且减小了风磨损耗(风路短)；另外本发明还具有结构简单、易于安装和制造的优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中上挡风板7的结构图；
图3是图1中下挡风板13的结构图；
图4是图1中旋转挡风板9和14的结构图；
图5是图4的右视图；
图6是图4的A-A剖视图。
图中：1、主轴；2、下机架；3、转子支架；4、定子机座；5、定子；6、机坑；7、外环上挡风板；7-1、小扇形板；7-2、上梯形板；7-3、下梯形板；8、上机架；9、旋转挡风板；10、磁极；11、空气冷却器；12、磁轭；13、外环下挡风板；13-1、小扇形板；13-2、大扇形板；14、旋转挡风板；15、支承套筒；16、连接垫板；17、安装孔；18、挡圈。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1，在机坑内安装有下机架2和定子机座4及其定子5，定子机座的外侧安装有空气冷却器11，在定子机座上安装有上机架8，在上机架和下机架上安装带有转子支架3的主轴1，在转子支架上安装有磁轭12和磁极10。通风冷却装置是在上机架的下端面安装有阻挡气流向上通过的内环上挡板，该内环上挡风板由6块大扇形板构成，如图2所示，而内环上挡风板的大扇形板又由上下两块梯形板构成，上梯形板7-2的上边制有与转子支架内周边配合的凹弧边，下梯形板7-3的下边制有与转子支架外周边配合的凸弧边。上机架的外周边与机坑壁之间也安装有阻挡气流向上通过的外环上挡板7，外环上挡风板由18块小扇形板7-1构成。如图3所示，下机架的上端面安装有阻挡气流向下通过的内环下挡风板，该内环下挡风板由6块大扇形板13-2构成，下机架的外周边与机坑壁之间也安装有阻挡气流向下通过的外环下挡风板13，该外环下挡风板由18块小扇形板13-1构成。如图4、图5、图6所示，磁极和磁轭的上端面和下端面分别安装有气流导向的环形旋转挡风板9、14，该环形旋转挡风板由18块扇形板构成，各扇形板内端制有四个与磁轭螺栓匹配的孔，各孔下端焊接有支承套筒15和连接垫圈16，支承套筒的上端焊接有挡圈18，各扇形板的四边制有向下的折边，各扇形板的上端制有两个安装孔17。定子机座的两端开有通风孔。这样就在上机架与下机架间及定子机坑之间形成密闭空间，形成了冷却空气流通的通道。通过转子支架、磁轭和磁极旋转产生的风扇作用，使冷却空气进入转子支架入口，流经磁轭通风沟、磁极极间、气隙、定子径向通风沟、空气冷却器，散热后重新分上下两路再进入转子支架，构成密闭自循环通风冷却系统，因此不仅冷却效果好而且减小了风磨损耗；另外本发明还具有结构简单、易于安装和制造的优点。

Claims (4)

1.一种立式水轮发电机无风扇通风冷却装置，包括安装在机坑内的下机架、安装在机坑内的定子机座及其定子、安装在定子机座上的上机架、安装在上机架和下机架上的带有转子支架的主轴、安装在转子支架上的磁轭和磁极、以及通风冷却装置组成，其特征是：所述上机架的下端面安装有阻挡气流向上通过的内环上挡板，上机架的外周边与机坑壁之间也安装有阻挡气流向上通过的外环上挡板；所述下机架的上端面安装有阻挡气流向下通过的内环下挡风板，下机架的外周边与机坑壁之间也安装有阻挡气流向下通过的外环下挡风板；所述磁极和磁轭的上端面和下端面分别安装有气流导向的环形旋转挡风板；所述定子机座的两端开有通风孔。
2.根据权利要求1所述的立式水轮发电机无风扇通风冷却装置，其特征是：所述内环上挡风板和内环下挡风板由6块大扇形板构成，外环上挡风板和外环下挡风板由18块小扇形板构成。
3.根据权利要求1或2所述的立式水轮发电机无风扇通风冷却装置，其特征是：所述内环上挡风板的大扇形板由上下两块梯形板构成，上梯形板的上边制有与转子支架内周边配合的凹弧边，下梯形板的下边制有与转子支架外周边配合的凸弧边。
4.根据权利要求1或2所述的立式水轮发电机无风扇通风冷却装置，其特征是：所述环形旋转挡风板由18块扇形板构成，各扇形板内端制有四个与磁轭螺栓匹配的孔，各孔下端焊接有支承套筒和连接垫圈，各扇形板的四边制有向下的折边。
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