CN102684333A - 灯泡式发电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种灯泡式发电机，其包括由球形罩和机座环组成的机座、定子铁心、用于将定子铁心与机座环内壁隔开的定位件，其特征在于：所述定位件的横截面呈“V”形，对应的定子铁心部位的定位件的“V”形开口端设有用于将定位件与机座环内壁焊接的凹凸缺口，且凸部焊接在机座环内壁上，所述冷却空气自定子铁心径向流入定子铁心与定位件外表面形成的空间内且流经定位件的外表面，从定位件对应的机器的一端流出。本发明的散热效果不再局限于定位件空心体的大小和设置在定位件表面孔的大小，且使用不同的冷却剂也不会腐蚀绕组，同时还避免了定位件焊接时候的变形。

Description

灯泡式发电机

技术领域

 本发明涉及一种灯泡式发电机，这种发电机带有一个由球形罩盒连接在球形罩上的机座环组成的机座，以及带有一个被机座环包围并装在机座环中的定子铁心。

背景技术

灯泡式发电机(灯泡式水轮发电机)将发电机与轴承等布置在形似灯泡的密封壳体内的水轮发电机。灯泡式发电机与水轮机直轴连接并布置在水下流道内，其特点是结构布置紧凑、复杂，具有防潮防漏等特殊要求。由于灯泡式水轮发电机装在水下，停机时绕组容易受潮，为了安全可靠，发电机额定电压选择比一般水轮发电机低。 灯泡式水轮发电机因受灯泡比的影响，其定子直径比一般发电机小，灯泡比过大将使水轮机的水力特性变坏，机组效率降低，灯泡比过小将使铁芯长度增加，转动惯量减小，甩负荷时转速上升率增大，对通风散热不利。灯泡式机组由于转速低、直径小、定子 铁芯长度大，采用常规的自然通风冷却方式很难满足要求，因此需要采用带有风机的强迫循环轴向或轴、径向通风冷却方式，此外.还可采用定子铁芯贴壁冷却或增压冷却。

大型灯泡式发电机将定子铁心与机座环的内壁隔开，并通过由此形成的间隙而可使封闭循环的冷却剂通过。这种结构叫做表面环形冷却器或间隙冷却器。其中相应的气-水冷却器或水-水冷却器位于灯泡式发电机的球形罩中，用空气作为冷却剂时，这种冷却装置不会出现特殊问题，而在用水做冷却剂时，冷却水流过的这个间隙则必须与定子铁心密封。

申请号为96100582.3，的发明专利公开了一种灯泡式发电机，其定子铁心借助于V形定位件悬挂在机座环上。通过V形定位件加固了机座环。冷却用的空气可通过V形定位件和机座环的内壁形成的空腔，所以，损耗热的一部分通过由V形定位件扩大的机座壁时就已散失在河水中。该发明在定位件的整个长度上设有第一组孔，热空气主要径向流入这些孔中，而后在空心体内部轴向流到机器内侧。铁心长度以外的定位件设置有第二组孔，已经部分冷却的空气通过这些孔重新离开定位件，并流入绕组端部空间，而后从该处绕流于绕组端部和绕组连线，最后汇流并流入球形罩的冷却器中。这种灯泡式发电机在机座环与定子铁心之间设置了带空心体的定位件，这样将定子铁心与机座环内壁分开，冷却剂从定子铁心流出流经定位件，由于该发明在定位件的整个长度上设有第一组孔，冷却空气通过设置的第一组孔流入定位件的空心体内，通过这样的方式热量就散失在河水中。但是该发明的这种冷却方式存在以下缺点：

1、由于定位件采用“V”形结构，其内部为空心体，在定位件的外表面设置了第一组孔，冷却剂通过第一组孔流入空心体内，其冷却效果主要依赖于“V”形空心体内部空间的大小，空心体内部如果较小将严重影响冷却效果；

2、设置在“V”形定位件表面的第一孔组的开孔面积过小也会影响冷却剂的流通，从而影响冷却效果。而第一孔组的开孔面积过大，又会影响到作为起固定支撑连接作用的定位件的稳定性和牢固性；

3、该发明结构复杂，散热效果并不理想，同时在将定位件焊接在机座环上时，由于定位件长度较长，焊接时很容易出现焊接偏差、焊接处焊接应力集中，容易发生变形，损坏定位件。

发明内容

为了克服上述灯泡式发电机散热效果受限于定位件空心体内部空间和定位件臂上开孔空间，结构复杂，用水冷却时散热效果差、定位件容易发生变形，损坏定位件的缺陷，本发明提供了一种灯泡式发电机，该灯泡式发电机主要是基于空气冷却，其散热效果不再受限于定位件空心体内部空间和定位件臂上开孔空间，用于空气冷却时散热效果好，且能够避免定位件与机座环焊接处的应力集中，和焊接偏差，使定位件不再因焊接而变形。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

灯泡式发电机，包括由球形罩和机座环组成的机座、定子铁心、用于将定子铁心与机座环内壁隔开的定位件，其特征在于：所述定位件的横截面呈“V”形，对应的定子铁心部位的定位件的“V”形开口端设有用于将定位件与机座环内壁焊接的凹凸缺口，且凸部焊接在机座环内壁上，所述冷却空气自定子铁心径向流入定子铁心与定位件外表面形成的空间内且流经定位件的外表面，从定位件对应的机器的一端流出。

所述凹凸缺口轴向均匀分布。

相邻两个定位件的“V”形臂与机座环连接处之间相隔一段距离。

所述焊接包括以下步骤：

A、焊前预热定位件和机座环；

B、采用氩弧焊的方法将定位件焊接在机座环的内壁上；

C、焊完后用石棉布覆盖保温。

本发明具有以下优点：

1、与现有技术相比，由于本发明没有在定位件臂上设置第一孔组，空气通过分段铁心之间的铁心径向风钩径向向外流入定子铁心与定位件外表面形成的空间内且流经定位件的外表面，从定位件对应的机器的一端流出，此时散热效果取决于定位件臂的表面积大小，而不在局限于定位件空心体空间大小和设置在定位件臂上开孔的空间大小。

2、由于本发明没有在定位件臂上开孔，无论是水冷还是空气冷却都不会腐蚀绕组，也不用在额外的在定位件臂上设置三角形孔和屋顶形盖板，简化了灯泡式发电机的结构。

3、由于定位件的横截面呈“V”形，对应的定子铁心部位的定位件的“V”开口端设有用于将定位件与机座环内壁焊接的凹凸缺口，且凸部焊接在机座环内壁上，所述冷却空气自定子铁心径向流入定子铁心与定位件外表面形成的空间内且流经定位件的外表面，从定位件对应的机器的一端流出。凹凸缺口不仅可以进一步的增大散热面积，而且可以防止定位件长度较长焊接时的变形，和避免焊接应力集中损坏定位件。定位件凹凸缺口的凸出部位焊接在机座环的内壁上，这样的焊接部位可以很容易的将定位件焊接在机座环的内壁上。

4、本发明将凹凸缺口均匀分布在定位件臂的外表面上，这样设置的好处在于定位件应力分布均匀，承受载荷的能力均匀，散热均匀，同时也易于加工。

5、本发明相邻两个定位件的“V”形臂与机座环连接处之间相隔一段距离，这样的设置可以增大冷却空气的流动空间，这样可以取得更好的散热效果。

6、本发明将定位件焊接在机座环上的焊接方法采用的是预热氩弧焊的方法，焊接过后再用石棉布覆盖保温，这样的焊接方法使得定位件与机座环连接更加紧密，焊接容易、速度快。

7、本发明提供的加工定位件的方法简单、应力分布均匀。

附图说明

图1为本发明简化纵截面示意图；

图2为定位件缺口为凸缺口结构示意图；

图3为定位件缺口为凹缺口结构示意图；

图中标记 1、机座环，2、定位件，21、空心体，3、紧固板，4、托板，5、定子铁心，6、缺口。

具体实施方式

如图1所示，本发明的定子铁心5包括一个轴向分段铁心构成的带有径向风钩的定子铁心，分段铁心按已知的方法由若干扇形片叠装而成，这些扇形片位置错开叠装，并通过压紧板和拉紧螺栓压紧成整体，定子绕组在风钩中。本发明的定子铁心5是通过双燕尾形托板4与“V”形定位件的窄底边相连，为了方便安装和调节，在托板4与定位件3的窄底边之间还设有紧固板3，紧固板3为一凹形板，“V”形定位件2的窄底边正好卡在紧固板3的凹槽处，“V”形定位件2的窄底边与紧固板3凹槽之间设有间隙。

定位件2臂上没有设置孔，定位件2臂与机座环内壁围绕构成了空心体21，设置带空心体21的定位件2的作用仅仅是用于支撑和悬挂定子铁心5，而不再起到散热的作用，而本发明的关键点也在于没有在定位件2臂的外表面设置孔，对应的定子铁心5部位的定位件2的“V”开口端设有用于将定位件与机座环内壁焊接的凹凸缺口6，且凸部A焊接在机座环内壁上，所述冷却空气自定子铁心径向流入定子铁心与定位件外表面形成的空间内且流经定位件的外表面，从定位件对应的机器的一端流出。在这样的设置不仅可以增强散热效果，还可以防止冷却剂与绕组接触腐蚀绕组。

如图1、图2和图3所示，本实施例提供了一种灯泡式发电机，包括由球形罩和机座环1组成的机座、定子铁心5、用于将定子铁心5与机座环1内壁隔开的定位件2，其特征在于：所述定位件2的横截面呈“V”形，对应的定子铁心5部位的定位件的“V”形开口端设有用于将定位件2与机座环1内壁焊接的凹凸缺口6，且凸部A焊接在机座环1内壁上，所述冷却空气自定子铁心5径向流入定子铁心5与定位件2外表面形成的空间内且流经定位件2的外表面，从定位件2对应的机器的一端流出。由于定位件2的横截面呈“V”形，对应的定子铁心5部位的定位件2的“V”开口端设有用于将定位件2与机座环1内壁焊接的凹凸缺口6，且凸部A焊接在机座环1内壁上，所述冷却空气自定子铁心5径向流入定子铁心5与定位件2外表面形成的空间内且流经定位件2的外表面，从定位件2对应的机器的一端流出。凹凸缺口6不仅可以进一步的增大散热面积，而且可以防止定位件2长度较长焊接时的变形，和避免焊接应力集中损坏定位件2。定位件2凹凸缺口6的凸出部位A焊接在机座环1的内壁上，这样的焊接部位可以很容易的将定位件2焊接在机座环1的内壁上。

为了定位件2应力分布均匀，承受载荷的能力均匀，散热均匀，同时也易于加工，所述凹凸缺口6轴向均匀分布。

为了增大冷却空气的流动空间，取得更好的散热效果，相邻两个定位件2的“V”形臂与机座环1连接处之间相隔一段距离。

本发明还涉及到将定位件2焊接到机座环1上的工艺步骤：

A、焊前预热定位件2和机座环1；

B、采用氩弧焊的方法将定位件2焊接在机座环1的内壁上；

C、焊完后用石棉布覆盖保温。

如图2和图3所示，本发明的工作原理如下：

本发明提供的灯泡式发电机与现有技术的不同之处在于定位件2的设计，以及定位件与机座环的连接方式。本发明取消了现有灯泡式发电机设置在定位件2臂上的第一孔组、第二孔组和屋顶形的盖板，由于取消了现有的这些设置，使得冷却剂不会与绕组接触、腐蚀绕组，无论水冷却、空气冷却还是水-空气冷却均能适用且结构简单。冷却空气自定子铁心5径向流入定子铁心5与定位件2外表面形成的空间内且流经定位件2的外表面，从定位件2对应的机器的一端流出。对应的定子铁心5部位的定位件2的“V”形开口端设有用于将定位件2与机座环1内壁焊接的凹凸缺口6，且凸部A焊接在机座环1内壁上，所述冷却空气自定子铁心5径向流入定子铁心5与定位件2外表面形成的空间内且流经定位件2的外表面，从定位件2对应的机器的一端流出。设置凹凸缺口6不仅可以保证取消了第一孔组和第二孔组后的散热效果，同时还能防止由于定位件2长度较长焊接时的变形。

Claims (4)

1.灯泡式发电机，包括由球形罩和机座环（1）组成的机座、定子铁心（5）、用于将定子铁心（5）与机座环（1）内壁隔开的定位件（2），其特征在于：所述定位件（2）的横截面呈“V”形，对应的定子铁心（5）部位的定位件（2）的“V”形开口端设有用于将定位件（2）与机座环（1）内壁焊接的凹凸缺口（6），且凸部（A）焊接在机座环（1）内壁上，所述冷却空气自定子铁心（5）径向流入定子铁心（5）与定位件（2）外表面形成的空间内且流经定位件（2）的外表面，从定位件（2）对应的机器的一端流出。

2.根据权利要求1所述的灯泡式发电机，其特征在于：所述凹凸缺口（6）轴向均匀分布。

3.根据权利要求1或2所述的灯泡式发电机，其特征在于：相邻两个定位件（2）的“V”形臂与机座环（1）连接处之间相隔一段距离。

4.根据权利要求1所述的灯泡式发电机，其特征在于：所述焊接包括以下步骤：

A、焊前预热定位件（2）和机座环（1）；

B、采用氩弧焊的方法将定位件（2）焊接在机座环（1）的内壁上；

C、焊完后用石棉布覆盖保温。

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