CN104242502A - 一种电机定子铁芯内通风冷却结构及冷却方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电机定子铁芯内通风冷却结构及冷却方法，包括放置在定子铁芯冷却风室与转子回流风室过渡区域处的通风槽楔，在所述的通风槽楔上设置有使风室壁相邻的风道中的冷空气按U形路线回流的腔体，所述的腔体改变部分空气的流向实现对风道进行通风冷却的作用。所述的通风槽楔上部设有与铁芯扇形片燕尾槽相配合的凸棱，槽楔下部两侧设有不相贯通腔体。本发明定子铁芯内通风冷却结构通过在定子槽楔上开设腔体，改变风道内冷空气流向，能够充分冷却各定子风室间的过渡区域，使所用绝缘受热平衡，延长电机使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种电机定子铁芯内通风冷却结构及冷却方法，特别是一种应用于逆向冷却形式的大型空内冷汽轮发电机定子铁芯内通风冷却结构。
背景技术
发电机采用逆向冷却通风方式时，风扇将电机内部的高温气流抽出送入空冷器，经空冷器冷却后对发电机转子进行轴向冷却，定子进行径向通风、轴向分段冷却的方法。采用逆向通风的电机，冷气流流经转子后，与气隙中的空气混合，失去冷却能力，此气流在经定子风室间的过渡区域中的特定风道(转子冷却气体回流副风道)排出时，起不到对相应风道临近区域铁芯的冷却作用(图1)，造成定子绕组轴向温度分布不均、绝缘受热不平衡，加速绝缘老化，缩短定子线圈的使用寿命。
所以，对于采用逆向冷却的空冷发电机亟需一种对定子风室间过渡区域铁芯进行冷却通风的特殊结构，用于使定子铁芯轴向各段温度分布均匀。
发明内容
为解决现有技术存在的不足，本发明公开了一种定子铁芯内通风冷却结构，该冷却结构可使流经定子冷却风道中的部分冷空气在定子槽楔中按U形路线从相邻的转子冷却空气回流副风道中排除，充分冷却定子冷却风道与转子冷却气体回流副风道间的过渡区域。从而显著提高冷却效果，满足大容量空冷发电机对绝缘受热均匀的需求，提高发电机的使用寿命。
为实现上述目的，本发明的具体方案如下：
一种电机定子铁芯内通风冷却结构，包括放置在定子铁芯冷却风室与转子回流风室过渡区域处的通风槽楔，在所述的通风槽楔上设置有使风室壁相邻的风道中的冷空气按U形路线回流的腔体。通过改变部分空气的流向起到对特定风道进行通风冷却的作用。
所述的通风槽楔上部设有与铁芯扇形片燕尾槽相配合的凸棱，槽楔下部两侧设有不相贯通腔体。
所述的腔体为矩形腔，或者椭圆形腔。
所述的通风槽楔腔体连通两侧风道，一侧风道为定子冷却风道，另一侧为转子冷却气体回流副风道。
一种电机定子铁芯内通风冷却方法，包括三路平行的冷却风路；
风路1：冷空气由定子绕组端部流入气隙，再流入一个冷却室的冷却风道，在铁芯外部汇入经循环后回流的热空气，然后由发电机风扇排入冷却器。
风路2：冷空气经定子端部风道流入冷却气体回流主风道7，对转子进行冷却后，经与气隙中流出的空气混合，流经定子风室间的过渡区域，汇入经循环后回流的热空气，然后由发电机风扇排入冷却器。
风路3：冷空气沿冷却风道径向流入，一部分冷空气最终排入气隙，另一部分与风室壁相邻的风道中的冷空气则通过特殊结构的定子槽楔，经矩形腔按U形路线回流，在铁芯外部该气流汇入风路，最终汇入经循环后回流的热空气，然后由发电机风扇排入冷却器。
电机定子铁芯内通风冷却结构的工作原理：
与各风室壁相邻的定子冷却风道内的冷空气沿径向流至定子槽楔处时，沿通风槽楔矩形腔按U型路线回流至转子冷却气体回流副风道流出，构成冷却回路。此气流在回流时仍未失去冷却能力，保证了临近转子冷却气体回流副风道的过渡区域铁芯能够有效得到冷却。在铁芯外部，该气流汇入转子冷却气流风路，经特定风道排放。
本发明的有益效果：
本发明的定子铁芯内通风冷却结构通过在定子槽楔上开设腔体，改变风道内冷空气流向，该冷却结构可使流经定子冷却风道中的部分冷空气在定子槽楔中按U形路线从相邻的转子冷却空气回流副风道中排除，充分冷却定子冷却风道与转子冷却气体回流副风道间的过渡区域。从而显著提高冷却效果，满足大容量空冷发电机对绝缘受热均匀的需求，提高发电机的使用寿命。
附图说明
图1逆向冷却电机风路示意图；
图2U形风路剖视图；
图3定子冷却通风槽楔结构在电机中的安装结构图；
图4定子冷却通风槽楔结构示意图I；
图5定子冷却通风槽楔结构示意图II；
图6定子冷却通风槽楔结构示意图III；
图中：1定子铁芯冷却风室、2转子回流风室、3过渡区域、4定子冷却风道、5定子通风槽楔、6转子冷却气体回流副风道、7转子冷却气体回流主风道、8风室壁，9矩形腔；
风路1风路2风路3
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明：
实施例1
本发明的定子通风槽楔9的结构如图4或图5或图6所示，通风槽楔上部设有与铁芯扇形片燕尾槽相配合的凸棱，槽楔下部两侧设有不相贯通矩形腔9。将定子通风槽楔5放置于定子铁芯冷却风室1与转子回流风室2间的过渡区域3，通风槽楔矩形腔9连通两侧风道，一侧风道为定子冷却风道4，另一侧为转子冷却气体回流副风道6。如图2所示，与风室壁8相邻的风道中的冷空气流至通风槽楔处，流入槽楔矩形腔4内，按U形路线从相邻的转子冷却排风道流出。
实施例2
将上述的矩形腔9替换为椭圆形腔，其余的结构同实施例1相同。
利用实施例1和2中的结构对电机定子进行冷却的方法如下：
主要有三条平行的风路：
风路1冷空气由定子绕组端部流入气隙，再流入一个冷却室的冷却风道，在铁芯外部汇入经循环后回流的热空气，然后由发电机风扇排入冷却器。
风路2冷空气经定子端部风道流入冷却气体回流主风道7，对转子进行冷却后，经与气隙中流出的空气混合，流经定子风室间的过渡区域，汇入经循环后回流的热空气，然后由发电机风扇排入冷却器。
风路3冷空气沿冷却风道径向流入，一部分冷空气最终排入气隙，另一部分与风室壁相邻的风道中的冷空气则通过特殊结构的定子槽楔，经矩形腔按U形路线回流，在铁芯外部该气流汇入风路2，最终汇入经循环后回流的热空气，然后由发电机风扇排入冷却器。
电机定子铁芯内通风冷却结构的工作原理：
冷却定子的部分冷空气，流经通风槽楔时，通过矩形腔或者椭圆形腔改变流向，按U形路线从相邻的转子冷却气体回流副风道流出。此时该气流仍具有冷却能力，对临近转子冷却气体副风道过渡区域的定子铁芯进行充分、有效的冷却。此种定子铁芯内通风冷却结构保证定子绕组轴向温度分布均匀、所用绝缘受热均衡，从而提高发电机的使用寿命。
Claims (6)
1.一种电机定子铁芯内通风冷却结构，其特征在于：包括放置在定子铁芯冷却风室与转子回流风室过渡区域处的槽楔，在所述的槽楔上设置有使风室壁相邻的风道中的冷空气按U形路线回流的腔体，所述的腔体改变部分空气的流向实现对风道进行通风冷却的作用。
2.如权利要求1所述的电机定子铁芯内通风冷却结构，其特征在于：所述的槽楔上部设有与铁芯扇形片燕尾槽相配合的凸棱，槽楔下部两侧设有不相贯通腔体。
3.如权利要求2所述的电机定子铁芯内通风冷却结构，其特征在于：所述的腔体为矩形腔，或者椭圆形腔。
4.如权利要求2所述的电机定子铁芯内通风冷却结构，其特征在于：所述的腔体连通两侧风道，一侧风道为定子冷却风道，另一侧为转子冷却气体回流副风道。
5.一种电机定子铁芯内通风冷却方法，其特征在于：包括三路平行的冷却风路；
风路1：冷空气由定子绕组端部流入气隙，再流入一个冷却室的冷却风道，在铁芯外部汇入经循环后回流的热空气，然后由发电机风扇排入冷却器；
风路2：冷空气经定子端部风道流入冷却气体回流主风道，对转子进行冷却后，经与气隙中流出的空气混合，流经定子风室间的过渡区域，汇入经循环后回流的热空气，然后由发电机风扇排入冷却器；
风路3：冷空气沿冷却风道径向流入，一部分冷空气最终排入气隙，另一部分与风室壁相邻风道中的冷空气则通过定子槽楔，经腔体按U形路线回流，在铁芯外部该气流汇入风路，最终汇入经循环后回流的热空气，然后由发电机风扇排入冷却器。
6.如权利要求5所述的电机定子铁芯内通风冷却方法，其特征在于：所述的风路3中的腔体为矩形腔，或者椭圆形腔。
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