CN105262281A - 电机冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电机冷却系统，电机定子铁芯外冷却系统由氟利昂冷却液入口、电机外部氟利昂冷却液流道组成，氟利昂冷却液入口通过电机外部氟利昂冷却液流道连通定子绕组端部-轴承冷却系统，使氟利昂冷却液穿过电机气隙对转子表面进行冷却，实现电机定子铁芯、绕组、绕组端部、转子的全面冷却，定子绕组端部-轴承冷却系统连通位于电机的机壳底部的氟利昂冷却液导流及回收系统，氟利昂冷却液导流及回收系统。该系统利用商用空调或者冷水机组系统中的氟利昂冷却液对电机的定子铁芯、定子绕组端部、转子及轴承进行冷却，该系统可充分利用系统中多余的氟利昂冷却液，使用氟利昂冷却液的相变有效的冷却电机，缩小电机体积，降低系统能耗。

Description

电机冷却系统

技术领域

本发明涉及一种电机冷却系统，尤其是一种使用冷却液（尤其适用于氟利昂）对电机进行整体冷却的电机冷却系统，适用于大型商用空调、船舶集中冷却系统中主电机的冷却。

背景技术

电机的冷却方法主要分为直接冷却（内部冷却）和间接冷却（外部冷却），而其常用的冷却方式主要包括：

1，表面冷却。该冷却方式的散热面积是电机机壳的表面，为增加散热面积，机壳表面常用冷却筋。该方式结构简单，适用于封闭式的小型电机，其冷却效果有限；

2，开启式通风冷却。该冷却方式将冷却介质（一般为空气）直接送入电机内部，吸收能量后向周围环境排出。该冷却方式适用于一般清洁、无腐蚀、无爆炸环境下的开启式和防滴式电机，对电机应用场合及环境要求较高；

3，密闭通风循环冷却。该冷却方式一次冷却介质与周围环境隔离自成闭合循环回路。一次冷却介质吸热后通过回路中的冷却器将热量传递给二次冷却介质带出机外。二次冷却介质通常是空气或者水。该冷却结构虽可有效冷却电机，但冷却器体积较大，需占用大量的空间；

4，直接水冷。该冷却方式用水作为一次冷却介质直接引入电机的定子或转子空心导体内部，可以显著提高电机的冷却效果，但冷却结构复杂，目前仅在大型汽轮发电机和水轮发电机中有所应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电机冷却系统，该系统利用商用空调或者冷水机组系统中的氟利昂冷却液对电机的定子铁芯、定子绕组端部、转子及轴承进行冷却，该系统可充分利用系统中多余的氟利昂冷却液，使用氟利昂冷却液的相变有效的冷却电机，缩小电机体积，降低系统能耗。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种电机冷却系统，包括：电机定子铁芯外冷却系统、定子绕组端部-轴承冷却系统、氟利昂冷却液导流及回收系统，电机定子铁芯外冷却系统由氟利昂冷却液入口、电机外部氟利昂冷却液流道组成，氟利昂冷却液入口通过电机外部氟利昂冷却液流道连通定子绕组端部-轴承冷却系统，使氟利昂冷却液穿过电机气隙对转子表面进行冷却，实现电机定子铁芯、绕组、绕组端部、转子的全面冷却，所述定子绕组端部-轴承冷却系统连通位于电机的机壳底部的氟利昂冷却液导流及回收系统，氟利昂冷却液导流及回收系统提供负压，将吸热后的气态氟利昂冷却液回收。

电机外部氟利昂冷却液流道由耐腐材料制成，电机外部氟利昂冷却液流道为螺旋形流道或者“S"行流道，电机外部氟利昂冷却液流道紧贴电机的定子铁芯，以增强电机的冷却效果。

氟利昂冷却液入口处设有冷却液流量与温度的监控装置及导流部件，用于控制流入电机的冷却液的流量。

单一的所述氟利昂冷却液入口设置在电机铁芯的中间部位。电机外部氟利昂冷却液流道的流道出口设置喷嘴及导流板，用于将气液混合状态的氟利昂冷却液喷到电机绕组端部，冷却电机轴承及绕组。

本发明的有益效果是：

本发明的电机冷却系统，用于船舶冷水机组、商用空调等领域的电机冷却。该冷却系统通过电机结构的新型设计，仅需增加氟利昂冷却液的监控即可实现电机定子、转子、轴承及绕组的全面冷却。通过提升电机的冷却效率，可辅助实现电机的优化设计，提升电机热负荷能力，缩小电机体积，进而可实现电机的高速化设计，有效的降低电机及其冷却系统的成本及占用空间。

本发明具体有以下优点：

1)该结构相比电机的传统冷却方法，结构简单、紧凑、成本低廉，可以有效的实现电机的冷却；

2)该结构利用商用空调或者冷水机组系统中的氟利昂冷却液对电机进行冷却，可以实现系统整体的紧凑性设计，电机及其配套系统的运行可靠性高，冷却效果好。

附图说明

图1为本发明的电机冷却系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种电机冷却系统，主要包括电机定子铁芯外冷却系统1、定子绕组端部-轴承冷却系统2、氟利昂冷却液导流及回收系统3三个子系统。

电机定子铁芯外冷却系统1由氟利昂冷却液入口、电机外部氟利昂冷却液流道组成，氟利昂冷却液入口通过电机外部氟利昂冷却液流道连通定子绕组端部-轴承冷却系统2，使氟利昂冷却液穿过电机气隙对转子表面进行冷却，实现电机定子铁芯、绕组、绕组端部、转子的全面冷却，所述定子绕组端部-轴承冷却系统2连通位于电机的机壳底部的氟利昂冷却液导流及回收系统3，氟利昂冷却液导流及回收系统3提供负压，将吸热后的气态氟利昂冷却液回收。

氟利昂冷却液入口处应设置冷却液流量与温度的监控装置及导流部件，用于控制流入电机的冷却液的流量，确保不至于进入电机大量的液态冷却液。若设置单一冷却液入口，应尽量设置在电机铁芯的中间部位。电机定子铁芯外冷却系统冷却液流道应使用耐腐材料，流道可设计为螺旋形流道或者“S"行流道。流道应尽量紧贴电机的定子铁芯以增强电机的冷却效果。

电机运行过程中定转子铁芯、绕组将产生热量，冷却液流过定子铁芯的外部流道后，吸热将发生相变。气液混合状态的氟利昂将流入定子绕组端部-轴承冷却系统。该部分结构由氟利昂冷却液喷嘴和导流板组成，气液混合状态的氟利昂冷却液经喷嘴喷出，进入电机内部，在导流板的导流作用下，主要流向电机的轴承和绕组端部，其中液态的氟利昂遇热将气化，以冷却电机轴承及端部。冷却液进入电机的多少，将由冷却液监控系统控制，通过控制冷却液的压力与流量，决定电机的温升，满足系统设计要求。

进入电机内部的冷却液，在冷却完电机轴承及绕组后，大部分将气化成气态，在电机的一侧的底部，设置氟利昂冷却液的回收系统。在设备整体的系统中，为电机提供负压，用于回收电机内部的氟利昂。其中，电机远离回氟口一侧的氟利昂冷却液将流经电机的气隙，在通过电机气隙的过程中，也将实现对电机转子表面的冷却。

Claims (5)

1.一种电机冷却系统，包括：电机定子铁芯外冷却系统（1）、定子绕组端部-轴承冷却系统（2）、氟利昂冷却液导流及回收系统（3），其特征在于：所述电机定子铁芯外冷却系统（1）由氟利昂冷却液入口、电机外部氟利昂冷却液流道组成，氟利昂冷却液入口通过电机外部氟利昂冷却液流道连通定子绕组端部-轴承冷却系统（2），使氟利昂冷却液穿过电机气隙对转子表面进行冷却，实现电机定子铁芯、绕组、绕组端部、转子的全面冷却，所述定子绕组端部-轴承冷却系统（2）连通位于电机的机壳底部的氟利昂冷却液导流及回收系统（3），氟利昂冷却液导流及回收系统（3）提供负压，将吸热后的气态氟利昂冷却液回收。

2.根据权利要求1所述的电机冷却系统，其特征在于：所述电机外部氟利昂冷却液流道由耐腐材料制成，电机外部氟利昂冷却液流道为螺旋形流道或者“S"行流道，电机外部氟利昂冷却液流道紧贴电机的定子铁芯，以增强电机的冷却效果。

3.根据权利要求1所述的电机冷却系统，其特征在于：所述氟利昂冷却液入口处设有冷却液流量与温度的监控装置及导流部件，用于控制流入电机的冷却液的流量。

4.根据权利要求1所述的电机冷却系统，其特征在于：单一的所述氟利昂冷却液入口设置在电机铁芯的中间部位。

5.根据权利要求1所述的电机冷却系统，其特征在于：所述电机外部氟利昂冷却液流道的出口设置喷嘴及导流板，用于将气液混合状态的氟利昂冷却液喷到电机绕组端部，冷却电机轴承及绕组。