CN108199530B - 一种凸极同步电机汇流环形引线冷却结构 - Google Patents

一种凸极同步电机汇流环形引线冷却结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种凸极同步电机汇流环形引线冷却结构，包括安装在汇流环形引线正上方的上机架上的圆环状的挡风环板，以及安装在发电机端部的线圈绝缘盒和跨接线正上方的上机架上的圆环状的挡风立圈；所述汇流环形引线铜管的内部通过第一耐压绝缘引风管与发电机上挡风板的内部接通，同时汇流环形引线铜管的内部与发电机定子引出线金具之间设有第二耐压绝缘引风管，并且第二耐压绝缘引风管上设有出风口。本发明能对汇流环形引线的内外表面同时进行冷却，可使汇流环形引线在相同的用材情况下温度更低，节约汇流环形引线的用铜量；由于冷却效果的提高，在相同的温度下，可以降低铜环的邻近效应和集肤效应的影响；同时还能提高发电机的使用效率。

Description

一种凸极同步电机汇流环形引线冷却结构
技术领域
本发明涉及凸极同步电机通风结构设计，具体涉及到一种凸极同步电机汇流环形引线冷却结构。
背景技术
凸极同步发电机的定子的电流由发电机绕组的出线端经环形引线及机坑母线输出。交变电流通过导体时，会产生涡流，由于集肤效应，导致导体电流集中分布在导体表面层。大容量发电机的汇流环形引线电流大，支路数多，特别是在汇流环形引线之间距离较小的情况下，还必须考虑邻近效应的影响。
随着发电机容量的增加，发电机的多支路汇流成A、B、C三相后导致每一条支路的电流增大；同时由于邻近效应和集肤效应的影响，汇流环形引线的冷却越来越困难。
现有的冷却方式(如附图1所示)由冷却器出风，经定子机座上端部吹拂环形引线的表面进行冷却，其冷却方式较单一。并且，当汇流环形引线的电流大到一定程度时，其冷却效果不理想，需要新的冷却方式来解决汇流环形引线的铜管温度过高的问题。
发明内容
本发明提供了一种凸极同步电机汇流环形引线冷却结构，致力于提高环形引线的散热系数并增大环形引线的散热面积，能有效地降低汇流环形引线的温度。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
一种凸极同步电机汇流环形引线冷却结构，包括安装在汇流环形引线正上方的上机架上的圆环状的挡风环板；所述汇流环形引线铜管的内部通过第一耐压绝缘引风管与发电机上挡风板的内部接通，同时汇流环形引线铜管的内部与发电机定子引出线金具之间设有第二耐压绝缘引风管，并且第二耐压绝缘引风管上设有出风口。
根据上述方案，还包括安装在发电机端部的线圈绝缘盒和跨接线正上方的上机架上的圆环状的挡风立圈。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：能对汇流环形引线的内外表面同时进行冷却，可使汇流环形引线在相同的用材情况下温度更低，节约汇流环形引线的用铜量；由于冷却效果的提高，在相同的温度下，可以降低铜环的邻近效应和集肤效应的影响，工程设计时铜环间距可以进一步缩小，在一定空间内更利于铜环的布置；更充分地利用了发电机中的冷却介质来降低铜环的温度，从而提高了发电机的使用效率。
附图说明
图1为现有技术中冷却结构的示意图；
图2为本发明所述的冷却结构的示意图；
图3为本发明中汇流环形引线的铜管内部的空气和电流的流向示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明，图中各标号的释义为：1-汇流环形引线，2-发电机定子机座，3-发电机空气冷却器，4-挡风环板，5-挡风立圈，6-第一耐压绝缘引风管，7-挡风板，8-出风口，9-金具，10-第二耐压绝缘引风管。
当汇流环形引线1的铜管的损耗密度增大到一定程度时，需要提高汇流环形引线1周围的风速，以提高汇流环形引线1的散热系数；或者增大汇流环形引线1的散热面积来提高换热效率。本发明通过综合上述两个方面来实施改进。
提高汇流环形引线1周围的风速的技术方案为：在汇流环形引线1正上方的上机架上安装圆环状的挡风环板4，并可在发电机端部的线圈绝缘盒和跨接线正上方的上机架上安装圆环状的挡风立圈5，以提高汇流环形引线1表面的散热系数，达到提高表面散热的效果。
增大汇流环形引线1的散热面积的技术方案为：引入冷却介质到汇流环形引线1中空的铜管内。汇流环形引线1铜管的内部通过第一耐压绝缘引风管6与发电机上挡风板7的内部接通，同时汇流环形引线1铜管的内部与发电机定子引出线金具9之间设有第二耐压绝缘引风管10，并且第二耐压绝缘引风管10上设有出风口8。发电机上的挡风板7内部的高压空气通过第一耐压绝缘引风管6直接引入到汇流环形引线1的铜管内，并通过第二耐压绝缘引风管10上的出风口8吹出，此时汇流环形引线1既可以由外部的空气进行冷却，也可以由铜管内部的空气直接冷却，增大了散热面积，达到内外同时冷却的效果。
应用本发明后将对汇流环形引线1产生两条风路。
第一条风路为：发电机运行时，冷却空气由发电机空气冷却器3出风经过发电机定子机座2的上端部，再经过挡风环板4压缩过风面积后吹拂到汇流环形引线1的铜管表面；然后再次经过挡风立圈5压缩过风面积后吹拂发电机端部的线圈和绝缘盒，最后进入发电机转子。通过挡风环板4增大了汇流环形引线1周围的风速，从而提高散热系数。挡风环板4和挡风立圈5共同作用到汇流环形引线1所在的区域，使汇流环形引线1所在的区域内的风速增大，相比于只采用挡风环板4而言，其对汇流环形引线1的冷却效果更好。
第二条风路为：挡风板7内的高压空气通过第一耐压绝缘引风管6引入到汇流环形引线1的铜管内，并通过发电机定子引出线金具9前端的第二耐压绝缘引风管10的出风口8流出。通过挡风板7内的高压空气与金具9前端的第二耐压绝缘引风管10的出风口8流出的空气之间的压力差，使管内的冷却空气自动流动。第一耐压绝缘引风管6、第二耐压绝缘引风管10与汇流环形引线1之间的连接部分必须密封连接并保证良好的绝缘性。第二条风路增大了汇流环形引线1的铜管的散热面积。
本发明适用于较大容量的发电机汇流环形引线的冷却，能对汇流环形引线1的内外表面同时进行冷却，可使汇流环形引线在相同的用材情况下温度更低，节约汇流环形引线的用铜量；由于冷却效果的提高，在相同的温度下，可以降低铜环的邻近效应和集肤效应的影响，工程设计时铜环间距可以进一步缩小，在一定空间内更利于铜环的布置；更充分地利用了发电机中的冷却介质来降低铜环的温度，从而提高了发电机的使用效率。本发明可适用于采用空气冷却的大型凸极同步发电机、抽水蓄能发电电动机等具有相似通风结构的发电机的汇流环形引线的冷却，具有良好的推广及应用价值。

Claims (2)

1.一种凸极同步电机汇流环形引线冷却结构，其特征在于：包括安装在汇流环形引线(1)正上方的上机架上的圆环状的挡风环板(4)；所述汇流环形引线(1)铜管的内部通过第一耐压绝缘引风管(6)与发电机上挡风板(7)的内部接通，同时汇流环形引线(1)铜管的内部与发电机定子引出线金具(9)之间设有第二耐压绝缘引风管(10)，并且第二耐压绝缘引风管(10)上设有出风口(8)；
发电机运行时，冷却结构对汇流环形引线（1）产生两条风路；第一条风路为：冷却空气由发电机空气冷却器（3）出风经过发电机定子机座（2）的上端部，再经过挡风环板（4）压缩过风面积后吹拂到汇流环形引线（1）的铜管表面；第二条风路为：挡风板（7）内的高压空气通过第一耐压绝缘引风管（6）引入到汇流环形引线（1）的铜管内，并通过发电机定子引出线金具（9）前端的第二耐压绝缘引风管（10）的出风口（8）流出。
2.根据权利要求1所述的一种凸极同步电机汇流环形引线冷却结构，其特征在于：还包括安装在发电机端部的线圈绝缘盒和跨接线正上方的上机架上的圆环状的挡风立圈(5)。
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