CN108233626A - 一种大型同步调相机内部冷却通风系统 - Google Patents

一种大型同步调相机内部冷却通风系统 Download PDF

Info

Publication number
CN108233626A
CN108233626A CN201810018055.3A CN201810018055A CN108233626A CN 108233626 A CN108233626 A CN 108233626A CN 201810018055 A CN201810018055 A CN 201810018055A CN 108233626 A CN108233626 A CN 108233626A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cooling
stator
rotor
fan
air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810018055.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108233626B (zh
Inventor
马宏忠
蒋梦瑶
李思源
赵帅
刘宝稳
赵若妤
陈明
潘信诚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hohai University HHU
Original Assignee
Hohai University HHU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hohai University HHU filed Critical Hohai University HHU
Priority to CN201810018055.3A priority Critical patent/CN108233626B/zh
Publication of CN108233626A publication Critical patent/CN108233626A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108233626B publication Critical patent/CN108233626B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/02Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
    • H02K9/04Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium
    • H02K9/06Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium with fans or impellers driven by the machine shaft
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/20Stationary parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/32Rotating parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2205/00Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to casings, enclosures, supports
    • H02K2205/09Machines characterised by drain passages or by venting, breathing or pressure compensating means
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Abstract

本发明公开了一种大型同步调相机内部冷却通风系统,其包括内壳体、外壳体、水‑空冷却器、冷却风扇;其中,冷却风扇设置于转子端部外侧;水‑空冷却器设置于定子下方;内壳体设置于定子外围,与冷却风扇、水‑空冷却器连接,形成内风区;外壳体设置于内风区外围,与内壳体连接,形成密闭系统;定子的铁芯靠近外侧面的部分被径向通风道分隔成多段定子铁芯段;定子铁芯中沿径向贯通设置通风道;转子中设置进风孔、轴向风道和径向孔。本发明采用密闭式全空冷冷却方式进行冷却,冷却效率高,辅机设备少,操作简便,故障率低,维护方便。

Description

一种大型同步调相机内部冷却通风系统
技术领域
本发明涉及一种冷却通风系统,特别涉及一种大型同步调相机内部冷却通风系统。
背景技术
同步调相机又称同步补偿机,是一种无功补偿装置,运行于电动机状态,本身不带机械负载,仅从电网吸收少量有功功率供电机本身消耗。其可向电网提供或吸收无功功率,改善功率因数,降低网络损耗,对调整电网电压和提高电网的稳定性具有较佳作用。
大型同步调相机在运行过程中会产生能量损耗,包括定子铁芯和绕组的损耗、气体和转子之间的摩擦损耗,以及励磁损耗等等。这些损耗的能量会转化为热量导致同步调相机温度升高。所以,大型同步调相机通常需配备性能优良的冷却系统,以便调相机的温升符合相关工作标准的要求。如果冷却系统异常,轻者会导致调相机温度升高,影响正常工作效果;重者可能会导致定子铁芯和绕组、转子线圈等烧毁的后果。
传统的调相机冷却系统多采用全氢冷、水氢冷和双水内冷方式进行冷却。然而,全氢冷需要单独设置制氢站,并且冷却系统和调相机均需进行防爆处理,操作过程复杂,成本高;水氢冷则需要设置水和氢气两套系统,相较于前者系统结构更为复杂,且对操作运行人员要求更为严苛,成本也较高;双水内冷的辅助系统配置较为复杂,需要两套完备的水处理和控制系统,且对内冷水要求较高,必须使用化学除盐水,设备结构复杂,运行成本高。
发明内容
本发明目的在于针对现有技术中大型同步调相机冷却系统结构复杂,安装、操作繁琐,运行成本高等不足,提供一种大型同步调相机内部冷却通风系统。本发明冷却效率高、辅机设备少,操作简便,故障率低,维护方便。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种大型同步调相机内部冷却通风系统,其包括内壳体、外壳体、水-空冷却器、冷却风扇;其中,所述冷却风扇设置于转子端部外侧,较佳地,所述冷却风扇与所述转子同轴;所述水-空冷却器设置于定子下方,与定子之间形成机座气室;所述内壳体设置于定子外围,与冷却风扇、水-空冷却器连接,共同形成内风区;所述外壳体设置于内风区外围,并与所述内壳体连接形成密闭系统;所述定子与转子之间存在气隙;所述定子的铁芯靠近外侧面的部分被径向通风道分隔成多段定子铁芯段;所述定子的铁芯中沿径向贯通设置通风道,由此在定子铁芯段中形成第一通风区,并在定子铁芯段以外的铁芯中形成第二通风区和第三通风区;所述第三通风区与所述径向通风道连通,便于冷却空气进入气隙;所述第二通风区与所述第一通风区连通,便于引导气隙内的冷却空气经过定子铁芯段中的通风道进入机座气室或者进入定子外侧面与内壳体之间的空隙;所述转子中设置进风孔、轴向风道和径向孔;所述轴向风道在转子中沿轴向贯通设置;所述进风孔设置于转子的端部,并与所述轴向风道连通,便于引导来自冷却风扇的冷却空气进入所述转子的轴向风道;所述径向孔在转子中沿转子的径向设置,并与所述轴向风道连通。
进一步地,所述冷却风扇的数量为2台,分别设置于转子两端部的外侧。
较佳地,所述定子的铁芯靠近外侧面的部分被径向通风道分隔成长度相等的多段定子铁芯段,如4~6段。
进一步地,所述第二通风区和所述第三通风区相邻设置。
较佳地,当定子和转子均较长时,所述定子的铁芯靠近外侧面的部分被径向通风道分隔成长度相等的6段定子铁芯段,形成相邻设置的6个第二通风区和5个第三通风区,即构成五进六出式的通风路径,以加强定子中部的冷却效果,使整个定子铁芯温度分布均匀。
进一步地,所述转子中,进风孔、轴向风道和径向孔的数量可根据实际需要进行设置,如轴向风道设置为4~12个,进风口的数量根据轴向风道的数量相应设置。较佳地,每个轴向风道与5~10个径向孔连通。
较佳地,所述转子采用空心导体绕组;进一步地,所述空心导体绕组采用精拉银铜线制得,以提高抗蠕变能力。
实际工作时,风的流通路径如下:来自水-空冷却器的冷却空气通过冷却风扇进入内风区之后,一部分直接进入气隙;一部分沿轴向进入定子外侧面与内壳体之间的空隙或者机座气室;一部分通过转子的进风孔进入转子的轴向风道。直接进入气隙的冷却空气与从转子端部附近的径向孔流出的冷却空气交汇,沿气隙冷却转子外表面后,由第二通风区经过定子铁芯段中的通风道,进入机座气室或者进入定子外侧面与内壳体之间的空隙后再进入机座气室,而后经水-空冷却器冷却后返回冷却风扇,形成循环;沿轴向进入定子外侧面与内壳体之间的空隙或者机座气室的冷却空气,经过第三通风区进入气隙后被分流,折回或者与从转子的径向孔流出的冷却空气交汇后,由第二通风区经过定子铁芯段中的通风道,进入机座气室或者进入定子外侧面与内壳体之间的空隙后再进入机座气室,经水-空冷却器冷却后返回冷却风扇,形成循环;通过转子的进风孔进入转子的轴向风道的冷却空气,沿轴向冷却转子,之后通过转子的径向孔进入气隙。
有益效果:本发明的大型同步调相机内部冷却通风系统采用密闭式全空冷冷却方式进行冷却,并对冷却系统的结构进行优化设计,大大提高了冷却效率和效果。同时,本发明的冷却通风系统辅机设备数量少,安装、使用方便,有助于降低设备故障率和运行维护的工作量、降低使用成本。此外,本发明冷却通风系统的风扇性能在一定范围内,随转子和定子长度的增加而提高,且转子采用轴向冷却通风方式,解决了槽底副槽径向通风时由于进风口风阻大而阻碍转子绕组冷风量增加的问题,尤其适用于大容量同步调相机的冷却通风。
附图说明
图1是本发明的大型同步调相机内部冷却通风系统的剖面示意图;
图2是本发明的转子冷却通风结构示意图;
图1-2中:1-径向通风道,2-定子铁芯段,3-转子,4-冷却风扇,5-气隙,6-机座气室,7-水-空冷却器,8-第二通风区,9-第三通风区,10-进风孔,11-轴向风道,12-径向孔,13-内壳体,14-外壳体。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明的技术方案做进一步解释,但本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例:一种大型同步调相机内部冷却通风系统,其包括内壳体13、外壳体14、水-空冷却器7、冷却风扇4。其中,2台冷却风扇4分别设置于转子3两端部的外侧,且与转子3同轴;所述水-空冷却器7设置于定子下方,与定子之间形成机座气室6;所述内壳体13设置于定子外围,与冷却风扇4、水-空冷却器7连接,共同形成内风区;所述外壳体14设置于内风区外围,并与所述内壳体13连接形成密闭系统;所述定子与转子3之间存在气隙5;所述定子的铁芯靠近外侧面的部分被径向通风道1分隔成6段长度相等的定子铁芯段2;所述定子的铁芯中沿径向贯通设置通风道,由此在定子铁芯段2中形成第一通风区,并在定子铁芯段2以外的铁芯内形成相邻设置的6个第二通风区8和5个第三通风区9,即构成五进六出式的通风路径,以加强定子中部的冷却效果,使整个定子铁芯温度分布均匀。所述第三通风区9与所述径向通风道1连通,便于冷却空气进入气隙5;所述第二通风区8与所述第一通风区连通,便于引导气隙5内的冷却空气经过定子铁芯段2中的通风道进入机座气室6或者进入定子外侧面与内壳体13之间的空隙;所述转子3中设置进风孔10、轴向风道11和径向孔12;所述轴向风道11在转子3中沿轴向贯通设置;所述进风孔10设置于转子3的两端部,并与所述轴向风道11连通,便于引导来自冷却风扇4的冷却空气进入所述转子3的轴向风道11;所述径向孔12在转子3中沿转子3的径向设置,并与所述轴向风道11连通;所述进风孔10、轴向风道11和径向孔12的数量可根据实际需要进行设置,如轴向风道11设置为4~12个,进风口10的数量根据轴向风道11的数量相应设置,每个轴向风道与5~10个径向孔连通。所述转子3采用精拉银铜线空心导体绕组制得,以提高抗蠕变能力。
实际工作时,风的流通路径如下:来自水-空冷却器7的冷却空气通过冷却风扇4进入内风区之后,一部分直接进入气隙5;一部分沿轴向进入定子外侧面与内壳体13之间的空隙或者机座气室6;一部分通过转子3的进风孔10进入转子3的轴向风道11。直接进入气隙5的冷却空气与从转子3端部附近的径向孔12流出的冷却空气交汇,沿气隙5冷却转子3外表面后,由第二通风区8经过定子铁芯段2中的通风道,进入机座气室6或者进入定子外侧面与内壳体13之间的空隙后再进入机座气室6,而后经水-空冷却器7冷却后返回冷却风扇4,形成循环;沿轴向进入定子外侧面与内壳体13之间的空隙或者机座气室6的冷却空气,经过第三通风区9进入气隙5后被分流,折回或者与从转子3的径向孔12流出的冷却空气交汇后,由第二通风区8经过定子铁芯段2中的通风道,进入机座气室6或者进入定子外侧面与内壳体13之间的空隙后再进入机座气室6,经水-空冷却器7冷却后返回冷却风扇4,形成循环;通过转子3的进风孔10进入转子3的轴向风道11的冷却空气,沿轴向冷却转子3,之后通过转子3的径向孔12进入气隙5。
本发明应用了具体个例对技术方案进行了阐述,以上实施例只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种大型同步调相机内部冷却通风系统,其特征在于,包括内壳体(13)、外壳体(14)、水-空冷却器(7)、冷却风扇(4);其中,所述冷却风扇(4)设置于转子(3)端部外侧;所述水-空冷却器(7)设置于定子下方,与定子之间形成机座气室(6);所述内壳体(13)设置于定子外围,与冷却风扇(4)、水-空冷却器(7)连接,共同形成内风区;所述外壳体(14)设置于内风区外围,并与所述内壳体(13)连接形成密闭系统;所述定子与转子(3)之间存在气隙(5);所述定子的铁芯靠近外侧面的部分被径向通风道(1)分隔成多段定子铁芯段(2);所述定子的铁芯中沿径向贯通设置通风道,由此在定子铁芯段(2)中形成第一通风区,并在定子铁芯段(2)以外的铁芯中形成第二通风区(8)和第三通风区(9);所述第三通风区(9)与所述径向通风道(1)连通,便于冷却空气进入气隙(5);所述第二通风区(8)与所述第一通风区连通,便于引导气隙(5)内的冷却空气经过定子铁芯段(2)中的通风道进入机座气室(6)或者进入定子外侧面与内壳体(13)之间的空隙;所述转子(3)中设置进风孔(10)、轴向风道(11)和径向孔(12);所述轴向风道(11)在转子(3)中沿轴向贯通设置;所述进风孔(10)设置于转子(3)的端部,并与所述轴向风道(11)连通,便于引导来自冷却风扇(4)的冷却空气进入所述转子(3)的轴向风道(11);所述径向孔(12)在转子(3)中沿转子(3)的径向设置,并与所述轴向风道(11)连通。
2.根据权利要求1所述的大型同步调相机内部冷却通风系统,其特征在于,所述冷却风扇(4)的数量为2台,分别设置于转子(3)两端部的外侧。
3.根据权利要求1或2所述的大型同步调相机内部冷却通风系统,其特征在于,所述定子的铁芯靠近外侧面的部分被径向通风道(1)分隔成长度相等的多段定子铁芯段。
4.根据权利要求3所述的大型同步调相机内部冷却通风系统,其特征在于,所述定子的铁芯靠近外侧面的部分被径向通风道(1)分隔成长度相等的4~6段定子铁芯段。
5.根据权利要求1或2所述的大型同步调相机内部冷却通风系统,其特征在于,所述第二通风区(8)和所述第三通风区(9)相邻设置。
6.根据权利要求1或2所述的大型同步调相机内部冷却通风系统,其特征在于,所述转子(3)采用空心导体绕组。
7.根据权利要求6所述的大型同步调相机内部冷却通风系统,其特征在于,所述空心导体绕组采用精拉银铜线制得。
CN201810018055.3A 2018-01-09 2018-01-09 一种大型同步调相机内部冷却通风系统 Expired - Fee Related CN108233626B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810018055.3A CN108233626B (zh) 2018-01-09 2018-01-09 一种大型同步调相机内部冷却通风系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810018055.3A CN108233626B (zh) 2018-01-09 2018-01-09 一种大型同步调相机内部冷却通风系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108233626A true CN108233626A (zh) 2018-06-29
CN108233626B CN108233626B (zh) 2020-01-17

Family

ID=62640376

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810018055.3A Expired - Fee Related CN108233626B (zh) 2018-01-09 2018-01-09 一种大型同步调相机内部冷却通风系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108233626B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110838765A (zh) * 2019-11-28 2020-02-25 国网江苏省电力有限公司检修分公司 一种同步调相机定子冷却系统
CN114825770A (zh) * 2022-05-05 2022-07-29 哈尔滨理工大学 一种分布式同步调相机定子轭背与转子护环级联水冷系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101136568A (zh) * 2007-10-08 2008-03-05 南阳防爆集团有限公司 大容量同步发电机冷却系统
JP2013176235A (ja) * 2012-02-27 2013-09-05 Mitsubishi Electric Corp 回転電機
CN103607073A (zh) * 2013-11-30 2014-02-26 永济新时速电机电器有限责任公司 高效冷却散热的独立三风路结构电机

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101136568A (zh) * 2007-10-08 2008-03-05 南阳防爆集团有限公司 大容量同步发电机冷却系统
JP2013176235A (ja) * 2012-02-27 2013-09-05 Mitsubishi Electric Corp 回転電機
CN103607073A (zh) * 2013-11-30 2014-02-26 永济新时速电机电器有限责任公司 高效冷却散热的独立三风路结构电机

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110838765A (zh) * 2019-11-28 2020-02-25 国网江苏省电力有限公司检修分公司 一种同步调相机定子冷却系统
CN114825770A (zh) * 2022-05-05 2022-07-29 哈尔滨理工大学 一种分布式同步调相机定子轭背与转子护环级联水冷系统
CN114825770B (zh) * 2022-05-05 2023-01-03 哈尔滨理工大学 一种分布式同步调相机定子轭背与转子护环级联水冷系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN108233626B (zh) 2020-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102769356B (zh) 具有空气冷却结构的永磁同步牵引电机及其空气冷却方法
CN202026203U (zh) 一种具有空气冷却结构的永磁同步牵引电机
US6882068B2 (en) Forced air stator ventilation system and stator ventilation method for superconducting synchronous machine
JP5358667B2 (ja) 永久磁石式発電機
CN101473514A (zh) 冷却电机的方法和设备
CN116436212B (zh) 一种带轴径向混合通风铁芯的电机
CN101860119B (zh) 具有周向混合通风冷却结构的大型空冷汽轮发电机
CN108233626A (zh) 一种大型同步调相机内部冷却通风系统
CN204334189U (zh) 具有三风扇全循环冷却风路系统的三相异步电动机
CN202183689U (zh) 2极电机内风路结构
CN105071598A (zh) 一种双冷却电机的内风路结构
CN201656725U (zh) 高压永磁同步自起动电动机
CN106533037B (zh) 双馈电风力发电机
CN108092462B (zh) 一种凸极同步电机汇流环形引线铜环内外冷却结构
CN206060461U (zh) 一种增安型三相异步电动机通风冷却结构
CN203261190U (zh) 一种超高速永磁同步电动机的散热结构
CN203261167U (zh) 一种超高速永磁电动机水冷机壳
CN109831054A (zh) 一种具有冷却系统的电机
CN104868656A (zh) 永磁电机
CN201717736U (zh) 具有周向混合通风冷却结构的大型空冷汽轮发电机
CN205791874U (zh) 凸极电机磁极内冷通风道
CN212063670U (zh) 一种带风机的发电机
CN108923589A (zh) 一种全空冷冷却方式的大型同步调相机内部冷却通风系统
CN107834774A (zh) 一种定子带通风槽口的电机
CN205356061U (zh) 转子及设有该转子的电机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20200117

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee