CN108566049B - 一种双馈风力发电机的轴承与滑环的冷却装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双馈风力发电机的轴承与滑环的冷却装置，包括主轴，主轴的一端通过轴承安装电机端盖，电机端盖的内侧安装挡风罩，挡风罩与电机端盖之间形成了挡风罩腔，电机端盖端面开有挡风罩腔进风孔和挡风罩腔出风孔，挡风罩腔出风孔通过引风管连通到滑环室，滑环室的外侧壁安装有通风机；主轴一端端部安装有滑环及碳刷，并置于滑环室内；滑环室的侧壁上开有滑环室第一进风孔和滑环室第二进风孔。其结构简单，既解决了双馈风力发电机轴带离心风扇侧的轴承在运行过程中温度很高，造成轴承抱死、轴承寿命降低的问题，又保证了滑环和碳刷的冷却效果，同时滑环室内碳粉不易堆积，解决了由碳粉排除不畅所引起的滑环与碳刷短路问题。
Description
技术领域
本发明涉及电机冷却装置技术领域，尤其是一种双馈风力发电机的轴承与滑环的冷却装置。
背景技术
目前，双馈风力发电机为了增强散热能力，通常会在电机内的一端安置轴带离心风扇。轴带离心风扇虽然提升了电机内风路循环的风量，增强了电机的散热能力，但轴带离心风扇处的内风路气流由于吸收了电机绕组及铁芯所产生的热量导致温度很高，高温气流烘烤轴带离心风扇侧的轴承，该侧轴承散热环境差，由于轴承在运行过程中也会产生热量，因此该侧轴承在运行过程中温度很高，不仅有轴承抱死的隐患，还会降低轴承的使用寿命。
目前，降低轴带离心风扇侧轴承温度的办法主要有：在电机端盖外侧强制通风或从空冷器外风路风扇处引风进入轴带离心风扇处电机端盖的内侧。在电机端盖外侧强制通风虽然容易实现，但由于轴承内侧依然受内风路高温气流烘烤，轴承冷却效果不佳，依然有轴承高温隐患。从空冷器外风路风扇处引风进入轴带离心风扇处电机端盖内侧，虽然冷却效果较好，但结构复杂，需要在空冷器外风路风扇与轴带离心风扇侧电机端盖之间安装一较长的引风管，成本高、工艺复杂并且影响电机的外观。
双馈风力发电机的滑环室内装有滑环及碳刷，运行时会产生碳粉，为冷却滑环与碳刷并排除滑环室内碳粉，通常采用的方法是为滑环室内鼓风或在滑环室内安装轴带风扇。在滑环室内鼓风会引起滑环室内强烈的乱流，乱流会引起通风死角处的碳粉堆积，长时间运行易造成滑环短路。在滑环室内安装轴带风扇，由于轴带风扇的进风口只能位于轴心处，必然有通风死角存在，同时在滑环室内安装轴带风扇，还会引起电机主轴震动大，带来电机转子动平衡困难等问题。
发明内容
本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种双馈风力发电机的轴承与滑环的冷却装置，一方面解决了双馈风力发电机轴带离心风扇侧的轴承在运行过程中温度很高，造成轴承抱死、轴承寿命降低的问题，另一方面解决了滑环室内碳粉容易堆积，由碳粉排除不畅所引起的滑环与碳刷短路问题，大大提高了使用可靠性，冷却效果好。
本发明所采用的技术方案如下：
一种双馈风力发电机的轴承与滑环的冷却装置，包括主轴，主轴的一端通过轴承安装电机端盖，电机端盖的内侧安装挡风罩，挡风罩与电机端盖之间形成了挡风罩腔，电机端盖端面开有挡风罩腔进风孔和挡风罩腔出风孔，挡风罩腔出风孔通过引风管连通到滑环室，滑环室的外侧壁安装有通风机；主轴一端端部安装有滑环及碳刷，并置于滑环室内；滑环室的侧壁上开有滑环室第一进风孔和滑环室第二进风孔。
其进一步技术方案在于：
滑环室的侧壁上开有的滑环室第一进风孔和滑环室第二进风孔也可以设置在滑环室的其它壁面上，且大于等于一个。
挡风罩腔进风孔的数量大于等于一个。
电机端盖安装在底座侧壁，底座成空心薄壁状，底座内安装有外铁芯，外铁芯内安装有外绕组，外绕组内安装有内绕组，内绕组内安装有内铁芯。
主轴的轴肩上安装有轴带离心风扇。
底座上安装有空冷器，空冷器成空心薄壁结构。
本发明的有益效果如下：
本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过在电机端盖的内壁上设置挡风罩，利用挡风罩隔绝电机内的高温气流，改善了轴承离心风扇侧的轴承的散热环境；通过电机端盖和挡风罩形成挡风罩腔，在电机端盖上开设至少一个挡风罩腔进风孔，挡风罩通过引风管与滑环室相通，滑环室与通风机进风口相通，同时在与电机端盖正对的滑环室侧壁上，开有至少一个滑环室进风孔；当通风机运行时，通风机从滑环室内抽风，滑环室内抽走的空气主要来源于两部分：一部分空气来源于滑环室侧壁上的滑环室进风孔，该部分空气流经滑环和碳刷，冷却滑环和碳刷，并排除碳粉，同时由于滑环室内的负压，碳粉不会在滑环室内死角堆积，排除滑环短路隐患；另一部分空气来源于挡风罩腔进风孔，外界空气从挡风罩腔进风孔进入挡风罩腔后通过引风管进入滑环室内，然后被通风机抽走，外界空气在挡风罩腔内流经轴承内侧电机端盖表面，从而降低轴承温度，防止轴承抱死并延长轴承的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的外观右视图。
图3为本发明的内空气流动示意图。
其中：1、引风管；2、挡风罩；3、滑环室第一进风孔；4、电机端盖；5、通风机；6、轴承；7、滑环及碳刷；8、滑环室；9、挡风罩腔；10、滑环室第二进风孔；11、挡风罩腔进风孔；12、轴带离心风扇；13、空冷器；14、底座；15、主轴；16、外铁芯；17、内铁芯；18、外绕组；19、内绕组；20、挡风罩腔出风孔；21、外界环境冷空气；22、滑环室出风。
具体实施方式
如图1、图2、图3所示，本实施例的双馈风力发电机的轴承与滑环的冷却装置，包括主轴15，主轴15的一端通过轴承6安装电机端盖4，电机端盖4的内侧安装挡风罩2，挡风罩2与电机端盖4之间形成了挡风罩腔9，电机端盖4端面开有挡风罩腔进风孔11和挡风罩腔出风孔20，挡风罩腔出风孔20通过引风管1连通到滑环室8，滑环室8的外侧壁安装有通风机5；主轴15一端端部安装有滑环及碳刷7，并置于滑环室8内；滑环室8的侧壁上开有滑环室第一进风孔3和滑环室第二进风孔10。
滑环室8的侧壁上开有的滑环室第一进风孔3和滑环室第二进风孔10也可以设置在滑环室8的其它壁面上，且大于等于一个。
挡风罩腔进风孔11的数量大于等于一个。
电机端盖4安装在底座14侧壁，底座14成空心薄壁状，底座14内安装有外铁芯16，外铁芯16内安装有外绕组18，外绕组18内安装有内绕组19，内绕组19内安装有内铁芯17。
主轴15的轴肩上安装有轴带离心风扇12。
底座14上安装有空冷器13，空冷器13成空心薄壁结构。
本发明的工作原理和工作过程如下：
在电机运行时，轴带离心风扇12处的内风路气流，由于吸收了电机的内绕组19、外绕组18、内铁芯17和外铁芯16所产生的热量，因此温度很高，挡风罩2可以将轴承6与电机内的高温气流隔离开，避免轴带离心风扇12处的高温内风路气流对轴承6的烘烤，从而改善轴承6的冷却环境。
在电机运行时，开启通风机5，通风机5从滑环室8内抽走空气经滑环室出风22流出，滑环室8内被抽走的空气来源于两部分：一部分从滑环室8壁面上的滑环室第一进风孔3、滑环室第二进风孔10进入滑环室8，另一部分从电机端盖4上的挡风罩腔进风孔11进入挡风罩腔9，然后通过引风管1流入滑环室8内。
从滑环室第一进风孔3、滑环室第二进风孔10进入滑环室8的空气，会流经滑环及碳刷7，冷却滑环及碳刷7的同时带走由于电机运行摩擦产生的碳粉，由于通风机5的抽吸作用，滑环室8内产生负压，因而碳粉不会在滑环室8内的死角堆积，排除滑环短路的隐患。
从挡风罩腔进风孔11进入滑环室8的外界环境冷空气21，会先经过挡风罩腔9，在挡风罩腔9内流经轴承6内侧电机端盖4表面，达到冷却轴承6的目的，降低轴承6温度，防止轴承6抱死并延长轴承6的实用寿命，随后挡风罩腔9内的空气经过引风管1进入滑环室8内。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。
Claims (2)
1.一种双馈风力发电机的轴承与滑环的冷却装置，其特征在于：包括主轴(15)，所述主轴(15)的一端通过轴承(6)安装电机端盖(4)，电机端盖(4)的内侧安装挡风罩(2)，所述挡风罩(2)与电机端盖(4)之间形成了挡风罩腔(9)，所述电机端盖(4)端面开有挡风罩腔进风孔(11)和挡风罩腔出风孔(20)，挡风罩腔出风孔(20)通过引风管(1)连通到滑环室(8)，滑环室(8)的外侧壁安装有通风机(5)；所述主轴(15)一端端部安装有滑环及碳刷(7)，并置于滑环室(8)内；滑环室(8)的侧壁上开有滑环室第一进风孔(3)和滑环室第二进风孔(10)；所述滑环室(8)的侧壁上开有的滑环室第一进风孔(3)和滑环室第二进风孔(10)也可以设置在滑环室(8)的其它壁面上，且大于等于一个；所述电机端盖(4)安装在底座(14)侧壁，底座(14)成空心薄壁状，底座(14)内安装有外铁芯(16)，外铁芯(16)内安装有外绕组(18)，外绕组(18)内安装有内绕组(19)，内绕组(19)内安装有内铁芯(17)，所述底座(14)上安装有空冷器(13)，空冷器(13)成空心薄壁结构，所述主轴(15)的轴肩上安装有轴带离心风扇(12)；
在电机运行时，轴带离心风扇(12)处的内风路气流，由于吸收了电机的内绕组(19)、外绕组(18)、内铁芯(17)和外铁芯(16)所产生的热量，因此温度很高，挡风罩(2)可以将轴承(6)与电机内的高温气流隔离开，避免轴带离心风扇(12)处的高温内风路气流对轴承(6)的烘烤，从而改善轴承(6)的冷却环境；
在电机运行时，开启通风机(5)，通风机(5)从滑环室(8)内抽走空气经滑环室出风(22)流出，滑环室(8)内被抽走的空气来源于两部分：一部分从滑环室(8)壁面上的滑环室第一进风孔(3)、滑环室第二进风孔(10)进入滑环室(8)，另一部分从电机端盖(4)上的挡风罩腔进风孔(11)进入挡风罩腔(9)，然后通过引风管(1)流入滑环室(8)内；从滑环室第一进风孔(3)、滑环室第二进风孔(10)进入滑环室(8)的空气，会流经滑环及碳刷(7)，冷却滑环及碳刷(7)的同时带走由于电机运行摩擦产生的碳粉，由于通风机(5)的抽吸作用，滑环室(8)内产生负压，因而碳粉不会在滑环室(8)内的死角堆积，排除滑环短路的隐患；
从挡风罩腔进风孔(11)进入滑环室(8)的外界环境冷空气(21)，会先经过挡风罩腔(9)，在挡风罩腔(9)内流经轴承(6)内侧电机端盖(4)表面，达到冷却轴承(6)的目的，降低轴承(6)温度，防止轴承(6)抱死并延长轴承(6)的使用寿命，随后挡风罩腔(9)内的空气经过引风管(1)进入滑环室(8)内。
2.如权利要求1所述的一种双馈风力发电机的轴承与滑环的冷却装置，其特征在于：所述挡风罩腔进风孔(11)的数量大于等于一个。
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