CN108599424B - 具有多段逐级加压式转子的抽水蓄能发电电动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了具有多段逐级加压式转子的抽水蓄能发电电动机，它涉及电机领域。本发明为了解决现有抽水蓄能发电电动机温度高的问题，转子阻尼条安装在转子极身的顶部，“凸式”增压翅位于转子阻尼条的上方，“凸式”增压翅伸出转子极身的外表面，转子极身内部开设有渐变式通风道，渐变式通风道的倾斜角度为a，在渐变式通风道中安装有“离心式”增压片，转子极身压板压装在转子极身上，转子端环压装在转子极身压板上，转子磁轭安装在转子极身的下方，转子磁轭内部开设有转子磁轭通风沟，在转子磁轭通风沟中安装有“倒三角形”增压板，“倒三角形”增压板位于转子极身的下方。本发明增强了抽水蓄能发电电动机构件的冷却效果，结构简单，便于实现。

Description

具有多段逐级加压式转子的抽水蓄能发电电动机

技术领域：

本发明涉及具有多段逐级加压式转子的抽水蓄能发电电动机，属于电机领域。

背景技术：

大容量抽水蓄能发电电动机在电力系统调相调频、填谷削峰以及事故备用等方面的重要性越来越突出，在加强电力系统的稳定性及提高电力系统的经济性方面发挥极其关键地作用。抽水蓄能发电电动机是有发电功能和电动功能的双转向凸极电机，它与普通的水轮发电机相比，具有启动停止次数多、不同工况运行、双转向运行以及专用的启动设备等特点，然而，随着大容量抽水蓄能发电电动机容量的增加，发电电动机转子区域的发热问题越来越突出，严重威胁到大容量抽水蓄能发电电动机的安全性和可靠性。

为了能够降低大容量抽水蓄能发电电动机转子区域转子励磁绕组、转子极身和极身绝缘的温度，可以采用新型抽水蓄能发电电动机转子通风冷却系统，逐级提高转子区域内冷却气体的压力，有效地增加发电电动机内总流体流量，加快转子区域内冷却气体的流动速度，增大转子极身、转子励磁绕组、转子阻尼条与冷却气体的接触面积，提高转子极身、转子励磁绕组和转子阻尼条表面散热系数，进而降低抽水蓄能发电电动机转子区域各构件的最高温度以及减小转子极身和转子励磁绕组在轴向方向的温差，保证大容量抽水蓄能发电电动机可以长期安全、可靠地运行。

发明内容：

本发明的目的是提供具有多段逐级加压式转子的抽水蓄能发电电动机，以解决由于大容量抽水蓄能发电电动机转子区域通风设计不合理而导致的转子极身、转子励磁绕组和转子阻尼条温度过高的问题，增加了冷却气体的总流量，提高了抽水蓄能发电电动机内冷却气体的利用率，通过多段逐级加压式转子的设计可以有效地降低发电电动机内不同构件的温度，提高了大容量抽水蓄能发电电动机安全、可靠运行的能力。

本发明的具有多段逐级加压式转子的抽水蓄能发电电动机，它包括转子极身、转子阻尼条、“凸式”增压翅、上托板、转子励磁绕组、转子极身绝缘、定位筋、渐变式通风道、“离心式”增压片、转子极身压板、转子端环、转子磁轭、“倒三角形”增压板和转子磁轭通风沟。转子阻尼条安装在转子极身的顶部，“凸式”增压翅位于转子阻尼条的上方，“凸式”增压翅伸出转子极身的外表面，转子极身内部开设有渐变式通风道，渐变式通风道的倾斜角度为a，在渐变式通风道中安装有“离心式”增压片，转子极身压板压装在转子极身上，转子端环压装在转子极身压板上，转子磁轭安装在转子极身的下方，转子磁轭内部开设有转子磁轭通风沟，在转子磁轭通风沟中安装有“倒三角形”增压板，“倒三角形”增压板位于转子极身的下方。

“凸式”增压翅伸出转子极身外表面的长度为10mm-20mm；转子阻尼条的截面为圆形，圆形的直径为8mm-18mm；定位筋的截面为圆形，圆形的直径为20mm-40mm；“倒三角形”增压板的截面为倒三角形，倒三角形为等腰三角形，倒三角形的高要求大于转子磁轭高度的2/3；转子磁轭通风沟的宽度为8mm-20mm；渐变式通风道的倾斜角度a为92度-95度。

作为优选，所述的渐变式通风道和转子磁轭通风沟的数量增加，可以增大进入到转子极身内冷却气体的流量，加快了抽水蓄能发电电动机内冷却气体的流动速度，提高了冷却气体的利用率，进一步降低了转子极身、转子励磁绕组和转子极身绝缘的温度。

作为优选，所述的转子磁轭通风沟中增加了导风板，可以使得磁轭通风沟中冷却气体更加规则地进入到渐变式通风道中，减小了抽水蓄能发电电动机转子区域内的风摩损耗，提高了冷却气体带走转子极身、转子励磁绕组和转子阻尼条热量的能力。

作为优选，所述的转子极身压板内开设有径向通风沟，提高了抽水蓄能发电电动机内冷却气体带走转子极身压板热量的能力，有效地降低了转子极身压板的温度。

作为优选，所述的“凸式”增压翅加工成“Y”型，加快了抽水蓄能发电电动机内冷却气体的流动速度，提高了抽水蓄能发电电动机内总气体流量，增强了冷却气体带走抽水蓄能发电电动机内各构件热量的能力，进一步降低了抽水蓄能发电电动机内各构件的温度。

本发明的优点：大容量抽水蓄能发电电动机转子励磁绕组、转子极身和极身绝缘的温度较高，并且大容量抽水蓄能发电电动机内冷却气体的利用率较低。本发明通过在原来转子磁轭通风沟中安装“倒三角形”增压板，实心转子极身内部开设有渐变式通风道，在渐变式通风道中安装有“离心式”增压片，“凸式”增压翅伸出转子极身的外表面，形成了多段逐级加压式转子。利用多段逐级加压式转子可以逐级增加冷却气体的压力，提高了抽水蓄能发电电动机内总流体流量，明显地加快了发电电动机内冷却气体的流动速度，提高了冷却气体带走转子极身、转子励磁绕组和极身绝缘热量的能力，降低了转子极身、转子励磁绕组和极身绝缘的温度。本发明所述的具有多段逐级加压式转子的抽水蓄能发电电动机能够有效地增强转子区域的冷却效果，提高了发电电动机内冷却气体的利用率，明显地降低了发电电动机内各构件的最高温度，节省了材料，降低了成本，增强了抽水蓄能发电电动机长期安全稳定运行的能力。

附图说明：

为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1为本发明所述具有多段逐级加压式转子的抽水蓄能发电电动机的转子圆周方向局部剖视图；

图2为本发明所述具有多段逐级加压式转子的抽水蓄能发电电动机的转子轴向方向剖视图；

图3为本发明所述具有多段逐级加压式转子的抽水蓄能发电电动机在N-N处的转子圆周方向剖视图；

图4为本发明具体实施方式三所述的具有多段逐级加压式转子的抽水蓄能发电电动机的圆周方向局部剖视图；

图5为本发明具体实施方式四所述的具有多段逐级加压式转子的抽水蓄能发电电动机的转子轴向剖视图；

图6为本发明具体实施方式五所述的具有多段逐级加压式转子的抽水蓄能发电电动机的转子圆周方向局部剖视图。

图中：1-转子极身、2-转子阻尼条、3-“凸式”增压翅、4-上托板、5-转子励磁绕组、6-转子极身绝缘、7-定位筋、8-渐变式通风道、9-“离心式”增压片、10-转子极身压板、11-转子端环、12-转子磁轭、13-“倒三角形”增压板、14-转子磁轭通风沟、15-导风板和16-径向通风沟。图中箭头所示为具有多段逐级加压式转子的抽水蓄能发电电动机中冷却气体的流动方向。

具体实施方式：

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

具体实施方式一：结合图1、图2和图3说明本实施方式，本实施方式所述的具有多段逐级加压式转子的抽水蓄能发电电动机，它包括转子极身1、转子阻尼条2、“凸式”增压翅3、上托板4、转子励磁绕组5、转子极身绝缘6、定位筋7、渐变式通风道8、“离心式”增压片9、转子极身压板10、转子端环11、转子磁轭12、“倒三角形”增压板13和转子磁轭通风沟14。转子阻尼条2安装在转子极身1的顶部，“凸式”增压翅3位于转子阻尼条2的上方，“凸式”增压翅3伸出转子极身1的外表面，转子极身1内部开设有渐变式通风道8，渐变式通风道8的倾斜角度为a，在渐变式通风道8中安装有“离心式”增压片9，转子极身压板10压装在转子极身1上，转子端环11压装在转子极身压板10上，转子磁轭12安装在转子极身1的下方，转子磁轭12内部开设有转子磁轭通风沟14，在转子磁轭通风沟14中安装有“倒三角形”增压板13，“倒三角形”增压板13位于转子极身1的下方。

“凸式”增压翅3伸出转子极身1外表面的长度为10mm-20mm，本实施例取为11mm；转子阻尼条2的截面为圆形，圆形的直径为8mm-18mm，本实施例取为12mm；定位筋7的截面为圆形，圆形的直径为20mm-40mm，本实施例取为25mm；“倒三角形”增压板13的截面为倒三角形，倒三角形为等腰三角形，倒三角形的高要求大于转子磁轭12高度的2/3；转子磁轭通风沟14的宽度为8mm-20mm，本实施例取为16mm；渐变式通风道8的倾斜角度a为92度-95度，本实施例取为93度。

在原来抽水蓄能发电电动机转子磁轭通风沟14中安装有“倒三角形”增压板13，定义为第一段增压区域；实心转子极身1内部开设有渐变式通风道8，在渐变式通风道8中安装有“离心式”增压片9，定义为第二段增压区域；“凸式”增压翅3伸出转子极身1的外表面，定义为第三段增压区域；在抽水蓄能发电电动机转子旋转时首先第一段增压区域中“倒三角形”增压板13可以明显地提高转子区域冷却气体的压力，增加抽水蓄能发电电动机内总气体流量，使得冷却气体规则地进入到转子极身1内部的渐变式通风道8中，可以为第二次增压做好准备；在第二段增压区域中“离心式”增压片9可以进一步提高冷却气体的压力，进一步提高抽水蓄能发电电动机内总气体流量，加快转子极身1内冷却气体的流动速度，可以有效地带走转子极身1、转子励磁绕组5和转子极身绝缘6的热量，降低了转子极身1、转子励磁绕组5和转子极身绝缘6的温度，渐变式通风道8中冷却气体速度沿着径向方向逐渐增加，在渐变式通风道8出口处冷却气体的速度较高，可以有效地带走转子阻尼条2的热量，降低转子阻尼条2的温度，减小转子阻尼条2在轴向方向的温差，从渐变式通风道8中流出的冷却气体到达定子和转子之间的气隙，可以为第三次增压做好准备；在第三段增压区域中“凸式”增压翅3又进一步增加了冷却气体的压力，提高了抽水蓄能发电电动机内总气体流量，并使得定子和转子之间气隙内冷却气体的流动更加规则，加快了冷却气体进入到定子径向通风沟的流动速度，可以有效地降低抽水蓄能发电电动机定子铁心、定子绕组和定子绕组绝缘的温度。通过多段逐级加压式转子可以有效地提高抽水蓄能发电电动机内冷却气体的利用率，增强了抽水蓄能发电电动机长期安全稳定运行的能力。

具体实施方式二：本实施方式与实施方式一的不同之处在于渐变式通风道8和转子磁轭通风沟14的数量增加，可以增大进入到转子极身1内冷却气体的流量，加快了抽水蓄能发电电动机内冷却气体的流动速度，提高了冷却气体的利用率，进一步降低了转子极身1、转子励磁绕组5和转子极身绝缘6的温度。其它组成及连接关系与实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图4说明本实施方式，本实施方式与实施方式一的不同之处在于转子磁轭通风沟14中增加了导风板15，可以使得磁轭通风沟14中冷却气体更加规则地进入到渐变式通风道8中，减小了抽水蓄能发电电动机转子区域内的风摩损耗，提高了冷却气体带走转子极身1、转子励磁绕组5和转子阻尼条2热量的能力。其它组成及连接关系与实施方式一相同。

具体实施方式四：结合图5说明本实施方式，本实施方式与实施方式一的不同之处在于转子极身压板10内开设有径向通风沟16，提高了抽水蓄能发电电动机内冷却气体带走转子极身压板10热量的能力，有效地降低了转子极身压板10的温度。其它组成及连接关系与实施方式一相同。

具体实施方式五：结合图6说明本实施方式，本实施方式与实施方式一的不同之处在于“凸式”增压翅3加工成“Y”型，加快了抽水蓄能发电电动机内冷却气体的流动速度，提高了抽水蓄能发电电动机内总气体流量，增强了冷却气体带走抽水蓄能发电电动机内各构件热量的能力，进一步降低了抽水蓄能发电电动机内各构件的温度。其它组成及连接关系与实施方式一相同。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.具有多段逐级加压式转子的抽水蓄能发电电动机，其特征在于：它包括转子极身(1)、转子阻尼条(2)、“凸式”增压翅(3)、上托板(4)、转子励磁绕组(5)、转子极身绝缘(6)、定位筋(7)、渐变式通风道(8)、“离心式”增压片(9)、转子极身压板(10)、转子端环(11)、转子磁轭(12)、“倒三角形”增压板(13)和转子磁轭通风沟(14)；转子阻尼条(2)安装在转子极身(1)的顶部，“凸式”增压翅(3)位于转子阻尼条(2)的上方，“凸式”增压翅(3)伸出转子极身(1)的外表面，转子极身(1)内部开设有渐变式通风道(8)，渐变式通风道(8)的倾斜角度为a，在渐变式通风道(8)中安装有“离心式”增压片(9)，转子极身压板(10)压装在转子极身(1)上，转子端环(11)压装在转子极身压板(10)上，转子磁轭(12)安装在转子极身(1)的下方，转子磁轭(12)内部开设有转子磁轭通风沟(14)，在转子磁轭通风沟(14)中安装有“倒三角形”增压板(13)，“倒三角形”增压板(13)位于转子极身(1)的下方。

2.根据权利要求1所述的具有多段逐级加压式转子的抽水蓄能发电电动机，其特征在于：“凸式”增压翅(3)伸出转子极身(1)外表面的长度为10mm-20mm；转子阻尼条(2)的周向截面为圆形，圆形的直径为8mm-18mm；定位筋(7)的周向截面为圆形，圆形的直径为20mm-40mm；“倒三角形”增压板(13)的周向截面为倒三角形，倒三角形为等腰三角形，倒三角形的高要求大于转子磁轭(12)高度的2/3；转子磁轭通风沟(14)的轴向方向宽度为8mm-20mm；渐变式通风道(8)的倾斜角度a为92度-95度。

3.根据权利要求1所述的具有多段逐级加压式转子的抽水蓄能发电电动机，其特征在于：所述的转子磁轭通风沟(14)中增加了导风板(15)。

4.根据权利要求1所述的具有多段逐级加压式转子的抽水蓄能发电电动机，其特征在于：所述的转子极身压板(10)内开设有径向通风沟(16)。

5.根据权利要求1所述的具有多段逐级加压式转子的抽水蓄能发电电动机，其特征在于：所述的“凸式”增压翅(3)加工成“Y”型。