CN108649721A - 具有混合屏蔽立体式端部通风冷却系统的隐极发电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了具有混合屏蔽立体式端部通风冷却系统的隐极发电机，它涉及电机领域。本发明为了解决现有隐极发电机端部构件温度高的问题，压指内开设有压指自冷通风道，磁屏蔽内开设有磁屏蔽内部通风沟和磁屏蔽自冷式通风道，磁屏蔽内部通风沟中安装有通风槽钢，屏蔽压板内开设有屏蔽压板内部通风沟和屏蔽压板自冷通风道，屏蔽压板侧表面安装有散热翅，外侧铜屏蔽安装在屏蔽压板的下方，屏蔽压板内表面有镀铜层，内侧铜屏蔽安装在压圈的下方，压圈内表面有镀铜层，压圈、磁屏蔽和屏蔽压板外表面安装有外循环水路，定子绕组出水通道和定子绕组进水通道中分别通有方向相反的冷却水。本发明增强了隐极发电机端部构件的冷却效果，结构简单，便于实现。

Description

具有混合屏蔽立体式端部通风冷却系统的隐极发电机

技术领域：

本发明涉及具有混合屏蔽立体式端部通风冷却系统的隐极发电机，属于电机领域。

背景技术：

大容量隐极发电机额定运行时定子绕组和转子绕组产生的磁场会进入到发电机端部区域压指、压圈、磁屏蔽和屏蔽压板等结构件中，在其中感生出涡流，产生损耗。这些损耗的大小将直接影响到隐极发电机的效率，并且这些损耗产生的热量会导致隐极发电机端部结构局部温升过高而影响发电机的使用寿命，特别是随着隐极发电机容量的不断增加，发电机的线负荷急剧增大，利用合理的风量降低发热严重的端部构件温度就显得更加重要。

为了能够有效地降低大容量隐极发电机端部区域各构件的温度，可以采用新型隐极发电机端部通风冷却系统，加快隐极发电机端部区域内冷却气体的流动速度，增大端部构件压指、压圈、磁屏蔽、屏蔽压板与冷却气体的接触面积，提高端部构件压指、压圈、磁屏蔽和屏蔽压板的表面散热系数，降低隐极发电机端部区域各构件的最高温度。通过外侧铜屏蔽和内侧铜屏蔽可以有效地阻止端部漏磁场进入到端部构件压圈和屏蔽压板的内部，进一步降低了压圈和屏蔽压板的损耗和温度，确保大容量隐极发电机可以长期安全稳定地运行。

发明内容：

本发明的目的是提供具有混合屏蔽立体式端部通风冷却系统的隐极发电机，以解决由于大容量隐极发电机端部区域通风设计不合理而导致的端部构件温度过高的问题，提高了隐极发电机端部区域内冷却气体的利用率，减小了端部构件的损耗，有效地降低了隐极发电机端部区域内各构件的温度，提高了大容量隐极发电机安全稳定运行的能力。

本发明的具有混合屏蔽立体式端部通风冷却系统的隐极发电机，它包括定子端部铁心、压指、压圈、磁屏蔽、屏蔽压板、散热翅、定位筋、定子端部铁心内部通风沟、压指自冷通风道、磁屏蔽内部通风沟、磁屏蔽自冷式通风道、屏蔽压板内部通风沟、屏蔽压板自冷通风道、屏蔽压板内表面镀铜层、外侧铜屏蔽、压圈内表面镀铜层、内侧铜屏蔽、定子绕组、定子绕组出水通道、定子绕组进水通道、外循环水路和通风槽钢。压指内开设有压指自冷通风道，磁屏蔽内开设有磁屏蔽内部通风沟和磁屏蔽自冷式通风道，磁屏蔽内部通风沟中安装有通风槽钢，屏蔽压板内开设有屏蔽压板内部通风沟和屏蔽压板自冷通风道，屏蔽压板侧表面安装有散热翅，外侧铜屏蔽安装在屏蔽压板的下方，屏蔽压板内表面有镀铜层，内侧铜屏蔽安装在压圈的下方，压圈内表面有镀铜层，压圈、磁屏蔽和屏蔽压板外表面安装有外循环水路，定子绕组出水通道和定子绕组进水通道中分别通有方向相反的冷却水。

压指自冷通风道的数量为1个-2个；外侧铜屏蔽的数量为2个-8个。内侧铜屏蔽的数量为2个-8个；外侧铜屏蔽和内侧铜屏蔽的厚度为3mm-6mm；定子绕组出水通道和定子绕组进水通道中冷却水的流速为1m/s-3m/s；外循环水路内冷却水的流速为0.8m/s-1.5m/s。

作为优选，所述的屏蔽压板侧表面散热翅的数量增加，增大了隐极发电机端部屏蔽压板与冷却气体的接触面积，提高了隐极发电机端部区域内冷却气体的利用率，进一步降低了屏蔽压板的温度。

作为优选，所述的压指自冷通风道入口面积增大，增加了压指中冷却气体的流量，加快了压指内部冷却气体的速度，提高了压指表面的散热系数，进一步降低了压指的温度。

作为优选，所述的内侧铜屏蔽倾斜a角度，加快了内侧铜屏蔽内部冷却气体的流动速度，提高了冷却气体带走内侧铜屏蔽热量的能力，进一步降低了内侧铜屏蔽的温度。

作为优选，所述的相邻的外循环水路内冷却水的流动方向相反，加强了冷却水带走压圈、磁屏蔽和屏蔽压板热量的能力，进一步降低了压圈、磁屏蔽和屏蔽压板的温度。

本发明的优点：大容量隐极发电机端部构件压指、压圈、磁屏蔽和屏蔽压板的温度相对较高，并且隐极发电机端部区域内冷却气体的利用率较低。本发明通过在原来实心端部压指内开设有压指自冷通风道，实心端部磁屏蔽内开设有磁屏蔽内部通风沟和磁屏蔽自冷式通风道，实心端部屏蔽压板内开设有屏蔽压板内部通风沟和屏蔽压板自冷通风道，外侧铜屏蔽安装在端部屏蔽压板的下方，内侧铜屏蔽安装在端部压圈的下方，形成混合屏蔽立体式端部通风冷却系统。利用混合屏蔽立体式端部通风冷却系统内流动的冷却气体可以明显地加快隐极发电机端部区域内冷却气体的流动速度，提高冷却气体带走端部构件压指、压圈、磁屏蔽和屏蔽压板热量的能力，增大端部构件表面散热系数，降低端部构件压指、压圈、磁屏蔽和屏蔽压板的温度，通过外侧铜屏蔽和内侧铜屏蔽可以有效地阻止端部漏磁场进入到端部构件压圈和屏蔽压板的内部，进一步降低压圈和屏蔽压板的损耗和温度。本发明所述的具有混合屏蔽立体式端部通风冷却系统的隐极发电机能够有效地增强隐极发电机端部区域各端部构件的冷却效果，提高了隐极发电机端部区域内冷却气体的利用率，明显地降低了隐极发电机端部区域内各构件的最高温度，降低了成本，增强了隐极发电机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为本发明所述的具有混合屏蔽立体式端部通风冷却系统的隐极发电机的端部区域轴向方向剖视图；

图2为本发明所述的具有混合屏蔽立体式端部通风冷却系统的隐极发电机中磁屏蔽内部通风沟的A-A处剖面图；

图3为本发明所述的具有混合屏蔽立体式端部通风冷却系统的隐极发电机中磁屏蔽自冷式通风道的B-B处剖面图；

图4为本发明具体实施方式三所述的具有混合屏蔽立体式端部通风冷却系统的隐极发电机的端部区域轴向方向剖视图；

图5为本发明具体实施方式四所述的具有混合屏蔽立体式端部通风冷却系统的隐极发电机的端部区域轴向方向剖视图；

图6为本发明具体实施方式五所述的具有混合屏蔽立体式端部通风冷却系统的隐极发电机的端部区域轴向方向剖视图。

图中：1-定子端部铁心、2-压指、3-压圈、4-磁屏蔽、5-屏蔽压板、6-散热翅、7-定位筋、8-定子端部铁心内部通风沟、9-压指自冷通风道、10-磁屏蔽内部通风沟、11-磁屏蔽自冷式通风道、12-屏蔽压板内部通风沟、13-屏蔽压板自冷通风道、14-屏蔽压板内表面镀铜层、15-外侧铜屏蔽、16-压圈内表面镀铜层、17-内侧铜屏蔽、18-定子绕组、19-定子绕组出水通道、20-定子绕组进水通道、21-外循环水路和22-通风槽钢。图中箭头所示为具有混合屏蔽立体式端部通风冷却系统的隐极发电机端部区域内冷却气体和冷却水的流动方向。

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混合屏蔽立体式端部通风冷却系统的隐极发电机，它包括定子端部铁心1、压指2、压圈3、磁屏蔽4、屏蔽压板5、散热翅6、定位筋7、定子端部铁心内部通风沟8、压指自冷通风道9、磁屏蔽内部通风沟10、磁屏蔽自冷式通风道11、屏蔽压板内部通风沟12、屏蔽压板自冷通风道13、屏蔽压板内表面镀铜层14、外侧铜屏蔽15、压圈内表面镀铜层16、内侧铜屏蔽17、定子绕组18、定子绕组出水通道19、定子绕组进水通道20、外循环水路21和通风槽钢22。压指2内开设有压指自冷通风道9，磁屏蔽4内开设有磁屏蔽内部通风沟10和磁屏蔽自冷式通风道11，磁屏蔽内部通风沟10中安装有通风槽钢22，屏蔽压板5内开设有屏蔽压板内部通风沟12和屏蔽压板自冷通风道13，屏蔽压板5侧表面安装有散热翅6，外侧铜屏蔽15安装在屏蔽压板5的下方，屏蔽压板5内表面有镀铜层14，内侧铜屏蔽17安装在压圈3的下方，压圈3内表面有镀铜层16，压圈3、磁屏蔽4和屏蔽压板5外表面安装有外循环水路21，定子绕组出水通道19和定子绕组进水通道20中分别通有方向相反的冷却水。

压指自冷通风道9的数量为1个-2个，本实施例取为1个；外侧铜屏蔽15的数量为2个-8个，本实施例取为4个；内侧铜屏蔽17的数量为2个-8个，本实施例取为2个；外侧铜屏蔽15和内侧铜屏蔽17的厚度为3mm-6mm，本实施例取为4mm；定子绕组出水通道19和定子绕组进水通道20中冷却水的流速为1m/s-3m/s，本实施例取为1.5m/s；外循环水路21内冷却水的流速为0.8m/s-1.5m/s，本实施例取为1m/s。

在原来大型隐极发电机端部区域屏蔽压板5和压圈3的下方分别安装有外侧铜屏蔽15和内侧铜屏蔽17，还在屏蔽压板5和压圈3的内表面涂有镀铜层，通过多层铜屏蔽的设置可以有效地阻止隐极发电机端部区域漏磁场进入到压圈3和屏蔽压板5的内部，有效地降低了压圈3和屏蔽压板5的损耗，明显地减少了压圈3和屏蔽压板5发出的热量，此外，在原来实心磁屏蔽4内开设有磁屏蔽内部通风沟10和磁屏蔽自冷式通风道11，增加了磁屏蔽4与冷却气体的接触面积，加快了磁屏蔽4内部和表面周围冷却气体的流动速度，提高了磁屏蔽4表面的散热系数，明显地降低了磁屏蔽4的温度；实心压指2内开设有压指自冷通风道9，压指自冷通风道9内冷却气体可以直接带走压指2的热量，从压指自冷通风道9出口流出的冷却气体进入到内侧铜屏蔽17的内部，加快了内侧铜屏蔽17表面周围冷却气体的流动速度，有效地带走了内侧铜屏蔽17的热量，降低了内侧铜屏蔽17的温度；实心屏蔽压板5内开设有屏蔽压板内部通风沟12和屏蔽压板自冷通风道13，增加了屏蔽压板5与冷却气体的接触面积，提高了屏蔽压板5表面的散热系数，降低了屏蔽压板5的温度，从屏蔽压板内部通风沟12和屏蔽压板自冷通风道13流出的冷却气体进入到外侧铜屏蔽15的内部，加快了外侧铜屏蔽15表面周围冷却气体的流动速度，进一步提高了冷却气体的利用率，有效地带走了外侧铜屏蔽15的热量，降低了外侧铜屏蔽15的温度；定子绕组出水通道19和定子绕组进水通道20中分别流有方向相反的冷却水，可以有效地带走定子绕组18的热量，明显地降低了定子绕组18的温度，使得在轴向方向上定子绕组18的温度分布更加均匀，通过混合屏蔽立体式端部通风冷却系统可以有效地增强隐极发电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屏蔽压板侧表面散热翅6的数量增加，增大了隐极发电机端部屏蔽压板5与冷却气体的接触面积，提高了隐极发电机端部区域内冷却气体的利用率，进一步降低了屏蔽压板5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压指自冷通风道9入口面积增大，增加了压指2中冷却气体的流量，加快了压指内部冷却气体的速度，提高了压指2表面的散热系数，进一步降低了压指2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内侧铜屏蔽17倾斜a角度，加快了内侧铜屏蔽17内部冷却气体的流动速度，提高了冷却气体带走内侧铜屏蔽17热量的能力，进一步降低了内侧铜屏蔽17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相邻的外循环水路21内冷却水的流动方向相反，加强了冷却水带走压圈3、磁屏蔽4和屏蔽压板5热量的能力，进一步降低了压圈3、磁屏蔽4和屏蔽压板5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 (6)

1.具有混合屏蔽立体式端部通风冷却系统的隐极发电机，其特征在于：它包括定子端部铁心(1)、压指(2)、压圈(3)、磁屏蔽(4)、屏蔽压板(5)、散热翅(6)、定位筋(7)、定子端部铁心内部通风沟(8)、压指自冷通风道(9)、磁屏蔽内部通风沟(10)、磁屏蔽自冷式通风道(11)、屏蔽压板内部通风沟(12)、屏蔽压板自冷通风道(13)、屏蔽压板内表面镀铜层(14)、外侧铜屏蔽(15)、压圈内表面镀铜层(16)、内侧铜屏蔽(17)、定子绕组(18)、定子绕组出水通道(19)、定子绕组进水通道(20)、外循环水路(21)和通风槽钢(22)；压指(2)内开设有压指自冷通风道(9)，磁屏蔽(4)内开设有磁屏蔽内部通风沟(10)和磁屏蔽自冷式通风道(11)，磁屏蔽内部通风沟(10)中安装有通风槽钢(22)，屏蔽压板(5)内开设有屏蔽压板内部通风沟(12)和屏蔽压板自冷通风道(13)，屏蔽压板(5)侧表面安装有散热翅(6)，外侧铜屏蔽(15)安装在屏蔽压板(5)的下方，屏蔽压板(5)内表面有镀铜层(14)，内侧铜屏蔽(17)安装在压圈(3)的下方，压圈(3)内表面有镀铜层(16)，压圈(3)、磁屏蔽(4)和屏蔽压板(5)外表面安装有外循环水路(21)，定子绕组出水通道(19)和定子绕组进水通道(20)中分别通有方向相反的冷却水。

2.根据权利要求1所述的具有混合屏蔽立体式端部通风冷却系统的隐极发电机，其特征在于：压指自冷通风道(9)的数量为1个-2个；外侧铜屏蔽(15)的数量为2个-8个；内侧铜屏蔽(17)的数量为2个-8个；外侧铜屏蔽(15)和内侧铜屏蔽(17)的厚度为3mm-6mm；定子绕组出水通道(19)和定子绕组进水通道(20)中冷却水的流速为1m/s-3m/s；外循环水路(21)内冷却水的流速为0.8m/s-1.5m/s。

3.根据权利要求1所述的具有混合屏蔽立体式端部通风冷却系统的隐极发电机，其特征在于：所述的屏蔽压板侧表面散热翅(6)的数量增加。

4.根据权利要求1所述的具有混合屏蔽立体式端部通风冷却系统的隐极发电机，其特征在于：所述的压指自冷通风道(9)入口面积增大。

5.根据权利要求1所述的具有混合屏蔽立体式端部通风冷却系统的隐极发电机，其特征在于：所述的内侧铜屏蔽(17)倾斜a角度。

6.根据权利要求1所述的具有混合屏蔽立体式端部通风冷却系统的隐极发电机，其特征在于：所述的相邻的外循环水路(21)内冷却水的流动方向相反。