CN109149826B - 串并联变截面式的发电机副槽通风冷却结构 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种串并联变截面式的发电机副槽通风冷却结构，该结构包括：副槽、转子铁心、转子绕组、转子楔下垫条、转子槽楔和串并联通风沟，发电机直线段部分转子铁心轭部的副槽采用变截面的形式，副槽靠近风扇侧的横截面积最大，横截面积随着转子轴向的延伸远离风扇而减小；转子绕组、转子楔下垫条及转子槽楔上分布有垂直串并联形式的通风沟，冷却风从副槽流入转子绕组，从转子槽楔上通风口流出形成通风冷却回路。本发明的发电机通风冷却结构，可用来解决转子副槽通风结构冷却效果随着冷却风进入转子铁心内部而明显减弱的问题；保证了冷却风的风速，有效降低了转子绕组温度。

Description

串并联变截面式的发电机副槽通风冷却结构

技术领域

本发明涉及电机转子冷却技术领域，尤其涉及一种串并联变截面式的发电机副槽通风冷却结构。

背景技术

大型发电机转子的通风冷却方式，限制了发电机的定转子电路及磁路的设计。汽轮发电机转子温升直接关系到机组的性能和经济指标，同时还影响发电机的寿命和运行的可靠性。

汽轮发电机常采用径向通风沟和副槽通风沟结构相结合的冷却方式，但由于在转子轴向延伸段离风扇较远的地方，风速较小风量分配不均匀，常常不能很好地冷却发电机离风扇处较远的转子绕组；同时发电机转子径向通风沟与副槽的截面垂直相交，较大的风道阻力消耗风能，如何均匀冷却发电机转子绕组，减风道阻力带来的风能损失，成为大家研究关注的焦点。

因此，有必要设计一种串并联式通风冷却系统，降低离风扇端较远的转子绕组的温度，保证发电机的安全可靠运行，提高发电机运行稳定性。

发明内容

本发明的实施例提供了一种串并联变截面式的发电机副槽通风冷却结构，以解决上述背景技术中的问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

本发明的实施例提供的一种串并联变截面式的发电机副槽通风冷却结构，其特征在于，该结构包括：副槽、转子铁心、转子绕组、转子楔下垫条、转子槽楔和串并联式通风沟，在所述转子铁心内设置所述副槽，且所述副槽置于所述转子绕组的底部，所述串并联式通风沟是分别设置于所述副槽、所述转子绕组、所述转子槽楔和所述转子楔下垫条内的通风沟，所述转子绕组与所述转子槽楔之间设置所述转子楔下垫条；

所述串并联式通风沟包括：轴向通风沟和径向通风沟；其中，

所述轴向通风沟为副槽通风沟，即沿转子铁心内部的轴向通风沟；

所述径向通风沟由所述转子绕组、所述转子楔下垫条和所述转子槽楔上形成的多个径向通风沟构成。

优选地，所述副槽位于发电机直线段部分转子铁心的轭部；

所述副槽采用变截面的形式；其中，所述副槽的横截面积靠近风扇侧最大，且随转子轴向的延伸远离风扇而减小。

优选地，所述转子绕组由多圈铜线和分布绝缘间隔构成；

所述转子绕组上形成的多个径向通风沟的分布绝缘间隔不等，靠近风扇侧的所述转子绕组上的径向通风沟分布绝缘间隔的距离较大，远离风扇侧的所述转子绕组上的径向通风沟分布绝缘间隔的距离较小。

优选地，所述轴向通风沟包括：通风沟入口、斜入式风道、垂直风道和通风沟出口，所述通风沟入口位于所述副槽的底部，所述斜入式风道与所述垂直风道连通，所述通风沟出口位于所述转子槽楔的顶部；

所述轴向通风沟，用于将冷却风从所述副槽流入所述转子绕组，再从所述转子槽楔上流出，形成通风冷却回路。

优选地，所述斜入式风道位于所述副槽与所述转子绕组之间的连接处，所述斜入式风道为斜圆柱体的结构；

所述斜入式风道的入口边与靠近风扇侧的转子铁心的夹角为钝角。

优选地，所述垂直风道位于所述转子绕组内部；

所述垂直风道为由下往上一分为二的结构；其中，

所述垂直风道在所述转子楔下垫条处分为两路通风沟；或者，

所述垂直风道在所述转子槽楔处分为两路通风沟；或者，

所述垂直风道在所述转子绕组内分为两路通风沟。

优选地，所述径向通风沟为多个并联的风路，所述轴向通风沟与所述径向通风沟连通，形成串并联通风冷却回路。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例通过提供了一种串并联变截面式的发电机副槽通风冷却结构，包括：发电机直线段部分转子铁心轭部的副槽、转子绕组、转子楔下垫条、转子槽楔和串并联通风沟，发电机直线段部分转子铁心轭部的副槽采用变截面的形式，副槽靠近风扇侧的横截面积最大，横截面积随着转子轴向的延伸远离风扇而减小；转子绕组、转子楔下垫条及转子槽楔上分布有垂直串并联形式的通风沟，冷却风从副槽流入转子绕组，从转子槽楔上通风口流出形成通风冷却回路。本发明的发电机通风冷却结构，可用来解决转子副槽通风结构冷却效果随着冷却风进入转子铁心内部而明显减弱的问题；保证冷却风的风速，有效降低转子绕组温度。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种串并联变截面式的发电机副槽通风冷却结构示意图一；

图2为本发明实施例提供的一种串并联变截面式的发电机副槽通风冷却结构示意图二；

图3为本发明实施例提供的一种串并联变截面式的发电机副槽通风冷却结构的轴向剖面图；

图4为本发明实施例提供的一种串并联变截面式的发电机副槽通风冷却结构的局部示意图；

其中，1-发电机直线段部分转子铁心轭部的副槽，2-转子铁心，3-转子绕组，4-转子楔下垫条，5-转子槽楔，6-串并联式通风沟，6-1-通风沟入口，6-2-通风沟出口，7-通风沟入口与靠近风扇侧转子铁心的夹角，8-转子绕组的分布绝缘间隔。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。

实施例一

本发明实施例提供了一种串并联变截面式的发电机副槽通风冷却结构，保证发电机的安全可靠运行，提高发电机运行稳定性。

本发明实施例提供的一种串并联变截面式的发电机副槽通风冷却结构的示意图如图1-2所示，该结构包括：副槽1、转子铁心2、转子绕组3、转子楔下垫条4、转子槽楔5和串并联式通风沟6。所述副槽1置于所述转子绕组3的底部，所述串并联式通风沟6连通所述转子槽楔5和所述副槽1，所述转子绕组3与所述转子槽楔5之间设置所述转子楔下垫条4。串并联式通风沟6包括：轴向通风沟和径向通风沟。

该结构各组成部分的具体内容如下：

(1)副槽

副槽1设置于发电机直线段部分转子铁心2的轭部。

所述副槽1采用变截面的形式；其中，所述副槽1的横截面积靠近风扇侧最大，且随转子轴向的延伸远离风扇而减小。

在副槽1上设置串并联式通风沟6的入口。

(2)转子绕组

转子绕组3由多圈铜线和分布绝缘间隔构成。

所述转子绕组3上形成的多个径向通风沟的分布绝缘间隔8不等，靠近风扇侧的所述转子绕组3上的径向通风沟分布绝缘间隔8的距离较大，远离风扇侧的所述转子绕组3上的径向通风沟分布绝缘间隔8的距离较小。

(3)转子楔下垫条、转子槽楔

转子楔下垫条4和转子槽楔5置于转子绕组3的顶部。

在转子槽楔5上设置串并联式通风沟6的出口。

(4)串并联式通风沟

串并联式通风沟6包括：轴向通风沟和径向通风沟。

所述轴向通风沟为沿所述副槽1和所述转子绕组3轴向分布的垂直通风沟；所述径向通风沟为所述转子绕组3、所述转子楔下垫条4和所述转子槽楔5上形成的多个径向通风沟。

如图3-4所示，轴向通风沟包括：通风沟入口6-1、斜入式风道、垂直风道和通风沟出口6-2，所述通风沟入口6-1位于所述副槽1的底部，所述斜入式风道与所述垂直风道连通，所述通风沟出口6-2位于所述转子槽楔5的顶部。

所述轴向通风沟，用于将冷却风从所述副槽1流入所述转子绕组3，再从所述转子槽楔5上流出，形成通风冷却回路。

所述斜入式风道位于所述副槽1与所述转子绕组3之间的连接处，所述斜入式风道为斜圆柱体的结构；所述斜入式风道的入口边与靠近风扇侧的转子铁心的夹角7为钝角。

所述垂直风道位于所述转子绕组3内部；且所述垂直风道为由下往上一分为二的结构。其中，所述垂直风道在所述转子楔下垫条4处分为两路通风沟；或者，所述垂直风道在所述转子槽楔5处分为两路通风沟；或者，所述垂直风道在所述转子绕组3内分为两路通风沟。

所述径向通风沟为多个并联的风路，所述轴向通风沟与所述径向通风沟连通，形成串并联通风冷却回路。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明通过改进副槽的横截面面积、副槽与转子绕组之间的垂直径向通风沟连接面，以及改变转子楔下垫条及转子槽楔上的通风沟结构，来调整发电机转子绕组内部的冷却风流量，保证冷却风在深入转子铁心内部后仍能保持高风速冷却转子绕组，达到降低发电机转子直线段绕组温度的目的。

(2)本发明设计的串并联通风冷却结构，可以有效降低发电机转子直线段绕组轴向温差的效果，保证发电机安全，可靠运行。

综上所述，本发明实施例通过提供了一种串并联变截面式的发电机副槽通风冷却结构，包括：发电机直线段部分转子铁心轭部的副槽、转子绕组、转子楔下垫条、转子槽楔和串并联通风沟，发电机直线段部分转子铁心轭部的副槽采用变截面的形式，副槽靠近风扇侧的横截面积最大，横截面积随着转子轴向的延伸远离风扇而减小；转子绕组、转子楔下垫条及转子槽楔上分布有垂直串并联形式的通风沟，冷却风从副槽通入冷却转子绕组后，作为独立一路风路在转子楔下垫条及转子匝线内部分作两路，通过气隙将各个风路并联起来。本发明的发电机通风冷却结构，保证了冷却风的风速，有效降低了转子绕组温度。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种串并联变截面式的发电机副槽通风冷却结构，其特征在于，该结构包括：副槽、转子铁心、转子绕组、转子楔下垫条、转子槽楔和串并联式通风沟，在所述转子铁心内设置所述副槽，且所述副槽置于所述转子绕组的底部，所述串并联式通风沟是分别设置于所述副槽、所述转子绕组、所述转子槽楔和所述转子楔下垫条内的通风沟，所述转子绕组与所述转子槽楔之间设置所述转子楔下垫条；

所述串并联式通风沟包括：轴向通风沟和径向通风沟；其中，

所述轴向通风沟为副槽通风沟，即沿转子铁心内部的轴向通风沟；

所述径向通风沟由所述转子绕组、所述转子楔下垫条和所述转子槽楔上形成的多个径向通风沟构成；

所述副槽位于发电机直线段部分转子铁心的轭部；

所述副槽采用变截面的形式；其中，所述副槽的横截面积靠近风扇侧最大，且随转子轴向的延伸远离风扇而减小；

所述轴向通风沟包括：通风沟入口、斜入式风道、垂直风道和通风沟出口，所述通风沟入口位于所述副槽的底部，所述斜入式风道与所述垂直风道连通，所述通风沟出口位于所述转子槽楔的顶部；

所述轴向通风沟，用于将冷却风从所述副槽流入所述转子绕组，再从所述转子槽楔上流出，形成通风冷却回路；

所述转子绕组由多圈铜线和分布绝缘间隔构成；

所述转子绕组上形成的多个径向通风沟的分布绝缘间隔不等，靠近风扇侧的所述转子绕组上的径向通风沟分布绝缘间隔的距离较大，远离风扇侧的所述转子绕组上的径向通风沟分布绝缘间隔的距离较小；

所述斜入式风道位于所述副槽与所述转子绕组之间的连接处，所述斜入式风道为斜圆柱体的结构；

所述斜入式风道的入口边与靠近风扇侧的转子铁心的夹角为钝角。

2.根据权利要求1所述的串并联变截面式的发电机副槽通风冷却结构，其特征在于，所述垂直风道位于所述转子绕组内部；

所述垂直风道为由下往上一分为二的结构；其中，

所述垂直风道在所述转子楔下垫条处分为两路通风沟；或者，

所述垂直风道在所述转子槽楔处分为两路通风沟；或者，

所述垂直风道在所述转子绕组内分为两路通风沟。

3.根据权利要求1所述的串并联变截面式的发电机副槽通风冷却结构，其特征在于，所述径向通风沟为多个并联的风路，所述轴向通风沟与所述径向通风沟连通，形成串并联通风冷却回路。

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