CN109980836A - 一种电机水冷结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及水冷结构的电机，具体为一种电机水冷结构。解决传统电机水冷结构难以满足海上半直驱永磁风力发电机在散热效率和可维护性方面的需求的问题。电机水冷结构包括机座，机座外圈套有水套；所述水套包括内环板、外环板和固定于内外环板之间的筋板构成，筋板在内外环板之间的空间形成沿水套轴向螺旋盘绕的水路，其中盘绕的每一个圆周为一个水道，在水路的位于水套顶部中间位置处设有隔板，水套的外环板上开有分别位于隔板两侧的进水口，水路的两端分别开有出水口；水路的每一个水道都开有位于水套底部外环板上的排水孔，排水孔上连接有排水管，排水管端部螺纹拧有螺堵。本发明特别适用于海上半直驱永磁风力发电机，也可用于其它电机中。

Description

一种电机水冷结构
技术领域
本发明涉及水冷结构的电机，具体为一种电机水冷结构。
背景技术
当前风力发电逐步从陆地向沿海及海上风场进行转移，由于海上环境恶劣，维护窗口期短，海上半直驱永磁风力发电机以紧凑型体积、高功率密度、高效率的大功率机型为主要发展方向，电机散热要求严苛。海上半直驱永磁风力发电机吊装条件要求较高，风冷结构体积大，散热效率较低，为减轻发电机重量，降低吊装成本，海上半直驱永磁风力发电机定子采用水冷散热结构，提高散热效率，降低冷却系统体积。由于海上半直驱永磁风力发电机运行环境的特殊性，可维护性是发电机设计的重中之重。现有电机的水冷结构在散热效率和可维护性方面难以满足海上半直驱永磁风力发电机的需求。
发明内容
本发明解决传统电机水冷结构难以满足海上半直驱永磁风力发电机在散热效率和可维护性方面的需求的问题，提供一种电机冷却结构，其适用于海上半直驱永磁风力发电机，也可用于其它电机中。
本发明是采用如下技术方案实现的：一种电机水冷结构，包括机座，机座外圈套有水套；所述水套包括内环板、外环板和固定于内外环板之间的筋板构成，筋板在内外环板之间的空间形成沿水套（机座）轴向螺旋盘绕的水路，其中盘绕的每一个圆周为一个水道，即水路由多个水道螺旋连接而成，在水路的位于水套顶部中间位置处设有隔板（隔板将水路分成两个相互独立的螺旋水路），水套的外环板上开有分别位于隔板两侧的进水口，水路的两端分别开有出水口；水路的每一个水道都开有位于水套底部外环板上的排水孔，排水孔上连接有排水管，排水管端部螺纹拧有螺堵。双螺旋水路结构使水路水阻大幅降低，散热效率增幅明显。每个水道都设置排水孔，确保检修时将每个水道的冷却介质排净，以及定子冷却系统维护期间，冷却介质的快速排放，提高冷却系统可靠性和可维护性。
本发明通过针对性的设计排水结构和水路结构，综合考虑电机装机的安装状态，尽可能顺畅的排放冷却介质，同时依据电机的空间布局，采用直径尽可能大的管路，实现了高散热效率、高可靠性、高排放效率、结构简单、密封快捷，延长水套及水冷系统使用寿命，避免了因水冷系统堵塞或漏水引发电机停机的大型事故。本发明特别适用于海上半直驱永磁风力发电机，也可用于其它电机中。
附图说明
图1为本发明水套结构示意图；
图2为本发明水套底部排水孔及排水管的结构示意图；
图3为本发明排水孔与排水管的连接结构示意图；
图4为本发明机座轴线水平倾斜5度时排水管的连接结构示意图；
图5为本发明水套底部排水孔的位置排列示意图；
图6为图2的俯视图；
图7为螺堵的结构示意图；
图8为图7的右视图。
图中：1－内环板，2－外环板，3－筋板，4－隔板，5－排水孔，6－排水管，7－螺堵，8－法兰，9－定位槽。
具体实施方式
一种电机水冷结构，包括机座，机座外圈套有水套；所述水套包括内环板1、外环板2和固定于内外环板之间的筋板3构成，筋板3在内、外环板1、2之间的空间形成沿水套（机座）轴向螺旋盘绕的水路，其中盘绕的每一个圆周为一个水道，即水路由多个水道螺旋连接而成，在水路的位于水套顶部中间位置处设有隔板4（隔板将水路分成两个相互独立的螺旋水路），水套的外环板2上开有分别位于隔板4两侧的进水口，水路的两端分别开有出水口；水路的每一个水道都开有位于水套底部外环板2上的排水孔5，排水孔5上连接有排水管6，排水管6端部螺纹拧有螺堵7。具体实施时，排水管6一端九十度折弯，以缩短水套的整体径向高度。水套底部外环板2上的排水孔5为柱形沉孔，排水管6的折弯一端与柱形沉孔的小孔焊接；柱形沉孔一则扩大焊接操作空间，方便排水管的焊接，保证焊接质量，二则降低排水管一端的折弯长度，进一步降低水套的径向高度。各水道的排水孔5呈直线排列，排水孔5的排列直线与水套（机座）轴线方向成角度（如图5所示），水套一端设有法兰8，法兰8环面上加工定位槽9，排水管6经定位槽9伸出水套法兰端面，并与定位槽9焊接；由于排水管6采用螺堵7密封结构，排水管6伸出电机端面，拧紧力臂长，上述结构避免排水管与水套焊接部分产生裂纹。电机装机时为倾角5°（海上半直驱永磁风力发电机的装机需要），即机座轴线与水平成倾角5°，排水孔5的位置位于水道下底面（水套底部的水道由内环板形成的上底面、外环板形成的下底面和两侧筋板形成的侧面构成）因机座倾角而低的一侧（如图4所示），确保尽可能的排出冷却介质。作为一个实例，水套的水路有六个水道，相应地排水管5为六个。

Claims (6)

1.一种电机水冷结构，包括机座，其特征在于，机座外圈套有水套；所述水套包括内环板(1)、外环板(2)和固定于内外环板之间的筋板(3)构成，筋板(3)在内、外环板(1、2)之间的空间形成沿水套轴向螺旋盘绕的水路，其中盘绕的每一个圆周为一个水道，即水路由多个水道螺旋连接而成，在水路的位于水套顶部中间位置处设有隔板(4)，水套的外环板(2)上开有分别位于隔板(4)两侧的进水口，水路的两端分别开有出水口；水路的每一个水道都开有位于水套底部外环板(2)上的排水孔(5)，排水孔(5)上连接有排水管(6)，排水管(6)端部螺纹拧有螺堵(7)。
2.根据权利要求1所述的一种电机水冷结构，其特征在于，排水管(6)一端九十度折弯。
3.根据权利要求2所述的一种电机水冷结构，其特征在于，水套底部外环板(2)上的排水孔(5)为柱形沉孔，排水管(6)的折弯一端与柱形沉孔的小孔焊接。
4.根据权利要求3所述的一种电机水冷结构，其特征在于，各水道的排水孔(5)呈直线排列，排水孔(5)的排列直线与水套轴线方向成角度，水套一端设有法兰(8)，法兰(8)环面上加工定位槽(9)，排水管(6)经定位槽(9)伸出水套法兰端面，并与定位槽(9)焊接。
5.根据权利要求4所述的一种电机水冷结构，其特征在于，电机装机时机座轴线与水平成倾角，排水孔(5)的位置位于水道下底面因机座倾角而低的一侧。
6.根据权利要求5所述的一种电机水冷结构，其特征在于，水套的水路有六个水道，相应地排水管(5)为六个。
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