CN114465388A - 一种径向多并行风路内冷式抽水蓄能发电电动机转子 - Google Patents

一种径向多并行风路内冷式抽水蓄能发电电动机转子 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种径向多并行风路内冷式抽水蓄能发电电动机转子，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转子区域发热严重的问题。转子磁轭和转子极身沿轴向段数为n段，各段转子磁轭之间形成n‑1段磁轭径向通风道，各段转子极身之间形成n‑1段转子极身径向通风沟，通风槽钢安装在磁轭径向通风道和转子极身径向通风沟内，每段转子磁轭沿周向和轴向开设有磁轭渐宽式通风道，转子绕组沿轴向开设有矩形通风孔，矩形通风孔在轴向方向上与n‑1段转子极身径向通风沟位置相对应，转子绕组与转子极身、转子压板之间安装有转子绝缘板，V型风扇安装在转子磁轭两侧端部。本发明增强了转子区域冷却效果，有效降低转子温度，便于实现。

Description

一种径向多并行风路内冷式抽水蓄能发电电动机转子
技术领域：
本发明涉及一种径向多并行风路内冷式抽水蓄能发电电动机转子，属于电机领域。
背景技术：
水力发电是最清洁的发电方式之一，抽水蓄能发电电动机作为水力发电整个系统中最核心的设备有着至关重要的作用，随着水力发电技术的快速发展，大型抽水蓄能发电电动机的单机容量不断增大，发电电动机效率和材料利用率不断提高，但是在抽水蓄能发电电动机单机容量增大的同时，发电电动机的电磁负荷和温升问题也随之日益加剧，导致发电电动机的电磁损耗明显增大，温度显著升高，这严重影响了大型抽水蓄能发电电动机的安全运行和使用寿命，对人们生活需求的可靠供电埋下隐患。
为了提高大型抽水蓄能发电电动机的可靠性和降低抽水蓄能发电电动机内转子绕组、转子绝缘板、转子极靴、阻尼条和转子极身的温度，可以采用一种径向多并行风路内冷式抽水蓄能发电电动机转子，有效地增大了发电电动机内总流体流量，明显地增大了发电电动机内冷却气体与转子绕组、转子绝缘板、转子极靴、阻尼条和转子极身的接触面积，提高了冷却气体的利用率，有效地降低了抽水蓄能发电电动机转子区域内各构件的温度。
发明内容：
本发明的目的是提供一种径向多并行风路内冷式抽水蓄能发电电动机转子，以解决传统抽水蓄能发电电动机转子绕组和转子绝缘板温度过高的问题，提高了发电电动机内冷却气体的流量和利用率，加快了抽水蓄能发电电动机内冷却气体的流动速度，有效地降低了发电电动机内转子各构件的温度，增强了抽水蓄能发电电动机安全稳定运行的能力。
本发明的一种径向多并行风路内冷式抽水蓄能发电电动机转子，它包括转子磁轭、磁轭渐宽式通风道、V型风扇、转子极靴、转子极身、通风槽钢、转子绕组、转子绝缘板、磁轭径向通风道、转子极身径向通风沟、转子压板、托板、阻尼条、转子槽楔、矩形通风孔和磁轭轴向通风孔，转子磁轭和转子极身沿轴向段数为n段，各段转子磁轭之间形成n-1段磁轭径向通风道，各段转子极身之间形成n-1段转子极身径向通风沟，通风槽钢安装在磁轭径向通风道和转子极身径向通风沟内，每段转子磁轭沿周向和轴向开设有磁轭渐宽式通风道，转子绕组沿轴向开设有矩形通风孔，矩形通风孔在轴向方向上与n-1段转子极身径向通风沟位置相对应，转子绕组与转子极身、转子压板之间安装有转子绝缘板，V型风扇安装在转子磁轭两侧端部。
转子磁轭段数n取值为3段至7段；矩形通风孔入口长度为10mm至20mm；矩形通风孔入口宽度为5mm至10mm；转子极身径向通风沟宽度为6mm至20mm；磁轭渐宽式通风道外径处出口长度为280mm至320mm；磁轭渐宽式通风道内径处入口长度为200mm至240mm；磁轭渐宽式通风道2宽度为5mm至15mm；V型风扇3的两叶片夹角a为30°至50°。
作为优选，所述的V型风扇的两片扇叶不相连，进一步增大了抽水蓄能发电电动机端部区域内冷却气体的流量，进一步降低了转子绕组端部的温度。
作为优选，所述的相邻转子绕组在圆周方向上的距离增大，增加了转子绕组之间的气体流量，进一步降低了转子绕组的温度。
作为优选，所述的转子磁轭端部开设磁轭轴向通风孔，增大了冷却气体与转子磁轭端部的接触面积，进一步降低了转子磁轭端部的温度。
本发明的优点：大容量抽水蓄能发电电动机转子绕组和转子绝缘板的温度较高，转子区域内冷却气体的利用率也较低，不能有效地利用转子区域内有限的空间产生更大的气体流量。本发明专利将原来抽水蓄能发电电动机实心转子磁轭内沿周向和轴向开设有磁轭渐宽式通风道，转子极靴和转子极身内开设有n-1段转子极身径向通风沟，n-1段转子极身径向通风沟与n-1段转子磁轭径向通风道相连通，n-1段磁轭径向通风道和n-1段转子极身径向通风沟内均安装有通风槽钢，原来实心转子绕组沿轴向开设有矩形通风孔，转子磁轭两侧端部新增有V型风扇，构成一种径向多并行风路内冷式抽水蓄能发电电动机转子。通过V型风扇带动了抽水蓄能发电电动机端部区域内冷却气体的流动，可以有效地带走转子绕组端部、定子铁芯端部、定子绕组端部以及定子端部各构件的热量，转子极身径向通风沟和转子绕组内矩形通风孔中的冷却气体可以有效地带走转子极靴、转子极身、阻尼条和转子绕组的热量，明显地降低了转子极靴、转子极身、阻尼条和转子绕组的温度。转子区域内的通风槽钢可以进一步提高抽水蓄能发电电动机内冷却气体的流量，加快冷却气体的流动速度。本发明专利所述的一种径向多并行风路内冷式抽水蓄能发电电动机转子能够有效地增强转子区域的冷却效果，提高了抽水蓄能发电电动机内流体流量和冷却气体的利用率，明显地降低了转子区域内各构件的温度，有效地减小了发电电动机沿轴向方向的温差和热应力，增强了抽水蓄能发电电动机长期安全可靠运行的能力。
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为本发明所述一种径向多并行风路内冷式抽水蓄能发电电动机转子三维立体图；
图2为本发明所述一种径向多并行风路内冷式抽水蓄能发电电动机转子磁极部分(①位置处)局部放大图；
图3为本发明所述一种径向多并行风路内冷式抽水蓄能发电电动机转子磁轭部分(②位置处)局部放大图；
图4为本发明所述一种径向多并行风路内冷式抽水蓄能发电电动机转子俯视图；
图5为本发明所述一种径向多并行风路内冷式抽水蓄能发电电动机转子侧视图；
图6为本发明所述一种径向多并行风路内冷式抽水蓄能发电电动机转子M-M处剖面图；
图7为本发明具体实施方式二所述一种径向多并行风路内冷式抽水蓄能发电电动机转子磁轭俯视图；
图8为本发明具体实施方式三所述一种径向多并行风路内冷式抽水蓄能发电电动机转子俯视图；
图9为本发明具体实施方式四所述一种径向多并行风路内冷式抽水蓄能发电电动机转子磁轭和V型风扇的局部放大图；
图中：1-转子磁轭、2-磁轭渐宽式通风道、3-V型风扇、4-转子极靴、5-转子极身、6-通风槽钢、7-转子绕组、8-转子绝缘板、9-磁轭径向通风道、10-转子极身径向通风沟、11-转子压板、12-托板、13-阻尼条、14-转子槽楔、15-矩形通风孔和16-磁轭轴向通风孔。图中箭头所示为一种径向多并行风路内冷式抽水蓄能发电电动机转子内部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：图1、图2、图3、图4、图5和图6说明本实施方式，它包括转子磁轭1、磁轭渐宽式通风道2、V型风扇3、转子极靴4、转子极身5、通风槽钢6、转子绕组7、转子绝缘板8、磁轭径向通风道9、转子极身径向通风沟10、转子压板11、托板12、阻尼条13、转子槽楔14、矩形通风孔15和磁轭轴向通风孔16。转子磁轭1和转子极身5沿轴向段数为n段，各段转子磁轭1之间形成n-1段磁轭径向通风道9，各段转子极身5之间形成n-1段转子极身径向通风沟10，通风槽钢6安装在磁轭径向通风道9和转子极身径向通风沟10内，每段转子磁轭1沿周向和轴向开设有磁轭渐宽式通风道2，转子绕组7沿轴向开设有矩形通风孔15，矩形通风孔15在轴向方向上与n-1段转子极身径向通风沟10位置相对应，转子绕组7与转子极身5、转子压板11之间安装有转子绝缘板8，V型风扇3安装在转子磁轭1两侧端部。
转子磁轭1段数n取值为3段至7段，本实施例取为5段；矩形通风孔15入口长度为10mm至20mm，本实施例取为15mm；矩形通风孔15入口宽度为5mm至10mm，本实施例取为6mm；转子极身径向通风沟10宽度为6mm至20mm，本实施例取为10mm；磁轭渐宽式通风道2外径处出口长度为280mm至320mm，本实施例取为300mm；磁轭渐宽式通风道2内径处入口长度为200mm至240mm，本实施例取为220mm；磁轭渐宽式通风道2宽度为5mm至15mm，本实施例取为7mm；V型风扇3的两叶片夹角a为30°至50°，本实施例取为40°。
在原来抽水蓄能发电电动机实心转子磁轭1内沿周向和轴向开设有磁轭渐宽式通风道2，转子极靴4和转子极身5内开设有n-1段转子极身径向通风沟10，n-1段转子极身径向通风沟10与n-1段转子磁轭径向通风道9相连通，n-1段磁轭径向通风道9和n-1段转子极身径向通风沟10内均安装有通风槽钢6，原来实心转子绕组沿轴向开设有矩形通风孔15，矩形通风孔15在轴向方向上与n-1段转子极身径向通风沟位置相对应，转子磁轭1两侧端部新增有V型风扇3，构成一种径向多并行风路内冷式抽水蓄能发电电动机转子。抽水蓄能发电电动机无论在发电机工况(顺时针旋转)还是在电动机工况(逆时针旋转)，其中一路冷却气体在V型风扇3的带动下可以有效地增大抽水蓄能发电电动机端部区域内冷却气体的流量，加快了端部区域内冷却气体的流速，这部分气体先有效地带走转子绕组7端部的热量，明显地降低了转子绕组7端部的温度后进入到定子端部区域，进一步降低了定子端部区域内定子绕组端部、定子端部构件以及定子端部铁芯的温度；另一路冷却气体通过磁轭渐宽式通风道2径向流动，进入到转子绕组7之间的流体区域，加快了转子绕组7周围的流体速度，增大了转子绕组7表面散热系数，有效地降低了转子绕组7的温度，这一路冷却气体经过定转子铁芯之间的气隙进入到定子区域，有效地带走了定子铁芯和定子绕组的热量，进一步降低了定子铁芯和定子绕组的温度；还有一路冷却气体经过各段转子磁轭1之间的磁轭径向通风道9沿径向流动，流入到转子极身径向通风沟10中，其中一部分冷却气体在转子旋转的作用下经过转子绝缘板8进入到转子绕组7直线段区域的矩形通风孔15中，有效地降低了转子绝缘板8的温度，转子绕组7内矩形通风孔15可以有效地增大冷却气体与转子绕组7的接触面积和表面散热系数，有效地降低了转子绕组7的温度，从矩形通风孔15出来的冷却气体与转子绕组7之间的气体汇合后通过定转子铁芯之间的气隙进入到定子直线段区域，另一部分冷却气体冷却完转子极身5、转子极靴4和阻尼条13后从转子极身径向通风沟10出口流出，这部分冷却气体可以明显地加快转子极身5、转子极靴4和阻尼条13周围的气体速度，进一步地降低了转子极身5、转子极靴4和阻尼条13的温度。磁轭径向通风道9和转子极身径向通风沟10内通风槽钢6可以进一步提高冷却气体的流量，加快抽水蓄能发电电动机内冷却气体的流速，提高了冷却气体带走转子区域热量的能力。磁轭渐宽式通风道2、磁轭径向通风道9和转子极身径向通风沟10可以确保抽水蓄能发电电动机转子直线段区域内冷却气体的风量沿轴向方向更加均匀地分布，减小了转子磁轭1、转子极身5和转子极靴4在轴向方向上的温差和热应力，同时在轴向方向上均匀分布的冷却气体进入到定子区域，也可以进一步减小定子铁芯和定子绕组在轴向方向上的温差和热应力。
具体实施方式二：结合图7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V型风扇3的两片扇叶不相连，进一步增大了抽水蓄能发电电动机端部区域内冷却气体的流量，进一步降低了转子绕组7端部的温度。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8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转子绕组7在圆周方向上的距离增大，增加了转子绕组7之间的气体流量，进一步降低了转子绕组7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9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1端部开设磁轭轴向通风孔16，增大了冷却气体与转子磁轭1端部的接触面积，进一步降低了转子磁轭1端部的温度。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)

1.一种径向多并行风路内冷式抽水蓄能发电电动机转子，其特征在于：它包括转子磁轭(1)、磁轭渐宽式通风道(2)、V型风扇(3)、转子极靴(4)、转子极身(5)、通风槽钢(6)、转子绕组(7)、转子绝缘板(8)、磁轭径向通风道(9)、转子极身径向通风沟(10)、转子压板(11)、托板(12)、阻尼条(13)、转子槽楔(14)、矩形通风孔(15)和磁轭轴向通风孔(16)，转子磁轭(1)和转子极身(5)沿轴向段数为n段，各段转子磁轭(1)之间形成n-1段磁轭径向通风道(9)，各段转子极身(5)之间形成n-1段转子极身径向通风沟(10)，通风槽钢(6)安装在磁轭径向通风道(9)和转子极身径向通风沟(10)内，每段转子磁轭(1)沿周向和轴向开设有磁轭渐宽式通风道(2)，转子绕组(7)沿轴向开设有矩形通风孔(15)，矩形通风孔(15)在轴向方向上与n-1段转子极身径向通风沟(10)位置相对应，转子绕组(7)与转子极身(5)、转子压板(11)之间安装有转子绝缘板(8)，V型风扇(3)安装在转子磁轭(1)两侧端部。
2.根据权利要求1所述的一种径向多并行风路内冷式抽水蓄能发电电动机转子，其特征在于：所述的转子磁轭(1)段数n取值为3段至7段；矩形通风孔(15)入口长度为10mm至20mm；矩形通风孔(15)入口宽度为5mm至10mm；转子极身径向通风沟(10)宽度为6mm至20mm；磁轭渐宽式通风道(2)外径处出口长度为280mm至320mm；磁轭渐宽式通风道(2)内径处入口长度为200mm至240mm；磁轭渐宽式通风道(2)宽度为5mm至15mm；V型风扇(3)的两叶片夹角a为30°至50°。
3.根据权利要求1所述的一种径向多并行风路内冷式抽水蓄能发电电动机转子，其特征在于：所述的V型风扇(3)的两片扇叶不相连。
4.根据权利要求1所述的一种径向多并行风路内冷式抽水蓄能发电电动机转子，其特征在于：所述的相邻转子绕组(7)在圆周方向上的距离增大。
5.根据权利要求1所述的一种径向多并行风路内冷式抽水蓄能发电电动机转子，其特征在于：所述的转子磁轭(1)端部开设磁轭轴向通风孔(16)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116667601A (zh) * 2023-02-27 2023-08-29 哈尔滨理工大学 一种带有轴流内风扇的电机内风路设计
CN116667601B (zh) * 2023-02-27 2024-04-30 哈尔滨理工大学 一种带有轴流内风扇的电机内风路设计

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