CN201813261U - 一种发电机及其冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于发电机的冷却装置，包括安装于所述发电机壳体上的冷却器(1)，还包括与所述发电机的转轴(2)的轴向呈第一预定角度的导风板(3)，所述冷却器(1)流出的介质经过所述导风板(3)流向所述发电机的发热部件。这样，当冷却介质通过导风板(3)时，能够在导风板(3)的导向作用下流向发热部件，从而避免了冷却介质大量流入发电机的非发热部件，避免了冷却介质的浪费，提高了冷却介质的利用率，提高了冷却介质的冷却效率。本实用新型还提供一种包括上述冷却装置的发电机。

Description

一种发电机及其冷却装置

技术领域

本实用新型涉及电气设备技术领域，特别涉及一种用于发电机的冷却装置。本实用新型还涉及一种包括上述冷却装置的发电机。

背景技术

随着我国经济建设的快速发展，市场对于电气设备尤其是发电机的需求日益增大。

发电机在工作中会产生大量的热量，随时发电机朝向增大单机容量、减轻单位千瓦重量、提高效率的方向发展，电机容量不断扩大，功率随之不断增加，发电机转子的励磁电流不断增加，发电机的发热量也越来越大，发电机产生的热量如果不能及时排出，会影响其工作性能，发电机长时间在高温的环境下工作，会使其产生故障，影响使用寿命，因此，冷却装置就成为发电机中至关重要的部件，其性能将直接影响到发电机的工作性能和使用寿命。

一种典型的发电机用冷却装置包括冷却器，冷却器产生的冷却空气吹入发电机内，实现对定子线圈和转子线圈的冷却，这种采用空空冷却方式的冷却装置，一般采用轴向风冷与定子、转子径向冷却相结合的形式，并且由于电机需要轴向的风路，需要在转轴上增加轴流式风扇或离心式风扇来增强通风效果，导致电机的体积较大，冷却空气的风阻较大，冷却效果较差；同时，冷却空气在进入发电机后，由于空气的自由流动性，大量的冷却空气会流向非发热区域，导致了冷却空气的利用率较低，从而严重影响了冷却效率。

因此，如何避免冷却空气流向发电机的非发热区域，提高冷却空气的利用率，从而提高冷却效率，就成文本领域技术人员亟须解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于发电机的冷却装置，其能够避免冷却介质流入发电机的非发热区域，提高冷却介质的利用率，从而具有较高的冷却效率。本实用新型的另一目的是提供一种包括上述冷却装置的发电机。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于发电机的冷却装置，包括安装于所述发电机壳体上的冷却器，还包括与所述发电机的转轴的轴向呈第一预定角度的导风板，所述冷却器流出的介质经过所述导风板流向所述发电机的发热部件。

优选地，所述转轴的轴向与所述导风板所呈的所述第一预定角度的范围为30°～60°。

优选地，所述导风板包括第一段和第二段，所述第一段与所述转轴的轴向呈所述第一预定角度，所述第一段和所述第二段形成第二预定角度。

优选地，还包括沿所述转轴的径向设置的挡风板。

优选地，所述挡风板包括沿所述转轴的轴向平行布置的第一挡风板和第二挡风板，所述导风板的内端靠近所述第一挡风板，其外端靠近所述第二挡风板。

优选地，所述导风板的内端与所述第一挡风板形成进风口，所述导风板的外端与所述第二挡风板形成出风口，所述进风口的通风面积与所述出风口的通风面积相等。

本实用新型还提供一种发电机，包括以其周向设置有若干筋板的转轴、转子、定子以及为所述转子和所述定子提供冷却介质的冷却装置，所述冷却装置为如上述任一项所述的冷却装置。

进一步地，所述导风板安装于相邻两所述筋板之间。

进一步地，所述定子的线圈上缠绕有玻波绳或者涤波绳，所述定子的线圈与所述定子的压圈之间垫装有涤波绳。

进一步地，具体为风力发电机。

本实用新型所提供的用于发电机的冷却装置，包括安装于发电机壳体上的冷却器，冷却器能够产生并输出冷却介质，还包括导风板，该导风板沿发电机的转轴的径向设置，冷却器流出的介质经过导风板流向发电机的发热部件；这样，当冷却介质通过导风板时，能够在导风板的导向作用下流向发热部件，从而避免了冷却介质大量流入发电机的非发热部件，避免了冷却介质的浪费，提高了冷却介质的利用率，提高了冷却介质的冷却效率。

在一种优选的实施方式中，本实用新型所提供的用于发电机的冷却装置还包括还挡风板，该挡风板沿转轴的径向设置；这样，挡风板、导风板以及发电机的转轴、筋板形成等效的离心式风扇，增加了冷却介质的流动速度，且省去了传统技术中另外增加的风扇装置，简化了加工和制造工序，减小了发电机的体积，节约了生产成本。

在另一种具体实施方式中，导风板的第一端与第一挡风板形成进风口，导风板的第二端与第二挡风板形成出风口，进风口的通风面积与出风口的通风面积相等，从而进一步改善了冷却效果。

附图说明

图1为本实用新型所提供的用于发电机的冷却装置一种具体实施方式处于主视方向的结构示意图；

图2为图1所示冷却装置处于侧视方向的结构示意图；

图3为图1中A部分的放大图。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种用于发电机的冷却装置，其能够避免冷却介质流入发电机的非发热区域，提高冷却介质的利用率，从而具有较高的冷却效率。本实用新型的另一核心是提供一种包括上述冷却装置的发电机。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1、图2和图3，图1为本实用新型所提供的用于发电机的冷却装置一种具体实施方式的结构示意图；图2为图1所示冷却装置处于侧视方向的结构示意图；图3为图1中A部分的放大图。

在一种具体实施方式中，本实用新型所提供的冷却装置用于发电机，包括冷却器1和导风板3，其中，冷却器1安装于发电机的壳体上的适当位置，冷却器1能够发出冷却介质，本实用新型所涉及的冷却介质为气体介质，可以为冷却空气，或者其他能够实现循环热交换目的的常见气体；导风板3与发电机的转轴2的轴向呈第一预定角度，冷却器1流出的介质经过导风板3流向发电机的发热部件；本实用新型所涉及的发电机的发热部件主要是指发电机的定子铁芯和转子铁芯。

需要指出的是，由于导风板3为板状结构，其与转轴2的轴向成第一预定角度，是指导风板3所在的板面与轴向所成的角度；导风板3可以沿转轴2的周向布置一周，以便在周向上对转轴2形成全面围绕，使得经过转轴的风量较为均匀，使得转轴2一周的风阻大体一致，从而保证了发电机在工作过程中的振动不会过大；显然地，导风板3也不局限于沿转轴2的周向设置一周，也可以为具有适当距离地分隔设置。

上述转轴沿轴向穿过发电机的转子，在转子的外圈套装有定子，其内圈连接有转子铁心，转轴通过转子铁心固定连接于转子的内圈，且带动转子随其绕自身的轴线转动，也即转轴与转子铁心固定连接，且转子铁心与转子固定连接；由于需要在工作中通风，以便通过风流动带走转子工作时产生的热量，因此，转子铁心上开设有若干通风孔，冷却风由径向进入转子与转轴之间，以实现转子的通风降温。

上述转轴2还可以包括沿其轴向设置的挡板7，且该挡板7的直径大于转轴的最大直径，也即挡板4沿转轴的径向向外凸出，这样，当冷却风从转子铁心上的通风孔进入转轴2与转子之间后，遇到挡板7后则改变风向，该挡板7将冷却风的风路在大体中间的位置分成左右两路，扩大了风路的流通范围，从而提高了冷却效果。

转轴2的周向还可以设置有一圈环筋51，环筋51与转轴2之间具有适当的距离，且环筋51通过若干径向设置的筋板与转轴2连接，筋板5沿转轴的轴向大体等间距地设置，且各筋板5均沿上述转轴的轴向延伸。这样，环筋51和轴向延伸的筋板5均能够提高转轴2的强度，从而提高了转轴2的可靠性。

上述筋板5和环筋51的材料均可以为本领域常规使用的金属材料，例如不锈钢等材料。上述筋板5和环筋51的材料也可以为具有足够强度的其他材料，其具体形式不应受到本文的限制。

导风板3可以安装于相邻两筋板5之间，以便提高导风板3的安装方便性，导风板3可以通过其两个侧边分别焊接于相邻的两个筋板5上。

上述转轴2的轴向与导风板3所呈的第一预定角度的范围可以为30°～60°；在该角度范围内，导风板3能够较好地实现其导风的目的，具有较好的使用性能。

当冷却介质通过导风板3时，能够在导风板3的导向作用下流向转子和定子等发热部件，从而避免了冷却介质大量流入发电机的非发热部件，避免了冷却介质的浪费，提高了冷却介质的利用率，提高了冷却介质的冷却效率。

本实用新型所提供的导风板3可以包括第一段31和第二段32，第一段31与转轴2的轴向之间形成第一预定角度，第一段31和第二段32形成第二预定角度，以便使得导风板3的结构形式与冷却介质的流向更加匹配，从而进一步提高了导风板3的导风作用；第二预定角度的作用是使得第二段32与第一段31的导向方向有所变化，以便更好地起到导风的作用，第二预定角度的具体数值不应受到本说明书具体实施方式的限制。

上述导风板3的第一段31和第二段32可以为两块单独的板状材料，并通过焊接的方式将第一段31和第二段32焊接而成，并形成适当的第二预定角度；两块板焊接的方式工艺过程较为简单，对转轴1的动平衡性能影响较小，并且对称度的控制较为方便；导风板3的第一段31和第二段32也可以为由同一块板状结构一体弯折形成。

本实用新型所提供的用于发电机的冷却装置还包括还挡风板4，该挡风板4沿转轴1的径向设置；这样，挡风板4、导风板3以及发电机的转轴1、筋板5形成等效的离心式风扇，增加了冷却介质的流动速度，且省去了传统技术中另外增加的风扇装置，简化了加工和制造工序，减小了发电机的体积，节约了生产成本。

挡风板4可以包括第一挡风板41和第二挡风板42，第一挡风板41和第二挡风板42沿转轴2的轴向平行布置，导风板3的内端靠近第一挡风板41，其外端靠近第二挡风板42，以便进一步提高导风性能。

导风板3的内端与第一挡风板41形成进风口，导风板3的外端与第二挡风板42形成出风口，进风口的通风面积与出风口的通风面积相等，以便进一步提高冷却效果。

除了上述冷却装置，本实用新型还提供一种包括上述冷却装置的发电机，该发电机的其他各部分结构请参考现有技术，在此不再赘述。

该发电机可以具体为风力发电机。

该发电机的定子的线圈6上缠绕有玻波绳91或者涤波绳92，定子的线圈与定子的压圈8之间垫装有涤波绳92；玻波绳91和涤波绳92均为绝缘材料，用于发电机中较为安全，玻波绳91和涤波绳92不仅能够固定线圈端部，并且能够通过增加其绑扎厚度，减小定子线圈6和装置线圈的伸出部分之间的距离，以减小漏风量；并且，转子线圈94的端部具有无纬带93绑扎，进一步降低了风路的漏风状况，提高了冷却介质的利用率。

以上对本实用新型所提供的一种发电机及其冷却装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于发电机的冷却装置，包括安装于所述发电机壳体上的冷却器(1)，其特征在于，还包括与所述发电机的转轴(2)的轴向呈第一预定角度的导风板(3)，所述冷却器(1)流出的介质经过所述导风板(3)流向所述发电机的发热部件。

2.根据权利要求1所述的用于发电机的冷却装置，其特征在于，所述转轴(2)的轴向与所述导风板(3)所呈的所述第一预定角度的范围为30°～60°。

3.根据权利要求2所述的用于发电机的冷却装置，其特征在于，所述导风板(3)包括第一段(31)和第二段(32)，所述第一段(31)与所述转轴(1)的轴向呈所述第一预定角度，所述第一段(31)和所述第二段(32)形成第二预定角度。

4.根据权利要求3所述的用于发电机的冷却装置，其特征在于，还包括沿所述转轴(2)的径向设置的挡风板(4)。

5.根据权利要求4所述的用于发电机的冷却装置，其特征在于，所述挡风板(4)包括沿所述转轴(2)的轴向平行布置的第一挡风板(41)和第二挡风板(42)，所述导风板(3)的内端靠近所述第一挡风板(41)，其外端靠近所述第二挡风板(42)。

6.根据权利要求5所述的用于发电机的冷却装置，其特征在于，所述导风板(3)的内端与所述第一挡风板(41)形成进风口，所述导风板(3)的外端与所述第二挡风板(42)形成出风口，所述进风口的通风面积与所述出风口的通风面积相等。

7.一种发电机，包括以其周向设置有若干筋板(5)的转轴、转子、定子以及为所述转子和所述定子提供冷却介质的冷却装置，其特征在于，所述冷却装置为如权利要求1至6任一项所述的冷却装置。

8.根据权利要求7所述的发电机，其特征在于，所述导风板(3)安装于相邻两所述筋板(5)之间。

9.根据权利要求8所述的发电机，其特征在于，所述定子的线圈(6)上缠绕有玻波绳(91)或者涤波绳(92)，所述定子的线圈与所述定子的压圈(8)之间垫装有涤波绳(92)。

10.根据权利要求9所述的发电机，其特征在于，具体为风力发电机。

Images