CN220401502U - 用于降低交错磁极复合励磁电机温升的冷却结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于降低交错磁极复合励磁电机温升的冷却结构，包括冷却水道、两段定子、直流励磁绕组，所述的直流励磁绕组沿周向缠绕在两段定子断开部分的冷却水道下凹处；实现冷却水道与两段定子以及直流励磁绕组的直接接触。本实用新型通过将励磁绕组放置在冷却水管上，实现冷却水管与定子以及励磁绕组的直接接触，降低了冷却水与励磁绕组以及定子之间的接触热阻，冷却效果较好，散热效率更高，并且其安装在定子轭部与导磁背轭交界处，距离交变磁场较远，即便采用金属材料，也对电机性能影响较小。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种交错磁极复合励磁电机，具体涉及一种交错磁极复合励磁电机水冷结构。
背景技术
复合励磁电机相对于传统电励磁电机与永磁电机，同时具有效率较高，气隙磁场可调的优点，但是由于复合励磁电机是通过直流辅助励磁绕组给铁磁极充磁来调节气隙磁场，所以除了交流绕组外还需多一套直流绕组，降低其温升也是十分重要的。
目前复合励磁电机冷却结构中，传统水冷方式为在定子背轭外部加装水冷机座，励磁绕组以及定子铁心产生的热量通过定子导磁背轭传导进入水冷结构中，由冷却水带走，此方法冷却水与直流励磁绕组以及定子之间传热路径较长，热阻较大，效率偏低；或者在定子铁心中沿轴向开设孔洞，水冷管设置在孔洞中，此种结构需对定子铁心进行加工，而且若冷却水管采用热导率较高的金属材料也会对电机性能产生影响。
为了解决复合励磁电机中交流主绕组和辅助励磁绕组散热效率不高的难题，以及有效降低电机定子与直流辅助励磁绕组温升，需要设计一种新型冷却结构。
发明内容
针对现有复合励磁电机直流励磁绕组冷却困难，本实用新型提出一种用于降低交错磁极复合励磁电机温升的冷却结构，该冷却结构提出在定子轭部和定子导磁背轭交界处安装冷却水管，冷却水管在定子断开部分有下凹，励磁绕组安装在冷却水道下凹处，此结构既可以方便励磁绕组的安装，也可以对励磁绕组和电机定子铁心进行直接冷却。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
一种用于降低交错磁极复合励磁电机温升的冷却结构，包括冷却水道、两段定子、直流励磁绕组，所述的直流励磁绕组沿周向缠绕在两段定子断开部分的冷却水道下凹处；实现冷却水道与两段定子以及直流励磁绕组的直接接触，用于降低冷却水与直流励磁绕组以及两段定子之间的接触热阻。
进一步，所述两段定子包含定子铁芯和电枢绕组，由叠压的硅钢片和嵌装铜线绕组制成。
进一步，所述两段定子在中间位置断开，其共轭部设有冷却水道槽。
进一步，所述冷却水道从两段定子外侧插入，通过两段定子轭部冷却水道槽与冷却水道固定。
进一步，所述冷却水道外圆热套定子导磁背轭，起轴向导磁作用。
进一步，所述冷却水道包含与两段定子铁芯圆弧槽相同数量的圆形水道、两端集水环、进出水管和两端定子断开位置下凹的水道。
进一步，所述冷却水道为螺旋水道或圆形水道。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型通过将励磁绕组放置在冷却水管上，实现冷却水管与定子以及励磁绕组的直接接触，降低了冷却水与励磁绕组以及定子之间的接触热阻，冷却效果较好，散热效率更高，并且其安装在定子轭部与导磁背轭交界处，距离交变磁场较远，即便采用金属材料，也对电机性能影响较小。
附图说明
图1为电机定子、水道与直流励磁绕组安装图；
图2为定子、冷却水道与定子导磁背轭安装图；
图3为冷却水道主视图；
图4为冷却水道侧视图；
图5为冷却水道总体流向示意图；
图6为冷却水道轴向流动示意图；
图中：1为冷却水道；2为直流励磁绕组；3为分段定子一；4为分段定子二；5为定子导磁背轭。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1至图6所示，本实用新型的一种用于降低交错磁极复合励磁电机温升的冷却结构，包括冷却水道1、两段定子、直流励磁绕组2等。两段定子中间位置完全断开形成分段定子一3和分段定子二4，在两段定子铁芯外圆布置足够数量的定子轭部冷却水道槽。分段定子一3和分段定子二4均包含定子铁芯和电枢绕组，两段定子均通过硅钢片叠压，并由嵌装铜线绕组制成。冷却水道1包含与定子铁芯圆弧槽相同数量的圆形水道、两端集水环、进出水管和定子断开位置下凹的水道。冷却水道1从两段定子外侧插入，通过定子轭部冷却水道槽保证两者完全固定；直流励磁绕组2沿周向缠绕在定子断开部分即冷却水道下凹处；定子导磁背轭5热套于冷却水道1外圆，起轴向导磁作用。
优选地，分段定子一3、分段定子二4、直流辅助励磁绕组2和定子导磁背轭5均可通过电机优化设计方法进行优化设计，以达到最佳的额定工作效率、合适的调压范围和最小的体积重量。
优选地，冷却水道1根据电机工作温度和加工工艺性选择合适的水道形式，如螺旋水道和圆形水道等，其具体尺寸参数可通过优化设计使得电机的散热效果达到最佳以保证电机工作在安全温度范围内。
本实用新型的新型冷却结构，将冷却水道固定，分段定子一3和分段定子二4其轭部开有冷却水道槽，分段定子一3和分段定子二4中间位置完全断开，分别为两段定子，冷却水道在定子断开部分下凹，冷却水道1从轴向两端外侧插入分段定子一3和分段定子二4，通过定子轭部冷却水道槽与冷却水道固定。直流励磁绕组2沿周向缠绕在定子断开部分即冷却水道下凹处。当复合励磁电机运行时，直流辅助励磁绕组中通入电流调节气隙磁场，产生损耗，定子中同样产生损耗，其产生的热量将通过直接接触的冷却水管中流动的冷却水带走，如图5、图6所示。
Claims (7)
1.一种用于降低交错磁极复合励磁电机温升的冷却结构，其特征在于：包括冷却水道、两段定子、直流励磁绕组，所述的直流励磁绕组沿周向缠绕在两段定子断开部分的冷却水道下凹处；实现冷却水道与两段定子以及直流励磁绕组的直接接触，用于降低冷却水与直流励磁绕组以及两段定子之间的接触热阻。
2.根据权利要求1所述的用于降低交错磁极复合励磁电机温升的冷却结构，其特征在于：所述两段定子包含定子铁芯和电枢绕组，由叠压的硅钢片和嵌装铜线绕组制成。
3.根据权利要求1所述的用于降低交错磁极复合励磁电机温升的冷却结构，其特征在于：所述两段定子在中间位置断开，其共轭部设有冷却水道槽。
4.根据权利要求1所述的用于降低交错磁极复合励磁电机温升的冷却结构，其特征在于：所述冷却水道从两段定子外侧插入，通过两段定子轭部冷却水道槽与冷却水道固定。
5.根据权利要求1所述的用于降低交错磁极复合励磁电机温升的冷却结构，其特征在于：所述冷却水道外圆热套定子导磁背轭，起轴向导磁作用。
6.根据权利要求1所述的用于降低交错磁极复合励磁电机温升的冷却结构，其特征在于：所述冷却水道包含与两段定子铁芯圆弧槽相同数量的圆形水道、两端集水环、进出水管和两端定子断开位置下凹的水道。
7.根据权利要求1所述的用于降低交错磁极复合励磁电机温升的冷却结构，其特征在于：所述冷却水道为螺旋水道或圆形水道。
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