[發明專利]大容量同步發電機冷卻系統有效

申請號：	200710189680.6	申請日：	2007-10-08
公開（公告）號：	CN101136568A	公開（公告）日：	2008-03-05
發明（設計）人：	白雙建;吳斌;陳建軍;郭紅新;趙現偉	申請（專利權）人：	南陽防爆集團有限公司
主分類號：	H02K9/10	分類號：	H02K9/10;H02K9/08
代理公司：	鄭州聯科專利事務所	代理人：	張曉萍
地址：	474400河南省南陽***	國省代碼：	河南;41
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摘要：
搜索關鍵詞：	容量同步發電機冷卻系統
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【說明書】：

技術領域

本發明屬于發電機冷卻技術領域，特別是一種大容量同步發電機冷卻系統。

背景技術

大型發電機為了保證無故障的運行和充分利用其輸出容量起見，必須進行冷卻，以便把定子和轉子中的繞組和鐵芯所產生的熱耗散發掉。在發電機運行過程中，由磁力和電能產生的能量損耗在發電機內部會轉換成熱量，導致各部分溫度升高，由此造成線圈的阻抗升高，影響發電效率，同時會導致導電構件絕緣層的毀損和其它構件的損壞，因而有效的冷卻是發電機的主要輔助功能之一。在公知的技術中，大型空內冷發電機的冷卻系統通常設置在主發電機的底部，其存在的主要缺陷是：(1)發電機出廠需要分體包裝運輸，現場安裝必須構筑龐大的地坑基礎，費時費工，導致安裝周期長，費用高，而且冷卻器安裝維修不方便；(2)冷卻器內通常只有一個換熱器，一旦出現故障，則停機維修時間長，影響發電生產；(3)發電機轉子作為主要發熱部件，僅靠表面接觸冷卻空氣，內部僅靠自身的熱傳導緩慢散熱，帶走熱量太少，散熱效果差，容易導致線圈燒毀，絕緣失效，運行可靠性差，尤其是線圈端部，熱能集中，又有護環包復，熱量不易散發，最容易出現故障；(4)對勵磁機一般采用暴露式或半封閉式風冷，冷空氣只能吹到其表面，對勵磁機內部達不到理想的散熱效果，同時油污、粉塵容易進入機體內部，導致絕緣失效、短路等事故。現有技術中雖然對發電機冷卻系統不斷改進，但冷卻效果均不太理想，例如有的在轉子線圈底部開設軸向通風槽，但是由于冷卻空氣從兩端進入槽內，無法流通循環，達不到冷卻的效果。

發明內容

本發明的目的是提供一種能夠對發電機內各部構件進行有效的冷卻，而且結構設計合理、冷卻覆蓋率高、效果好、運行性能可靠、安裝維修方便的大容量同步發電機冷卻系統。

實現本發明的目的所采取的技術方案是：該冷卻系統是由冷卻器和發電機冷卻風路組成，其中：冷卻器置于主發電機的頂部，其內的冷卻空氣通過風路通道分別與主發電機的進風區和回風區連通，并與主發電機的氣隙冷卻風路、轉子冷卻風路、定子冷卻風路、勵磁冷卻風路連通，冷卻后的攜熱空氣通過主發電機的回風區進入冷卻器，形成一個完整的多回路循環的四風道冷卻路徑。

所述冷卻器內設置兩套換熱器組，每套換熱器組由兩個相并級連的換熱器組成。

所述冷卻器內設有分別與換熱器組連通的回風導流板。

所述轉子冷卻風路是由轉子轉軸上開設的軸向通風槽和與之連通的轉子鐵芯套片之間及轉子線圈端部分別設置的徑向通風道構成。

所述轉子鐵芯采用分組套片式結構，每組套片之間設有帶徑向通風道的齒壓板。

所述轉子線圈端部的護環圓周及中心環內側設置的線圈支架上對應設有多個通風孔，該通風孔與轉子轉軸的軸向通風槽相連通。

所述定子冷卻風路是由定子線圈端部冷卻區、定子端板與定子隔板之間空腔形成的主發電機回風區構成。

所述氣隙冷卻風路是由定子、轉子之間設置的軸向氣隙通道構成，并與轉子風路和定子風路交匯進入主發電機回風區。

所述主發電機的進風區是由呈封閉狀的箱式機座左右兩側的加強隔板與定子端板之間形成的空腔部位構成。

所述勵磁機風路是由勵磁機殼體頂部設置的與主發電機冷卻風路進風區連通的進、回風管道和勵磁發電機兩端與勵磁機殼體之間間隙形成的進、回風區及勵磁發電機的氣隙通道構成。

按照上述方案制作的大容量同步發電機冷卻系統，其有益效果為：

(1)通過主發電機環冷卻路徑中增設的轉子冷卻風路，并在轉子轉軸、轉子鐵芯及線圈端部分別開設有軸向和徑向通風道，使發電機內各部風量分配合理，定子、轉子溫升均勻，使發電機各部構件均能達到理想的冷卻效果，從而可有效地消除因發熱而導致的各種運行故障，大大提高發電機的生產效率。

(2)冷卻器采用頂置結構，安裝維修方便，使用現場無須構筑龐大的沉坑基礎，可節省大量的安裝費用，同時可縮短通風管道，減少冷卻能量損耗提高冷卻效率。