[發明專利]具有周向混合通風冷卻結構的大型空冷汽輪發電機

有效

• 申請號: 201010233657.4
• 申請日: 2010-07-22
• 公開（公告）號: CN101860119A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發明（設計）人: 李偉力;管春偉
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: H02K9/02
• 分類號: H02K9/02;H02K9/06
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

技術領域

本發明涉及一種具有周向混合通風冷卻結構的大型空冷汽輪發電機，屬于電機技術領域。

背景技術

為了使汽輪發電機內各部件的溫度保持在絕緣材料和金屬材料所允許的限度之內，汽輪發電機運行時各部件的損耗必須以熱的形式傳遞到周圍的冷卻介質，以有效的實施對汽輪發電機內各部件的降溫。對汽輪發電機單機容量的提高，由于受到定子運輸尺寸、轉子鍛件以及轉子撓度的限制，在設計中主要依靠提高電磁參數來達到。又由于導磁材料還存在飽和問題，所以汽輪發電機單機容量的提高主要通過增大其線負荷來實現。而增加線負荷則增加了線棒銅損，導致線圈的溫度升高，甚至超過容許溫升。為此，需要采用一種更有效的冷卻技術，來提高汽輪發電機的散熱強度，從而將汽輪發電機各部件的溫升控制在允許范圍內。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有汽輪發電機的冷卻技術與其單機容量的提高技術不能同時兼顧的問題，提供一種具有周向混合通風冷卻結構的大型空冷汽輪發電機。

本發明包括定子、轉子和機殼，轉子的外圓表面與定子的內圓表面之間為氣隙，所述定子罩于機殼之內，它還包括四個軸向橡膠隔板和冷卻器，所述四個軸向橡膠隔板沿圓周方向均勻設置于機殼的內圓表面與定子的外圓表面之間，形成兩個相對的冷風區和兩個相對的熱風區，兩個相對的熱風區與冷卻器的入口相連通。

它還包括四個氣隙檔板，與冷風區對應的定子弧段所對應的氣隙段為冷風區氣隙弧段，共有兩個冷風區氣隙弧段，每個冷風區氣隙弧段的兩個端面處分別設置一個氣隙檔板。

它還包括四個通風槽鋼，所述四個通風槽鋼沿定子圓周方向均勻設置，所述四個通風槽鋼將定子分成四個區域，所述四個區域對應的定子外壁的弧段分別與冷風區和熱風區所處的弧段相對應。

它還包括四塊扇形擋風板，所述每個熱風區的兩端分別設置一塊扇形擋風板。

本發明的優點是：大型空冷汽輪發電機的最高溫度多出現在定子股線熱風區位置，本發明在保證風扇功率不變的前提下，利用轉子旋轉產生的離心力對氣隙切向流速的加速作用，提高了定子通風溝內的風速，由此能夠降低空冷汽輪發電機定子的最高溫度，提高了電機定子徑向通風溝的冷卻效果。本發明能夠保證大型空冷汽輪發電機的安全可靠運行，成為汽輪發電機向更大容量發展的前提。

通常同步發電機的轉子轉速為3000r/m，本發明所提出的冷卻系統，利用轉子旋轉產生的切向風速來增大進入熱風區定子徑向通風溝的風速，能夠保證定子鐵芯徑向通風溝內絕對值較大的氣體流速和較大散熱系數。同時，在達到相同風速的情況下，采用此方案，可以減少風扇消耗的功率，來降低通風損耗，提高了發電機的效率和功率因數。與傳統通風結構的汽輪發電機相比，本發明采用了徑切兩向的空冷系統，具有節材，節能，安全可靠的優點。

附圖說明

圖1為本發明的徑向結構示意圖；圖2為本發明的軸向結構示意圖；圖3為本發明的通風結構示意圖。

具體實施方式

具體實施方式一：下面結合圖1、圖2和圖3說明本實施方式，本實施方式包括定子1、轉子2和機殼3，轉子2的外圓表面與定子1的內圓表面之間為氣隙，所述定子1罩于機殼3之內，它還包括四個軸向橡膠隔板4和冷卻器9，所述四個軸向橡膠隔板4沿圓周方向均勻設置于機殼3的內圓表面與定子1的外圓表面之間，形成兩個相對的冷風區5和兩個相對的熱風區6，兩個相對的熱風區6與冷卻器9的入口相連通。

本實施方式將機殼3的內圓表面與定子1的外圓表面之間采用特制的耐油、耐電的合成橡膠條隔板沿圓周方向分為四部分，形成四個縱向風室，兩個相對的冷風區5和兩個相對的熱風區6，形成冷風區5與熱風區6的交替排布。

具體實施方式二：下面結合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式與實施方式一的不同之處在于它還包括四個氣隙檔板，與冷風區5對應的定子弧段所對應的氣隙段為冷風區氣隙弧段8-1，共有兩個冷風區氣隙弧段8-1，每個冷風區氣隙弧段8-1的兩個端面處分別設置一個氣隙檔板。其它組成及連接關系與實施方式一相同。

氣隙檔板的設置，可以避免氣隙入口處的風量對冷風區產生影響，甚至造成氣流回灌的效果，同時在熱風區氣隙弧段8-2，入口氣隙的風量與轉子出口、冷風區出口的風量混合，可以起到降低進入熱風區入口風溫的作用。

工作原理：