[發明專利]一種隱極發電機的協同式軸徑向定子端部通風冷卻系統

有效

• 申請號: 201610306316.2
• 申請日: 2016-05-11
• 公開（公告）號: CN105978226B
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 韓繼超;楊帆;戈寶軍;陶大軍;肖芳;林鵬;李偉力
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: H02K9/02
• 分類號: H02K9/02;H02K5/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種隱極發電機的協同式軸徑向定子端部通風冷卻系統，屬于電機領域。

背景技術

大型隱極發電機端部區域的軸向長度占整個發電機軸向長度的比例較高，隱極發電機端部區域內各構件的損耗以及溫升直接影響發電機的效率和安全運行。為了適應國家對電力能源的需求，需要不斷的增大隱極發電機的單機容量來提高發電機的發電能力，這必然會導致發電機的電磁負荷增加，發電機內各構件的損耗急劇增大。不合理的隱極發電機端部通風冷卻系統的設計會使得端部各構件的熱量不能被及時帶走，導致發電機端部各構件的溫升明顯增大，嚴重威脅到隱極發電機的安全穩定運行。

為了能夠降低隱極發電機端部各構件的溫度，可以采用新型端部通風冷卻技術，通過提高發電機端部區域內冷卻流體的利用率，有效地帶走發電機端部各構件所產生的熱量，降低發電機端部各構件的溫度，進而提高隱極發電機穩定運行的能力。

發明內容

本發明的目的是提供一種隱極發電機的協同式軸徑向定子端部通風冷卻系統，以解決由于隱極發電機定子端部區域各構件的損耗高，通風設計不合理而導致的端部構件銅屏蔽、壓圈以及定子端部鐵心溫度過高的問題，能夠有效地降低定子端部區域各構件的溫度，提高隱極發電機穩定運行的能力。

本發明的一種隱極發電機的協同式軸徑向定子端部通風冷卻系統，它包括銅屏蔽、壓圈、壓指、定子端部鐵心、擋風隔板、風板、銅屏蔽和壓圈之間通風溝、擋風隔板和壓圈之間導風溝、壓圈內部軸向通風道、壓圈內部徑向通風道、定子端部鐵心內部軸向通風孔和定子端部鐵心內部徑向通風孔。銅屏蔽由銅屏蔽內圓段、銅屏蔽中間段和銅屏蔽外圓段組成，壓指由長壓指和短壓指組成。壓圈內部開設有軸徑向通風道，定子端部鐵心內部開設有軸徑向通風孔。壓指壓裝在帶有軸徑向通風孔的定子端部鐵心上，帶有軸徑向通風道的壓圈壓裝在壓指上，銅屏蔽和壓圈之間存在通風溝，壓圈和風板之間存在導風溝，壓圈內部軸向通風道的圓孔和定子端部鐵心內部軸向通風孔的圓孔均對著長壓指和短壓指之間的流體區域，壓圈內部軸向通風道沿軸向貫穿于整個壓圈，壓圈內部徑向通風道分別與靠近壓圈內圓表面和外圓表面的軸向通風道相連通。定子端部鐵心內部軸向通風孔和徑向通風孔相連通。

作為優選，所述的壓圈內部的軸向通風道和徑向通風道的截面均為圓形，圓形的直徑為5 mm至15 mm。將銅屏蔽和壓指之間的壓圈內部軸向通風道和徑向通風道定義為壓圈的補充式軸徑向通風道，將靠近風板的壓圈內部軸向通風道和徑向通風道定義為壓圈的自冷式軸徑向通風道。壓圈的補充式軸徑向通風道中軸向通風道沿徑向方向的排數為4排至10排；徑向通風道沿軸向方向的列數為2列至5列。壓圈的自冷式軸徑向通風道中軸向通風道沿徑向方向的排數為1排至3排；徑向通風道沿軸向方向的列數為3列至6列。定子端部鐵心內部的軸向通風孔和徑向通風孔的截面同樣均為圓形，圓形的直徑為5 mm至15 mm。定子端部鐵心內部軸向通風孔沿徑向方向的排數為3排至7排；徑向通風孔沿軸向方向的列數為1列。

作為優選，所述的銅屏蔽內圓段與水平方向成一定的角度，該角度為15°至45°。如此設置，可以使得更多的隱極發電機端部冷卻流體進入到銅屏蔽和壓圈之間的通風溝內，加快了通風溝內冷卻流體的速度，進一步降低了銅屏蔽和壓圈的溫度。

作為優選，所述的定子端部鐵心內部軸向通風孔與水平方向成一定的角度，該角度為5°至35°。如此設置，可以使得更多的壓指之間冷卻流體進入到定子端部鐵心內部軸徑向通風孔內，加快了定子端部鐵心內部冷卻流體的速度，進一步降低了定子端部鐵心的溫度。

作為優選，所述的壓圈的補充式軸向通風道與水平方向成一定的角度，該角度為6°至36°。如此設置，可以使得更多的壓指之間冷卻流體進入到壓圈的補充式軸向通風道內，加快了壓圈內部、銅屏蔽和壓圈之間通風溝內冷卻流體的速度，進一步降低了銅屏蔽與壓圈的溫度。

作為優選，所述的銅屏蔽內圓段的上表面開設有矩形凹槽，矩形凹槽的深度為銅屏蔽厚度的1/3，矩形凹槽的寬度為20 mm，矩形凹槽的長度與銅屏蔽內圓段的長度相等。矩形凹槽沿圓周方向均勻地分布，其數量為20個至40個。如此設置，一方面可以增大銅屏蔽和壓圈之間通風溝的通風截面積，使得端部區域內更多的冷卻流體進入銅屏蔽和壓圈之間通風溝內，加快通風溝內冷卻流體的速度，另一方面還增大了冷卻流體與銅屏蔽內圓段的接觸面積，提高了冷卻流體帶走銅屏蔽內圓段熱量的能力，有效地降低了發熱嚴重的銅屏蔽內圓段的溫度。