敷設(shè)于定子通風(fēng)溝的環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種敷設(shè)于定子通風(fēng)溝的環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)。它是在熱風(fēng)區(qū)定子徑向通風(fēng)溝中敷設(shè)環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)，對(duì)通風(fēng)溝中冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻。環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)的內(nèi)空心腔內(nèi)部充滿(mǎn)冷卻水，其作用是冷卻由氣隙及轉(zhuǎn)子進(jìn)入定子通風(fēng)溝中的冷卻介質(zhì)，以達(dá)到提高定子繞組及定子鐵心冷卻效果的目的，同時(shí)可降低對(duì)電機(jī)冷卻器的要求。內(nèi)空心腔設(shè)置冷卻水入水管和冷卻水出水管。工作時(shí)，首先關(guān)閉出水管，待冷卻水充滿(mǎn)整個(gè)環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)后再打開(kāi)下方出水管，冷卻水循環(huán)裝置、入水管、出水管構(gòu)成冷卻水循環(huán)通道，冷卻水循環(huán)裝置進(jìn)行冷卻與循環(huán)。該敷設(shè)于定子通風(fēng)溝的環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)特別適合應(yīng)用于百萬(wàn)千瓦級(jí)以上全空冷汽輪發(fā)電機(jī)的冷卻。
【專(zhuān)利說(shuō)明】敷設(shè)于定子通風(fēng)溝的環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及ー種敷設(shè)于大型同步發(fā)電機(jī)或感應(yīng)電機(jī)定子通風(fēng)溝的環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]兆瓦級(jí)以上的大型同步發(fā)電機(jī)或感應(yīng)電機(jī)其內(nèi)部均有定子徑向通風(fēng)道，通過(guò)徑向通風(fēng)道中的冷卻介質(zhì)把轉(zhuǎn)子側(cè)熱量和定子繞組與鐵心釋放的熱量傳遞到空氣中或冷卻器上，冷卻器對(duì)其進(jìn)行冷卻，通過(guò)風(fēng)扇再次把冷卻介質(zhì)送回到電機(jī)內(nèi)部進(jìn)行電機(jī)冷卻過(guò)程。但是，在大型同步發(fā)電機(jī)或感應(yīng)電機(jī)中，一方面由于已經(jīng)對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行冷卻的冷卻介質(zhì)溫度已經(jīng)較高，同時(shí)定子損耗產(chǎn)生的熱量使得從定子徑向通風(fēng)溝流出的冷卻介質(zhì)溫度再次升高，對(duì)冷卻器冷卻能力要求較高；另ー方面，較高的冷卻介質(zhì)溫度對(duì)定子繞組散熱效果會(huì)產(chǎn)生一定的影響。因此，迫切要求對(duì)進(jìn)入定子通風(fēng)溝中的冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻，提高定子繞組和鐵心的冷卻效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有大型同步發(fā)電機(jī)或感應(yīng)電機(jī)定子繞組及鐵心溫升過(guò)高的問(wèn)題，提供一種敷設(shè)于定子通風(fēng)溝的環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)，通過(guò)內(nèi)空腔水內(nèi)冷，降低進(jìn)入定子通風(fēng)溝中冷卻介質(zhì)的溫度，以加強(qiáng)大型同步發(fā)電機(jī)或感應(yīng)電機(jī)定子的冷卻效果。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這樣的:
[0005]本發(fā)明是應(yīng)用在大型同步發(fā)電機(jī)或感應(yīng)電機(jī)上的一種敷設(shè)于定子通風(fēng)溝的環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)，包括環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)、入水管、出水管和冷卻水循環(huán)裝置；定子鐵心沿軸向分為冷風(fēng)區(qū)和熱風(fēng)區(qū)，冷風(fēng)區(qū)和熱風(fēng)區(qū)沿軸向交替排列；從冷卻器流出的冷卻介質(zhì)經(jīng)定子軛背部進(jìn)入定子徑向通風(fēng)溝，直接對(duì)定子線(xiàn)圈及定子鐵心進(jìn)行冷卻；由氣隙和轉(zhuǎn)子匯集的冷卻介質(zhì)進(jìn)入到熱風(fēng)區(qū)的徑向通風(fēng)溝，冷卻定子線(xiàn)圈及定子鉄心；所述的環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)敷設(shè)在熱風(fēng)區(qū)定子徑向通風(fēng)溝中，對(duì)通風(fēng)溝中冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻。
[0006]本發(fā)明的有益效果為:
[0007]該結(jié)構(gòu)解決了大型同步發(fā)電機(jī)或異步電動(dòng)機(jī)定子通風(fēng)溝內(nèi)冷卻介質(zhì)溫度較高而造成的電機(jī)定子線(xiàn)圈和鉄心冷卻效果不良的問(wèn)題，提高了冷卻效果。以大型同步汽輪發(fā)電機(jī)為例，冷卻介質(zhì)冷卻轉(zhuǎn)子后進(jìn)入到定子熱風(fēng)區(qū)徑向通風(fēng)溝中的溫度可達(dá)到55°C甚至更高，其冷卻效果隨之下降，在定子熱風(fēng)區(qū)徑向通風(fēng)溝敷設(shè)所述的環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)可有效降低通風(fēng)溝中冷卻介質(zhì)的溫度，進(jìn)而提高定子線(xiàn)圈與鐵心的冷卻效果，同時(shí)可以降低原空氣冷卻器等級(jí)，從而減小成本。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)整體布置示意圖。
[0009]圖2為環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)上半部分局部示意圖。[0010]圖3為環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)下半部分局部示意圖。
[0011]圖4為環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)正視圖。
[0012]圖5為環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)單側(cè)敷設(shè)示意圖。
[0013]圖6為環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)具有凸起擾流結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中標(biāo)記:
[0015]1-定子鐵心；2_冷風(fēng)區(qū)；3_熱風(fēng)區(qū)；4_冷卻水循環(huán)裝置；5_環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)；5-1-內(nèi)空心腔；6_入水管；7-轉(zhuǎn)子；8-氣隙；9_出水管；10_凸起擾流結(jié)構(gòu)；11_定子線(xiàn)圏。
[0016]圖中箭頭方向?yàn)槔鋮s介質(zhì)流動(dòng)方向。
【具體實(shí)施方式】
[0017]本發(fā)明提供了ー種敷設(shè)于大型同步發(fā)電機(jī)或感應(yīng)電機(jī)定子通風(fēng)溝的環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)ー步說(shuō)明。
[0018]如圖1-圖6所示，本發(fā)明為一種敷設(shè)于定子通風(fēng)溝的環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)，包括環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)5、入水管6、出水管9和冷卻水循環(huán)裝置4。定子鐵心I分為多個(gè)沿軸向交替排列的冷風(fēng)區(qū)2與熱風(fēng)區(qū)3。冷風(fēng)區(qū)2冷卻介質(zhì)流動(dòng)方向?yàn)?從冷卻器流出的冷卻介質(zhì)經(jīng)定子軛背部進(jìn)入定子徑向通風(fēng)溝，直接對(duì)定子線(xiàn)圈11及定子鐵心I進(jìn)行冷卻，其流動(dòng)方向由圖中箭頭表示。熱風(fēng)區(qū)3冷卻介質(zhì)流動(dòng)方向?yàn)?進(jìn)入轉(zhuǎn)子副槽及位于定子鉄心I和轉(zhuǎn)子7間的氣隙8的冷卻介質(zhì)對(duì)轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈進(jìn)行冷卻后，再進(jìn)入定子徑向通風(fēng)溝冷卻定子線(xiàn)圈11及定子鐵心I。氣隙8及轉(zhuǎn)子7匯集的冷卻介質(zhì)進(jìn)入到熱風(fēng)區(qū)3的徑向通風(fēng)溝的這部分冷卻介質(zhì)在進(jìn)入熱風(fēng)區(qū)定子徑向通風(fēng)溝時(shí)溫度已經(jīng)較高，會(huì)影響對(duì)熱風(fēng)區(qū)3的定子線(xiàn)圈11及定子鐵心I的冷卻效果。本發(fā)明是在熱風(fēng)區(qū)3定子徑向通風(fēng)溝中敷設(shè)環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)5，對(duì)通風(fēng)溝中冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻。所述環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)5為內(nèi)空心結(jié)構(gòu)，其具有內(nèi)空心腔5-1。在定子鐵心I外側(cè)設(shè)有冷卻水循環(huán)裝置4，冷卻水循環(huán)裝置4與內(nèi)空心腔5-1間由入水管6連通；在內(nèi)空心腔5-1相對(duì)于入水管6的另ー側(cè)設(shè)置出水管9，出水管9再連接到冷卻水循環(huán)裝置4。冷卻水循環(huán)裝置4、入水管6、內(nèi)空心腔5-1、出水管9相連通，構(gòu)成了冷卻水循環(huán)通道。冷卻水循環(huán)裝置進(jìn)行冷卻與循環(huán)。
[0019]所述的冷卻介質(zhì)包括空氣，氫氣等可用于作為冷卻介質(zhì)的氣體。
[0020]在電機(jī)運(yùn)行前，首先打開(kāi)入水管6，關(guān)閉出水管9，待整個(gè)內(nèi)空心腔5-1充滿(mǎn)冷卻水后，再打開(kāi)出水管9。所述的環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)5的外壁由不導(dǎo)磁的0.2-0.5_薄鋁片疊壓而成，可有效減小定子通風(fēng)溝中漏磁場(chǎng)在所述環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)5中感生渦流造成的損耗。所述環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)5齒頂部分切削成梯形形狀，可減小冷卻介質(zhì)進(jìn)入定子通風(fēng)溝時(shí)的流體阻カ損失。所述環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)5也可僅敷設(shè)于定子熱風(fēng)區(qū)3通風(fēng)溝單側(cè)(如圖5所示)，可減少冷卻水管及其接ロ的數(shù)量。所述環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)5的外壁可布置凸起擾流結(jié)構(gòu)10(如圖6所示)，以增大定子通風(fēng)溝內(nèi)冷卻介質(zhì)與內(nèi)空心腔5-1的接觸面積，增強(qiáng)對(duì)通風(fēng)溝內(nèi)冷卻介質(zhì)的冷卻效果，同時(shí)可以提高定子通風(fēng)溝內(nèi)冷卻介質(zhì)的紊流程度。
[0021]該敷設(shè)于定子通風(fēng)溝的環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)特別適合應(yīng)用于百萬(wàn)千瓦級(jí)以上全空冷汽輪發(fā)電機(jī)的冷卻。
[0022]實(shí)施例1:
[0023]結(jié)合圖1至圖4說(shuō)明本實(shí)施例。[0024]定子熱風(fēng)區(qū)3通風(fēng)溝中敷設(shè)環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)5，其外壁由0.2-0.5mm薄鋁片疊壓而成，齒頂部分切削成梯形形狀，內(nèi)部為空心腔5-1，其上方連接入水管6，下方連接出水管9，入水管6與出水管9與冷卻水循環(huán)裝置4連接，構(gòu)成冷卻水循環(huán)通道，在電機(jī)運(yùn)行前，首先打開(kāi)入水管6，關(guān)閉出水管9，待冷卻水充滿(mǎn)整個(gè)內(nèi)空心腔5-1后，再打開(kāi)出水管9，內(nèi)空心腔5-1中的循環(huán)冷卻水對(duì)定子通風(fēng)溝中的冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻。
[0025]實(shí)施例2:
[0026]結(jié)合圖5說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于:所述環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)5僅敷設(shè)于定子熱風(fēng)區(qū)徑向通風(fēng)溝單側(cè)，由此，定子徑向通風(fēng)溝中只有ー組入水管6和出水管9。
[0027]實(shí)施例3:
[0028]結(jié)合圖6說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于:所述環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)5的外壁上交替排列圓形凸起擾流結(jié)構(gòu)10，該結(jié)構(gòu)可不僅可增大定子通風(fēng)溝內(nèi)冷卻介質(zhì)與空心腔5-1內(nèi)冷卻水的接觸面積，同時(shí)可以增強(qiáng)定子通風(fēng)溝內(nèi)冷卻介質(zhì)的紊流程度，增強(qiáng)其冷卻定子線(xiàn)圈及鐵心的能力。
【權(quán)利要求】
1.一種敷設(shè)于定子通風(fēng)溝的環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)(5)、入水管(6)、出水管(9)和冷卻水循環(huán)裝置(4);定子鐵心(I)沿軸向分為冷風(fēng)區(qū)(2)和熱風(fēng)區(qū)(3);冷風(fēng)區(qū)(2)和熱風(fēng)區(qū)(3)沿軸向交替排列；從冷卻器流出的冷卻介質(zhì)經(jīng)定子軛背部進(jìn)入定子徑向通風(fēng)溝，直接對(duì)定子線(xiàn)圈(11)及定子鐵心(I)進(jìn)行冷卻；由氣隙(8)和轉(zhuǎn)子(7)匯集的冷卻介質(zhì)進(jìn)入到熱風(fēng)區(qū)(3)的徑向通風(fēng)溝，冷卻定子線(xiàn)圈(11)及定子鐵心(I);所述的環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)(5)敷設(shè)在熱風(fēng)區(qū)定子徑向通風(fēng)溝中，對(duì)通風(fēng)溝中冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的敷設(shè)于定子通風(fēng)溝的環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)(5)為內(nèi)空心結(jié)構(gòu)，其具有內(nèi)空心腔(5-1);冷卻水循環(huán)裝置(4)設(shè)置在定子鉄心(I)外側(cè)；冷卻水循環(huán)裝置(4)與內(nèi)空心腔(5-1)間由入水管(6)連通；在內(nèi)空心腔(5-1)相對(duì)于入水管(6)的另ー側(cè)設(shè)置出水管(9)，出水管(9)再連接到冷卻水循環(huán)裝置(4);冷卻水循環(huán)裝置(4)、入水管(6)、內(nèi)空心腔(5-1)、出水管(9)相連通，構(gòu)成了冷卻水循環(huán)通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的敷設(shè)于定子通風(fēng)溝的環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)(5)外壁由不導(dǎo)磁的0.2-0.5mm薄鋁片疊壓而成，以有效減小定子通風(fēng)溝中漏磁場(chǎng)在所述結(jié)構(gòu)中感生渦流造成的損耗。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的敷設(shè)于定子通風(fēng)溝的環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)(5)齒頂部分切削成梯形形狀，以減小冷卻介質(zhì)進(jìn)入定子通風(fēng)溝時(shí)的流體阻カ損失。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的敷設(shè)于定子通風(fēng)溝的環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)(5)僅敷設(shè)于定子熱風(fēng)區(qū)(3)通風(fēng)溝單側(cè)，以減少冷卻水管及其接ロ的數(shù)量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的敷設(shè)于定子通風(fēng)溝的環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)(5)上布置凸起擾流結(jié)構(gòu)(10)，以增大定子通風(fēng)溝內(nèi)冷卻介質(zhì)與內(nèi)空心腔(5-1)的接觸面積，同時(shí)可以提高定子通風(fēng)溝內(nèi)冷卻介質(zhì)的紊流程度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的敷設(shè)于定子通風(fēng)溝的環(huán)狀水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的冷卻介質(zhì)包括空氣，氫氣等用于作為冷卻介質(zhì)的氣體。
【文檔編號(hào)】H02K9/197GK103595189SQ201310544376
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月5日
【發(fā)明者】李偉力, 張書(shū)寬, 王立坤, 焦曉霞, 周封 申請(qǐng)人:北京交通大學(xué)