雙饋?zhàn)兯俸泐l水輪發(fā)電機(jī)的空氣流道的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及雙饋?zhàn)兯俸泐l水輪發(fā)電機(jī)的空氣流道。
【背景技術(shù)】
[0002]常規(guī)水輪發(fā)電機(jī)組只能在額定同步轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，機(jī)組轉(zhuǎn)速固定不變，任何條件下發(fā)電機(jī)都必須恒速運(yùn)行。當(dāng)發(fā)電機(jī)負(fù)載或原動機(jī)輸入突然引起發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化時，不可避免地會引起發(fā)電機(jī)功率角的擺動，造成發(fā)電機(jī)的輸出電流、功率振蕩，甚至引起運(yùn)行不穩(wěn)定，采用雙饋?zhàn)兯俸泐l發(fā)電技術(shù)是解決上述問題的理想途徑。
[0003]由于變速水輪發(fā)電機(jī)具有定速水輪發(fā)電機(jī)無可比擬的優(yōu)越性和廣闊的應(yīng)用前景，許多國家如前蘇聯(lián)、日本和德國等都對雙饋可變速發(fā)電機(jī)進(jìn)行了廣泛的研究，并逐步在工業(yè)領(lǐng)域中得到了應(yīng)用。我國對變速水輪發(fā)電機(jī)的技術(shù)研發(fā)起步較晚，只有哈電集團(tuán)發(fā)電設(shè)備國家工程研究中心在新疆人民電站開發(fā)了一臺6.5MW可變速抽水蓄能發(fā)電電動機(jī)。
[0004]變速機(jī)組與定速機(jī)組相比，對空氣流道的設(shè)計(jì)存在諸多難點(diǎn)，合理地設(shè)計(jì)變速機(jī)組的空氣流道，可以降低冷卻空氣在流動區(qū)域間的局部損失和各流動區(qū)域的沿程損失，保證各流動區(qū)域空氣流量的合理分配，同時盡可能地減小漩渦，降低通風(fēng)損耗。只有為變速機(jī)組設(shè)計(jì)合理的空氣流道才可以使冷卻空氣帶走足夠的損耗熱，滿足電機(jī)各部位的冷卻需求，保證變速機(jī)組長期安全的穩(wěn)定運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的是為雙饋?zhàn)兯俸泐l水輪發(fā)電機(jī)提供一種冷卻效果好、經(jīng)濟(jì)性能高的空氣流道。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:雙饋?zhàn)兯俸泐l水輪發(fā)電機(jī)的空氣流道，由轉(zhuǎn)子中心體、轉(zhuǎn)子支架、支架圍板、支架L筋、轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子通風(fēng)溝、轉(zhuǎn)子線圈、轉(zhuǎn)子鐵心壓板、轉(zhuǎn)子端部線圈支架、擋風(fēng)板、定子機(jī)座、定子鐵心、定子通風(fēng)溝、下風(fēng)道、定子線圈、集電環(huán)、冷卻器、立筋環(huán)板、基礎(chǔ)、上機(jī)架和上風(fēng)道組成，其中轉(zhuǎn)子支架焊接在轉(zhuǎn)子中心體上，支架圍板焊接在轉(zhuǎn)子支架的軸向側(cè)表面上，支架L筋焊接在轉(zhuǎn)子支架的外圓表面，轉(zhuǎn)子鐵心與轉(zhuǎn)子通風(fēng)溝沿軸向相間布置，而且內(nèi)圓都開有鴿尾槽，轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子通風(fēng)溝與支架L筋通過鍵緊固在一起，轉(zhuǎn)子線圈安裝在轉(zhuǎn)子鐵心與轉(zhuǎn)子通風(fēng)溝的外圓槽中，將拉緊螺桿穿過轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子通風(fēng)溝和轉(zhuǎn)子鐵心壓板的圓孔，使各部件變?yōu)橐粋€整體，轉(zhuǎn)子端部線圈支架通過螺桿固定在轉(zhuǎn)子鐵心壓板上，定子鐵心與定子通風(fēng)溝沿軸向相間布置，而且通過鴿尾筋固定在定子機(jī)座上，定子線圈安裝在定子鐵心與定子通風(fēng)溝的內(nèi)圓槽中，集電環(huán)通過絕緣螺桿固定在定子機(jī)座的上環(huán)板，冷卻器均布安裝在定子機(jī)座的外表面上，而且冷卻器高度大于定子鐵心長，在定子機(jī)座各立筋間焊接立筋環(huán)板，在指定的立筋環(huán)板上開有出風(fēng)孔，上機(jī)架與定子機(jī)座通過螺栓把合，整個定子機(jī)座通過螺栓固定在基礎(chǔ)上，上下兩個擋風(fēng)板分別懸掛在上機(jī)架和固定在基礎(chǔ)上，下風(fēng)道是在每個冷卻器正下方的基礎(chǔ)上開設(shè)截面積是長方形的地道，上機(jī)架的空腔即是上風(fēng)道。
[0006]技術(shù)效果
[0007]當(dāng)雙饋?zhàn)兯俸泐l水輪發(fā)電機(jī)在某一轉(zhuǎn)速運(yùn)行時，一部分冷卻空氣在轉(zhuǎn)子支架、轉(zhuǎn)子鐵心旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的風(fēng)扇作用下進(jìn)入轉(zhuǎn)子支架，經(jīng)過轉(zhuǎn)子通風(fēng)溝、氣隙、定子通風(fēng)溝、定子鐵心背部后通過冷卻器，還有一部分冷卻空氣在轉(zhuǎn)子端部線圈旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的風(fēng)扇作用下經(jīng)過轉(zhuǎn)子端部線圈支架、轉(zhuǎn)子端部線圈，同氣隙縫隙處的漏風(fēng)一起先后經(jīng)過定子端部線圈與定子端部線圈旁側(cè)組成的并聯(lián)過風(fēng)區(qū)域和集電環(huán)與集電環(huán)旁側(cè)組成的并聯(lián)過風(fēng)區(qū)域后，再經(jīng)立筋環(huán)板出風(fēng)孔通過冷卻器，兩部分冷卻空氣在風(fēng)洞內(nèi)混合，重新經(jīng)過上風(fēng)道和下風(fēng)道進(jìn)入轉(zhuǎn)子支架和轉(zhuǎn)子端部線圈支架，構(gòu)成密閉自循環(huán)，冷卻空氣在整個流動的過程中與電機(jī)各發(fā)熱部件進(jìn)行熱交換，帶走各發(fā)熱部件的損耗熱，確保電機(jī)各發(fā)熱部件溫度在安全范圍內(nèi)。
[0008]變速機(jī)組的轉(zhuǎn)子端部線圈高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生壓頭，等同于離心風(fēng)扇，為了避免在轉(zhuǎn)子端部線圈附近形成較大漩渦，在流道中設(shè)計(jì)了擋風(fēng)板，降低了沒有被有效利用的空氣流量，從而降低了通風(fēng)損耗，提高電機(jī)效率。
[0009]在立筋環(huán)板上開出風(fēng)孔不但可以解決在定子機(jī)座頂層和底層環(huán)板開孔導(dǎo)致應(yīng)力集中的問題，還可以增加冷卻器的有效高度，使冷卻水帶走更多的損耗熱，降低冷卻空氣的溫度，更有利于電機(jī)冷卻。優(yōu)化立筋環(huán)板出風(fēng)孔的尺寸可以使冷卻定子本體線圈和定子端部線圈的空氣流量分配合理，定子線圈沿軸向的溫度分布均勻。
[0010]本實(shí)用新型的雙饋?zhàn)兯俸泐l水輪發(fā)電機(jī)的空氣流道已通過模型試驗(yàn)的方式得到了論證，這種空氣流道不但完全可以滿足變速水輪發(fā)電機(jī)組的冷卻需求，而且有效地減小了漩渦，降低了通風(fēng)損耗，提高了電機(jī)效率。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]如圖1所示，雙饋?zhàn)兯俸泐l水輪發(fā)電機(jī)的空氣流道，由轉(zhuǎn)子中心體1、轉(zhuǎn)子支架2、支架圍板3、支架L筋4、轉(zhuǎn)子鐵心5、轉(zhuǎn)子通風(fēng)溝6、轉(zhuǎn)子線圈7、轉(zhuǎn)子鐵心壓板8、轉(zhuǎn)子端部線圈支架9、擋風(fēng)板10、定子機(jī)座11、定子鐵心12、定子通風(fēng)溝13、下風(fēng)道14、定子線圈15、集電環(huán)16、冷卻器17、立筋環(huán)板18、基礎(chǔ)19、上機(jī)架20和上風(fēng)道21組成，其中轉(zhuǎn)子支架2焊接在轉(zhuǎn)子中心體I上，支架圍板3焊接在轉(zhuǎn)子支架2的軸向側(cè)表面上，支架L筋4焊接在轉(zhuǎn)子支架2的外圓表面，轉(zhuǎn)子鐵心5與轉(zhuǎn)子通風(fēng)溝6沿軸向相間布置，而且內(nèi)圓都開有鴿尾槽，轉(zhuǎn)子鐵心5和轉(zhuǎn)子通風(fēng)溝6與支架L筋4通過鍵緊固在一起，轉(zhuǎn)子線圈7安裝在轉(zhuǎn)子鐵心5與轉(zhuǎn)子通風(fēng)溝6的外圓槽中，將拉緊螺桿穿過轉(zhuǎn)子鐵心5、轉(zhuǎn)子通風(fēng)溝6和轉(zhuǎn)子鐵心壓板8的圓孔，使各部件變?yōu)橐粋€整體，轉(zhuǎn)子端部線圈支架9通過螺桿固定在轉(zhuǎn)子鐵心壓板8上，定子鐵心12與定子通風(fēng)溝13沿軸向相間布置，而且通過鴿尾筋固定在定子機(jī)座11上，定子線圈15安裝在定子鐵心12與定子通風(fēng)溝13的內(nèi)圓槽中，集電環(huán)16通過絕緣螺桿固定在定子機(jī)座11的上環(huán)板，冷卻器17均布安裝在定子機(jī)座11的外表面上，而且冷卻器17高度大于定子鐵心長，在定子機(jī)座11各立筋間焊接立筋環(huán)板18，在指定的立筋環(huán)板18上開有出風(fēng)孔，上機(jī)架20與定子機(jī)座11通過螺栓把合，整個定子機(jī)座11通過螺栓固定在基礎(chǔ)19上，上下兩個擋風(fēng)板10分別懸掛在上機(jī)架20和固定在基礎(chǔ)19上，下風(fēng)道14是在每個冷卻器17正下方的基礎(chǔ)19上開設(shè)截面積是長方形的地道，上機(jī)架20的空腔即是上風(fēng)道21。
[0013]每個轉(zhuǎn)子通風(fēng)溝6和定子通風(fēng)溝13的高度都是6mm，而且都采用通風(fēng)槽鋼作為支撐部件。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種雙饋?zhàn)兯俸泐l水輪發(fā)電機(jī)的空氣流道，其特征是:由轉(zhuǎn)子中心體(I)、轉(zhuǎn)子支架(2)、支架圍板(3)、支架L筋(4)、轉(zhuǎn)子鐵心(5)、轉(zhuǎn)子通風(fēng)溝￠)、轉(zhuǎn)子線圈(7)、轉(zhuǎn)子鐵心壓板(8)、轉(zhuǎn)子端部線圈支架(9)、擋風(fēng)板(10)、定子機(jī)座(11)、定子鐵心(12)、定子通風(fēng)溝(13)、下風(fēng)道(14)、定子線圈(15)、集電環(huán)(16)、冷卻器(17)、立筋環(huán)板(18)、基礎(chǔ)(19)、上機(jī)架(20)和上風(fēng)道(21)組成，其中轉(zhuǎn)子支架⑵焊接在轉(zhuǎn)子中心體⑴上，支架圍板(3)焊接在轉(zhuǎn)子支架(2)的軸向側(cè)表面上，支架L筋(4)焊接在轉(zhuǎn)子支架(2)的外圓表面，轉(zhuǎn)子鐵心(5)與轉(zhuǎn)子通風(fēng)溝(6)沿軸向相間布置，而且內(nèi)圓都開有鴿尾槽，轉(zhuǎn)子鐵心(5)和轉(zhuǎn)子通風(fēng)溝(6)與支架L筋(4)通過鍵緊固在一起，轉(zhuǎn)子線圈(7)安裝在轉(zhuǎn)子鐵心(5)與轉(zhuǎn)子通風(fēng)溝￠)的外圓槽中，將拉緊螺桿穿過轉(zhuǎn)子鐵心(5)、轉(zhuǎn)子通風(fēng)溝(6)和轉(zhuǎn)子鐵心壓板(8)的圓孔，使各部件變?yōu)橐粋€整體，轉(zhuǎn)子端部線圈支架(9)通過螺桿固定在轉(zhuǎn)子鐵心壓板(8)上，定子鐵心(12)與定子通風(fēng)溝(13)沿軸向相間布置，而且通過鴿尾筋固定在定子機(jī)座(11)上，定子線圈(15)安裝在定子鐵心(12)與定子通風(fēng)溝(13)的內(nèi)圓槽中，集電環(huán)(16)通過絕緣螺桿固定在定子機(jī)座(11)的上環(huán)板，冷卻器(17)均布安裝在定子機(jī)座(11)的外表面上，而且冷卻器(17)高度大于定子鐵心長，在定子機(jī)座(11)各立筋間焊接立筋環(huán)板(18)，在指定的立筋環(huán)板(18)上開有出風(fēng)孔，上機(jī)架(20)與定子機(jī)座(11)通過螺栓把合，整個定子機(jī)座(11)通過螺栓固定在基礎(chǔ)(19)上，上下兩個擋風(fēng)板(10)分別懸掛在上機(jī)架(20)和固定在基礎(chǔ)(19)上，下風(fēng)道(14)是在每個冷卻器(17)正下方的基礎(chǔ)(19)上開設(shè)截面積是長方形的地道，上機(jī)架(20)的空腔即是上風(fēng)道(21)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙饋?zhàn)兯俸泐l水輪發(fā)電機(jī)的空氣流道，其特征是:每個轉(zhuǎn)子通風(fēng)溝(6)和定子通風(fēng)溝(13)的高度都是6mm，而且都采用通風(fēng)槽鋼作為支撐部件。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及雙饋?zhàn)兯俸泐l水輪發(fā)電機(jī)的空氣流道，冷卻空氣在各流動區(qū)域流動的過程中與轉(zhuǎn)子鐵心、定子線圈、集電環(huán)等發(fā)熱部件進(jìn)行熱交換，帶走各發(fā)熱部件的損耗熱，確保各發(fā)熱部件的溫度在安全范圍內(nèi)。轉(zhuǎn)子通風(fēng)溝采用與定子通風(fēng)溝相同的通風(fēng)槽鋼支撐結(jié)構(gòu)；充分利用了轉(zhuǎn)子端部線圈高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的壓頭作用，提高了空氣總流量，同時為避免在轉(zhuǎn)子端部線圈附近形成較大漩渦而設(shè)計(jì)了擋風(fēng)板；在立筋環(huán)板上開出風(fēng)孔不但解決了應(yīng)力集中的問題，還增加了冷卻器的有效高度，使冷卻水帶走更多的損耗熱，降低了冷卻空氣的溫度，更有利于電機(jī)冷卻。完全可以滿足變速水輪發(fā)電機(jī)的冷卻需求。
【IPC分類】H02K9/10
【公開號】CN204886563
【申請?zhí)枴緾N201520288015
【發(fā)明人】于濤, 安志華, 秦光宇, 邢廣, 劉雙, 楊越, 韓榮娜, 劉維維, 張浩洋, 李明宇, 范吉松, 丁大鵬
【申請人】哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年5月7日