專利名稱：具有周向混合通風冷卻結構的大型空冷汽輪發(fā)電機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種具有周向混合通風冷卻結構的大型空冷汽輪發(fā)電機，屬于電 機技術領域。
背景技術：
為了使汽輪發(fā)電機內(nèi)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(nèi)，汽輪發(fā)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(zhì)，以有效的實 施對汽輪發(fā)電機內(nèi)各部件的降溫。對汽輪發(fā)電機單機容量的提高，由于受到定子運輸尺寸、 轉(zhuǎn)子鍛件以及轉(zhuǎn)子撓度的限制，在設計中主要依靠提高電磁參數(shù)來達到。又由于導磁材料 還存在飽和問題，所以汽輪發(fā)電機單機容量的提高主要通過增大其線負荷來實現(xiàn)。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(fā)電機的散熱強度，從而將汽輪發(fā)電機各部件的溫升控制 在允許范圍內(nèi)。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是為了解決現(xiàn)有汽輪發(fā)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(fā)電機。本實用新型包括定子、轉(zhuǎn)子和機殼，轉(zhuǎn)子的外圓表面與定子的內(nèi)圓表面之間為氣 隙，所述定子罩于機殼之內(nèi)，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(nèi)圓表面與定子的外圓表面之間，形成兩個相對的冷風區(qū)和 兩個相對的熱風區(qū)，兩個相對的熱風區(qū)與冷卻器的入口相連通。它還包括四個氣隙檔板，與冷風區(qū)對應的定子弧段所對應的氣隙段為冷風區(qū)氣隙 弧段，共有兩個冷風區(qū)氣隙弧段，每個冷風區(qū)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(qū)域，所述四個區(qū)域?qū)亩ㄗ油獗诘幕《畏謩e與冷風區(qū)和熱風 區(qū)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(qū)的兩端分別設置一塊扇形擋風板。本實用新型的優(yōu)點是大型空冷汽輪發(fā)電機的最高溫度多出現(xiàn)在定子股線熱風區(qū) 位置，本實用新型在保證風扇功率不變的前提下，利用轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)產(chǎn)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(nèi)的風速，由此能夠降低空冷汽輪發(fā)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。本實用新型能夠保證大型空冷汽輪發(fā)電機 的安全可靠運行，成為汽輪發(fā)電機向更大容量發(fā)展的前提。通常同步發(fā)電機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為3000r/m，本實用新型所提出的冷卻系統(tǒng)，利用轉(zhuǎn)子 旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的切向風速來增大進入熱風區(qū)定子徑向通風溝的風速，能夠保證定子鐵芯徑向通 風溝內(nèi)絕對值較大的氣體流速和較大散熱系數(shù)。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(fā)電機的效率和功率因數(shù)。與傳統(tǒng) 通風結構的汽輪發(fā)電機相比，本實用新型采用了徑切兩向的空冷系統(tǒng)，具有節(jié)材，節(jié)能，安 全可靠的優(yōu)點

圖1為本實用新型的徑向結構示意圖；圖2為本實用新型的軸向結構示意圖；圖3 為本實用新型的通風結構示意圖。
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(zhuǎn)子2和機殼3，轉(zhuǎn)子2的外圓表面與定子1的內(nèi)圓表面之間為氣隙，所述定子1罩于 機殼3之內(nèi)，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(nèi)圓表面與定子1的外圓表面之間，形成兩個相對的冷風區(qū)5和兩 個相對的熱風區(qū)6，兩個相對的熱風區(qū)6與冷卻器9的入口相連通。本實施方式將機殼3的內(nèi)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(qū)5和兩 個相對的熱風區(qū)6，形成冷風區(qū)5與熱風區(qū)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(qū)5對應的定子弧段所對應的氣隙段為冷 風區(qū)氣隙弧段8-1，共有兩個冷風區(qū)氣隙弧段8-1，每個冷風區(qū)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(qū)產(chǎn)生影響，甚至造成氣流 回灌的效果，同時在熱風區(qū)氣隙弧段8-2，入口氣隙的風量與轉(zhuǎn)子出口、冷風區(qū)出口的風量 混合，可以起到降低進入熱風區(qū)入口風溫的作用。工作原理本實施方式采用的冷卻空氣由機房經(jīng)過濾器后進入冷風區(qū)5，再流向裝在轉(zhuǎn)子2 軸上的風扇，然后分成兩路。一路流經(jīng)定子1繞組端部，另一路流經(jīng)轉(zhuǎn)子2副槽；采用氣隙 檔板7將氣隙弧段8擋住，使該區(qū)域與氣隙入口處的風量隔開，風路如圖2所示。進入定 子1端部的冷卻空氣先冷卻其端部，然后該冷卻空氣沿冷風區(qū)5運動，經(jīng)過冷風區(qū)5的空氣 首先進入冷風區(qū)5的定子徑向通風溝1-1，然后再進入發(fā)電機氣隙中，該空氣與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方 向的氣體以及氣隙入口處進來的氣體在氣隙中混合后進入定子齒區(qū)，再從熱風區(qū)6的定子 1徑向通風溝1-1出口處出來，再從熱風區(qū)6排出，重新通入冷卻器9進行冷卻。本實施方 式中電機采用副槽通風，氣體從轉(zhuǎn)子2兩端進入副槽，然后通過徑向通風溝1-1排出進入氣 隙。由于轉(zhuǎn)子2旋轉(zhuǎn)作用的影響，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向的氣體相對于定子具有一定的切向速度。
具體實施方式
三下面結合圖1說明本實施方式，本實施方式與實施方式一或二 的不同之處在于它還包括四個通風槽鋼7，所述四個通風槽鋼7沿定子1圓周方向均勻設 置，所述四個通風槽鋼7將定子1分成四個區(qū)域，所述四個區(qū)域?qū)亩ㄗ?外壁的弧段分 別與冷風區(qū)5和熱風區(qū)6所處的弧段相對應。其它組成及連接關系與實施方式一或二相同。本實施方式在定子1區(qū)域采用四個通風槽鋼7將定子1在圓周上分為相同的四個區(qū)域，將定子1形成花瓣式布局。這種花瓣式布局結構，將定子1鐵芯區(qū)域在圓周方向上隔 開，防止進入鐵芯的冷風與熱風相互影響，此外還可以減小流體在圓周向方向由于復雜流 動及定子槽的擾流作用產(chǎn)生的渦流，減小風摩損耗。
具體實施方式
四本實施方式與實施方式三的不同之處在于它還包括四塊扇形擋 風板，所述每個熱風區(qū)6的兩端分別設置一塊扇形擋風板。其它組成及連接關系與實施方 式三相同。本實施方式中在電機端部，利用扇形擋風板，將熱風區(qū)6兩端堵住，能夠防止熱風 區(qū)6出口的氣體與冷風區(qū)5的入口的冷卻氣體混合而降低冷風區(qū)5的冷卻效果。
權利要求一種具有周向混合通風冷卻結構的大型空冷汽輪發(fā)電機，它包括定子(1)、轉(zhuǎn)子(2)和機殼(3)，轉(zhuǎn)子(2)的外圓表面與定子(1)的內(nèi)圓表面之間為氣隙，所述定子(1)罩于機殼(3)之內(nèi)，其特征在于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(nèi)圓表面與定子(1)的外圓表面之間，形成兩個相對的冷風區(qū)(5)和兩個相對的熱風區(qū)(6)，兩個相對的熱風區(qū)(6)與冷卻器(9)的入口相連通。
2.根據(jù)權利要求1所述的具有周向混合通風冷卻結構的大型空冷汽輪發(fā)電機，其特征 在于它還包括四個氣隙檔板，與冷風區(qū)(5)對應的定子弧段所對應的氣隙段為冷風區(qū)氣 隙弧段(8-1)，共有兩個冷風區(qū)氣隙弧段(8-1)，每個冷風區(qū)氣隙弧段(8-1)的兩個端面處 分別設置一個氣隙檔板。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的具有周向混合通風冷卻結構的大型空冷汽輪發(fā)電機，其 特征在于它還包括四個通風槽鋼(7)，所述四個通風槽鋼(7)沿定子(1)圓周方向均勻設 置，所述四個通風槽鋼(7)將定子(1)分成四個區(qū)域，所述四個區(qū)域?qū)亩ㄗ?1)外壁的 弧段分別與冷風區(qū)(5)和熱風區(qū)(6)所處的弧段相對應。
4.根據(jù)權利要求3所述的具有周向混合通風冷卻結構的大型空冷汽輪發(fā)電機，其特征 在于它還包括四塊扇形擋風板，所述每個熱風區(qū)(6)的兩端分別設置一塊扇形擋風板。
專利摘要具有周向混合通風冷卻結構的大型空冷汽輪發(fā)電機，屬于電機技術領域。它解決了現(xiàn)有汽輪發(fā)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。它包括定子、轉(zhuǎn)子和機殼，轉(zhuǎn)子的外圓表面與定子的內(nèi)圓表面之間為氣隙，所述定子罩于機殼之內(nèi)，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(nèi)圓表面與定子的外圓表面之間，形成兩個相對的冷風區(qū)和兩個相對的熱風區(qū)，兩個相對的熱風區(qū)與冷卻器的入口相連通。本實用新型用于對大型空冷汽輪發(fā)電機進行冷卻。
文檔編號H02K9/04GK201717736SQ20102026742
公開日2011年1月19日 申請日期2010年7月22日 優(yōu)先權日2010年7月22日
發(fā)明者李偉力, 管春偉 申請人:哈爾濱理工大學