一種同步電機(jī)系統(tǒng)的冷卻風(fēng)路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種同步電機(jī)系統(tǒng)的冷卻風(fēng)路，包括：勵磁機(jī)、第一外殼、主風(fēng)道、第一風(fēng)道、第二風(fēng)道、水冷卻器、風(fēng)扇葉片、同步電機(jī)及第二外殼；同步電機(jī)設(shè)置在第二外殼內(nèi)；勵磁機(jī)設(shè)置在第一外殼內(nèi)；第二外殼的底部與主風(fēng)道連通；第一風(fēng)道與主風(fēng)道連通；第一風(fēng)道與第一外殼底部連通；第二風(fēng)道的一端連通在主管道圓周的頂部；第二風(fēng)道的另一端與第一外殼底部連通；風(fēng)扇葉片與水冷卻器設(shè)置在第二外殼內(nèi)。該冷卻風(fēng)路能避免同步電機(jī)冷卻風(fēng)路和勵磁機(jī)冷卻風(fēng)路的相互影響，使各自的冷卻風(fēng)路更加穩(wěn)定，不出現(xiàn)溫度場混亂的現(xiàn)象，冷卻效果更好。
【專利說明】
—種同步電機(jī)系統(tǒng)的冷卻風(fēng)路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電機(jī)制造【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種同步電機(jī)系統(tǒng)的冷卻風(fēng)路。

【背景技術(shù)】
[0002]在各類同步電機(jī)主機(jī)與勵磁機(jī)大型化過程中，一個關(guān)鍵技術(shù)就是復(fù)雜結(jié)構(gòu)下的冷卻問題。如果冷卻效果不好，繞組或銅排溫度過高，將直接影響電機(jī)的安全運(yùn)行；如果盲目增加冷卻空氣的流量，會導(dǎo)致摩擦損耗增大，電機(jī)效率降低。我國大型電機(jī)一般直接采購國外產(chǎn)品，開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大型電機(jī)及勵磁機(jī)通風(fēng)冷卻技術(shù)，減少進(jìn)口，是利國利民的舉措。
[0003]同步無刷勵磁電機(jī)內(nèi)部包括旋轉(zhuǎn)整流盤、定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，主要熱源是同步電動機(jī)的電磁負(fù)載、旋轉(zhuǎn)整流器的電力電子器件及滅磁電阻和交流勵磁機(jī)的電磁負(fù)載，現(xiàn)有的同步電動機(jī)的風(fēng)路多是強(qiáng)迫風(fēng)冷循環(huán)系統(tǒng)，旋轉(zhuǎn)整流盤與轉(zhuǎn)子為同軸上的旋轉(zhuǎn)部件，兩個旋轉(zhuǎn)部件引起的旋轉(zhuǎn)空氣動力場互相疊加，使得內(nèi)部速度場、壓力場非常復(fù)雜，因此，采用傳統(tǒng)的風(fēng)路計算方法研究同步電機(jī)的通風(fēng)冷卻問題會產(chǎn)生較大的誤差。
實用新型內(nèi)容
[0004]為解決上述問題，本實用新型提供了一種能避免同步電機(jī)冷卻風(fēng)路和勵磁機(jī)冷卻風(fēng)路的相互影響，使各自的冷卻風(fēng)路更加穩(wěn)定，不出現(xiàn)溫度場混亂的現(xiàn)象，冷卻效果更好的同步電機(jī)系統(tǒng)的冷卻風(fēng)路。
[0005]本實用新型提供的一種同步電機(jī)系統(tǒng)的冷卻風(fēng)路，包括:
[0006]勵磁機(jī)、第一外殼、主風(fēng)道、第一風(fēng)道、第二風(fēng)道、水冷卻器、風(fēng)扇葉片、同步電機(jī)及第二外殼；
[0007]所述同步電機(jī)設(shè)置在所述第二外殼內(nèi)的中間位置；所述勵磁機(jī)設(shè)置在所述第一外殼內(nèi)的中間位置；所述勵磁機(jī)與所述同步電機(jī)共用一個轉(zhuǎn)子軸；所述第二外殼的底部與所述主風(fēng)道的一端連通；
[0008]所述第一風(fēng)道的一端與所述主風(fēng)道的另一端軸向?qū)舆B通；所述第一風(fēng)道的另一端與所述第一外殼一端的底部連通；所述第一風(fēng)道遠(yuǎn)離所述第二外殼；
[0009]所述第二風(fēng)道的一端連通在所述主風(fēng)道圓周的頂部；所述第二風(fēng)道的另一端與所述第一外殼另一端的底部連通；所述第二風(fēng)道靠近所述第二外殼；
[0010]所述風(fēng)扇葉片與所述水冷卻器設(shè)置在所述第二外殼內(nèi)。
[0011]作為優(yōu)選，所述風(fēng)扇葉片穿套在所述同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸上；所述風(fēng)扇葉片與所述同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子固連。
[0012]作為優(yōu)選，兩個所述水冷卻器分別設(shè)置在所述第二外殼頂部左右對稱的位置；所述水冷卻器位于所述同步電機(jī)的定子上方。
[0013]本實用新型提供的一種同步電機(jī)系統(tǒng)的冷卻風(fēng)路通過將同步電機(jī)設(shè)置在第二外殼內(nèi)，勵磁機(jī)設(shè)置在第一外殼內(nèi)，使得第二外殼內(nèi)同步電機(jī)的冷卻風(fēng)路與第一外殼內(nèi)勵磁機(jī)的冷卻風(fēng)路分離開，使各自的冷卻風(fēng)路更加穩(wěn)定，不會出現(xiàn)溫度場混亂的現(xiàn)象，更利于用傳統(tǒng)流體力學(xué)理論準(zhǔn)確地計算出同步電機(jī)的冷卻風(fēng)量。通過主風(fēng)道、第一風(fēng)道及第二風(fēng)道將第一外殼和第二外殼連通，使得第二外殼內(nèi)產(chǎn)生的部分冷空氣能通過主風(fēng)道及第一風(fēng)道流入第一外殼對勵磁機(jī)進(jìn)行冷卻，冷卻后的熱空氣再通過第二風(fēng)道及主風(fēng)道流回第二外殼形成回路，這樣設(shè)計既能保證勵磁機(jī)的冷卻效果，又不增加勵磁機(jī)的冷卻裝置，有效控制了設(shè)備成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型實施例提供的同步電機(jī)系統(tǒng)的冷卻風(fēng)路的結(jié)構(gòu)簡圖。
[0015](其中各標(biāo)號代表的部件依次為:1、勵磁機(jī)，2、第一風(fēng)道，3、主風(fēng)道，4、第二風(fēng)道，5、水冷卻器,6、風(fēng)扇葉片,7、同步電機(jī)的定子，8、同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子,9、第二外殼,10、第一外殼)

【具體實施方式】
[0016]為了深入了解本實用新型，下面結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0017]參見附圖1，本實用新型提供的同步電機(jī)系統(tǒng)的冷卻風(fēng)路，包括:勵磁機(jī)1、第一外殼10、主風(fēng)道3、第一風(fēng)道2、第二風(fēng)道4、水冷卻器5、風(fēng)扇葉片6、同步電機(jī)及第二外殼9 ；同步電機(jī)設(shè)置在第二外殼9內(nèi)的中間位置；勵磁機(jī)I設(shè)置在第一外殼10內(nèi)的中間位置；勵磁機(jī)I與同步電機(jī)共用一個轉(zhuǎn)子軸；第二外殼9的底部與主風(fēng)道3的一端連通；第一風(fēng)道2的一端與主風(fēng)道3的另一端軸向?qū)舆B通；第一風(fēng)道2的另一端與第一外殼10 —端的底部連通；第一風(fēng)道2遠(yuǎn)離第二外殼9 ;第二風(fēng)道2的一端連通在主風(fēng)道3圓周的頂部；第二風(fēng)道4的另一端與第一外殼10另一端的底部連通；第二風(fēng)道4靠近第二外殼9，這樣使得主風(fēng)道3內(nèi)回流的熱空氣更容易進(jìn)入第二外殼9，使得整個冷卻風(fēng)路流通更順暢。第一風(fēng)道2與主風(fēng)道3軸向?qū)蛹暗诙L(fēng)道4連通在主風(fēng)道3圓周的頂部能更方便主風(fēng)道3的下部流通冷卻空氣，上部流通熱空氣，使得主風(fēng)道3內(nèi)的氣體流動更平緩順暢。當(dāng)同步電機(jī)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)時，在風(fēng)扇葉片6的作用下，熱空氣被吹向同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子8，然后向上方流向同步電機(jī)的定子7，最后進(jìn)入水冷卻器5進(jìn)行冷卻，形成一個冷卻回路；由于冷空氣的密度比熱空氣的密度大，所以被水冷卻器5冷卻后的冷空氣向下流動，對同步電機(jī)的定子7下半部分進(jìn)行冷卻，同時有部分冷空氣通過主風(fēng)道3、第一風(fēng)道2進(jìn)入到第一外殼10對勵磁機(jī)I進(jìn)行冷卻，冷卻后的熱空氣通過第二風(fēng)道4、主風(fēng)道3回到第二外殼9的冷卻回路中。因為勵磁機(jī)I的第一外殼10和同步電機(jī)的第二外殼9僅僅是通過主風(fēng)道3、第一風(fēng)道2及第二風(fēng)道4相連通，而非現(xiàn)有技術(shù)中的勵磁機(jī)I和同步電機(jī)在同一個外殼內(nèi)，所以避免同步電機(jī)冷卻風(fēng)路和勵磁機(jī)I冷卻風(fēng)路的相互影響，使各自的冷卻風(fēng)路更加穩(wěn)定，不出現(xiàn)溫度場混亂的現(xiàn)象，冷卻效果更好。
[0018]風(fēng)扇葉片6與水冷卻器5設(shè)置在第二外殼9內(nèi)，因為勵磁機(jī)I的發(fā)熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于同步電機(jī)的發(fā)熱量，所以風(fēng)扇葉片6只需安裝在同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸上，同步電機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行時冷卻空氣主要對同步電機(jī)的定子7和轉(zhuǎn)子8進(jìn)行冷卻，部分冷空氣通過主風(fēng)道3、第一風(fēng)道2流入第一外殼10對勵磁機(jī)I進(jìn)行冷卻，冷卻后的熱空氣再通過第二風(fēng)道4、主風(fēng)道3流回第二外殼9形成冷卻回路，這樣設(shè)計既能保證勵磁機(jī)I的冷卻效果，又不增加勵磁機(jī)I的冷卻機(jī)構(gòu)，有效控制了設(shè)備成本。
[0019]其中，兩個風(fēng)扇葉片6穿套在同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸上；兩個風(fēng)扇葉片6分別固連在同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子8兩端；風(fēng)扇葉片6跟隨轉(zhuǎn)子8同步旋轉(zhuǎn)。兩個水冷卻器5分別設(shè)置在第二外殼9頂部左右對稱的位置；水冷卻器5位于同步電機(jī)的定子7上方。當(dāng)同步電機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行時，風(fēng)扇葉片6跟隨同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子8 —起旋轉(zhuǎn)，空氣流向同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子8、同步電機(jī)上半部分定子7的中部，并向上通過水冷卻器5進(jìn)行冷卻，由于冷空氣密度大，冷卻后的空氣向下流動，再次經(jīng)過風(fēng)扇葉片6，進(jìn)而在第二外殼9的上部空間形成冷卻回路。同時，由水冷卻器5產(chǎn)生的冷卻空氣在重力作用和同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子8旋轉(zhuǎn)的帶動下，部分冷卻空氣流向第二外殼9的下半部分，在風(fēng)扇葉片6的作用下，冷卻空氣流向同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子8及同步電機(jī)下半部分定子7的中部，進(jìn)而在第二外殼9的下部空間形成冷卻回路。按照上述方式布置風(fēng)扇葉片6與水冷卻器5，使得第二外殼9內(nèi)部的空氣流場更加穩(wěn)定簡單，利于風(fēng)路的計算，繼而確定合適的冷卻空氣流量，既能保證同步電機(jī)內(nèi)部的冷卻，又能減少氣流摩擦損耗，提聞電機(jī)效率。
[0020]本實用新型提供的一種同步電機(jī)系統(tǒng)的冷卻風(fēng)路通過將同步電機(jī)設(shè)置在第二外殼9內(nèi)，勵磁機(jī)I設(shè)置在第一外殼10內(nèi)，使得第二外殼9內(nèi)同步電機(jī)的冷卻風(fēng)路與第一外殼10內(nèi)勵磁機(jī)I的冷卻風(fēng)路分離開，使各自的冷卻風(fēng)路更加穩(wěn)定，不會出現(xiàn)溫度場混亂的現(xiàn)象，更利于用傳統(tǒng)流體力學(xué)理論準(zhǔn)確地計算出同步電機(jī)的冷卻風(fēng)量。通過主風(fēng)道3、第一風(fēng)道2及第二風(fēng)道4將第一外殼10和第二外殼9連通,使得第二外殼9內(nèi)產(chǎn)生的部分冷空氣能通過主風(fēng)道3及第一風(fēng)道2流入第一外殼10對勵磁機(jī)I進(jìn)行冷卻，冷卻后的熱空氣再通過第二風(fēng)道4及主風(fēng)道3流回第二外殼9形成回路，這樣設(shè)計既能保證勵磁機(jī)I的冷卻效果，又不增加勵磁機(jī)I的冷卻裝置，有效控制了設(shè)備成本。通過合理布置風(fēng)扇葉片6與水冷卻器5，使得第二外殼9內(nèi)部的空氣流場更加穩(wěn)定簡單，利于風(fēng)路的計算，繼而確定合適的冷卻空氣流量，既能保證同步電機(jī)內(nèi)部的冷卻，又能減少氣流摩擦損耗，提高電機(jī)效率。
[0021]以上所述的【具體實施方式】，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的【具體實施方式】而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種同步電機(jī)系統(tǒng)的冷卻風(fēng)路，其特征在于，包括: 勵磁機(jī)、第一外殼、主風(fēng)道、第一風(fēng)道、第二風(fēng)道、水冷卻器、風(fēng)扇葉片、同步電機(jī)及第二夕卜殼; 所述同步電機(jī)設(shè)置在所述第二外殼內(nèi)的中間位置；所述勵磁機(jī)設(shè)置在所述第一外殼內(nèi)的中間位置；所述勵磁機(jī)與所述同步電機(jī)共用一個轉(zhuǎn)子軸；所述第二外殼的底部與所述主風(fēng)道的一端連通； 所述第一風(fēng)道的一端與所述主風(fēng)道的另一端軸向?qū)舆B通；所述第一風(fēng)道的另一端與所述第一外殼一端的底部連通；所述第一風(fēng)道遠(yuǎn)離所述第二外殼； 所述第二風(fēng)道的一端連通在所述主風(fēng)道圓周的頂部；所述第二風(fēng)道的另一端與所述第一外殼另一端的底部連通；所述第二風(fēng)道靠近所述第二外殼； 所述風(fēng)扇葉片與所述水冷卻器設(shè)置在所述第二外殼內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步電機(jī)系統(tǒng)的冷卻風(fēng)路，其特征在于: 所述風(fēng)扇葉片穿套在所述同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸上；所述風(fēng)扇葉片與所述同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子固連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步電機(jī)系統(tǒng)的冷卻風(fēng)路，其特征在于: 兩個所述水冷卻器分別設(shè)置在所述第二外殼頂部左右對稱的位置；所述水冷卻器位于所述同步電機(jī)的定子上方。
【文檔編號】H02K9/10GK204068570SQ201420466195
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年8月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月18日
【發(fā)明者】李華, 開崗生, 李雁志, 肖志新, 劉浩, 劉洋, 夏江濤, 陳剛, 鐘毅 申請人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司