[发明专利]大功率电机

说明书

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体地说，涉及一种大功率电机。 

 

背景技术

中大型电机冷却方式多种多样，包括空冷、液冷、蒸发冷却等，但在中大型电机应用中，综合冷却系能和经济成本，主要以空冷为主。空气冷却在结构上简单，费用低廉，维护方便，这些显著优点使得空气冷却首先得到了应用和发展，但是，随着电机容量的增加，电机发热量也在增加，要强化冷却就必须加大通风量，从而增加通风损耗，降低电机效率，电机水冷系统随之产生。

关于电机液冷方式，早在1917年，匈牙利冈次茨工厂就曾用变压器油作牵引电机的冷却方式。1956年，英国开始采用净化水冷却电机定子绕组。目前绕组采用水冷已相当普遍。液体的比热，导热系数比气体大，所以液冷的散热能力较空气冷却大为提高。水是很好的冷却介质，它具有很大的比热和导热系统，价廉无毒，不阻燃，无爆炸危险，冷却效果显著等优点。

大功率电机的传统水冷却方式有两种：

一种方式是在电机框架上方安装空水冷却器，电机内冷却气分别经过驱动端、非驱动端的轴流扇进入转子铁芯，冷却转子后经由转子的径向风道流入定子径向风道；冷却定子铁芯后，集中进入框架上方的冷却器内冷却，再由电机两端分别进入电机内部进行冷却。这种方式的优点是空水冷却器效率高，可以有效地冷却内气；定子铁芯、转子铁芯与冷却气的接触面积大，冷却效果好；缺点是电机体积大，所需的空间大；质量重，成本高。

另一种方式是电机水套式框架通过热套方式与定子装配到一起，主要通过定子与框架之间的热传导冷却电机。这种方式的优点是电机体积小，质量轻，对定子冷却效果好；缺点是对转子的冷却效果差，电机驱动端、非驱动端温差较大。

发明内容

本发明的目的是解决现有采用水冷方式的大功率电机，在电机整体冷却效果和电机体积上存在的矛盾，提供一种可以将电机冷却效果和电机体积进行均衡考虑的大功率电机。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种大功率电机，电机框架为密闭式结构，电机内一端的转轴上设有离心风扇，其特征在于：定子外表面套有具有轴向气流通道的水套，定子设有多组位于定子不同径向截面的第一径向通风孔，转子设有多组与第一径向通风孔对应的第二径向通风孔，定子外表面设有多个与对应第一径向通风孔连通、远离离心风扇一侧开口封闭且靠近离心风扇一侧开口开通的第一轴向通风道，转子邻近轴心处设有多个与对应第二径向通风孔连通、远离离心风扇一侧开口开通且靠近离心风扇一侧开口封闭的第二轴向通风道。

本发明中，所述定子外表面套有具有轴向气流通道的水套，既可以是具有多个沿电机轴向风管的水套，也可以是具有多个沿电机轴向水道的水套。

本发明中，为了使得定子和转子内部散热均匀，同时避免气流回流，相邻两组位于不同径向截面的第一径向通风孔和第二径向通风孔沿电机轴向的间距从靠近离心风扇一端到远离离心风扇一端逐渐增大。

所述多个第一轴向通风道的总宽度为定子外圆周周长的二分之一到三分之二。由于内气主要冷却转子，水套主要冷却定子，当多个第一轴向通风道的总宽度为定子外圆周周长的二分之一到三分之二时，总的冷却效果最佳。

一种大功率电机，电机框架为密闭式结构，电机内一端的转轴上设有离心风扇，其特征在于：定子外表面套有具有轴向气流通道的水套，定子设有多组位于定子不同径向截面的第一径向通风孔，转子设有多组位于转子不同径向截面与第一径向通风孔对应的第二径向通风孔，定子外表面设有多个与对应第一径向通风孔连通、远离离心风扇一侧开口封闭且靠近离心风扇一侧开口开通的第一轴向通风道，转子邻近轴心处设有多个与对应第二径向通风孔连通、远离离心风扇一侧开口开通且靠近离心风扇一侧开口部分封闭的第二轴向通风道。

本发明中，所述定子外表面套有具有轴向气流通道的水套，既可以是具有多个沿电机轴向风管的水套，也可以是具有多个沿电机轴向水道的水套。

本发明中，为了使得定子和转子内部散热均匀，同时避免气流回流，相邻两组第一径向通风孔和第二径向通风孔沿电机轴向的间距从靠近离心风扇一端到远离离心风扇一端逐渐增大。

所述多个第一轴向通风道的总宽度为定子外圆周周长的二分之一到三分之二。由于内气主要冷却转子，水套主要冷却定子，当多个第一轴向通风道的总宽度为定子外圆周周长的二分之一到三分之二时，总的冷却效果最佳。