[实用新型]同步电机之无刷励磁机的通风改进装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种同步电机之无刷励磁机的通风改进装置。

背景技术：

无刷励磁机是带有励磁机及与同步电机同轴的旋转整流器的交流励磁机。它是励磁系统的重要组成部分，直接影响电机的运行性能。与电机相比，励磁机的尺寸小且售价低，一直没有得到足够的重视。    

同步电机系统是由无刷励磁机和主机（同步电机）两部分组成，是近年来发展迅速的集电力，电子和电机理论为一体的一种新型电机。无刷励磁同步电机取消了励磁系统中滑动接触部分(滑环、电刷)，消除了火花、发热、磨损、噪音等问题，因而可靠性高，最初在石化系统得到广泛使用。与异步电机相比，它可以通过调节励磁电流使其在超前功率因数下运行，有利于改善电网的功率因数，因此，大型设备如大型鼓风机、水泵、球磨机、压缩机、轧钢机等，常用同步电机驱动。同步电机的转速完全取决于电源频率，频率一定时，电机的转速也就一定，它不随负载而变。这一特点在某些传动系统，特别是多机同步传动系统和精密调速稳速系统中具有重要意义。另外，同步电机的运行稳定性也比较高。鉴于上述优点，同步电机及与之配套的无刷励磁机在工业生产中有着广泛的应用前景。

目前，各类同步电机主机与励磁机大型化过程中遇到的关键技术都是复杂结构下的冷却问题。原因是如果冷却空气流量设计过小，绕组或铜排超温，将直接影响电机的安全运行；空气流量过大，摩擦损耗增大，电机效率降低。我国大型电机一般直接采购国外产品，开发具有自主知识产权的大型电机及励磁机通风冷却技术，减少进口，是利国利民的举措。

同步电机之励磁机虽然体积较小，但内部包括旋转整流盘、定转子结构，且气隙空间小等结构特点，旋转整流盘与转子为同轴上的旋转部件，两个旋转部件引起的旋转空气动力场相互叠加，使得内部速度场、压力场非常复杂。采用传统的风路计算方法研究励磁机内的通风冷却问题，发现产生的误差相对大些。因此，必须采用三维计算流体动力学CFD方法，预测并研究无刷励磁机内部的三维流动特性，总结其内部各部分的速度、压力变化规律，为通风设计提供理论指导势在必行。

现有的设备空气入口位于整流盘上方，空气出口位于定子上方。经实验测量发现，整流盘上方的空气温度并不是环境温度，而是热空气，而定子上方开口处的空气温度较低。经过励磁机内三维湍流流场数值模拟计算发现，该种通风方案中，励磁机上方两开口，对于整流盘与转子旋转吸风产生的内部空气流场而言，均互为入出口。

实用新型内容：

本实用新型的目的是提供一种采用计算流体动力学软件对励磁机结构的一半建立物理模型与湍流数学模型，进行多方案流场对比数值模拟的同步电机之无刷励磁机的通风改进装置。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种同步电机之无刷励磁机的通风改进装置，其组成包括: 励磁机主轴、轴承、励磁机定子、励磁机转子、旋转整流盘、定子机座、励磁机罩，所述的励磁机主轴装有旋转整流盘和励磁机转子，所述的定子机座装有励磁机定子，所述的励磁机罩具有励磁机空气入口，所述的励磁机罩具有励磁机空气出口，所述的定子机座两端具有前空气入口和后空气入口，所述的定子机座上部具有空气出口，所述的励磁机空气出口连接定子机座上部具有的空气出口。

所述的同步电机之无刷励磁机的通风改进装置，所述的励磁机空气入口尺寸与所述的励磁机空气出口尺寸相同，所述的空气出口为热风出口，所述的轴承中心距所述励磁机空气出口尺寸为L1，所述的励磁机空气入口距励磁机空气出口尺寸为L2。

有益效果：

1.本实用新型的无刷励磁机内部流场极其复杂，电机生产厂家多数根据引进的同类型电机的通风风路，经消化吸收，设计较大容量的励磁机：针对20~30MW级电机之无刷励磁机，经申请人采用计算流体动力学CFD方法，多方案流场数值模拟研究，改进通风方法，在定子上方开设出风口，在整流盘的相反方向的一侧开设进风口。经前期数值计算及测试发现，此时，入口风温为环境温度，出口温度为热风。避免了整流盘与定子上方分别开设两孔时，温度场混乱的现象，确保励磁机安全稳定运行。

本实用新型开发和改进无刷励磁机的通风方法，加深对其内部流场的认识，具有重要的现实意义和良好的应用前景。

本实用新型把原设计入口移至离转子较近的左侧，定子机座上不开口，原设计出口不变，则定子上方的开口为净流出。