[发明专利]具有三风扇全循环冷却风路系统的三相异步电动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种三相异步电动机，尤其涉及具有三风扇全循环冷却风路系统的三相异步电动机。

背景技术

近代电机都采用较高的电磁负荷，以提高材料的利用率，电机的单机容量也日益增大，因此必须改进电机的冷却系统，以提高其散热能力。

除个别小型或特种电机外，绝大部分电机都是采用风扇强迫空气流动来冷却电机的空气冷却系统。采用空气冷却的电机结构简单，成本较低，其特点是空气的冷却效果差，在高速电机中引起的摩擦损耗较大。采用空气冷却的通风系统结构类型非常繁多，现就基本特点从以下四方面来说明：

1.1开路冷却（或自由循环）或封闭循环

开路冷却的电机，其冷却空气由电机周围抽取，空气通过电机后，再回到周围环境中去；闭路冷却的电机，其冷却介质（空气）通过电机，沿着闭合线路进行循环；冷却介质中的热量经结构件或冷却器传递给第二冷却介质。

1.2            径向、轴向和混合式通风系统

按照电机内冷却空气流动的方向，空气冷却系统可以分为径向、轴向和混合（径、轴向）式三种。

由于径向通风系统便于利用转子上能够产生风压的零部件（如风道片、磁极等）的鼓风作用，因而在高压箱式电机中得到广泛的应用。

轴向通风系统便于安装直径较大的风扇，以加大通风量。主要缺点是沿轴的方向冷却不均匀，且不便于利用转子上部件的鼓风作用。轴向通风系统一般用于中小型电机中，本课题主要研究的是对轴向通风系统的改进。

混合式通风系统兼有轴向和径向两种通道，这种通风系统的特点是将气流分为多股，使冷空气尽可能地与电机的所有发热部分相接触，因此电机各部分都能均匀地得到冷却；这种冷却系统对轴向长度较长的电机特别适宜。

1.3            抽出式和鼓入式

冷却空气是首先通过电机的发热部分，再通过风扇，为抽出式冷却系统；

冷却空气首先通过风扇，再通过电机的发热部分，为鼓入式冷却系统；

由于抽出式的冷空气首先和电机的发热部分接触，且能采用直径较大的风扇，而鼓入式的冷却空气首先通过风扇，被风扇的损耗加热后，再和电机的发热部分接触，这样风扇损耗将引起空气温度的提高，在高速电机中，这种损耗引起的空气温升可达5°，因此抽出式的电机的冷却能力较高。

直流电机中，风扇多装在非换向器端，如采用鼓入式冷却系统可避免电刷磨损的碳粉进入电机。

1.4            外冷与内冷

采用空气冷却的系统一般都采用外冷或所谓的表面冷却方式，但为了提高冷却能力，也有采用内冷式的，如水轮发电机的励磁绕组，可采用空气内冷。国外在容量小于200MW的汽轮发电机转子绕组上也用空气内冷。内冷系统结构复杂，对冷却气体要求十分干净。

本专利主要是对电机轴向通风系统的优化，属于内风路封闭循环结构的改进，是鼓入式和抽出式的冷却系统的合理结合，属于外冷的表面冷却方式。

目前电机的空气冷却系统结构简单，成本较低，风路结构多年来一直没有变化，应用比较广泛，以全封闭自扇冷电机为例，风路结构通常有以下两种：

1、  一个外风扇、机座内无内风扇；

2、  一个外风扇，一个内风扇，内风扇通常配在机座内部靠近外风扇端；

该结构在常规容量的电机中定子温升、轴承温度表现稳定，但随着近代电机的发展，为降低成本，提高材料的利用率，单机容量日益增大，使用原有的冷却系统已不能满足电机正常运行的需求，定子温升和轴承温度均高于标准值。

电机容量加大，热负荷增加，在有限的的散热面积下，原有空气冷却系统已不能满足散热要求，导致电机内部热量过高，不能通过内外风路的进行良好的热交换，达到电机温升及轴承温度的稳定，保证电机的稳定运行。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供了具有三风扇全循环冷却风路系统的三相异步电动机，使电机形成内外全循环的冷却风路系统，使电机内部的风压均匀分布，内外部循环更加畅通。