[发明专利]具有环绕水冷式定子端部铁心冷却系统的隐极发电机

说明书

技术领域

本发明涉及具有环绕水冷式定子端部铁心冷却系统的隐极发电机，属于电机领域。

背景技术

大型隐极发电机单机容量的增加会导致发电机端部区域磁密明显增加，进而定子端部铁心的损耗和温升急剧增大，发热严重的定子端部铁心就会发生热膨胀，受到发电机内固定件的约束作用后定子端部铁心因挤压作用而翘曲和变形，导致定子端部铁心松动，特别是在隐极发电机特殊工况，例如进相运行时，温度过高的定子端部铁心甚至会发生断裂和挤压定子绕组的现象，严重的话会烧毁定子端部铁心，影响到了隐极发电机的使用寿命和安全运行。

传统的定子端部铁心是由硅钢片叠压而成的实心结构。定子端部铁心的损耗较高，通风冷却效果较差，产生的热量不能及时被周围的冷却流体带走，导致定子端部铁心的温度较高，需要采用合理的冷却技术来降低定子端部铁心的温度，使其在允许的温度范围内，延长隐极发电机的使用寿命。

发明内容：

本发明的目的是提供具有环绕水冷式定子端部铁心冷却系统的隐极发电机，以解决定子端部铁心由于损耗高和通风冷却效果差导致的定子端部铁心温度过高和与其他定子铁心段温差大的问题，有效地提升了隐极发电机内定子端部铁心的冷却效果。

本发明的具有环绕水冷式定子端部铁心冷却系统的隐极发电机，它包括定子端部铁心、环绕式水管、水管阀门、水循环冷却设备、定子径向通风沟、压指、压板、铜屏蔽、定子绕组、定子槽楔、层间绝缘和转子。定子端部铁心由第一段定子端部铁心，第二段定子端部铁心，第三段定子端部铁心和第四段定子端部铁心组成，环绕式水管由左侧环绕式水管和右侧环绕式水管组成。压指压装在第一段定子端部铁心的外侧表面，压指与环绕式水管相接触，环绕式水管安装在定子端部铁心内外侧表面的内部，水管阀门位于水循环冷却设备的入口位置，水管阀门与环绕式水管的上端相连接，环绕式水管的左侧环绕式水管和右侧环绕式水管通过定子端部铁心固定，环绕式水管的转弯处分别位于定子端部铁心的齿底部和轭顶部，水循环冷却设备的出口与环绕式水管的下端相连接，从水循环冷却设备出口流出的水经过冷却后再次循环到水循环冷却设备的入口，构成了环绕水冷式定子端部铁心冷却系统。

环绕式水管的横截面为正方形，其中环绕式水管的三个表面与定子端部铁心相接触，另一个表面与压指或者定子径向通风沟内的冷却流体相接触，在冷却定子端部铁心的同时又可以有效地降低压指的温度和定子径向通风沟内冷却流体的温度。环绕式水管横截面的正方形边长应该小于等于定子端部铁心1厚度的1/4。环绕式水管内冷却水的速度可以通过水管阀门来控制，环绕式水管内冷却水的速度控制在1 m/s-4 m/s。

作为优选，所述的第一段定子端部铁心的齿部中间位置和轭部位置均开设有定子轴向通风孔，定子轴向通风孔贯穿于整个第一段定子端部铁心，使得隐极发电机端部区域内的冷却流体直接进入定子径向通风沟内，加快了定子径向通风沟内冷却流体的速度，有效地降低了发热严重的第一段定子端部铁心的温度。

作为优选，所述的与定子径向通风沟内冷却流体接触的定子端部铁心的表面开设有矩形散热凹槽，矩形散热凹槽位于定子端部铁心的齿部中间位置和轭部位置，矩形散热凹槽的深度小于等于定子端部铁心厚度的1/4。该设置可以明显地增大定子端部铁心与定子径向通风沟内冷却流体的接触面积，增强了定子端部铁心的散热能力，降低了定子端部铁心的损耗和温度。

本发明的优点：隐极发电机的最高温度往往出现在定子端部铁心，在原来发热严重的实心定子端部铁心内外侧表面的内部安装环绕式水冷系统后，一方面该环绕式水冷系统可以有效地带走定子端部铁心的热量，明显地降低定子端部铁心的温度。另一方面还可以降低压指的温度以及定子径向通风沟内流体的温度，冷却后的定子径向通风沟内的流体反过来又进一步降低了定子端部铁心的温度。本发明结构简单，便于实现，有效地增强了定子端部铁心和压指的冷却效果，减小了定子区域沿轴向的温差，同时降低了定子端部铁心的损耗，节省了定子端部铁心的材料，延长了隐极发电机的使用寿命。

附图说明：

为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1为本发明所述环绕水冷式定子端部铁心冷却系统的轴向剖视图；

图2为本发明所述环绕水冷式定子端部铁心冷却系统的圆周方向剖视图；

图3为本发明具体实施方式二所述的环绕水冷式定子端部铁心冷却系统的圆周方向剖视图；

图4为本发明具体实施方式三所述的环绕水冷式定子端部铁心冷却系统的圆周方向剖视图。