[发明专利]一种抽水蓄能电机转子通风结构组件及抽水蓄能电机转子

说明书

本发明提供了一种抽水蓄能电机转子通风结构组件及抽水蓄能电机转子，包括：磁极极靴和励磁绕组，磁极极靴具有两个凹槽和两个空心槽，励磁绕组为变截面结构；凹槽位于磁极极靴上与阻尼绕组槽方向平行的两个侧表面上；两个空心槽分别位于每个磁极极靴的两侧的两个阻尼绕组和与所述的两个阻尼绕组相邻的阻尼绕组的中间位置；变截面励磁绕组结构为励磁绕组的直线段部分外表面沿高度方向具有一定的倾斜角度，且变截面励磁绕组与上托板接触的截面积最小，与下托板接触的截面积最大。本组件可以提升磁极极靴、阻尼绕组和励磁绕组的散热效果，保障电机的安全运行。

技术领域

本发明涉及凸极电机转子通风技术及设计制造技术领域，尤其涉及一种抽水蓄能电机转子通风结构组件及抽水蓄能电机转子。

背景技术

抽水蓄能电机的转子温升比定子温升的裕度小，使用过程中需要采用降低电机转子温升的措施。阻尼绕组作为抽水蓄能电机转子的重要组成部件，可以抑制电机磁场突变和转子振荡，对转子励磁绕组起到保护作用，提高了电机的运行稳定性；同时，在抽水蓄能电机电动工况下，阻尼绕组为电机异步起动方式下提供了起动力矩。在抽水蓄能电机起动时，由于阻尼绕组中流过较大的电流，阻尼绕组承受较大的热应力。在抽水蓄能机组频繁的启停过程中，容易导致出现阻尼绕组断条、焊接处开焊和位置窜动等常见故障，严重的影响了电机并联运行和电网的安全稳定性。与阻尼绕组相接触的磁极极靴结构受谐波磁场的影响，在磁极极靴表面产生涡流损耗，导致磁极极靴表面温度过高，进一步造成阻尼绕组的温度上升。抽水蓄能电机转子的主要热源励磁绕组依靠相邻磁极之间的空气进行冷却，因此相邻磁极之间的空气内部的流动过程对励磁绕组温度的高低起到关键影响。

因此，需要一种可有效提高磁极极靴、阻尼绕组和励磁绕组高温区域的散热效果的抽水蓄能电机转子通风结构组件。

发明内容

本发明提供了一种抽水蓄能电机转子通风结构组件及抽水蓄能电机转子，旨在提升了磁极极靴、阻尼绕组和励磁绕组构件的散热效果，保障电机的安全运行。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

本发明提供了一种抽水蓄能电机转子通风结构组件，包括：磁极极靴和励磁绕组，其特征在于，所述的磁极极靴具有两个凹槽和两个空心槽；

所述凹槽位于磁极极靴上与阻尼绕组槽方向平行的两个侧表面上；

所述的两个空心槽分别位于每个磁极极靴的两侧的两个阻尼绕组和与所述的两个阻尼绕组相邻的阻尼绕组的中间位置。

优选地，励磁绕组为变截面结构，所述的变截面励磁绕组的直线段部分外表面沿高度方向具有一定的倾斜角度，且变截面励磁绕组与上托板接触的截面积最小，与下托板接触的截面积最大。

优选地，凹槽为圆弧型，所述圆弧的弧长l与所述磁极极靴高度满足H＜l≤πH/2。

优选地，圆弧的弧长l为πH/2。

优选地，空心槽包括空心槽口和空心槽芯，所述空心槽口的高度与磁极极靴的凹槽顶部到磁极极靴表面的距离相等，所述空心槽口的轴向截面形状为倒梯形。

优选地，磁极极靴的凹槽顶部与磁极极靴表面的垂直距离h₁根据下式(1)计算得到：

其中，f表示激励源的振荡频率50Hz、μ₀为真空的磁导率、μ_r为磁极极靴的相对磁导率，γ为磁极极靴的电导率。

优选地，凹槽和空心槽的轴向长度与电机磁极的轴向长度相等。

优选地，变截面结构的励磁绕组的直线段部分外表面沿高度方向的倾斜角度α根据下式(2)计算得到：

α＝arctan(2πRnQ/S)(2)