[发明专利]气冷式电机

说明书

本发明涉及一种气冷式电机，新鲜气体从下面吸入，进入吸入腔并通过轴流式通风机送入绕组端部腔，在此处分成多个分流以冷却定子和转子。

在气冷式涡轮发电机中，通过通常在转子的两侧固定在转子轴上的轴流式通风机提供所需冷却气体量和一定的压头而保证了冷却(参照公司刊物“具WX与WY空气冷却的18…230MVA涡轮发电机”，印刷品号为CH-KW160887，特别参看第9页上的纵向剖视图)。

在轴流式通风机上游和下游的空气引导通道中，转子的给定转向产生一个沿旋转方向的流入涡旋。流入轴流式通风机的气流通常只从一侧进入，例如从设置在电机下面的冷却器从下面进入，而不是如所希望的那样从所有侧面进入。这两个实际情况导致在绕组端部腔内存在着相差较大的气体速度，从而造成冷却不均匀。这种情况意味着电机的利用率较低。

美国专利4,544,855公开了一种气冷式交流电机，它具有叠片铁心组形式的转子和定子以及绕组端部；为了使转、定子叠片铁心组和绕组端部得到最佳的冷却，电机设置成具有一个定子中部和两个定子端部，在机壳的各角部上设置有通道来排出冷却气体。通道只由机壳壁与定子叠片铁心组的后部围成，由定子叠片铁心组分隔开，并沿定子叠片铁心组的全长伸展。由通风机输送来的冷却气体首先送到内绕组端部腔或转子入流腔，在该处被分成并联的两个冷却通道。在第一个冷却通道中，冷却气体通过转子叠片铁心组并通过定子叠片铁心组；在第二个冷却通道中，冷却气体通过绕组端部。两个定子端部分别形成冷却气体入口与出口腔并设有分隔壁以分开两个冷却通道。分隔壁具有旁路开孔，这些开孔的相应有效横截面积可通过可更换的盖板来改变。这种电机同样存在以上所述的缺点。

本发明的目的在于改善开头所述类型的气冷式电机的冷却、从而提高电机的利用率。

本发明的目的通过以下的技术解决方案来实现。本发明的气冷式电机具有一个定子和一个有轴流式通风机设置在其上的转子；还具有一个绕组端部腔，从轴流式通风机输送来的冷却气体流入绕组端部腔内并分成多股分流来冷却定子与转子；还具有一个通过一个绕组端部外壳跟绕组端部腔分隔开的吸入腔，从冷却器来的新鲜气体流入吸入腔内；还具有一个将吸入腔跟外界分隔开的外部外壳；沿冷却气流的流动方向看，在轴流式通风机的上游并与之同轴地设置一个环形空气引导装置，该空气引导装置固定在外部外壳上并在其整个圆周上分布地设有径向地与轴向地伸展的导流板，并且在空气引导装置的外周的一个部分上设有一个封板以在进入气流的主方向上限制穿过空气引导装置的冷却气体的流通横截面。

本发明的其它结构发展描述如下。所述空气引导装置包含一个具有径向朝外伸展并且是基本上轴向对准的导流板的内环；在该内环的内侧设有一个用来将空气引导装置固定到外部外壳上的环状凸缘。该导流板的轴向长度大约相当于吸入腔在绕组端部外壳的径向内端的位置处的轴向长度。该封板的轴向长度大约相当于导流板的轴向长度的一半，此封板起始于导流板的面对轴流式通风机的后缘，对称于电机的垂直对称轴线伸展，并延伸在空气引导装置的四份之一的外周上。

本发明的优点特别表现在通过这些结构上比较简单的、既可以在设计电机时实现也可以在以后才实现的措施，提高了效率，均衡了在绕组端部腔的空气速度，并从而同时使绕组的最高温度降低了约15°至20℃。

本发明的实施例以及其所实现的优点借助于附图加以详细说明，附图示意地示出本发明的实施例，在附图中，

图1示出一个通过一个空气冷却涡轮发电机的端部的简化的纵向剖视图；

图2示出装设在轴流式通风机的上游的空气引导装置在装入电机前的平面视图。

在图1所示的空气冷却涡轮发电机中，除了总的以标号1标示的空气引导装置以外，相当于在开头所述的公司刊物第9页上示出的与进行描述的涡轮发电机。在一个机壳2内设有带有定子绕组4的定子叠片铁芯3。带有转子绕组7的转子6的转子轴5支承在轴承座8内。在轴5上固定有一个带有叶片10的轴流式通风机9。一个由多件构成的绕组端部外壳11将轴流式通风机9的吸入腔12跟绕组端部腔13分隔开。吸入腔12借助于一个外部外壳14对外封闭住。

从轴流式通风机9输送来的冷空气沿箭头方向流入绕组端部腔13，在那里分成不同的分流以冷却转子与定子。在电机的中段，变热了的空气此时进入设置在电机下面的冷却器15，在那里被冷却并在冷却器15下游回流到吸入腔12。