大容量同步发电机冷却风路制造技术

本实用新型专利技术涉及一种大容量同步发电机冷却风路，其主要特点是：冷却器置于主发电机的顶部，其内的冷却空气通过风路通道分别与主发电机的进风区和回风区连通，并与主发电机的气隙冷却风路、转子冷却风路、定子冷却风路、励磁冷却风路连通，冷却后的携热空气通过主发电机的回风区进入冷却器，形成一个完整的多回路循环的四风道冷却路径。该冷却风路使发电机各部构件均能达到理想的冷却效果，而且具有结构设计合理、冷却覆盖率高、效果好、运行性能可靠、安装维修简便等优点。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于发电机冷却
，特别是一种大容量同步发电机冷却 风路。技术背景大型发电机为了保证无故障的运行和充分利用其输出容量起见，必须进行 冷却，以便把定子和转子中的绕组和铁芯所产生的热耗散发掉。在发电机运行 过程中，由磁力和电能产生的能量损耗在发电机内部会转换成热量，导致各部 分温度升高，由此造成线圈的阻抗升高，影响发电效率，同时会导致导电构件 绝缘层的毁损和其它构件的损坏，因而有效的冷却是发电机的主要辅助功能之 一。在公知的技术中，大型空内冷发电机的冷却风路通常设置在主发电机的底 部，其存在的主要缺陷是(1)发电机出厂需要分体包装运输，现场安装必须 构筑庞大的地坑基础，费时费工，导致安装周期长，费用高，而且冷却器安装 维修不方便；(2)冷却器内通常只有一个换热器， 一旦出现故障，则停机维修 时间长，影响发电生产；(3)发电机转子作为主要发热部件，仅靠表面接触冷 却空气，内部仅靠自身的热传导缓慢散热，带走热量太少，散热效果差，容易 导致线圈烧毁，绝缘失效，运行可靠性差，尤其是线圈端部，热能集中，又有 护环包复，热量不易散发，最容易出现故障；(4)对励磁机一般采用暴露式或 半封闭式风冷，冷空气只能吹到其表面，对励磁机内部达不到理想的散热效果， 同时油污、粉尘容易进入机体内部，导致绝缘失效、短路等事故。现有技术中 虽然对发电机冷却风路不断改进，但冷却效果均不太理想，例如有的在转子线 圈底部开设轴向通风槽，但是由于冷却空气从两端进入槽内，无法流通循环，达不到冷却的效果。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种能够对发电机内各部构件进行有效的冷却， 而且结构设计合理、冷却覆盖率高、效果好、运行性能可靠、安装维修方便的 大容量同步发电机冷却风路。实现本技术的目的所采取的技术方案是该冷却风路是由冷却器和发 电机冷却风路组成，其中冷却器置于主发电机的顶部，其内的冷却空气通过 风路通道分别与主发电机的进风区和回风区连通，并与主发电机的气隙冷却风 路、转子冷却风路、定子冷却风路、励磁冷却风路连通，冷却后的携热空气通 过主发电机的回风区和进入冷却器，形成一个完整的多回路循环的四风道冷却 路径。所述冷却器内设置两套换热器组，每套换热器组由两个相并级连的换热器 组成。所述冷却器内设有分别与换热器组连通的回风导流板。所述转子冷却风路是由转子转轴上开设的轴向通风槽和与之连通的转子铁 芯套片之间及转子线圈端部分别设置的径向通风道构成。所述转子铁芯采用分组套片式结构，每组套片之间设有带径向通风道的齿压板。所述转子线圈端部的护环圆周及中心环内侧设置的线圈支架上对应设有多 个通风孔，该通风孔与转子转轴的轴向通风槽相连通。所述定子冷却风路是由定子线圈端部冷却区、定子端板与定子隔板之间空 腔形成的主发电机回风区构成。所述气隙冷却风路是由定子、转子之间设置的轴向气隙通道构成，并与转子风路和定子风路交汇进入主发电机回风区。所述主发电机的进风区是由呈封闭状的箱式机座左右两侧的加强隔板与 定子端板之间形成的空腔部位构成。所述励磁机风路是由励磁机壳体顶部设置的与主发电机冷却风路进风区连 通的进、回风管道和励磁发电机两端与励磁机壳体之间间隙形成的进、回风区 及励磁发电机的气隙通道构成。按照上述方案制作的大容量同步发电机冷却风路，其有益效果为(1) 通过主发电机环冷却路径中增设的转子冷却风路，并在转子转轴、转 子铁芯及线圈端部分别开设有轴向和径向通风道，使发电机内各部风量分配合 理，定子、转子温升均匀，使发电机各部构件均能达到理想的冷却效果，从而 可有效地消除因发热而导致的各种运行故障，大大提高发电机的生产效率。(2) 冷却器采用顶置结构，安装维修方便，使用现场无须构筑庞大的沉坑基础，可节省大量的安装费用，同时可縮短通风管道，减少冷却能量损耗提高 冷却效率。(3) 换热器采用两组级联结构，可大大增强冷却风路的运行可靠性和安全 性，即便在部分换热器出现故障失效或维修的情况下，也能保障发电机的低负 荷运行，能有效地避免整机故障的发生。(4) 对励磁机进行封闭式循环冷却，既可收到良好的散热效果，也可避免 油污、粉尘的侵入，能够有效地保护励磁系统的正常运行，延长励磁机的使用 寿命力(5) 该发电机冷却风路还具有结构设计合理、冷却覆盖率高、效果好、运 行'&能可靠、安装维修简便等优点。附图说明图1是本技术的发电机冷却风路结构示意图； 图2是转子冷却风路的结构示意图； 图3是图2中I的局部放大图； 图4是图2中的A-A剖视图； 图5是励磁机冷却风路的结构示意图。具体实施方式参看图l，本技术的发电机冷却风路，包括由机座l、冷却器2、定子 3、转子4、励磁机5构成的主发电机冷却风路和励磁机冷却风路，其中，主发 电机的机座1呈封闭循环通风的箱式结构，其左右两侧为机座端板1-1，两端板 内侧及中间部位均设有与之平行的加强隔板1-2，该隔板与定子端板3-l之间形 成用于通风冷却的进风区fl和定子线圈3-2端部的冷却区f3，用于通风冷却的 主发电机回风区f2是由定子端板3-1及定子隔板3-3相互之间的空腔部位构成， 机座1上部与冷却器2之间设有进、回风通道l-3、 1-4。为了方便现场安装，节省冷却器基础构筑工程，同时縮短风路，减少冷却 能量损耗，冷却器2设置在主发电机机座1的顶部，内装有两套换热器组2-1 和分别与两组换热器连通的人字形回风导流板2-2，每套换热器组2-1由两个相 并级连的换热器组成，当两套换热器组2-1中有一个换热器发生故障，发电机 仍然能够在带66%以上负荷的状况下正常运行，回风导流板2-2的设置，可使 回风通道1-4的携热空气的流动处于稳流状态，避免形成涡流或循环死角。冷 却器2内的冷却空气分别通过进、回风通道l-3、 l-4与主发电机的进风区fl和 回风区f2连通，并与主发电机的气隙冷却风路、转子冷却风路、定子冷却风路、 励磁冷却风路连通，冷却后的携热空气通过主发电机中部的回风区f2和机座顶 部的回风通道l-4进入冷却器2,形成一个完整的多回路循环的四风道冷却路径。主发电机中的定子冷却风路是由定子线圈端部冷却区fi、定子端板3-1与 定子隔板3-3之间空腔形成的主发电机回风区f2构成，定子端板3-l固接在定 子支座的连接支板3-5上，并与发电机机座两端板1-1内侧的加强隔板1-2之间 形成主发电机冷却风路的进风区fl，定子铁芯中设有与主发电机回风区连通的 径向冷却风道。为了利于通风散热，对热量集中的定子线圈3-2的端部进行有 效的冷却，将定子线圈3-2的端部分组绑扎在定子端板3-1外侧的线圈支架上3- 4。参看图2、图3、图4，主发电机中的转子冷却风路是由转子铁芯套片之 间设置的径向通风道及转子转轴4-1上开设的与径向通风道连通的轴向通风槽4- 9构成。转子4的冷却散热是整个发电机组冷却的难点，为了较好地解决这一 问题，转子4采用分组套片式结构，每组套片之间设有带径向通风槽的齿压板 4-8，并在转子转轴4-l的外圆周部位开设若干个与径向通风槽连通的轴向通风 槽4-9，冷却空气可以通过轴向通风槽4-9及转子线圈4-2之间的缝隙同时对转 子铁芯的套片4-3和转子线圈4-2本体进行冷却。在发电机运行过程中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大容量同步发电机冷却风路，是由冷却器和发电机冷却风路组成，其特征在于：冷却器置于主发电机的顶部，其内的冷却空气通过风路通道分别与主发电机的进风区和回风区连通，并与主发电机的气隙冷却风路、转子冷却风路、定子冷却风路、励磁冷却风路连通，冷却后的携热空气通过主发电机的回风区和进入冷却器，形成一个完整的多回路循环的四风道冷却路径。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：白双建，吴斌，陈建军，郭红新，赵现伟，
申请(专利权)人：南阳防爆集团有限公司，
类型：实用新型
国别省市：41[中国|河南]