【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于发电机，特别涉及一种适用于高速大容量的周向分区通风水轮发电机。
技术介绍
1、作为机械能-电机转换装置，电机在运行过程中会产生巨大的热量，包括定转子线圈铜耗、铁心损耗及其空气流动过程中产生的风摩损耗，合理设计高效、可靠的冷却系统将这些热量传导至电机外部，保证电机安全运行至关重要。
2、特别是随着技术的不断进步，电机高速化、大容量化因素相互叠加，电机轴向长度明显增加，需要带走的损耗显著增大，电机冷却系统在保证带走大量热量的同时，保证轴向较小的温差和降低通风损耗，提高电机效率变得愈加重要。
3、由于水轮发电机具有转速相对较高，直径较大的特点，充分利用转子旋转产生的压力驱动空气在机内循环是当前常用的方案，而为了维持电机结构的简单和较高的可维护性，主要通风方式主要由两种：
4、对于一般混流式水轮发电机，转子磁轭和定子铁心上均布置有径向风道，空气自内向外依次流经转子风道、气隙和定子风沟依次冷却转子线圈、定子线圈等带走电机的热量，图5为该径向通风结构。
5、而对于高转速的大型发电电动机，仅靠转子磁轭产生的径向压力和径向过流面积无法满足冷却需要，需额外在磁轭上下端部增加径向叶片，形成转子轴向气流通道以解决风量不足的瓶颈，图6为该轴径向混合通风结构。
6、进一步的，在整体通风结构基本选定的前提下，为了改进磁极绕组冷却效果，设计者专利技术了增强型冷却结构，主要是通过增加线圈散热面积，提高冷却效果，如专利《201621467353.3一种转子磁极绕组内冷与外冷联合冷却结构》公
7、综上，现有发电机的通风结构中，空气利用率较低，通风损耗较高。
技术实现思路
1、为了解决现有技术存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种空气利用率高、通风损耗低的适用于高速大容量的周向分区通风水轮发电机。
2、本专利技术所采用的技术方案为：
3、一种适用于高速大容量的周向分区通风水轮发电机，包括转轴，转轴上连接有转子支架，转子支架上连接有转子磁轭，转子磁轭上两端均设置离心叶片，转子磁轭上连接有转子铁心，转子铁心外套设有定子铁心，转子铁心与定子铁心之间形成环状气隙，定子铁心上连接有定子机座，定子机座包括若干层连接于定子铁心上的环板；所述定子机座还包括连接于定子铁心上的若干轴向分布的竖板，环板与竖板交叉设置，若干竖板将定子机座从周向上分隔成2n个周向分区，定子机座奇数项的周向分区上连接有空气冷却器，定子机座偶数项的周向分区上连接有外缘密封板，若干环板位于定子机座偶数项的周向分区的区域设置有通风孔。
4、转子转动的过程中，经转子支架的空气，经过转子磁轭和转子铁心进入环状气隙，从而转子磁轭和转子铁心中部得到冷却。外部空气经离心叶片后，一部分进入转子铁心的相邻磁极铁心的间隙，对转子线圈和转子铁心进行充分冷却，再进入环状气隙。经离心叶片的另一部分空气经定子线圈后，到达定子机座并从环板上的通风孔进入定子机座内。空气经过相应周向分区对应的定子铁心区域后，与转子铁心间流出的空气混合，再进入相邻周向分区多对应的定子铁心区域，最后进入空气冷却器冷却。
5、由于环板上仅对应定子机座偶数项的周向分区的区域设置通风孔，从而，在定子机座偶数项周向分区对应的定子铁心区域，空气从定子铁心外缘流到内缘；在定子机座奇数项周向分区对应的定子铁心区域，空气从定子铁心内缘流到外缘，再进入冷却器。空气两次经过定子铁心区域，提高了空气利用率；并且空气沿确定的路径流动，能均匀地冷却定子铁心各个区域，相应降低通风损耗。
6、作为本专利技术的优选方案，还包括挡风罩，挡风罩连接于定子机座上，转子磁轭、转子铁心、定子铁心和定子机座均被挡风罩遮挡，挡风罩与转子磁轭之间留有进气通道。挡风罩能防止空气大量泄漏，且能引导气流进入环板上的通风孔，进一步提高空气利用率。
7、作为本专利技术的优选方案，同一个周向分区内的空气冷却器、竖板和环板密封连接，同一个周向分区内的外缘密封板、竖板和环板密封连接。外缘密封板、竖板和环板密封连接，从而从通风孔进入的空气全部流经定子铁心相应区域。空气冷却器、竖板和环板密封连接，则从定子铁心流出的空气全部被空气冷却器冷却，降低外部进入发电机的空气的温度。
8、作为本专利技术的优选方案，所述定子铁心的相邻定子铁心段之间通过定子槽钢支撑，定子槽钢的空间形成定子通风沟。空气通过定子通风沟经过定子铁心，从而对定子铁心进行充分冷却。
9、作为本专利技术的优选方案，所述定子铁心两端设置有压板，两块压板之间通过拉紧螺杆连接。两端压板通过拉紧螺杆连接后，所有定子铁心段构成一个整体。
10、作为本专利技术的优选方案，所述转子支架上设置有支架风孔，转子磁轭中部设置有中部风道。外部空气一部分经支架风孔，进入转子磁轭的中部风道，使转子磁轭得到充分冷却。
11、作为本专利技术的优选方案，所述中部风道为两段磁轭圆环之间的空间或磁轭叠片之间的若干周向间隙。
12、作为本专利技术的优选方案，所述转子铁心的相邻两个磁极铁心极间的上段和下段均设置有轴向环板，两块轴向环板之间的间隙形成径向气流通道，轴向环板与转子铁心的磁极铁心之间连接有端部挡板。在相邻两个磁极铁心极间连接轴向环板，并用端部挡板密封磁极铁心端部间隙，使得凸极磁极铁心隐极化，减小由于转子旋转导致的表面摩擦损耗。两块轴向环板中间留的径向气流通道，可以降低转子线圈中间位置的温度和轴向温差。气流经相邻磁极铁心的间隙，从径向气流通道进入环状气隙，保证转子铁心各区域能得到充分且均匀地冷却，进一步提高了空气利用率，降低通风损耗。
13、作为本专利技术的优选方案，所述两块轴向环板上转子铁心上对称布置。
14、作为本专利技术的优选方案，所述定子铁心上设置有定子线圈。
15、本专利技术的有益效果为：
16、1.本专利技术的环板上仅对应定子机座偶数项的周向分区的区域设置通风孔，从而，在定子机座偶数项周向分区对应的定子铁心区域，空气从定子铁心外缘流到内缘；在定子机座奇数项周向分区对应的定子铁心区域，空气从定子铁心内缘流到外缘，再进入冷却器。空气两次经过定子铁心区域，提高了空气利用率；并且空气沿确定的路径流动，能均匀地冷却定子铁心各个区域，相应降低通风损耗。
17、2.在相邻两个磁极铁心外缘安装轴向环板和端部挡板，使得凸极磁极铁心隐极化，减小由于转子旋转导致的表面摩擦损耗。两块轴向环板中间留的径向气流通道，可以降低转子线圈中间位置的温度和轴向温差。气流经相邻磁极铁心的间隙，从径向气流通道进入环状气隙，保证转子铁心各区域能得到充分且均匀地冷却，进一步本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适用于高速大容量的周向分区通风水轮发电机，包括转轴(1)，转轴(1)上连接有转子支架(2)，转子支架(2)上连接有转子磁轭(3)，转子磁轭(3)上两端均设置离心叶片(31)，转子磁轭(3)上连接有转子铁心(4)，转子铁心(4)外套设有定子铁心(5)，转子铁心(4)与定子铁心(5)之间形成环状气隙(9)，定子铁心(5)上连接有定子机座(6)，定子机座(6)包括若干层连接于定子铁心(5)上的环板(61)；其特征在于：所述定子机座(6)还包括连接于定子铁心(5)上的若干轴向分布的竖板(62)，环板(61)与竖板(62)交叉设置，若干竖板(62)将定子机座(6)从周向上分隔成2N个周向分区，定子机座(6)奇数项的周向分区上连接有空气冷却器(7)，定子机座(6)偶数项的周向分区上连接有外缘密封板(63)，若干环板(61)位于定子机座(6)偶数项的周向分区的区域设置有通风孔(611)。
2.根据权利要求1所述的一种适用于高速大容量的周向分区通风水轮发电机，其特征在于：还包括挡风罩(8)，挡风罩(8)连接于定子机座(6)上，转子磁轭(3)、转子铁心(4)、定子铁心(5)和定
3.根据权利要求1所述的一种适用于高速大容量的周向分区通风水轮发电机，其特征在于：同一个周向分区内的空气冷却器(7)、竖板(62)和环板(61)密封连接，同一个周向分区内的外缘密封板(63)、竖板(62)和环板(61)密封连接。
4.根据权利要求1所述的一种适用于高速大容量的周向分区通风水轮发电机，其特征在于：所述定子铁心(5)的相邻定子铁心段之间通过定子槽钢(51)支撑，定子槽钢(51)的空间形成定子通风沟。
5.根据权利要求1所述的一种适用于高速大容量的周向分区通风水轮发电机，其特征在于：所述定子铁心(5)两端设置有压板(52)，两块压板(52)之间通过拉紧螺杆(53)连接。
6.根据权利要求1所述的一种适用于高速大容量的周向分区通风水轮发电机，其特征在于：所述转子支架(2)上设置有支架风孔(21)，转子磁轭(3)中部设置有中部风道(32)。
7.根据权利要求6所述的一种适用于高速大容量的周向分区通风水轮发电机，其特征在于：所述中部风道(32)为两段磁轭圆环之间的空间或磁轭叠片之间的若干周向间隙。
8.根据权利要求1所述的一种适用于高速大容量的周向分区通风水轮发电机，其特征在于：所述转子铁心(4)的相邻两个磁极铁心极间的上段和下段均设置有轴向环板(41)，两块轴向环板(41)之间的间隙形成径向气流通道，轴向环板(41)与转子铁心(4)的磁极铁心之间连接有端部挡板(42)。
9.根据权利要求7所述的一种适用于高速大容量的周向分区通风水轮发电机，其特征在于：所述两块轴向环板(41)上转子铁心(4)上对称布置。
10.根据权利要求1～9任意一项所述的一种适用于高速大容量的周向分区通风水轮发电机，其特征在于：所述定子铁心(5)上设置有定子线圈(54)。
...【技术特征摘要】
1.一种适用于高速大容量的周向分区通风水轮发电机，包括转轴(1)，转轴(1)上连接有转子支架(2)，转子支架(2)上连接有转子磁轭(3)，转子磁轭(3)上两端均设置离心叶片(31)，转子磁轭(3)上连接有转子铁心(4)，转子铁心(4)外套设有定子铁心(5)，转子铁心(4)与定子铁心(5)之间形成环状气隙(9)，定子铁心(5)上连接有定子机座(6)，定子机座(6)包括若干层连接于定子铁心(5)上的环板(61)；其特征在于：所述定子机座(6)还包括连接于定子铁心(5)上的若干轴向分布的竖板(62)，环板(61)与竖板(62)交叉设置，若干竖板(62)将定子机座(6)从周向上分隔成2n个周向分区，定子机座(6)奇数项的周向分区上连接有空气冷却器(7)，定子机座(6)偶数项的周向分区上连接有外缘密封板(63)，若干环板(61)位于定子机座(6)偶数项的周向分区的区域设置有通风孔(611)。
2.根据权利要求1所述的一种适用于高速大容量的周向分区通风水轮发电机，其特征在于：还包括挡风罩(8)，挡风罩(8)连接于定子机座(6)上，转子磁轭(3)、转子铁心(4)、定子铁心(5)和定子机座(6)均被挡风罩(8)遮挡，挡风罩(8)与转子磁轭(3)之间留有进气通道。
3.根据权利要求1所述的一种适用于高速大容量的周向分区通风水轮发电机，其特征在于：同一个周向分区内的空气冷却器(7)、竖板(62)和环板(61)密封连接，同一个周向分区内的外缘密封板(63)、竖板(62)和环板(61)密封连接。
【专利技术属性】
技术研发人员：王超，刘健俊，周光厚，蒋富强，杨燕，
申请(专利权)人：东方电气集团东方电机有限公司，
类型：发明
国别省市：
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