[发明专利]用于冷却电机的装置

说明书

技术领域

本发明涉及电机的冷却装置。

背景技术

电机需要冷却装置来散热，这热量是在电机运转期间由欧姆 电阻、铁磁滞等产生的。

当电机安装在干燥的室内时，电机可以在没有壳体的情况下 运转，因此通过环境空气循环流过电机而实现冷却。

但是，当电机安装在恶劣的环境中时，就如用在海上风力涡 轮机中的发电机，电机需要完全封闭，这样，就不允许环境空气循环流过 电机。对于这种应用场合，需要专用冷却方法。

一种非常普通的冷却方法是在电机内部循环空气或其它气态 介质。由热交换器保持空气或其它气态介质的冷却。这种冷却方法不利的 是需要大型的气体-空气热交换器或气体-水热交换器。

例如，安装在风力涡轮机外罩内的发电机，需要庞大的空气 冷却系统，从而从发电机移走热量。这种空气冷却系统带有大量的通道， 这些通道用于从发电机吸出热空气并且将这些热空气传给空气冷却器。

这些通道也导致大尺寸的外罩，该外罩承载着发电机以及空 气冷却器。

由于外罩的大尺寸大重量，就引起了运输问题和在计划位置 附近安装大型零件的问题。

图4、图5和图6示出了根据现有技术的发电机的冷却系统。

在优选实施例中，发电机位于风力涡轮机外罩内部。

典型的发电机G带有所谓的外定子S和所谓的内转子R， 在外定子S和内转子R之间有气隙AG。

转子R和定子S经由轴承B连接，轴承B允许转子R围绕 定子S旋转。

转子R承载许多永磁体M，而定子S带有许多线圈绕组C， 这些线圈绕组位于堆叠的层压板L的方形槽中。

这些层叠的层压板L由两个端板固定和稳定，因为这些层压 板L由薄金属板制成。

这些端板中的一个或两个都带有许多方形开口O，这些开口 用于冷却目的，如下所述。

用于冷却的空气被引导通过发电机G并且借助于热交换器 HX而冷却下来。该热交换器位于发电机G的外部并且能够形成为空气- 空气热交换器或空气-液体热交换器。

如果热交换器HX是空气-液体热交换器，那么风扇F用于 克服下述冷却回路中的压力损失。

因为大部分的热量是在线圈绕组C内和定子S的绕组头部 WH处产生的，所以空气通过许多空气缝隙AS流过发电机G的这一部分。

空气循环通过端板的开口I至气隙AG，从两侧都有输入流。 冷却空气从气隙AG流过层压板中的空气缝隙。然后，冷却空气从发电机 G通过开口O出去，而热空气由歧管MA收集，该歧管与外壳SH连接。 外壳SH封装着转子R和定子S。

空气从歧管MA引导到热交换器HX并且经由风扇F和输入 开口I引导回发电机G。

当热空气通过许多开口O离开定子S的端板时，歧管M需 要在该热空气被传送到热交换器HX之前收集该热空气。歧管MA的形状 和过去的连接工艺很复杂，因此，就增大了发电机G以及歧管MA的总 长。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于电机的改进了的具有减 小尺寸的冷却装置。

通过权利要求1的特征来实现这个目的。从属权利要求的主 题是本发明的优选实施例。

本发明用于冷却电机的创造性的装置包括转子和定子，而气 隙在转子与定子之间。转子和定子带有允许空气循环用于转子和定子的冷 却目的的装置。

转子和定子由外壳封装。该外壳形成为允许热空气从转子和 定子流向热交换器，并且，外壳形成为允许冷空气从热交换器流回转子和 定子以用于冷却目的。该外壳带有许多角落，而每个角落都用于在热空气 被引导到热交换器之前使其聚集。

在优选实施例中，该外壳带有方形横断面，因此引入四个角 落，这些角落用于聚集空气，如上所述。

根据本发明，发电机的外部是方形，并且用作发电机的外壳。 在优选实施例中，该外壳形成为板。

因此在发电机的壳体/外壳的设计中引入许多角落。

方形外壳得到的效果是，离开发电机的热空气在引入角落内 集合。热空气直接从这些角落吸出，并且不需要大量通道(如上所述)就 被直接引导到热交换器。因此，上述空气冷却器的长度会减小。

如果电机是发电机，其位于风力涡轮机外罩内部，也能减小 外罩的长度。