[发明专利]具有周向混合通风冷却结构的大型空冷汽轮发电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有周向混合通风冷却结构的大型空冷汽轮发电机，属于电机技术领域。

背景技术

为了使汽轮发电机内各部件的温度保持在绝缘材料和金属材料所允许的限度之内，汽轮发电机运行时各部件的损耗必须以热的形式传递到周围的冷却介质，以有效的实施对汽轮发电机内各部件的降温。对汽轮发电机单机容量的提高，由于受到定子运输尺寸、转子锻件以及转子挠度的限制，在设计中主要依靠提高电磁参数来达到。又由于导磁材料还存在饱和问题，所以汽轮发电机单机容量的提高主要通过增大其线负荷来实现。而增加线负荷则增加了线棒铜损，导致线圈的温度升高，甚至超过容许温升。为此，需要采用一种更有效的冷却技术，来提高汽轮发电机的散热强度，从而将汽轮发电机各部件的温升控制在允许范围内。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有汽轮发电机的冷却技术与其单机容量的提高技术不能同时兼顾的问题，提供一种具有周向混合通风冷却结构的大型空冷汽轮发电机。

本发明包括定子、转子和机壳，转子的外圆表面与定子的内圆表面之间为气隙，所述定子罩于机壳之内，它还包括四个轴向橡胶隔板和冷却器，所述四个轴向橡胶隔板沿圆周方向均匀设置于机壳的内圆表面与定子的外圆表面之间，形成两个相对的冷风区和两个相对的热风区，两个相对的热风区与冷却器的入口相连通。

它还包括四个气隙档板，与冷风区对应的定子弧段所对应的气隙段为冷风区气隙弧段，共有两个冷风区气隙弧段，每个冷风区气隙弧段的两个端面处分别设置一个气隙档板。

它还包括四个通风槽钢，所述四个通风槽钢沿定子圆周方向均匀设置，所述四个通风槽钢将定子分成四个区域，所述四个区域对应的定子外壁的弧段分别与冷风区和热风区所处的弧段相对应。

它还包括四块扇形挡风板，所述每个热风区的两端分别设置一块扇形挡风板。

本发明的优点是：大型空冷汽轮发电机的最高温度多出现在定子股线热风区位置，本发明在保证风扇功率不变的前提下，利用转子旋转产生的离心力对气隙切向流速的加速作用，提高了定子通风沟内的风速，由此能够降低空冷汽轮发电机定子的最高温度，提高了电机定子径向通风沟的冷却效果。本发明能够保证大型空冷汽轮发电机的安全可靠运行，成为汽轮发电机向更大容量发展的前提。

通常同步发电机的转子转速为3000r/m，本发明所提出的冷却系统，利用转子旋转产生的切向风速来增大进入热风区定子径向通风沟的风速，能够保证定子铁芯径向通风沟内绝对值较大的气体流速和较大散热系数。同时，在达到相同风速的情况下，采用此方案，可以减少风扇消耗的功率，来降低通风损耗，提高了发电机的效率和功率因数。与传统通风结构的汽轮发电机相比，本发明采用了径切两向的空冷系统，具有节材，节能，安全可靠的优点。

附图说明

图1为本发明的径向结构示意图；图2为本发明的轴向结构示意图；图3为本发明的通风结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1、图2和图3说明本实施方式，本实施方式包括定子1、转子2和机壳3，转子2的外圆表面与定子1的内圆表面之间为气隙，所述定子1罩于机壳3之内，它还包括四个轴向橡胶隔板4和冷却器9，所述四个轴向橡胶隔板4沿圆周方向均匀设置于机壳3的内圆表面与定子1的外圆表面之间，形成两个相对的冷风区5和两个相对的热风区6，两个相对的热风区6与冷却器9的入口相连通。

本实施方式将机壳3的内圆表面与定子1的外圆表面之间采用特制的耐油、耐电的合成橡胶条隔板沿圆周方向分为四部分，形成四个纵向风室，两个相对的冷风区5和两个相对的热风区6，形成冷风区5与热风区6的交替排布。

具体实施方式二：下面结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式与实施方式一的不同之处在于它还包括四个气隙档板，与冷风区5对应的定子弧段所对应的气隙段为冷风区气隙弧段8-1，共有两个冷风区气隙弧段8-1，每个冷风区气隙弧段8-1的两个端面处分别设置一个气隙档板。其它组成及连接关系与实施方式一相同。

气隙档板的设置，可以避免气隙入口处的风量对冷风区产生影响，甚至造成气流回灌的效果，同时在热风区气隙弧段8-2，入口气隙的风量与转子出口、冷风区出口的风量混合，可以起到降低进入热风区入口风温的作用。

工作原理：