[发明专利]用于对电机的绕组网进行冷却的冷却装置和用于为电机加装该冷却装置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对电机的空气能穿透的绕组网进行冷却的冷却装置，一种具有该冷却装置的电机以及一种用于为电机加装该冷却装置的方法。

背景技术

电机、例如发电机具有带有定子绕组的定子。常规地，由绕组导体形成定子绕组，其中绕组导体形成为空气能穿透的绕组网。定子构成为圆柱形的，其中定子绕组在端侧上具有绕组头。在发电机工作时，在定子绕组中产生电流热量损耗，所述电流热量损耗常规地借助于冷却装置从发电机引出。特别地，由于电流热量损耗而在绕组头的端顶连接部的区域中存在过热的风险，由此对用于冷却在所述端顶连接部的区域中的绕组头的冷却装置提出高要求。

作为冷却装置，已知一种具有轴流式风扇的空气冷却装置，借助所述轴流式风扇将冷却空气轴向地输送到壳体中以用于冷却定子绕组。用冷却空气穿流绕组网，由此由于对流效应将热量从绕组网引出。然而在此有问题的是，尤其在端顶连接部的区域中能够出现绕组网的热点，由此在端顶连接部的区域中存在绕组网热过载的风险。

发明内容

本发明的目的是，提供一种用于对电机的空气能穿透的绕组网进行冷却的冷却装置、一种具有该冷却装置的电机以及一种用于为电机加装该冷却装置的方法，其中绕组网进而电机被有效冷却。

根据本发明的用于对电机的空气能穿透的绕组网进行冷却的冷却装置具有导流壁和风扇，所述风扇设置成基本上垂直于绕组网的一侧的第一表面部段吹送冷却空气流，其中在绕组网的所述一侧的设置在第一表面部段附近的第二表面部段的区域中，导流壁基本上平行于第二表面部段的表面地设置且距第二表面部段的表面一定间距地设置，使得在由导流壁和第二表面部段形成的通道中构成冷却空气流的一个子流，使得在绕组网的背离所述一侧的侧上，冷却空气流的穿过绕组网的另一子流以无回流的方式从绕组网流出。电机具有定子和冷却装置，其中定子的绕组头具有绕组网。

绕组网具有端顶连接部，并且导流壁的表面优选成形为，使得通道在端顶连接部的区域中具有最小横截面。由于在电机工作时在端顶连接部上充斥绕组网的高的热负荷，有利的是，冷却空气流以通过最小横截面实现的高的速度流动穿过通道，由此由于相应的对流效应，绕组网的端顶连接部的区域的冷却是有效的。

用于为电机加装冷却装置的根据本发明的方法，其具有下述步骤：提供现有的电机，所述电机具有壳体、设置成基本上垂直于绕组网的一侧的第一表面部段吹送冷却空气流的风扇以及定子，其中定子的绕组头具有空气能穿透的绕组网；将具有导流壁的轮廓体装入到壳体中，其中在绕组网的所述一侧的设置在第一表面部段附近的第二表面部段的区域中，导流壁基本上平行于第二表面部段的表面地设置且距第二表面部段的表面一定间距地设置，使得在由导流壁和第二表面部段形成的通道中构成冷却空气流的子流，使得在绕组网的背离所述一侧的侧上，冷却空气流的穿过绕组网的另一子流以无回流的方式从绕组网流出。

由风扇所输送的冷却空气流基本上垂直地撞击到绕组网的所述一侧的第一表面部段上。由于绕组网构成为空气能穿透，所以冷却空气流的一部分能够穿过绕组网。对绕组网的穿流受流动阻力所影响，由此能够在穿流方向上在绕组网之上记录压力降。在冷却空气流撞击到绕组网上时，所述一个子流绕开并且沿着绕组网的表面流动，其中冷却流的另一子流穿过绕组网。沿着绕组网的表面流动的子流进入到通道中并且并且由基本上平行于绕组网的第二表面部段的表面的导流壁引导、。由于连续性条件，通过通道的由导流壁距第二表面部段的间距所限定的宽度来确定通道中的子流的流动速度。根据本发明，导流壁距第二表面部段的间距进而通道的宽度被选择成，使得在绕组网的背离所述一侧的另一侧上在穿过绕组网的子流排出时抑制回流地带的构成。这通过下述方式来实现：在通道中的所述一个子流的质量流相应高且速度水平相应高的情况下，所述子流在从通道中排出时具有高的动能，使得在绕组网的冷却空气排出侧上不会出现回流地带的构成。与此相反，如果从通道中流出的子流的在通道中的速度水平或者质量流进而动能过小，那么由穿过绕组网流出的子流例如可能构成并且推动涡流，所述涡流作为死水地带防止通过冷却空气流从绕组网的散热。因此，由于根据本发明的冷却装置抑制在绕组网上构成死水地带，所以绕组网被冷却装置有效地冷却。