[实用新型]大型无刷励磁电动机冷却结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种大型无刷励磁电动机冷却结构。

背景技术

无刷励磁电动机是由无刷励磁机和同步电动机组成的,是与电力 电子技术结合为一体的新型电机,此类电机启动性能好,易于调速,电 网污染小,且避免了碳刷和滑环接触而发生的各种机械和电气故障， 便于维护。基于这些优点,目前在矿山、石油、化工等防爆领域得到 了广泛的应用。由于电机的工作环境特殊及人们对各项性能指标的不 断提高,无刷励磁电动机冷却问题越来越受到重视,冷却效果关系到 机组的效率和温升,严重影响机组的运行安全。因此,合理的冷却结构 已经成为电机设计中亟需解决的重要问题。

冷却结构是大型无刷励磁电动机的关键技术,目前,绝大数主机 (电动机)采用空空冷却方式对定子和转子部分进行冷却,受安装空间 限制,冷却器通常置于电机上部，大型主机的铁心部很大,为防止主机 轴伸端和非轴伸端绕组的散热效果不同,冷却器一般从中间进风,两 端出风,但由于进出风口都在电机上部,电机下部的绕组温度高于上 部温度,电机越大,温差越大,已成为阻碍无刷励磁电动机大型化发展 的重要因素之一。

从无刷励磁电动机的发展来看,励磁结构已成为其中最为核心 的组成部分，励磁结构的好坏直接影响到同步电机的性能和运行质 量。为提高无刷电机的动态特性,一般励磁机选取较小的短路比以提 高励磁电流的灵敏度,缩短时间常数。较小的短路比能使励磁机设计 得更为经济,缩小体积,减轻重量。但由于励磁机转子和旋转整流盘 为同轴旋转部件,散热环境恶劣,反过来限制了体积减小的空间。

励磁机通风结构主要有自扇冷、他扇冷等冷却方式。自扇冷是在 电机两 端或一端安装风扇，通常适用于转速高和励磁功率较小的励磁机，但 降低了励磁机效率,相应增加了电机的噪声和振动；对于转速较低和 高功率电机，多采用他扇冷冷却方式，但增加了外部设备。两种方式 的目的是提高风压，克服风阻，以提供足够风量冷却内部绕组和其它 部件。由于无刷励磁电动机中主机和励磁机冷却条件的特殊性和复杂 性，现有技术均不能有效解决主机绕组温度上下部温差大和励磁机风 压低的缺点。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种结构简单本，易于维护，散热效率 高的大型无刷励磁电动机冷却结构。本实用新型的技术方案为：一种 大型无刷励磁电动机冷却结构，电机风路分为励磁机和主机两部分， 主机风路又分为主风路和支风路两条，主风路采用两端进风中间出风 的冷却方式，由安装在机组上方的空空冷却器(8)，提供压力的风扇(10) 及其主机内附属部件组成循环通风结构，主机两端为冷风进口，进风 路径从电机中部出来后进入空空冷却器(8)完成了热交换，主机端板(9) 上开有风口(18)，进风管(3)的一端与风口(18)连接，进风管(3)另一端 连至外风管(2)，外风管(2)再与接管(1)连接，主机内热交换后的一部 分气体由接管(1)进入励磁机机座(15)，励磁机机座(15)上有进气口， 旋转整流盘(14)置于励磁机机座(15)内，进入励磁机机座(15)的冷却气 体分为三路流入励磁机后端，励磁机后罩(11)上开有出风口(16)，引 风管(5)一端与出风口(16)相连，另一端与内风管(4)连接，内风管(4) 再与出风管(6)连接，出风管(6)穿过主机端板(9)与主机挡风板(7)上的 出风口(17)相连。

本实用新型的工作原理：主机风路分为主风路和支风路两条，主 风路采用两端进风中间出风的冷却方式，风路部件另一端与进风管和 出风管相连。励磁机机座开有空气入口,从主机下部沿进风管进入的 气体和空气入口处的冷空气汇合，先对旋转整流盘进行冷却，然后沿 筋与励磁机机座组成的背部风道、调风板、定转子气隙分三路对励磁 机内的部件冷却后，穿出励磁机后罩出风口，经过引风管、内风管、 出风管进入到冷却器，与冷却器进行热交换。励磁机本身未安装风扇 和冷却风机，为了提供足够冷却风量，利用进风管和出风管两端主机 提供的风压，提高了励磁机的压力，以满足驱送风量的要求。由于励 磁机体积较小，且内部有旋转整流盘、定转子结构气隙空间小，气体 在流过这些通风道时引起的压力损失比较大，设计时根据流体的流 速，对风路截面、筋与机座组成的背部风道的结构和数量及其调风板 结构进行优化选择。从进风管进入励磁机的空气为主机的二次冷却气 体，为提高冷却效果，设计时根据风量和温度的需要，优化调整励磁 机机座进风口面积。