[实用新型]一种转子磁极绕组内冷与外冷联合冷却结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及到电机冷却技术领域，尤其涉及一种转子磁极绕组内冷与外冷联合冷却结构。

背景技术

在现有的磁极线圈冷却技术条件下，为保证磁极线圈温升满足使用要求，需要通过增加磁极线圈匝数和重量来降低磁极线圈电流密度，这样一来，磁极重量会显著增加，从而会使磁极、磁轭、转子支架等部件的应力显著增加。对于高转速机组而言，其应力本身就非常大，如果磁极重量过大，则可能使磁极、磁轭、转子支架等的应力超过大部分材料的许用应力，从而会显著增加设计制造难度和成本。因此，对于每极容量较高的，特别是每极容量超高的高速机组，就迫切需要通过改善磁极通风冷却效果，以减小磁极线圈的匝数和重量。凸极同步电机磁极主要由磁极铁心、磁极线圈等组成，其中磁极线圈用于通电流，磁极线圈套于磁极铁心外，磁极线圈由多层载流排堆叠而成，载流排间有绝缘材料。所述载流排也称母线或母排，是承载电流的一种导体，用于承载凸极同步电机的励磁电流，互相绝缘堆叠而成的载流排中通以电流后，类似于螺形线圈，能产生磁场，而磁极铁心则将磁场增强，同时磁极铁心对磁极线圈起支撑作用。凸极电机的磁极冷却方式一般为气体冷却。转子支架在旋转过程中产生风压头，将冷却气体经磁轭吹至磁极极间，冷却气体在流过磁极极间进入气隙和定子铁心通风沟的过程中，会掠过磁极线圈处于极间的表面，冷却气体在磁极线圈表面与磁极线圈发生热交换，从而冷却磁极线圈。特别的，高转速机组一般在磁轭上下两端装有风叶，在风叶作用下，形成轴向冷却风，冷却风进入磁极极间，对磁极线圈处于极间的表面进行冷却。上述冷却方式，磁极线圈参与换热的表面仅有处于极间的沿磁极载流排厚度方向的小部分，冷却效果并不理想。

公开号为CN 203734404U，公开日为2014年07月23日的中国专利文献公开了一种转子磁极内冷与外冷分区冷却装置，包括套在磁极铁心上的磁极线圈，磁极线圈由多层载流排堆叠形成，所述磁极线圈内侧和磁极铁心之间有间隙，所述载流排上开有过流通道或任意相邻载流排之间有过流通道，所述间隙和过流通道形成内冷通风道，两磁极线圈的进风端上盖有导向板，导向板由挡风部和开设的通风窗口构成，挡风部位于过流通道处于载流排长度方向上的对应位置处，通风窗口位于任意两个挡风部之间。

该专利文献公开的转子磁极内冷与外冷分区冷却装置，虽然可以将内冷和外冷在磁极线圈之间的通风风路隔开，使内冷和外冷在磁极线圈之间的风路互不干涉，以提高转子磁极冷却效果；但是，其内冷效果是通过径向通风风路带来的，不仅制造加工工艺更难，成本高，而且适用性受限。

实用新型内容

本实用新型为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种转子磁极绕组内冷与外冷联合冷却结构，本实用新型通过在磁极线圈轴向线圈边的载流排上设置纵向过流通道，使整个磁极线圈形成一个轴向内冷通风风路，冷却气体对磁极线圈内部和外部进行联合冷却，较现有技术径向通风风路而言，不仅具有较好的磁极线圈冷却效果，而且制造加工工艺更简单，制造成本更低，适用范围广。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种转子磁极绕组内冷与外冷联合冷却结构，包括磁极线圈，磁极线圈由多层载流排堆叠而成，其特征在于：磁极线圈轴向线圈边的载流排上设置有纵向过流通道，所述设置有纵向过流通道的载流排相邻排布或间隔排布。

所述载流排的宽度方向上还开有横向过流通道，横向过流通道与所述纵向过流通道连通。

所述纵向过流通道为多个，任意两个相邻纵向过流通道的间距相同。

所述横向过流通道为两个，一个横向过流通道位于载流排的宽度方向的上端，另一个横向过流通道位于载流排的宽度方向的下端。

所述横向过流通道为两个，两个横向过流通道均位于载流排的宽度方向的中部。

所述纵向过流通道的横截面呈方形、梯形、圆形或腰形。

本实用新型的有益效果主要表现在以下方面：

一、本实用新型，磁极线圈轴向线圈边的载流排上设置有纵向过流通道，设置有纵向过流通道的载流排相邻排布或间隔排布，通过在磁极线圈轴向线圈边的载流排上设置纵向过流通道，冷却气体同时形成两组风路，内冷通风风路和外冷通风风路，内冷通风风路为轴向内冷通风风路，较现有技术径向通风风路而言，制造加工工艺更简单，制造成本更低，且适用范围广，通过内冷通风风路和外冷通风风路对磁极线圈内部和外部进行联合冷却，磁极线圈的通风换热面积大大增加，极大的提高了磁极线圈的冷却效果。