CN205178768U - 大型无刷励磁电动机冷却结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是一种大型无刷励磁电动机冷却结构，主机和励磁机有单独的冷却空间，所述风路部件包括接管、外风管、进风管、内风管、引风管、出风管。风路部件一端的进风口、出风口分别从主机挡风板和端板的底部通入，将主机风路分为两路，一路为常规的内风路，另一路则通过励磁机风路将主机下部的空气再进行一次热交换。本实用新型电机采用主机和励磁机冷却结构相结合的方法，解决了主机绕组温度上下部温差大和励磁机风压低的问题，具有良好的冷却效果。
Description
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。
本实用新型的优点：
本实用新型提高了产品运行的可靠性，有利于电机效率的提高，减小了电机体积和重量。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，主机和励磁机有单独的冷却空间，不在同一个冷却腔内,靠风路部件连接起来，旋转整流盘与励磁机一体。组成包括空空冷却器、主机挡风板、主机端板、旋转整流盘、励磁机机座、励磁机后罩、调风板及其风路部件。所述风路部件包括接管、外风管、进风管、内风管、引风管、出风管。风路部件一端的进风口、出风口分别从主机挡风板和端板的底部通入，与空气冷却器的进出口端连接，这样，主机风路分为两路，一路为常规的主机内风路另一路则通过励磁机风路将主机下部的空气再进行一次热交换,使主机上下部绕组的温升更加均衡。
本实用新型电机采用主机和励磁机冷却结构相结合的方法，解决了主机绕组温度上下部温差大和励磁机风压低的问题，提高了冷却效果，减小了电机体积，降低了通风损耗，保证了电机的安全稳定运行，具有良好的社会和经济效益。
附图说明
图1为本实用新型工作原理图
图2为图1的右视图
具体实施方式
如图1所示的本实用新型，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，如图2所示，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，如图2所示，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。
如图1所示进入励磁机机座15的冷却通道一路经过定转子气隙，另一路在外部风压和旋转整流盘14，经过励磁机机座15和筋13形成的风道，第三路经过调风板12上的风孔。
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，冷风分别由主机两端进入，从电机中部出来后与空空冷却器8完成了热交换。引线端和非引线端的冷却条件基本相同，两侧温度差异较小。支风路将励磁机风路并入，主机端板9上开有位置和大小适当的风口18，出风管3的一端与之连接，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此路径进入励磁机机座15，励磁机机座15上有进气口，与冷空气在此汇合后先对旋转整流盘14冷却，然后分为三路。一路经过定转子气隙，另一路在外部风压和旋转整流盘14作用下，经过励磁机机座15和筋13形成的风道，对励磁机定子轭部进行冷却，风道数量及结构根据需要调整，第三路经过调风板12上的风孔通过，其上风孔的大小数量相应调整以满足流量的分布。三路风道是通风结构的关键，在气体流过这些风道时引起的压力损失大，其设计是根据流体的流速要求进行结构和数量选择的。三路风完成励磁机内部件冷却后，进入励磁机后端，励磁机后罩11上开有出风口16，引风管5一端与其相连，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。这样，励磁机内的气体，包括主机下部的气体与空空冷却器8完成了热交换。即主机下部气体又重新通过励磁机通道进行了二次冷却，加强了下部气体的流动，解决了主机上下部温差大的缺点。进风管3和出风管6分别与主机端板9上的风口18和主机挡风板7上的出风口17相连，将主机部分的风压引入励磁机，解决了励磁机风压低的问题。外风管2、进风管3、内风管4、出风管6不仅为冷却风路部分，还对励磁机起支撑作用，材料优先选用方形钢管。为保证冷却结构的密闭性，管路间的连接密封性要好，可采用焊接方式或易于拆卸的法兰加密封垫的把合方式。主机挡风板7上的出风口17和主机端板9上的风口18位置和大小根据流量确定。
Claims (2)
1.一种大型无刷励磁电动机冷却结构，其特征是：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。
2.根据权利要求1所述的一种大型无刷励磁电动机冷却结构，其特征是：进入励磁机机座(15)的冷却通道一路经过定转子气隙，另一路在外部风压和旋转整流盘(14)，经过励磁机机座(15)和筋(13)形成的风道，第三路经过调风板(12)上的风孔。
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