CN220440504U - 一种发电机定子绕组水冷装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及发电机设备技术领域，尤其是一种发电机定子绕组水冷装置，用于对发电机内部定子绕组降温，包括PLC控制器、声光警报器、设在发电机机壳内部定子绕组上的第一温度变送器、穿设在定子绕组输出端的霍尔电流传感器和设在发电机机壳外表面的水冷结构；水冷结构包括帕尔贴元件、冷水管屏、进水管、出水管和增压水泵；帕尔贴元件的冷端贴合在发电机机壳外表面；冷水管屏贴合在帕尔贴元件的热端，且冷水管屏和帕尔贴元件的热端接触面填充有导热胶；冷水管屏的一端连接进水管，另一端连接出水管；增压水泵连接在进水管上；上述各电子元件之间配合连接。通过在发电机机壳外设置水冷结构快速散热，使发电机内部定子绕组温度维持稳定。

Description

一种发电机定子绕组水冷装置

技术领域

本实用新型涉及发电机设备技术领域，更具体地说是一种发电机定子绕组水冷装置。

背景技术

发电机工作期间，定子绕组会产生热量，其主要原因是由于定子绕组具有电阻，而当定子绕组通电后就会将电能转化为热能（根据焦耳定律Q=I²Rt）。

定子绕组是由绝缘铜线缠绕而成，一旦发电机内定子绕组温度过高，会导致绝缘铜线的绝缘性能降低，进而导致定子绕组短路，甚至会烧坏定子绕组。因此，发电机工作过程中需要对定子绕组进行冷却。目前定子绕组冷却通常采用水冷冷却方式，如专利授权公告号CN204761235U定子绕组真空水冷式隐极发电机，包括将定子水管沿圆周方向安装在定子铜绕组与定子铜绕组绝缘之间，并且定子水管与定子铜绕组和定子铜绕组绝缘紧密地接触，定子水管、定子铜绕组和定子铜绕组绝缘包围的区域抽为真空层。这种水冷冷却方式由于定子水管是设置在发电机内部，一旦定子水管老化破裂漏水，则会造成发电机内部短路，损毁发电机。而且设置在发电机内部的定子水管检修起来比较困难。

实用新型内容

因此，针对上述的问题，本实用新型提出一种发电机定子绕组水冷装置，通过在发电机机壳外设置水冷结构快速散热，使发电机内部定子绕组温度维持稳定。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种发电机定子绕组水冷装置，包括PLC控制器、声光警报器、设置在发电机机壳内部定子绕组上的第一温度变送器、穿设在定子绕组输出端的霍尔电流传感器、以及设置在发电机机壳外表面的水冷结构；

所述水冷结构包括帕尔贴元件、冷水管屏、进水管、出水管和增压水泵；

所述帕尔贴元件包括一个热端和一个冷端；

所述帕尔贴元件的冷端贴合设置在发电机机壳外表面；

所述冷水管屏贴合设置在帕尔贴元件的热端，且冷水管屏和帕尔贴元件的热端接触面之间填充有导热胶；

所述冷水管屏的一端连接进水管，另一端连接出水管；

所述增压水泵连接在进水管上；

所述第一温度变送器、霍尔电流传感器、声光警报器、帕尔贴元件和增压水泵的控制端分别与PLC控制器电性连接。

进一步的，所述水冷结构还包括设置在进水管上用于检测进水管内部水温的第二温度变送器；

所述第二温度变送器与PLC控制器电性连接。

进一步的，还包括工控触摸屏；所述工控触摸屏与PLC控制器电性连接。

通过采用前述技术方案，本实用新型的有益效果是：

由于发电机工作时，定子绕组有电流，因此通过在定子绕组输出端的设置霍尔电流传感器检测发电机是否处于工作状态。当检测发电机工作时，通过PLC控制器控制水冷结构开始进行降温作业，具体是：帕尔贴元件的冷端吸收热量制冷，定子绕组的热量不断传递到发电机机壳通过帕尔贴元件的冷端进行散热，从而快速带走定子绕组的热量，使得定子绕组快速降温。而帕尔贴元件的热端产生的热量通过冷水管屏内的冷水带走。同时，通过第一温度变送器实时检测定子绕组的温度，当在水冷结构进行水冷调节仍然不能使得定子绕组降温，且定子绕组的温度超过设定的阈值，则PLC控制器判断本发电机定子绕组水冷装置出现故障，声光警报器发出声光警报，提醒工作人员及时停机维护。本发电机定子绕组水冷装置制冷效果好、维护方便、且实用性强。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是帕尔贴元件的冷端贴合设置在发电机机壳外表面的结构示意图。

图3是冷水管屏和帕尔贴元件的热端接触面之间填充导热胶的截面示意图。

图4是本实用新型的电路连接框图。

附图标记说明：

发电机机壳1、帕尔贴元件2、水冷管屏3、进水管4、出水管5、增压水泵6、第二温度变送器7、PLC控制器8、工控触摸屏9、声光警报器10、第一温度变送器11、霍尔电流传感器12、导热胶20。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

参考图1-图4，本实施例提供一种发电机定子绕组水冷装置，包括帕尔贴元件2、水冷管屏3、进水管4、出水管5、增压水泵6、第二温度变送器7、PLC控制器8、工控触摸屏9、声光警报器10、第一温度变送器11以及霍尔电流传感器12。上述帕尔贴元件2、增压水泵6、第二温度变送器7、PLC控制器8、工控触摸屏9、声光警报器10、第一温度变送器11、以及霍尔电流传感器12均为本领域现有电子设备。

所述第一温度变送器11设置在发电机机壳1内部定子绕组（定子绕组安装在发电机机壳1内部，图中未示出，本领域技术人员应当明白第一温度变送器11设置在定子绕组上的实施方式）上，用于实时检测定子绕组的温度，并传递给PLC控制器8。

所述霍尔电流传感器12穿设在定子绕组输出端（图中未示出，但本领域技术人员应当明白霍尔电流传感器12的安装方式）。由于发电机工作时，定子绕组有电流，因此通过在定子绕组输出端的设置霍尔电流传感器12检测发电机是否处于工作状态。

所述帕尔贴元件2、冷水管屏3、进水管4、出水管5、增压水泵6和第二温度变送器7组成水冷结构。

其中，所述帕尔贴元件2又称热电制冷片，其利用半导体材料的Peltier效应，该技术为公知技术，在此不详细赘述Peltier效应。当直流电通过帕尔贴元件2时，在其两端面即可分别吸收热量和放出热量，定义其中吸收热量的一端面为冷端，放出热量的一端面为热端。

所述帕尔贴元件2的冷端贴合设置在发电机机壳1外表面；所述冷水管屏3贴合设置在帕尔贴元件2的热端，且冷水管屏3和帕尔贴元件2的热端接触面之间填充有导热胶20，使得帕尔贴元件2的热端产生的热量能够快速传递到冷水管屏3。当帕尔贴元件2通电后，帕尔贴元件2的冷端吸收热量制冷，定子绕组（定子绕组安装在发电机机壳1内部，图中未示出）的热量不断传递到发电机机壳1通过帕尔贴元件2的冷端进行散热，从而快速带走定子绕组的热量，使得定子绕组快速降温。而帕尔贴元件2的热端产生的热量通过冷水管屏3带走。

所述冷水管屏3的一端连接进水管4，另一端连接出水管5；使用时将进水管4和出水管5连接于冷水箱内（图中未示出，该技术为本领域常规技术），通过增压水泵6泵送冷水实现冷水循环。

所述增压水泵6连接在进水管4上，用于对进水管4内的冷水进行加压泵送，调节冷水的流速。

所述第二温度变送器7设置在进水管4上用于检测进水管4内部水温，并在工控触摸屏9上显示水温。

所述帕尔贴元件2、增压水泵6、第二温度变送器7、工控触摸屏9、声光警报器10、第一温度变送器11、以及霍尔电流传感器12分别与PLC控制器8电性连接。上述电子元器件的电路连接技术手段是本领域常规技术，本领域技术人员经过有限次电路连接实验，完全可以再现本发电机定子绕组水冷装置，并产生相同技术效果。

本发电机定子绕组水冷装置工作原理：

当霍尔电流传感器12检测到定子绕组有电流，则PLC控制器判断发电机正在工作状态。此时通过PLC控制器控制水冷结构开始进行降温作业，具体的：第二温度变送器7检测进水管4内水温，通过PLC控制器8通过对帕尔贴元件2通电制冷，从而快速带走定子绕组的热量，使得定子绕组快速降温；并且PLC控制器8根据水温控制增压水泵6的水压，以调节进水管4内水流流速，使得帕尔贴元件2的热端产生的热量能够快速通过冷水管屏3带走。更具体的说，当进水管4内水温较高的时候，应当适当通过增压水泵6加压增加进水管4内水流流速；总之，应当使得帕尔贴元件2的热端产生的热量能够快速通过冷水管屏3带走。

用户还可以工控触摸屏9手动调节增压水泵6的加压水压。

第一温度变送器7实时检测定子绕组的温度并传递给PLC控制器8，并且在工控触摸屏9显示定子绕组的温度，当在水冷结构进行水冷调节仍然不能使得定子绕组降温，且定子绕组的温度超过设定的阈值（阈值大小可通过工控触摸屏9设定），则PLC控制器8判断本发电机定子绕组水冷装置出现故障，PLC控制器8控制声光警报器10发出声光警报，提醒工作人员及时停机维护。

本发电机定子绕组水冷装置的水冷结构是设置在发电机机壳1外部，当出现故障的时候检修方便，实用性好。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种发电机定子绕组水冷装置，其特征在于：包括PLC控制器、声光警报器、设置在发电机机壳内部定子绕组上的第一温度变送器、穿设在定子绕组输出端的霍尔电流传感器、以及设置在发电机机壳外表面的水冷结构；

所述水冷结构包括帕尔贴元件、冷水管屏、进水管、出水管和增压水泵；

所述帕尔贴元件包括一个热端和一个冷端；

所述帕尔贴元件的冷端贴合设置在发电机机壳外表面；

所述冷水管屏贴合设置在帕尔贴元件的热端，且冷水管屏和帕尔贴元件的热端接触面之间填充有导热胶；

所述冷水管屏的一端连接进水管，另一端连接出水管；

所述增压水泵连接在进水管上；

所述第一温度变送器、霍尔电流传感器、声光警报器、帕尔贴元件和增压水泵的控制端分别与PLC控制器电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种发电机定子绕组水冷装置，其特征在于：所述水冷结构还包括设置在进水管上用于检测进水管内部水温的第二温度变送器；

所述第二温度变送器与PLC控制器电性连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种发电机定子绕组水冷装置，其特征在于：还包括工控触摸屏；

所述工控触摸屏与PLC控制器电性连接。