电机冷却系统的制作方法

本实用新型属于能源动力设备技术领域，具体涉及一种电机冷却系统。

背景技术：

发电系统中需要用到发电电机，动力系统中需要用到电动机。发电电机和电动机统称电机。

电机在运行过程中存在能量损耗，能量损耗会转化为热量，热量的聚积会导致电机温度的升高/寿命的降低或者电机的损坏。因此，电机运行时，需要一套冷却系统。

电机通常的冷却系统采用风扇+空气冷却系统，风扇驱动气流流经电机内部带走电机的热量，如图1所示。

部分发电系统中无额外的空气或者水时，采用发电系统中的循环工质，将循环工质加压后，流经电机，带走电机的热量，如图2所示。部分情况下，压气机出口的气流温度较高，此时需要增加一个换热器，将压气机出口气流的温度降低，温度降低后的气流进入电机冷却，如图3所示。

但是，风扇空气冷却系统的缺点：风扇增压能力有限，电机内冷却气流速度较低，冷却效果较差。同时，电机中需要预留较大体积的风冷冷却通道，用于冷却气流通过，电机结构不够紧凑。

泵/压气机冷却系统的优缺点：泵/压气机的增压能力很强，可以将气流的压力升高很多，电机内气流的速度较高，对增强电机冷却有益。但气流压力升高的同时，气流温度也会升高，这会降低电机冷却效果。

采用压缩机/泵并经外部冷却的电机冷却系统的优缺点：在开式循环发电系统中，采用风/水冷却器，将增压后的气流温度降低到常温状态；或者在闭式循环，采用低温循环工质冷却器，将增压后的气流降低到低温循环工质的温度状态；该系统的电机冷却效果更好；但是，冷却器仅仅能将气流温度冷却到常温或者低温工质的温度，限制了电机冷却效果的进一步增强。

技术实现要素：

本实用新型目的是提供一种电机冷却系统，其具有较高的冷却效率，可以满足更高功率更加紧凑要求的电机的冷却需求。

本实用新型解决技术问题采用如下技术方案：一种电机冷却系统，其包括第一压气机、涡轮、换热器和第二压气机；

所述第一压气机的进气口连接有进气管，冷却气体通过所述进气管进入第一压气机，并通过第一压气机的加压，形成高压的气体；

所述第一压气机的排气口通过管路连接于所述换热器的热媒的进口，所述换热器的热媒的出口连接于所述涡轮的进气口，以通过所述换热器将高温高压的气体冷却为低温高压的气体，所述低温高压的气体用于推动所述涡轮转动；

所述涡轮的排气口通过管路连接于所述电机的冷却流道，或者连接于所述电机的壳体上开设的进气口；

所述第二压气机的进气口连接于所述电机的冷却通道，或者连接于所述电机的壳体上开设的排气口。

可选的，所述涡轮与所述第二压气机共轴，所述涡轮带动第二压气机转动。

可选的，所述涡轮和第二压气机均与电机共轴，且分别设置于电机的两端。

可选的，所述涡轮的输出轴通过增速器与电机的输出轴传动连接，所述第一压气机通过减速器与所述电机传动连接，以通过所述电机输出的动力带动所述第一压气机转动。

可选的，所述第一压气机、涡轮和第二压气机均与所述电机同轴，所述涡轮位于所述电机的左端，所述第二压气机位于所述电机的右端，所述第一压气机位于所述涡轮的左部，所述涡轮的壳体直径较小的一端与所述电机的壳体的左端连接，所述电机的输出轴的左端与所述涡轮的输出轴连接；所述第二压气机的壳体的直径较小的一端与所述电机的壳体的右端连接，所述电机的输出轴的右端与所述第二压气机的输入轴连接；所述涡轮的输出轴与所述第一压气机的输入轴连接。

可选的，所述涡轮、电机和第一压气机的壳体形成为一个整体。

本实用新型具有如下有益效果：本实用新型的电机冷却系统，用于电机冷却的气体温度更低，可以满足更高功率更加紧凑要求的电机的冷却需求。如果电机的冷却要求不变，那么冷却电机所需要的气体流量相对更少，对发电循环系统的影响也更少。

附图说明

图1为现有技术中的电机冷却结构的结构示意图；

图2为现有技术中的电机冷却结构的结构示意图；

图3为现有技术中的电机冷却结构的结构示意图；

图4为本实用新型的电机冷却结构的结构示意图；

图5为本实用新型的电机的结构示意图；

图中标记示意为：1-电机；2-风扇；3-第一压气机；4-换热器；5-涡轮；6-第二压气机。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型的技术方案作进一步阐述。

实施例1

本实施例提供了一种电机冷却系统，其包括第一压气机、涡轮、换热器和第二压气机。

冷却气体首先经过第一压气机加压后形成高温高压的气体，高温高压气体经过换热器冷却后形成低温高压的气体，低温高压的气体经过涡轮膨胀后形成低压低温的气体，低压低温的气体用于冷却电机，冷却电机后形成低压高温的气体，最后低压高温的气体由第二压气机增压至环境压力排出电机冷却系统。

也就是说，所述第一压气机的进气口连接有进气管，冷却气体通过所述进气管进入第一压气机，并通过第一压气机的加压，形成高压的气体。

所述第一压气机的排气口通过管路连接于所述换热器的热媒的进口，所述换热器的热媒的出口连接于所述涡轮的进气口，以通过所述换热器将高温高压的气体冷却为低温高压的气体，所述低温高压的气体用于推动所述涡轮转动，并且当所述低温高压的气体推动所述涡轮转动后，将其携带的势能转换为涡轮的转动动能，从而变成低温低压的气体，此时将所述低温低压的气体供入电机，以冷却电机。

本实施例中，所述涡轮的排气口通过管路连接于所述电机的冷却流道的进口，或者通过所述电机的壳体上开设的进气口，供入所述电机内部，从而实现对电机的冷却。

所述第二压气机用于对电机排出的高温低压的气体进行增压后排放，本实施例中，所述第二压气机的进气口与所述电机的冷却通道连通的出口，或者通过所述电机的壳体上开设的排气口，从所述电机内部抽取高温低压的气体。

本实用新型的电机冷却系统，用于电机冷却的气体温度更低，可以满足更高功率更加紧凑要求的电机的冷却需求。如果电机的冷却要求不变，那么冷却电机所需要的气体流量相对更少，对发电循环系统的影响也更少。

当所述电机冷却系统用于发电系统中的发电机冷却时，高温高压的气体可以从发电循环系统中抽取，此时，电机冷却系统中的第一压气机可以取消。

而且，所述高温高压的气体可以通过发电循环系统的换热器进行冷却，此时换热器可以取消。

而且，所述涡轮与所述第二压气机共轴，即低温高压的气体驱动涡轮转动，涡轮带动第二压气机转动；更优选地，本实施例中，所述涡轮、第二压气机与电机共轴，且分别设置于电机的两端。

而且，所述涡轮的输出轴通过增速器与电机的输出轴传动连接，以使得所述涡轮输出的动力与所述电机的输出动力串联，所述第一压气机通过减速器与所述电机传动连接，以通过所述电机输出的动力带动所述第一压气机转动。

参照图5，本实施例中，所述第一压气机、涡轮和第二压气机均可以与所述电机同轴，此时，所述涡轮位于所述电机的左端，所述第二压气机位于所述电机的右端，所述第一压气机位于所述涡轮的左部，更优选地，所述涡轮、电机和第一压气机的壳体形成为一个整体，所述涡轮的壳体直径较小的一端与所述电机的壳体的左端连接，所述电机的输出轴的左端与所述涡轮的输出轴连接；而且，所述第二压气机的壳体的直径较小的一端与所述电机的壳体的右端连接，所述电机的输出轴的右端与所述第二压气机的输入轴连接。

本文实用新型的电机冷却系统，可以用于常规煤/天然气/石油等开式循环发电系统，也可以用于He气/He-Xe混合气/SCO2等介质的闭式循环发电系统中。

以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。