一种单侧布置整流装置的小型无刷励磁机的通风结构的制作方法
【专利说明】
[0001]技术领域:
[0002]本实用新型涉及一种单侧布置整流装置的小型无刷励磁机的通风结构。
[0003]【背景技术】:
[0004]随着现代发电系统的大容量化，所需的励磁电流也随之增大，采用传统的直流励磁机因换向器和电刷的存在容易产生换向火花，影响励磁机的安全运行，因此，直流励磁机主要用于50 Mff及以下的发电机，较大容量的发电机组需要开发新的励磁系统。克莱伦斯算恩提出的无刷励磁的原理使得无刷励磁机的产生成为可能，该类型励磁机不受励磁电流的限制，解决了机组大型化过程中所需励磁电流增大的问题。自I960年，美国西屋公司首次成功应用无刷励磁机为汽轮发电机提供励磁电流后，世界上各工业发达国家也纷纷研制了自己的无刷励磁机系列。
[0005]由于无刷励磁机取消了滑环、碳刷，避免了火花、碳粉以及铜沫污染引起的故障，和直流励磁机相比，无刷励磁机维护工作量小，检修周期长，使得机组的运行效率提高。因而由无刷励磁机和主机(同步电机)组成的无刷励磁同步电机常应用在有防爆、防尘、防腐蚀等要求的石油、化工、矿山和环保要求高的场合。随着无刷励磁系统研究的日益完善，目前无刷励磁同步电机已广泛应用于水电、船舶、航天和核电等领域。
[0006]无刷励磁机是无刷励磁机组的重要组成部分，其体积虽然较小，但内部结构复杂而且还直接影响着机组的安全性，因而对无刷励磁机的研究必不可少，其中其通风冷却问题尤为重要，设计过程中不但要保证有足够的冷却空气使绕组或铜排不超温而且空气流量还不应过大，否则其摩擦损耗增大，励磁机的经济性降低。
[0007]—种单侧布置整流装置的小型无刷励磁机其内部结构复杂，包括旋转整流装置、定转子铁芯和绕组等，而且气隙空间较小，此外，整流盘与转子均为旋转部件，它们引起的旋转空气动力场相互叠加，内部流场复杂，采用一般工程计算已无法满足设计要求。基于流体动力学原理(CFD)，采用有限体积法，模拟励磁机的流场特性，可为通风方案的设计和改进提供理论指导。
[0008]【实用新型内容】:
[0009]通过建立一种单侧布置整流装置的小型无刷励磁机的整机通风模型并利用FLUENT软件模拟多个通风方案的流场并对比分析，最终提供一种转子冷却效果较好的通风结构。
[0010]本实用新型的目的是这样实现的:
[0011]本实用新型涉及一种单侧布置整流装置的小型无刷励磁机的通风结构，其组成包括:进风筒(I)、方筒(2)、励磁机主轴(4)、整流盘(14)、绝缘板(13)、罩筒(11)、挡板(12)、机壳(10)、定子铁芯(8)、定子绕组(7)、转子铁芯(9)、转子支架(5)、转子绕组(6)、出风筒
(3)，所述的励磁机主轴(4)上布置有单侧整流盘(14)和转子支架(5)，所述的罩筒(11)通过把合板与机壳(10)连接，罩筒(11)内侧布置挡板(12)以减少涡流，所述的绝缘板(13)上布置三组共6个通风孔，其中第一组通风孔开设在与X轴正向成±20°处，各组周向相隔120°，所述的定子铁芯(8)和转子支架(5)仅开设轴向风沟。励磁机通过方筒和主机风道相连，进风口取自于主机风扇后端的流道，出风口取在主机风扇前的流道。进入励磁机的冷却空气进入定转子轴向风沟和气隙中，在轴向流动过程中带走励磁机的热量后从出风口流出。
[0012]有益效果:
[0013]本实用新型涉及的一种单侧布置整流装置的小型无刷励磁机的通风结构转子风量较多且转子周向冷却的不均匀性降低，有利于励磁机的安全运行。
[0014]【附图说明】:
[0015]附图1是一种单侧布置整流装置的小型无刷励磁机的通风结构示意图；
[0016]附图2是绝缘板通风孔示意图。
[0017]【具体实施方式】:
[0018]实施例1:
[0019]结合图1和2进行说明，一种单侧布置整流装置的小型无刷励磁机的通风结构，其组成包括:进风筒1、方筒2、励磁机主轴4、整流盘14、绝缘板13、罩筒11、挡板12、机壳10、定子铁芯8、定子绕组7、转子铁芯9、转子支架5、转子绕组6、出风筒3，所述的励磁机主轴上布置有单侧整流盘和转子支架，所述的罩筒通过把合板与机壳连接，罩筒内侧布置挡板以减少涡流，所述的绝缘板开设三组共6个通风孔，其中第一组通风孔开设在与X轴正向成±20°处，各组周向相隔120°，所述的定子铁芯和转子支架仅开设轴向风沟，定转子轴向风沟和气隙构成该励磁机的轴向冷却风路，励磁机通过方筒和主机风道相连，其中励磁机进风口取自于主机风扇后端的流道，出风口取在主机风扇前的流道。
[0020]实施例2:
[0021]结合图1进行说明，经冷却器冷却再由主机风扇升压后的系统循环空气的一小部分从进风口进入励磁机后，进入定转子轴向风沟和气隙中，在轴向流动过程中带走励磁机的热量后从出风口流出，返回到主机风扇前的流道。
【主权项】
1.一种单侧布置整流装置的小型无刷励磁机的通风结构，其组成包括:励磁机主轴、整流盘、绝缘板、定转子铁芯及绕组、转子支架、机壳、罩筒等，其特征是:所述的励磁机主轴上布置有单侧整流盘和转子支架，所述的罩筒通过把合板与机壳连接，其特征是:罩筒内侧布置挡板以减少涡流，所述的绝缘板开设三组共6个通风孔，其特征是:第一组通风孔开设在与X轴正向成±20°处，各组周向相隔120°，所述的定子铁芯和转子支架仅开设轴向风沟，定转子轴向风沟和气隙构成该励磁机的全轴向冷却风路，励磁机通过方筒和主机风道相连，进风口取自于主机风扇后端的流道即进入励磁机的冷却空气是经冷却器冷却再由主机风扇升压后的系统循环空气的一小部分，出风口取在主机风扇前的流道，进入励磁机的冷却空气进入定转子轴向风沟和气隙中，在轴向流动过程中带走励磁机的热量后从出风口流出。
【专利摘要】<b>本实用新型涉及一种单侧布置整流装置的小型无刷励磁机的通风结构，其组成包括</b><b>:</b><b>励磁机主轴、整流盘、绝缘板、定转子铁芯及绕组、转子支架、罩筒、方筒等，所述的励磁机主轴上布置有单侧整流盘和转子支架，所述的罩筒内侧布置挡板以减少涡流，所述的绝缘板开设三组共</b><b>6</b><b>个通风孔，所述的定子铁芯和转子支架仅开设轴向风沟和气隙构成该励磁机的全轴向冷却风路，励磁机通过方筒和主机风道相连，进风口取自于主机风扇后端的流道，出风口取在主机风扇前的流道。进入励磁机的冷却空气进入定转子轴向风沟和气隙中，在轴向流动过程中带走励磁机的热量后从出风口流出。该通风结构转子风量较多且转子周向冷却的不均匀性降低，有利于励磁机的安全运行。</b>
【IPC分类】H02K1/32, H02K5/20, H02K1/20, H02K9/10, H02K5/04, H02K11/00
【公开号】CN204761203
【申请号】CN201520493514
【发明人】路义萍, 李会兰, 周超, 杜鹏
【申请人】哈尔滨理工大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年7月10日