一种同步电机系统的冷却风路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种同步电机系统的冷却风路，包括：励磁机、第一外壳、主风道、第一风道、第二风道、水冷却器、风扇叶片、同步电机及第二外壳；同步电机设置在第二外壳内；励磁机设置在第一外壳内；第二外壳的底部与主风道连通；第一风道与主风道连通；第一风道与第一外壳底部连通；第二风道的一端连通在主管道圆周的顶部；第二风道的另一端与第一外壳底部连通；风扇叶片与水冷却器设置在第二外壳内。该冷却风路能避免同步电机冷却风路和励磁机冷却风路的相互影响，使各自的冷却风路更加稳定，不出现温度场混乱的现象，冷却效果更好。
【专利说明】
—种同步电机系统的冷却风路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电机制造【技术领域】，特别涉及一种同步电机系统的冷却风路。
【背景技术】
[0002]在各类同步电机主机与励磁机大型化过程中，一个关键技术就是复杂结构下的冷却问题。如果冷却效果不好，绕组或铜排温度过高，将直接影响电机的安全运行；如果盲目增加冷却空气的流量，会导致摩擦损耗增大，电机效率降低。我国大型电机一般直接采购国外产品，开发具有自主知识产权的大型电机及励磁机通风冷却技术，减少进口，是利国利民的举措。
[0003]同步无刷励磁电机内部包括旋转整流盘、定转子结构，主要热源是同步电动机的电磁负载、旋转整流器的电力电子器件及灭磁电阻和交流励磁机的电磁负载，现有的同步电动机的风路多是强迫风冷循环系统，旋转整流盘与转子为同轴上的旋转部件，两个旋转部件引起的旋转空气动力场互相叠加，使得内部速度场、压力场非常复杂，因此，采用传统的风路计算方法研究同步电机的通风冷却问题会产生较大的误差。
实用新型内容
[0004]为解决上述问题，本实用新型提供了一种能避免同步电机冷却风路和励磁机冷却风路的相互影响，使各自的冷却风路更加稳定，不出现温度场混乱的现象，冷却效果更好的同步电机系统的冷却风路。
[0005]本实用新型提供的一种同步电机系统的冷却风路，包括:
[0006]励磁机、第一外壳、主风道、第一风道、第二风道、水冷却器、风扇叶片、同步电机及第二外壳；
[0007]所述同步电机设置在所述第二外壳内的中间位置；所述励磁机设置在所述第一外壳内的中间位置；所述励磁机与所述同步电机共用一个转子轴；所述第二外壳的底部与所述主风道的一端连通；
[0008]所述第一风道的一端与所述主风道的另一端轴向对接连通；所述第一风道的另一端与所述第一外壳一端的底部连通；所述第一风道远离所述第二外壳；
[0009]所述第二风道的一端连通在所述主风道圆周的顶部；所述第二风道的另一端与所述第一外壳另一端的底部连通；所述第二风道靠近所述第二外壳；
[0010]所述风扇叶片与所述水冷却器设置在所述第二外壳内。
[0011]作为优选，所述风扇叶片穿套在所述同步电机的转子轴上；所述风扇叶片与所述同步电机的转子固连。
[0012]作为优选，两个所述水冷却器分别设置在所述第二外壳顶部左右对称的位置；所述水冷却器位于所述同步电机的定子上方。
[0013]本实用新型提供的一种同步电机系统的冷却风路通过将同步电机设置在第二外壳内，励磁机设置在第一外壳内，使得第二外壳内同步电机的冷却风路与第一外壳内励磁机的冷却风路分离开，使各自的冷却风路更加稳定，不会出现温度场混乱的现象，更利于用传统流体力学理论准确地计算出同步电机的冷却风量。通过主风道、第一风道及第二风道将第一外壳和第二外壳连通，使得第二外壳内产生的部分冷空气能通过主风道及第一风道流入第一外壳对励磁机进行冷却，冷却后的热空气再通过第二风道及主风道流回第二外壳形成回路，这样设计既能保证励磁机的冷却效果，又不增加励磁机的冷却装置，有效控制了设备成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型实施例提供的同步电机系统的冷却风路的结构简图。
[0015](其中各标号代表的部件依次为:1、励磁机，2、第一风道，3、主风道，4、第二风道，5、水冷却器,6、风扇叶片,7、同步电机的定子，8、同步电机的转子,9、第二外壳,10、第一外壳)
【具体实施方式】
[0016]为了深入了解本实用新型，下面结合附图及具体实施例对本实用新型进行详细说明。
[0017]参见附图1，本实用新型提供的同步电机系统的冷却风路，包括:励磁机1、第一外壳10、主风道3、第一风道2、第二风道4、水冷却器5、风扇叶片6、同步电机及第二外壳9 ；同步电机设置在第二外壳9内的中间位置；励磁机I设置在第一外壳10内的中间位置；励磁机I与同步电机共用一个转子轴；第二外壳9的底部与主风道3的一端连通；第一风道2的一端与主风道3的另一端轴向对接连通；第一风道2的另一端与第一外壳10 —端的底部连通；第一风道2远离第二外壳9 ;第二风道2的一端连通在主风道3圆周的顶部；第二风道4的另一端与第一外壳10另一端的底部连通；第二风道4靠近第二外壳9，这样使得主风道3内回流的热空气更容易进入第二外壳9，使得整个冷却风路流通更顺畅。第一风道2与主风道3轴向对接及第二风道4连通在主风道3圆周的顶部能更方便主风道3的下部流通冷却空气，上部流通热空气，使得主风道3内的气体流动更平缓顺畅。当同步电机系统运转时，在风扇叶片6的作用下，热空气被吹向同步电机的转子8，然后向上方流向同步电机的定子7，最后进入水冷却器5进行冷却，形成一个冷却回路；由于冷空气的密度比热空气的密度大，所以被水冷却器5冷却后的冷空气向下流动，对同步电机的定子7下半部分进行冷却，同时有部分冷空气通过主风道3、第一风道2进入到第一外壳10对励磁机I进行冷却，冷却后的热空气通过第二风道4、主风道3回到第二外壳9的冷却回路中。因为励磁机I的第一外壳10和同步电机的第二外壳9仅仅是通过主风道3、第一风道2及第二风道4相连通，而非现有技术中的励磁机I和同步电机在同一个外壳内，所以避免同步电机冷却风路和励磁机I冷却风路的相互影响，使各自的冷却风路更加稳定，不出现温度场混乱的现象，冷却效果更好。
[0018]风扇叶片6与水冷却器5设置在第二外壳9内，因为励磁机I的发热量远远小于同步电机的发热量，所以风扇叶片6只需安装在同步电机的转子轴上，同步电机系统运行时冷却空气主要对同步电机的定子7和转子8进行冷却，部分冷空气通过主风道3、第一风道2流入第一外壳10对励磁机I进行冷却，冷却后的热空气再通过第二风道4、主风道3流回第二外壳9形成冷却回路，这样设计既能保证励磁机I的冷却效果，又不增加励磁机I的冷却机构，有效控制了设备成本。
[0019]其中，两个风扇叶片6穿套在同步电机的转子轴上；两个风扇叶片6分别固连在同步电机的转子8两端；风扇叶片6跟随转子8同步旋转。两个水冷却器5分别设置在第二外壳9顶部左右对称的位置；水冷却器5位于同步电机的定子7上方。当同步电机系统运行时，风扇叶片6跟随同步电机的转子8 —起旋转，空气流向同步电机的转子8、同步电机上半部分定子7的中部，并向上通过水冷却器5进行冷却，由于冷空气密度大，冷却后的空气向下流动，再次经过风扇叶片6，进而在第二外壳9的上部空间形成冷却回路。同时，由水冷却器5产生的冷却空气在重力作用和同步电机的转子8旋转的带动下，部分冷却空气流向第二外壳9的下半部分，在风扇叶片6的作用下，冷却空气流向同步电机的转子8及同步电机下半部分定子7的中部，进而在第二外壳9的下部空间形成冷却回路。按照上述方式布置风扇叶片6与水冷却器5，使得第二外壳9内部的空气流场更加稳定简单，利于风路的计算，继而确定合适的冷却空气流量，既能保证同步电机内部的冷却，又能减少气流摩擦损耗，提闻电机效率。
[0020]本实用新型提供的一种同步电机系统的冷却风路通过将同步电机设置在第二外壳9内，励磁机I设置在第一外壳10内，使得第二外壳9内同步电机的冷却风路与第一外壳10内励磁机I的冷却风路分离开，使各自的冷却风路更加稳定，不会出现温度场混乱的现象，更利于用传统流体力学理论准确地计算出同步电机的冷却风量。通过主风道3、第一风道2及第二风道4将第一外壳10和第二外壳9连通,使得第二外壳9内产生的部分冷空气能通过主风道3及第一风道2流入第一外壳10对励磁机I进行冷却，冷却后的热空气再通过第二风道4及主风道3流回第二外壳9形成回路，这样设计既能保证励磁机I的冷却效果，又不增加励磁机I的冷却装置，有效控制了设备成本。通过合理布置风扇叶片6与水冷却器5，使得第二外壳9内部的空气流场更加稳定简单，利于风路的计算，继而确定合适的冷却空气流量，既能保证同步电机内部的冷却，又能减少气流摩擦损耗，提高电机效率。
[0021]以上所述的【具体实施方式】，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的【具体实施方式】而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种同步电机系统的冷却风路，其特征在于，包括: 励磁机、第一外壳、主风道、第一风道、第二风道、水冷却器、风扇叶片、同步电机及第二夕卜壳; 所述同步电机设置在所述第二外壳内的中间位置；所述励磁机设置在所述第一外壳内的中间位置；所述励磁机与所述同步电机共用一个转子轴；所述第二外壳的底部与所述主风道的一端连通； 所述第一风道的一端与所述主风道的另一端轴向对接连通；所述第一风道的另一端与所述第一外壳一端的底部连通；所述第一风道远离所述第二外壳； 所述第二风道的一端连通在所述主风道圆周的顶部；所述第二风道的另一端与所述第一外壳另一端的底部连通；所述第二风道靠近所述第二外壳； 所述风扇叶片与所述水冷却器设置在所述第二外壳内。
2.根据权利要求1所述的同步电机系统的冷却风路，其特征在于: 所述风扇叶片穿套在所述同步电机的转子轴上；所述风扇叶片与所述同步电机的转子固连。
3.根据权利要求1所述的同步电机系统的冷却风路，其特征在于: 两个所述水冷却器分别设置在所述第二外壳顶部左右对称的位置；所述水冷却器位于所述同步电机的定子上方。
【文档编号】H02K9/10GK204068570SQ201420466195
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年8月18日 优先权日:2014年8月18日
【发明者】李华, 开岗生, 李雁志, 肖志新, 刘浩, 刘洋, 夏江涛, 陈刚, 钟毅 申请人:武汉钢铁(集团)公司