本发明涉及一种发电机装置,尤其涉及一种带有冷却结构的风电半直驱机组发电机。
背景技术:
1、对于大规格电机产品,一般采用径向通风冷却结构,即在定转子铁芯和转子铁芯上都增加径向通风道,其目的在于有效改善电机的通风冷却效果,减少电机在工作过程中产生的热量,提高电机的运行效率和稳定性。
2、而在一些功率密度要求更高的场合下,如半直驱风力发电机,还需要冷却能力更强的方式,即定子水套冷却和轴向通风相结合的冷却方式,通过风冷加液冷的双重冷却形式对发电机进行降温作业,然而传统结构的电机产品在实际制造和使用的过程中还是存在一系列的问题。
3、首先传统结构的水套自身结构都比较复杂,同时内部存在水路短路且成本过高的问题,同时一般水套结构都采用水套内圈与定子铁心热套固定的方式实现连接,同时外圈也需要采用热套固定的方式与定子机座实现固定连接,双重连接的同时,为了防止漏水,通常还需要在水套端部进行焊接密封,然而这样的结构并不能判断内部的水道筋板与定子支架之间的结合面是否存在泄漏,因此在生产过程中对质量控制程度的影响较大;
4、进一步的,受限于传统结构的水套,风冷只能够采用轴向通风冷却的方式,相较于径向通风冷却,电机整体的温度分布不均匀,容易导致局部温升过高,因此在实际使用时的效果欠佳。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题,本发明的目的是提供一种带有冷却结构的风电半直驱机组发电机,包括机座和发电机本体,发电机本体固定装设在机座的内腔中,机座包括分别前后设置在发电机本体两端的前端盖和后端盖,发电机本体包括绕装设有绕组总成的定子构件和与发电机转轴相配合的转子构件,
2、定子构件包括若干数量的定子铁芯分段,若干数量的定子铁芯分段由前至后阵列设置构成整体,且前后相邻两个定子铁芯分段之间具有间隙,即通风回路a,绕组总成绕装设置在定子铁芯分段上;
3、转子构件包括转子支架和若干磁极模块,若干磁极模块前后阵列设置构成磁极阵列块,前后相邻两个磁极模块之间具有间隙,即通风回路b,若干磁极阵列块沿圆周方向环形设置在转子支架的外周,转子支架包括端板和磁轭,端板的板身侧端面沿周向均匀开有若干个端板通风孔,磁轭与磁极模块安装配合的端面沿周向均匀开有若干个磁轭通风孔;
4、机座还包括驱动端法兰、非驱动端法兰和机座筒体,驱动端法兰与非驱动端法兰分别固定设置在机座筒体的两端,前端盖通过驱动端法兰固定设置在机座筒体的一端,后端盖通过非驱动端法兰固定设置在机座筒体的另一端,即机座筒体与前端盖和后端盖三者共同构成机座,机座筒体环形包裹发电机本体,前端盖与后端盖分别位于电机本体的两端;
5、还具有与机座相配合的水套构件,水套构件固定设置在机座筒体的外周,通过水套构件能够实现对机座内腔中的发电机本体进行不间断液冷降温,水套构件包括若干道环形水道板、水套管接头和密封环板,若干道环形水道板沿电机轴向均匀间隔设置且固定贴合设置在机座筒体的外周表面,密封环板固定设置在机座筒体外周且环形包裹若干道环形水道板,即密封环板与机座筒体之间构成容纳若干道环形水道板的定子铁芯环形腔室c,水套管接头的一端与若干道环形水道板连通,另一端穿过密封环板露出;
6、机座位于机座筒体处固定设置有至少一台与机座内腔相连通的冷却风机,机座的座身还开有与其内腔相连通的径向出风口;
7、冷却风机分别与端板通风孔、磁轭通风孔、通风回路b、通风回路a、定子铁芯环形腔室c和径向出风口构成循环散热风路;
8、水套构件与循环散热风路共同作用以实现对机座内腔降温。
9、优选的,水套构件具有五道环形水道板,五道环形水道板沿电机轴向均匀间隔设置且焊接固定在机座筒体的外周表面并位于定子铁芯环形腔室c中,每道环形水道板与机座筒体的外周表面构成密闭的能够供液体通过的环形水道内腔,相邻两道环形水道板之间通过短接水管实现连通,且靠近前端盖与后端盖的两道环形水道板分别与水套管接头相连通,即五道环形水道板之间构成循环液冷回路。
10、优选的,机座筒体位于相邻两道环形水道板之间沿周向开设有径向环形通风槽,四道径向环形通风槽沿电机轴向均匀间隔设置并与定子铁芯环形腔室c连通;
11、即冷却风机分别与端板通风孔、磁轭通风孔、通风回路b、通风回路a、径向环形通风槽、定子铁芯环形腔室c和径向出风口构成循环散热风路。
12、优选的,每道环形水道板的截面呈“几”形,机座筒体的外壁位于每道环形水道板处均开有成对设置的环形定位凹槽,通过环形定位凹槽能够实现环形水道板在机座筒体外壁的安装定位目的,机座筒体的外壁位于水套构件处涂布有与五道环形水道板相配合的防水性涂层。
13、优选的,每道环形水道板为三段式结构,包括首端水道板、尾端水道板和中间水道板,三者焊接固定在机座筒体的外周表面,共同构成环形水道板,中间水道板的两端分别与首端水道板与尾端水道板的一端相连通,首端水道板与尾端水道板的另一端均开有与管接头和短接水管相配合的出液口。
14、优选的,机座筒体的筒体外壁位于水套构件的两侧固定设置有与密封环板相配合的环形支撑板,密封环板的板身两端与环形支撑板固定连接,密封环板与两块环形支撑板和机座筒体的外周表面共同构成定子铁芯环形腔室c。
15、优选的,机座筒体的上端位于发电机本体的两侧分别开有驱动端筒体入风口和非驱动端筒体入风口,两个风机安装座固定设置在机座筒体的上端且分别位于驱动端筒体入风口和非驱动端筒体入风口处,两台冷却风机分别通过与之对应的风机安装座固定设置在机座筒体上,两个风机安装座分别与驱动端筒体入风口和非驱动端筒体入风口之间构成风机进气腔体;
16、机座筒体位于两个风机安装座之间还固定设置有热交换器,密封环板的首尾两端分别具有收口板,密封环板通过两块收口板与两块环形支撑板构成与定子铁芯环形腔室c相连通的径向出风口,热交换器位于径向出风口处。
17、优选的,定子构件包括五块定子铁芯分段,定子铁芯分段的数量与环形水道板的数量相匹配,定子构件还包括铁芯安装环,五块定子铁芯分段沿电机轴向均匀间隔设置在铁芯安装环上,定子构件通过铁芯安装环固定设置在机座筒体的内腔中且位于水套构件处。
18、优选的,铁芯安装环包括两个铁芯限位挡圈,两个铁芯限位挡圈之间沿周向均匀设置有若干根嵌装条,每块定子铁芯分段的外端面沿周向均匀开设有若干条与嵌装条相配合的嵌装槽。
19、优选的,首端水道板与尾端水道板的端部位于出液口处具有端部密封板。
20、借由上述方案,本发明至少具有以下优点:
21、本技术技术方案相较于传统双重冷却结构的发电机,能够做到定子铁芯水套冷却与径向通风冷却相结合的冷却方式,双重作用实现冷却目的的同时,能够实现综合冷却性能更佳,均温性更好的目的。
22、进一步的,本技术技术方案具有的水套构件也能够实现更加方便安装的同时,还能够确保内部水路不会发生短路,而本技术技术方案所公开的水套构件由五道环形水道板构成,五道环形水道板分别焊接固定在机座筒体的外壁,而定子构件固定设置在机座筒体的内壁,这样的结构既能够实现液冷降温目的,同时水套构件直接采用焊接固定而不需要采用热套方式固定,一次固定即可实现整体安装,同时五道环形水道板相互连通,避免了内部存在水路短路的问题。
23、上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
1.一种带有冷却结构的风电半直驱机组发电机,包括机座(1)和发电机本体,发电机本体固定装设在机座(1)的内腔中,机座(1)包括分别前后设置在发电机本体两端的前端盖(2)和后端盖(3),发电机本体包括绕装设有绕组总成的定子构件和与发电机转轴相配合的转子构件,其特征在于:
2.根据权利要求1所述的一种带有冷却结构的风电半直驱机组发电机,其特征在于:水套构件具有五道环形水道板(15),五道环形水道板(15)沿电机轴向均匀间隔设置且焊接固定在机座筒体(14)的外周表面并位于定子铁芯环形腔室c中,每道环形水道板(15)与机座筒体(14)的外周表面构成密闭的能够供液体通过的环形水道内腔,相邻两道环形水道板(15)之间通过短接水管(20)实现连通,且靠近前端盖(2)与后端盖(3)的两道环形水道板(15)分别与水套管接头(16)相连通,即五道环形水道板(15)之间构成循环液冷回路。
3.根据权利要求2所述的一种带有冷却结构的风电半直驱机组发电机,其特征在于:
4.根据权利要求2所述的一种带有冷却结构的风电半直驱机组发电机,其特征在于:每道环形水道板(15)的截面呈“几”形,机座筒体(14)的外壁位于每道环形水道板(15)处均开有成对设置的环形定位凹槽(22),通过环形定位凹槽(22)能够实现环形水道板(15)在机座筒体(14)外壁的安装定位目的,机座筒体(14)的外壁位于水套构件处涂布有与五道环形水道板(15)相配合的防水性涂层。
5.根据权利要求2所述的一种带有冷却结构的风电半直驱机组发电机,其特征在于:每道环形水道板(15)为三段式结构,包括首端水道板(23)、尾端水道板(24)和中间水道板(25),三者焊接固定在机座筒体(14)的外周表面,共同构成环形水道板(15),中间水道板(25)的两端分别与首端水道板(23)与尾端水道板(24)的一端相连通,首端水道板(23)与尾端水道板(24)的另一端均开有与管接头(16)和短接水管(20)相配合的出液口(26)。
6.根据权利要求1所述的一种带有冷却结构的风电半直驱机组发电机,其特征在于:机座筒体(14)的筒体外壁位于水套构件的两侧固定设置有与密封环板(17)相配合的环形支撑板(27),密封环板(17)的板身两端与环形支撑板(27)固定连接,密封环板(17)与两块环形支撑板(27)和机座筒体(14)的外周表面共同构成定子铁芯环形腔室c。
7.根据权利要求1或6所述的一种带有冷却结构的风电半直驱机组发电机,其特征在于:
8.根据权利要求1或2所述的一种带有冷却结构的风电半直驱机组发电机,其特征在于:定子构件包括五块定子铁芯分段(4),定子铁芯分段(4)的数量与环形水道板(15)的数量相匹配,定子构件还包括铁芯安装环(34),五块定子铁芯分段(4)沿电机轴向均匀间隔设置在铁芯安装环(34)上,定子构件通过铁芯安装环(34)固定设置在机座筒体(14)的内腔中且位于水套构件处。
9.根据权利要求8所述的一种带有冷却结构的风电半直驱机组发电机,其特征在于:铁芯安装环(34)包括两个铁芯限位挡圈(35),两个铁芯限位挡圈(35)之间沿周向均匀设置有若干根嵌装条(36),每块定子铁芯分段(4)的外端面沿周向均匀开设有若干条与嵌装条(36)相配合的嵌装槽(37)。
10.根据权利要求5所述的一种带有冷却结构的风电半直驱机组发电机,其特征在于:首端水道板(23)与尾端水道板(24)的端部位于出液口(26)处具有端部密封板(38)。
