[发明专利]电机的冷却装置

说明书

本发明公开了一种电机的冷却装置，电机包括内定子、外转子和气隙，内定子包括定子铁芯，沿电机的轴向方向，定子铁芯包括第一轴向段和第二轴向段，电机的冷却装置包括第一冷却组件和第二冷却组件，第一冷却组件用于冷却第一轴向段，包括气隙和径向通风槽，冷却介质在径向通风槽内沿电机的径向方向流动，第二冷却组件用于冷却第二轴向段，包括轴向通风道，冷却介质在轴向通风道内沿电机的轴向方向流动。本发明通过在同一电机内设置两种不同的冷却方式，减少了只设置径向冷却而降低电机电磁性能和只设置轴向冷却而导致电机冷却效果较差的问题，两种冷却方式配合使用在达到更好的电机冷却效果的同时减少电机电磁性能的降低。

技术领域

本发明涉及一种电机的冷却装置。

背景技术

电机运行时由欧姆电阻、铁磁滞等产生的热量必须被有效散去，才能保证电机各部件的有效性。通过电机的外表面向外界空气散热是小型电机较为常用的冷却方法，但是对于大型电机来说是不可行。这是因为大型电机的产热量与散热面积比远高于小型电机，更大的产热量同时意味电机内部和外界之间存在着更大的温度梯度。对于大型电机，尤其是大型风力发电机，空冷仍然是一种较为常用的冷却方法。

定子包括定子铁芯和定子绕组，通常通过在定子铁芯内部设置通风通道，并采用主动风扇驱动冷却气流经过这些通道来达到冷却电机的目的，尤其是冷却定子的目的。按照通风通道的方向分类，电机内部通风冷却方式可分为径向冷却和轴向冷却。径向冷却通常通过设置在定子铁芯内部的径向通风槽实现，轴向冷却则通常通过设置在定子轭部的轴向通风道实现。前者的有效散热面积较大，但是径向通风槽会导致定子铁芯的有效电磁长度减少。后者冷却效果较劣且会引起轴向较大的温度梯度，但是基本不会造成电磁性能上的损失，且不需要设置额外的支撑结构用于形成径向通风槽。

对于工作环境恶劣的电机，例如海上风力发电机，电机需要制造成完全密封的形式，在这种情况下，冷却空气在封闭空间内循环，并通过热交换装置将循环空气的热量传递至外界。相较于开放式电机，封闭式电机的风路设计难度更大，例如，在采用轴向冷却方式时，需要通过密封式的引流结构将冷却空气引导至电机其他区域，位于定子轴向一端的导电环会和引流结构引起干涉，可能造成结构布置困难剧增、密封效果显著降低等缺陷。因此，需要合理的设计来实现可靠的密封效果、合理的流动路径、较小的流动阻力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了减少现有技术中电机径向冷却方式降低电机电磁性能、电机轴向冷却方式冷却效果较差的缺陷，提供一种电机的冷却装置，该冷却装置尤其适用于封闭式电机。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种电机的冷却装置，所述电机包括内定子、外转子和位于所述内定子和所述外转子之间的气隙，所述内定子包括定子铁芯和定子绕组，其特点在于，沿所述电机的轴向方向，所述定子铁芯包括第一轴向段和第二轴向段，所述电机的冷却装置包括：

第一冷却组件，设于所述第一轴向段，所述第一冷却组件用于形成第一冷却通道以通过冷却介质，所述第一冷却通道包括所述气隙和径向通风槽，所述冷却介质在所述径向通风槽内沿所述电机的径向方向流动；

第二冷却组件，设于所述第二轴向段，所述第二冷却组件用于形成第二冷却通道以通过所述冷却介质，所述第二冷却通道包括轴向通风道，所述冷却介质在所述轴向通风道内沿所述电机的轴向方向流动，所述轴向通风道包括轴向冷却段和径向冷却段，所述轴向冷却段平行于所述电机的轴向方向，所述径向冷却段平行于所述电机的径向方向，所述轴向冷却段和所述径向冷却段连通，所述径向冷却段与所述定子铁芯的内部空间连通；

其中，所述第一轴向段采用径向冷却，所述第二轴向段采用轴向冷却，所述第一轴向段的冷却和所述第二轴向段的冷却之间互相独立且不发生干涉，以使在达到更好的所述电机的冷却效果的同时减少所述电机的电磁性能的降低。