[发明专利]水轮发电机闭路自循环通风冷却系统

说明书

本发明属于电机冷却技术领域，旨在解决水轮发电机冷却系统中风扇转速、通风量无法调节导致冷却效果不佳的问题，具体涉及一种水轮发电机闭路自循环通风冷却系统，包括机座、通过转子支架装设于电机主轴的转子、定子、空气冷却器、以及分别设置于转子支架两侧的第一轴流风扇组件和第二轴流风扇组件；第一轴流风扇组件、第二轴流风扇组件均与电机主轴同心套设设置；在工作状态下，电机主轴在以第一转速旋转，第一轴流风扇组件在以第二转速旋转，第二轴流风扇组件以第三转速旋转，第二转速、第三转速与第一转速相同或者不同设置；通过本发明既能实现风冷装置的转速与通风量的调节，又能将其作为主要压力原件设置，提高冷却效果。

技术领域

本发明属于电机冷却技术领域，具体涉及一种水轮发电机闭路自循环通风冷却系统。

背景技术

在现有水轮发电机双路径向通风系统中，压力原件主要由转子支架、转子磁轭、转子磁极和上下风扇组成，其中转子支架、转子磁轭、转子磁极转动形成的离心风压是驱动空气循环流动的主要动力，而风扇则是作为辅助压力原件。现有技术方案主要存在以下问题和缺陷：(1)风扇转速由发电机转速决定，转速和通风量无法调节；上下风扇安装于转子，风扇与发电机转向一致、转速相同，由于水轮发电机正常运转时转速不变，所以无论在发电机低负荷还是在高负荷情况下，风扇转速和通风量没有任何变化，随着发电机负荷增加，温度显著上升，无法做到低负荷时减小通风量，降低发电机风摩损耗，高负荷时增加通风量，强化冷却效果；(2)风扇尺寸大小受到发电机结构限制；由于风扇安装于转子磁轭两端靠近转子外缘处，此处为发电机部件集中部位，空间狭小，因此风扇尺寸不能过大，产生的最大风量受限，只能将风扇作为辅助压力原件，在中低速水轮发电机中，风扇的作用与转子的离心抽风作用相比甚至可以忽略。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，为了解决现有的水轮发电机闭路自循环通风冷却系统中风扇转速和通风量无法调节导致冷却效果不好，以及风扇尺寸较小，不能作为主要压力原件的缺陷，本发明提供了一种水轮发电机闭路自循环通风冷却系统，该冷却系统包括机座、转子、转子支架、定子和空气冷却器，所述转子通过所述转子支架装设于电机主轴，所述定子安装于所述机座，所述空气冷却器装设于所述机座背部，其特征在于，该冷却系统还包括第一轴流风扇组件和第二轴流风扇组件，所述第一轴流风扇组件设置于上机架与所述转子之间，所述第一轴流风扇组件设置于电机主轴外侧且与电机主轴同心设置，所述第一轴流风扇组件的旋转面与电机主轴的轴线垂直设置；

所述第二轴流风扇组件设置于下机架与所述转子之间，所述第二轴流风扇组件设置于电机主轴外侧且与电机主轴同心设置，所述第二轴流风扇组件的旋转面与电机主轴的轴线垂直设置；

在工作状态下，电机主轴在发电机动力装置驱动下以第一转速旋转，所述第一轴流风扇组件在第一动力装置的驱动下绕电机主轴以第二转速旋转，所述第二轴流风扇组件在第二动力装置的驱动下绕电机主轴以第三转速旋转，所述第二转速、所述第三转速与所述第一转速相同设置；或者所述第二转速、所述第三转速与所述第一转速不同设置。

在一些优选实施例中，所述第一轴流风扇组件包括第一扇叶、第一扇叶支臂、第一风扇电机机壳、第一风扇电机转子、第一风扇电机定子线圈以及第一风扇电机定子铁心；所述第一扇叶通过所述第一扇叶支臂固装于所述第一风扇电机机壳，所述第一风扇电机转子固设于所述第一风扇电机机壳的内部；所述第一风扇电机机壳通过第一连接组件套设设置于电机主轴外侧，且所述第一风扇电机机壳与电机主轴可不同步运动；所述第一风扇电机定子铁心固设于电机主轴，所述第一风扇电机定子线圈内嵌于所述第一风扇电机定子铁心；

运行时，由所述第一风扇电机定子线圈与所述第一风扇电机定子铁心组成的第一风扇电机定子与电机主轴同步旋转，所述第一扇叶、所述第一扇叶支臂与所述第一风扇电机机壳在所述第一风扇电机转子的驱动下可异步异速转动，根据电机的冷却需求灵活设置所述第一扇叶的转速。

在一些优选实施例中，所述第一连接组件为轴承。