電機(jī)冷卻系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電機(jī)冷卻系統(tǒng)，尤其是一種使用冷卻液(尤其適用于氟利昂)對(duì)電機(jī)進(jìn)行整體冷卻的電機(jī)冷卻系統(tǒng)，適用于大型商用空調(diào)、船舶集中冷卻系統(tǒng)中主電機(jī)的冷卻。
【背景技術(shù)】
[0002]電機(jī)的冷卻方法主要分為直接冷卻(內(nèi)部冷卻)和間接冷卻(外部冷卻)，而其常用的冷卻方式主要包括:
1，表面冷卻。該冷卻方式的散熱面積是電機(jī)機(jī)殼的表面，為增加散熱面積，機(jī)殼表面常用冷卻筋。該方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于封閉式的小型電機(jī)，其冷卻效果有限；
2，開(kāi)啟式通風(fēng)冷卻。該冷卻方式將冷卻介質(zhì)(一般為空氣)直接送入電機(jī)內(nèi)部，吸收能量后向周?chē)h(huán)境排出。該冷卻方式適用于一般清潔、無(wú)腐蝕、無(wú)爆炸環(huán)境下的開(kāi)啟式和防滴式電機(jī)，對(duì)電機(jī)應(yīng)用場(chǎng)合及環(huán)境要求較高；
3，密閉通風(fēng)循環(huán)冷卻。該冷卻方式一次冷卻介質(zhì)與周?chē)h(huán)境隔離自成閉合循環(huán)回路。一次冷卻介質(zhì)吸熱后通過(guò)回路中的冷卻器將熱量傳遞給二次冷卻介質(zhì)帶出機(jī)外。二次冷卻介質(zhì)通常是空氣或者水。該冷卻結(jié)構(gòu)雖可有效冷卻電機(jī)，但冷卻器體積較大，需占用大量的空間；
4，直接水冷。該冷卻方式用水作為一次冷卻介質(zhì)直接引入電機(jī)的定子或轉(zhuǎn)子空心導(dǎo)體內(nèi)部，可以顯著提高電機(jī)的冷卻效果，但冷卻結(jié)構(gòu)復(fù)雜，目前僅在大型汽輪發(fā)電機(jī)和水輪發(fā)電機(jī)中有所應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種電機(jī)冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用商用空調(diào)或者冷水機(jī)組系統(tǒng)中的氟利昂冷卻液對(duì)電機(jī)的定子鐵芯、定子繞組端部、轉(zhuǎn)子及軸承進(jìn)行冷卻，該系統(tǒng)可充分利用系統(tǒng)中多余的氟利昂冷卻液，使用氟利昂冷卻液的相變有效的冷卻電機(jī)，縮小電機(jī)體積，降低系統(tǒng)能耗。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種電機(jī)冷卻系統(tǒng)，包括:電機(jī)定子鐵芯外冷卻系統(tǒng)、定子繞組端部-軸承冷卻系統(tǒng)、氟利昂冷卻液導(dǎo)流及回收系統(tǒng)，電機(jī)定子鐵芯外冷卻系統(tǒng)由氟利昂冷卻液入口、電機(jī)外部氟利昂冷卻液流道組成，氟利昂冷卻液入口通過(guò)電機(jī)外部氟利昂冷卻液流道連通定子繞組端部-軸承冷卻系統(tǒng)，使氟利昂冷卻液穿過(guò)電機(jī)氣隙對(duì)轉(zhuǎn)子表面進(jìn)行冷卻，實(shí)現(xiàn)電機(jī)定子鐵芯、繞組、繞組端部、轉(zhuǎn)子的全面冷卻，所述定子繞組端部-軸承冷卻系統(tǒng)連通位于電機(jī)的機(jī)殼底部的氟利昂冷卻液導(dǎo)流及回收系統(tǒng)，氟利昂冷卻液導(dǎo)流及回收系統(tǒng)提供負(fù)壓，將吸熱后的氣態(tài)氟利昂冷卻液回收。
[0005]電機(jī)外部氟利昂冷卻液流道由耐腐材料制成，電機(jī)外部氟利昂冷卻液流道為螺旋形流道或者“S"行流道，電機(jī)外部氟利昂冷卻液流道緊貼電機(jī)的定子鐵芯，以增強(qiáng)電機(jī)的冷卻效果。
[0006]氟利昂冷卻液入口處設(shè)有冷卻液流量與溫度的監(jiān)控裝置及導(dǎo)流部件，用于控制流入電機(jī)的冷卻液的流量。
[0007]單一的所述氟利昂冷卻液入口設(shè)置在電機(jī)鐵芯的中間部位。電機(jī)外部氟利昂冷卻液流道的流道出口設(shè)置噴嘴及導(dǎo)流板，用于將氣液混合狀態(tài)的氟利昂冷卻液噴到電機(jī)繞組端部，冷卻電機(jī)軸承及繞組。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明的電機(jī)冷卻系統(tǒng)，用于船舶冷水機(jī)組、商用空調(diào)等領(lǐng)域的電機(jī)冷卻。該冷卻系統(tǒng)通過(guò)電機(jī)結(jié)構(gòu)的新型設(shè)計(jì)，僅需增加氟利昂冷卻液的監(jiān)控即可實(shí)現(xiàn)電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子、軸承及繞組的全面冷卻。通過(guò)提升電機(jī)的冷卻效率，可輔助實(shí)現(xiàn)電機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，提升電機(jī)熱負(fù)荷能力，縮小電機(jī)體積，進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的高速化設(shè)計(jì)，有效的降低電機(jī)及其冷卻系統(tǒng)的成本及占用空間。
[0009]本發(fā)明具體有以下優(yōu)點(diǎn):
1)該結(jié)構(gòu)相比電機(jī)的傳統(tǒng)冷卻方法，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、成本低廉，可以有效的實(shí)現(xiàn)電機(jī)的冷卻；
2)該結(jié)構(gòu)利用商用空調(diào)或者冷水機(jī)組系統(tǒng)中的氟利昂冷卻液對(duì)電機(jī)進(jìn)行冷卻，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整體的緊湊性設(shè)計(jì)，電機(jī)及其配套系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性高，冷卻效果好。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本發(fā)明的電機(jī)冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0012]如圖1所示，一種電機(jī)冷卻系統(tǒng)，主要包括電機(jī)定子鐵芯外冷卻系統(tǒng)1、定子繞組端部-軸承冷卻系統(tǒng)2、氟利昂冷卻液導(dǎo)流及回收系統(tǒng)3三個(gè)子系統(tǒng)。
[0013]電機(jī)定子鐵芯外冷卻系統(tǒng)1由氟利昂冷卻液入口、電機(jī)外部氟利昂冷卻液流道組成，氟利昂冷卻液入口通過(guò)電機(jī)外部氟利昂冷卻液流道連通定子繞組端部-軸承冷卻系統(tǒng)2，使氟利昂冷卻液穿過(guò)電機(jī)氣隙對(duì)轉(zhuǎn)子表面進(jìn)行冷卻，實(shí)現(xiàn)電機(jī)定子鐵芯、繞組、繞組端部、轉(zhuǎn)子的全面冷卻，所述定子繞組端部-軸承冷卻系統(tǒng)2連通位于電機(jī)的機(jī)殼底部的氟利昂冷卻液導(dǎo)流及回收系統(tǒng)3，氟利昂冷卻液導(dǎo)流及回收系統(tǒng)3提供負(fù)壓，將吸熱后的氣態(tài)氟利昂冷卻液回收。
[0014]氟利昂冷卻液入口處應(yīng)設(shè)置冷卻液流量與溫度的監(jiān)控裝置及導(dǎo)流部件，用于控制流入電機(jī)的冷卻液的流量，確保不至于進(jìn)入電機(jī)大量的液態(tài)冷卻液。若設(shè)置單一冷卻液入口，應(yīng)盡量設(shè)置在電機(jī)鐵芯的中間部位。電機(jī)定子鐵芯外冷卻系統(tǒng)冷卻液流道應(yīng)使用耐腐材料，流道可設(shè)計(jì)為螺旋形流道或者“S"行流道。流道應(yīng)盡量緊貼電機(jī)的定子鐵芯以增強(qiáng)電機(jī)的冷卻效果。
[0015]電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中定轉(zhuǎn)子鐵芯、繞組將產(chǎn)生熱量，冷卻液流過(guò)定子鐵芯的外部流道后，吸熱將發(fā)生相變。氣液混合狀態(tài)的氟利昂將流入定子繞組端部-軸承冷卻系統(tǒng)。該部分結(jié)構(gòu)由氟利昂冷卻液噴嘴和導(dǎo)流板組成，氣液混合狀態(tài)的氟利昂冷卻液經(jīng)噴嘴噴出，進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部，在導(dǎo)流板的導(dǎo)流作用下，主要流向電機(jī)的軸承和繞組端部，其中液態(tài)的氟利昂遇熱將氣化，以冷卻電機(jī)軸承及端部。冷卻液進(jìn)入電機(jī)的多少，將由冷卻液監(jiān)控系統(tǒng)控制，通過(guò)控制冷卻液的壓力與流量，決定電機(jī)的溫升，滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。
[0016]進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部的冷卻液，在冷卻完電機(jī)軸承及繞組后，大部分將氣化成氣態(tài)，在電機(jī)的一側(cè)的底部，設(shè)置氟利昂冷卻液的回收系統(tǒng)。在設(shè)備整體的系統(tǒng)中，為電機(jī)提供負(fù)壓，用于回收電機(jī)內(nèi)部的氟利昂。其中，電機(jī)遠(yuǎn)離回氟口一側(cè)的氟利昂冷卻液將流經(jīng)電機(jī)的氣隙，在通過(guò)電機(jī)氣隙的過(guò)程中，也將實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子表面的冷卻。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電機(jī)冷卻系統(tǒng)，包括:電機(jī)定子鐵芯外冷卻系統(tǒng)(1 )、定子繞組端部-軸承冷卻系統(tǒng)(2)、氟利昂冷卻液導(dǎo)流及回收系統(tǒng)(3)，其特征在于:所述電機(jī)定子鐵芯外冷卻系統(tǒng)(1)由氟利昂冷卻液入口、電機(jī)外部氟利昂冷卻液流道組成，氟利昂冷卻液入口通過(guò)電機(jī)外部氟利昂冷卻液流道連通定子繞組端部-軸承冷卻系統(tǒng)(2)，使氟利昂冷卻液穿過(guò)電機(jī)氣隙對(duì)轉(zhuǎn)子表面進(jìn)行冷卻，實(shí)現(xiàn)電機(jī)定子鐵芯、繞組、繞組端部、轉(zhuǎn)子的全面冷卻，所述定子繞組端部-軸承冷卻系統(tǒng)(2)連通位于電機(jī)的機(jī)殼底部的氟利昂冷卻液導(dǎo)流及回收系統(tǒng)(3)，氟利昂冷卻液導(dǎo)流及回收系統(tǒng)(3)提供負(fù)壓，將吸熱后的氣態(tài)氟利昂冷卻液回收。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述電機(jī)外部氟利昂冷卻液流道由耐腐材料制成，電機(jī)外部氟利昂冷卻液流道為螺旋形流道或者“S"行流道，電機(jī)外部氟利昂冷卻液流道緊貼電機(jī)的定子鐵芯，以增強(qiáng)電機(jī)的冷卻效果。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述氟利昂冷卻液入口處設(shè)有冷卻液流量與溫度的監(jiān)控裝置及導(dǎo)流部件，用于控制流入電機(jī)的冷卻液的流量。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)冷卻系統(tǒng)，其特征在于:單一的所述氟利昂冷卻液入口設(shè)置在電機(jī)鐵芯的中間部位。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述電機(jī)外部氟利昂冷卻液流道的出口設(shè)置噴嘴及導(dǎo)流板，用于將氣液混合狀態(tài)的氟利昂冷卻液噴到電機(jī)繞組端部，冷卻電機(jī)軸承及繞組。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種電機(jī)冷卻系統(tǒng)，電機(jī)定子鐵芯外冷卻系統(tǒng)由氟利昂冷卻液入口、電機(jī)外部氟利昂冷卻液流道組成，氟利昂冷卻液入口通過(guò)電機(jī)外部氟利昂冷卻液流道連通定子繞組端部-軸承冷卻系統(tǒng)，使氟利昂冷卻液穿過(guò)電機(jī)氣隙對(duì)轉(zhuǎn)子表面進(jìn)行冷卻，實(shí)現(xiàn)電機(jī)定子鐵芯、繞組、繞組端部、轉(zhuǎn)子的全面冷卻，定子繞組端部-軸承冷卻系統(tǒng)連通位于電機(jī)的機(jī)殼底部的氟利昂冷卻液導(dǎo)流及回收系統(tǒng)，氟利昂冷卻液導(dǎo)流及回收系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用商用空調(diào)或者冷水機(jī)組系統(tǒng)中的氟利昂冷卻液對(duì)電機(jī)的定子鐵芯、定子繞組端部、轉(zhuǎn)子及軸承進(jìn)行冷卻，該系統(tǒng)可充分利用系統(tǒng)中多余的氟利昂冷卻液，使用氟利昂冷卻液的相變有效的冷卻電機(jī)，縮小電機(jī)體積，降低系統(tǒng)能耗。
【IPC分類(lèi)】H02K9/19
【公開(kāi)號(hào)】CN105262281
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510743635
【發(fā)明人】崔剛, 徐哲貝, 胡萌, 董繼維, 陳琳
【申請(qǐng)人】中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七0四研究所
【公開(kāi)日】2016年1月20日
【申請(qǐng)日】2015年11月5日