同步电机之无刷励磁机的通风改进装置及方法。无刷励磁机是带有励磁机及与同步电机同轴的旋转整流器的交流励磁机。本产品其组成包括:励磁机主轴（1）、轴承（12）、励磁机定子（5）、励磁机转子（3）、旋转整流盘（2）、定子机座（4）、励磁机罩（6），所述的励磁机主轴装有旋转整流盘和励磁机转子，所述的定子机座装有励磁机定子，所述的励磁机罩具有励磁机空气入口（7），所述的励磁机罩具有励磁机空气出口（8），所述的定子机座两端具有前空气入口（10）和后空气入口（9），所述的定子机座上部具有空气出口，所述的励磁机空气出口连接定子机座上部具有的空气出口（11）。本发明专利技术用于无刷励磁机。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及ー种。
技术介绍
无刷励磁机是带有励磁机及与同步电机同轴的旋转整流器的交流励磁机。它是励磁系统的重要组成部分，直接影响电机的运行性能。与电机相比，励磁机的尺寸小且售价低，一直没有得到足够的重视。 同步电机系统是由无刷励磁机和主机(同步电机)两部分组成，是近年来发展迅速的集电力，电子和电机理论为一体的ー种新型电机。无刷励磁同步电机取消了励磁系统中滑动接触部分(滑环、电刷)，消除了火花、发热、磨损、噪音等问题，因而可靠性高，最初在石化系统得到广泛使用。与异步电机相比，它可以通过调节励磁电流使其在超前功率因数下运 行，有利于改善电网的功率因数，因此，大型设备如大型鼓风机、水泵、球磨机、压缩机、轧钢机等，常用同步电机驱动。同步电机的转速完全取决于电源频率，频率一定吋，电机的转速也就一定，它不随负载而变。这ー特点在某些传动系统，特别是多机同步传动系统和精密调速稳速系统中具有重要意义。另外，同步电机的运行稳定性也比较高。鉴于上述优点，同步电机及与之配套的无刷励磁机在エ业生产中有着广泛的应用前景。目前，各类同步电机主机与励磁机大型化过程中遇到的关键技术都是复杂结构下的冷却问题。原因是如果冷却空气流量设计过小，绕组或铜排超温，将直接影响电机的安全运行；空气流量过大，摩擦损耗増大，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木，减少进ロ，是利国利民的举措。同步电机之励磁机虽然体积较小，但内部包括旋转整流盘、定转子结构，且气隙空间小等结构特点，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カ场相互叠加，使得内部速度场、压カ场非常复杂。采用传统的风路计算方法研究励磁机内的通风冷却问题，发现产生的误差相对大些。因此，必须采用三维计算流体动力学CFD方法，预测并研究无刷励磁机内部的三维流动特性，总结其内部各部分的速度、压カ变化规律，为通风设计提供理论指导势在必行。现有的设备空气入口位于整流盘上方，空气出口位于定子上方。经实验測量发现，整流盘上方的空气温度并不是环境温度，而是热空气，而定子上方开ロ处的空气温度较低。经过励磁机内三维湍流流场数值模拟计算发现，该种通风方案中，励磁机上方两开ロ，对于整流盘与转子旋转吸风产生的内部空气流场而言，均互为入出口。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供ー种采用计算流体动力学软件对励磁机结构的一半建立物理模型与湍流数学模型，进行多方案流场对比数值模拟的。上述的目的通过以下的技术方案实现 ー种同步电机之无刷励磁机的通风改进装置，其组成包括励磁机主轴、轴承、励磁机定子、励磁机转子、旋转整流盘、定子机座、励磁机罩，所述的励磁机主轴装有旋转整流盘和励磁机转子，所述的定子机座装有励磁机定子，所述的励磁机罩具有励磁机空气入ロ，所述的励磁机罩具有励磁机空气出ロ，所述的定子机座两端具有前空气入口和后空气入ロ，所述的定子机座上部具有空气出口，所述的励磁机空气出ロ连接定子机座上部具有的空气出□。所述的同步电机之无刷励磁机的通风改进装置，所述的励磁机空气入口尺寸与所述的励磁机空气出口尺寸相同，所述的空气出口为热风出口，所述的轴承中心距所述励磁机空气出ロ尺寸为LI，所述的励磁机空气入口距励磁机空气出ロ尺寸为L2。ー种同步电机之无刷励磁机的通风改进方法，在远离旋转整流盘ー侧的励磁机罩上，开设励磁机空气入口 ；励磁机空气入口中心线与励磁机空气出口中心线距离为260mm ；励磁机定子铁心正上方的定子机座开设空气出口，并通过密封圈与励磁机空气出ロ相连接；空气入口、空气出口尺寸相同。有益效果 I.本专利技术的无刷励磁机内部流场极其复杂，电机生产厂家多数根据引进的同类型电机的通风风路，经消化吸收，设计较大容量的励磁机针对2(T30MW级电机之无刷励磁机，经申请人采用计算流体动力学CFD方法，多方案流场数值模拟研究，改进通风方法，在定子上方开设出风ロ，在整流盘的相反方向的ー侧开设进风ロ。经前期数值计算及测试发现，此时，入口风温为环境温度，出口温度为热风。避免了整流盘与定子上方分别开设两孔时，温度场混乱的现象，确保励磁机安全稳定运行。2.本专利技术开发和改进无刷励磁机的通风方法，加深对其内部流场的认识，具有重要的现实意义和良好的应用前景。3.本专利技术把原设计入口移至离转子较近的左侧，定子机座上不开ロ，原设计出口不变，则定子上方的开ロ为净流出。4.本专利技术采用通风改进方法，励磁机入出ロ通风空气流量増加10%以上，有利于进ー步降低励磁机内绕组峰值温度，提高励磁机寿命；经三维流场数值计算，励磁机入出ロ总通风量増大，可进ー步降低峰值温度，提高励磁机寿命。附图说明 附图I是本产品的结构示意图。具体实施例方式 实施例I: ー种同步电机之无刷励磁机的通风改进装置，其组成包括励磁机主轴I、轴承12、励磁机定子5、励磁机转子3、旋转整流盘2、定子机座4、励磁机罩6，所述的励磁机主轴装有旋转整流盘和励磁机转子，所述的定子机座装有励磁机定子，所述的励磁机罩具有励磁机空气入口 7，所述的励磁机罩具有励磁机空气出口 8，所述的定子机座两端具有前空气入口 10和后空气入口 9，所述的定子机座上部具有空气出口，所述的励磁机空气出ロ连接定子机座上部具有的空气出口 11。实施例2: 实施例I所述的同步电机之无刷励磁机的通风改进装置，其特征是所述的励磁机空气入口尺寸与所述的励磁机空气出ロ尺寸相同，所述的空气出口为热风出口，所述的轴承中心距所述励磁机空气出ロ尺寸为LI，所述的励磁机空气入口距励磁机空气出ロ尺寸为L2。实施例3: ー种同步电机之无刷励磁机的通风改进方法，在远离旋转整流盘ー侧的励磁机罩上，开设励磁机空气入口 ；励磁机空气入口中心线与励磁机空气出口中心线距离为260mm ;励磁机定子铁心正上方的定子机座开设空气出口，并通过密封圈与励磁机空气出ロ相连接；空气入口、空气出口尺寸相同。实施例4: 上述实施例所述的，经实验測量，改进后的定子上方开ロ的出风温度为热风，即为空气出口 ；另ー开ロ为空气入口。附图I中，空气入口开在机壳上，空气入口尺寸与定子上方出口尺寸相同，位置L2小于LI。附图I中标出了励磁机内部整流盘、定子、转子等部分部件名称，给出了入出口位置。此时，LI、L2分别是空气出入口距图中右端面的距离。要求L2 < LI，S卩空气入口位于图中的定子右側。实施例5: 上述实施例所述的， 空气经由内外机壳间的空间，流到内部定子机座的左右两侧入ロ，进入定子机座内部，然后，分别进入转子、气隙、整流盘，由机座左侧进入转子、气隙的空气，流经定子风沟后，由空气出ロ流出，由机座右侧进入整流盘的空气，旋转升压后，经隔板也进入定转子所在部分空间，部分进入转子、气隙与定子，内部流动很复杂，最終，由定子上方空气出口流出。该方案与前两方案的主要差别是机壳上方的入出口与设计相符，内部涡流造成的损耗较少。通风改进方法步骤 按照附图中I中的图示，首先在靠近定转子上方出口位置，远离主机端，确定空气入口位置L2，见附图I。要求空气入口位置离机座上开设的定转子入口距离尽量小。空气入口与空气出口的长宽大小相同。实施例4 上述实施例所述的， 同步电机系统是由无刷励磁机和主机(同步电机)两部本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：路义萍，韩家德，洪光宇，金子程，孙雪梅，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：
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