用于电气装置的冷却装置和冷却电气装置的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于电气装置的冷却装置和冷却电气装置的方法。所述冷却装置包括联接到磁芯的热传递元件。所述热传递元件包括第一材料以便于将热传递到所述磁芯之外。所述冷却装置还包括联接到所述热传递元件的电绝缘体。所述绝缘体包括第二材料以便于磁通量流动越过所述气隙。

【技术实现步骤摘要】

本说明书所描述的主题涉及冷却电气装置，并且特别地，涉及用于冷却磁电感器的热传递元件。
技术介绍
一种类型的电气装置包括电感器，所述电感器是将能量存储在由穿过电感器的电流所产生的磁场中的无源电气部件。电感器包括围绕空气磁芯或铁磁材料(磁芯)缠绕的材料(例如，金属丝或箔)的导电线圈。将电流穿过导电线圈生成磁通量Φπ，所述磁通量在磁芯中传导并且与电流成比例。电感器的特征在于高磁导率(例如μπ( > 1000))并且因此在于低磁阻(例如Rm l/(yn^))。然而高电容率材料对温度、压力、电压和频率敏感。此外，存储在感应部件中的磁能与磁通量的平方成比例并且与材料的磁导率Uni成反比。因此，好的磁电感器可以导致低能量存储。为了最小化这些敏感性和缺点，将一个或多个气隙插入电感器中。在一些已知的电感器中，气隙填充有间隙材料。间隙材料包括诸如纸、尼龙或玻璃这样的材料。然而将气隙插入电感器中促进磁通量在越过气隙时离开磁芯。在越过气隙过程中，通量边缘化。总磁通量Φπ的边缘化的部分被称为边缘通量Φπ,&_。电感器可能由于磁场波动而受到能量损失，例如涡电流损失和磁滞损失。该能量损失被称为磁芯损失。磁芯损失由励磁电压和磁路的通量密度之间的非线性磁滞相互关系导致。由于磁性材料中的交变通量，因此在磁芯中感生涡电流。涡电流的强度和因此涡电流损失取决于磁芯材料的电导率。此外，线圈的内阻将流过线圈的电流的一部分转换成热能，导致感应质量的损失。该损失被称为线圈损失。在边缘通量的区域中的任何导电材料将具有高功率损失。线圈和磁芯损失在电感器内作为热生成。由于线圈损失和磁芯损失引起的热的积累可以降低电感器的性能，并且导致电气装置的故障。为了减小涡电流损失，一些已知的导体包括层状结构(lamination)以减小磁芯的电导率。已知的导体也将液体冷却散热器应用于磁芯。散热器的材料通常是热导体以便于磁芯和散热器之间的热传递。靠近气隙，交变边缘通量Φπ,Μηβ进入并且穿透散热器。一般而言，具有良好的热传导性能的材料也是良好的电导体。如上所述，穿透导电化合物的通量导致涡电流损失。因此，涡流损失靠近或接近气隙发生在散热器中。因此，电感器损失能量，同时冷却液体由源自电感器的损失加热。
技术实现思路
在一个方面中，提供了一种用于冷却具有气隙的电气装置的冷却装置。所述冷却装置包括联接到所述电气装置的磁芯的热传递元件。所述热传递元件包括第一材料以便于将热传递到所述磁芯之外。所述冷却装置还包括联接到所述热传递元件的电绝缘体。所述绝缘体包括第二材料以便于磁通量流动越过所述气隙。进一 步的，所述第一材料包括不同于所述第二材料的组成。进一步的,所述第一材料包括热传导材料。进一步的，所述第二材料包括非热传导材料。进一步的，所述第二材料包括低电导率和高电阻材料。进一步的，所述第二材料包括非导电材料。进一步的，所述第二材料包括塑料、玻璃和有机硅材料中的至少一种。进一步的，所述热传递元件包括冷却通道。进一步的,所述绝缘体包括软管。进一步的，还包括热紧固件，所述热紧固件被配置成便于将所述热传递元件和所述电绝缘体联接在一起。在另一个方面中，提供了一种电气装置。所述电气装置包括具有气隙的磁芯、导电线圈和冷却装置。所述冷却装置包括联接到所述电气装置的磁芯的热传递元件。所述热传递元件包括第一材料以便于将热传递到所述磁芯之外。所述冷却装置还包括联接到所述热传递元件的电绝缘体。所述绝缘体包括第二材料以便于磁通量流动越过所述气隙。进一步的，所述第一材料包括不同于所述第二材料的组成。进一步的,所述第一材料包括热传导材料。进一步的，所述第二材料包括非热传导材料。进一步的，所述第二材料包括低电导率和高电阻材料。进一步的，所述第二材料包括非导电材料。进一步的，所述第二材料包括塑料、玻璃和有机硅材料中的至少一种。进一步的，所述热传递元件包括冷却通道。进一步的,所述绝缘体包括软管。进一步的，还包括热紧固件，所述热紧固件被配置成便于将所述热传递元件和所述电绝缘体联接在一起。—种风力润轮机，包括具有外壳的机舱；操作性地定位在所述外壳内的发电机，所述发电机包括具有气隙的磁芯和围绕所述磁芯布置的导电线圈；联接到所述磁芯的热传递元件,所述热传递元件包括第一材料以便于将热传递到所述磁芯之外；以及联接到所述热传递元件的电绝缘体，所述电绝缘体包括第二材料以便于磁通量流动越过所述气隙。进一步的，所述第一材料包括不同于所述第二材料的组成。进一步的,所述第一材料包括热传导材料。进一步的，所述第二材料包括非热传导材料。进一步的，所述第二材料包括低电导率和高电阻材料。在又一个方面中，提供了一种冷却电气装置的方法。所述方法包括围绕具有气隙的磁芯布置导电线圈。所述方法还包括将热传递元件布置在所述磁芯和所述线圈之间以便于热传递到所述磁芯之外。将电绝缘体布置在所述气隙和所述线圈之间，其中所述电绝缘体被配置成便于电流流过所述磁芯。将所述热传递元件和所述电绝缘体联接在一起。进一步的,还包括将所述电绝缘体联接到所述热传递元件。进一步的,所述热传递元件包括不同于所述电绝缘体的组成。进一步的，所述电绝缘体包括非热传导材料。进一步的，所述电绝缘体包括低电导率和高电阻材料。附图说明图I是示例性电气装置的透视图。图2是图I的电气装置的电感器的磁芯的透视图，所述磁芯具有布置在其中的气隙。图3是联接到磁芯的示例性冷却装置的放大、部分横截面图。图4是联接到磁芯的另一个示例性冷却装置的放大、部分横截面图。 图5是用于制造图3的冷却装置的示例性方法的流程图。图6是风力涡轮机的示意图。图7是可以使用示例性冷却装置的图6的风力涡轮机的发电机的部分截面图。16冷却装置附图标记列表18中心区域5 电气装置20腿部10 电感器22气隙12磁芯24热传递元件14线圈26色缘体28部分(磁芯)74 变桨轴线30表面76 发电机32第一材料78 转子轴34通量80 齿轮箱36 损失82 轴38紧固件84 联接件40第二材料86 支撑件42冷却装置88 支撑件44热传递元件510提供具有气隙22的46色缘体磁芯1248主体(热传递装置)520围绕磁芯12布置导50通道电线圈1452冷却流体530将热传递元件24布54入口置在磁芯12和线圈14之间56出口以便于热传递到磁芯12之58主体(绝缘体)夕卜60软管540将电绝缘体26布置62紧固件在气隙22和线圈12之间以64涡轮机便于磁通量34流动通过磁66 机舱芯 1267外壳550将热传递元件24和68转子绝缘体26联接在一起70变桨组件72叶片 具体实施例方式多种电子装置受益于磁路的使用。本说明书中所描述的冷却装置促进磁路的热传递和电传导。热可能降低电气装置的电感器的性能，或者可能导致装置的退化和过早故障。因此，本说明书中所描述的冷却装置和方法去除来自导体的磁芯的热能，同时减小越过磁芯的气隙的涡电流损失和磁化损失。图I示出了示例性电气装置5的透视图。本说明书中的电气装置5涉及磁路的任何形状和应用，例如但不限于导体、变压器、电流隔离设备和电感器。为了示例性目的，所述的电气装置将呈电感器10的形式。示例性电感器10的配置和设计可以基于具体应用而变化。例如，电感器10可以包括围绕单磁芯布置的单导电线圈。在其它实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电气装置(5)的冷却装置(16)，所述电气装置具有布置在磁芯(12)内的气隙(22)，所述冷却装置(16)包括：联接到所述磁芯(12)的热传递元件(24)，所述热传递元件(24)包括第一材料(32)以便于将热传递到所述磁芯(12)之外；以及联接到所述热传递元件(24)的电绝缘体(26)，所述电绝缘体(26)包括第二材料(40)以便于磁通量(34)流动越过所述气隙(22)。

【技术特征摘要】
2011.06.24 US 13/168,6631.一种用于电气装置(5)的冷却装置(16)，所述电气装置具有布置在磁芯(12)内的气隙(22)，所述冷却装置(16)包括 联接到所述磁芯(12)的热传递元件(24)，所述热传递元件(24)包括第一材料(32)以便于将热传递到所述磁芯(12)之外；以及 联接到所述热传递元件(24)的电绝缘体(26),所述电绝缘体(26)包括第二材料(40)以便于磁通量(34)流动越过所述气隙(22)。2.根据权利要求I所述的热传递装置，其特征在于，所述第一材料(32)包括不同于所述第二材料(40)的组成。3.根据权利要求I所述的热传递装置，其特征在于，所述第一材料(32)包括热传导材料。4.根据权利要求I所述的热传递装置，其特征在于，所述第二材料(40)包括低电导率和高电阻材料。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：RG瓦戈纳，H库恩，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：