本發(fā)明涉及的是一種電機(jī)，具體地說是電機(jī)定子的散熱裝置。

背景技術(shù)：

電機(jī)是一種最常用的工業(yè)設(shè)備，其工作的高效性、可靠性與安全性，一直是學(xué)術(shù)界與企業(yè)界關(guān)注的熱點(diǎn)。一臺(tái)電機(jī)運(yùn)行的正常與否，最重要的標(biāo)志就是該臺(tái)電機(jī)的發(fā)熱程度。因此電機(jī)散熱裝置是電機(jī)安全、高效運(yùn)行的保障。一般來講，引起發(fā)電機(jī)溫度升高的主要原因是，大電流流過電機(jī)定子繞組產(chǎn)生的焦耳熱。除此之外，內(nèi)阻的大小也會(huì)隨溫度的升高而增加，這又會(huì)增加額外的熱量產(chǎn)生。如果電機(jī)內(nèi)部溫度過高，電機(jī)的繞組絕緣材料會(huì)逐漸老化，絕緣性能和機(jī)械強(qiáng)度逐漸降低，電機(jī)的使用壽命會(huì)大大縮短。因此，改善電機(jī)定子散熱條件、設(shè)法降低電機(jī)的溫度，是提高電機(jī)過載能力、延長(zhǎng)電機(jī)使用壽命的有效方法。

對(duì)于普通大型電機(jī)，通常采用內(nèi)部風(fēng)扇式冷卻方法。風(fēng)扇與轉(zhuǎn)子軸同軸安裝，風(fēng)扇將冷卻風(fēng)吹向定子和轉(zhuǎn)子來降低溫度。雖然此類冷卻裝置構(gòu)造簡(jiǎn)單，但是發(fā)電機(jī)的換熱面積卻很有限。定子鐵芯只有和氣隙接觸的部分和冷卻風(fēng)進(jìn)行了對(duì)流換熱，而定子鐵芯內(nèi)部的熱量需要熱傳導(dǎo)過程轉(zhuǎn)移到和氣隙接觸的位置，該過程的溫度梯度小，熱阻大，因此傳熱速度慢。所以采用內(nèi)部風(fēng)扇的冷卻效率低。一般發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)定子繞組溫度可達(dá)120℃左右，定子繞組內(nèi)阻隨溫度呈正相關(guān)的關(guān)系，因此會(huì)帶來相當(dāng)大的焦耳熱損失，降低了發(fā)電機(jī)的效率。目前大型電機(jī)冷卻一般采用空氣冷卻、氫氣冷卻和水冷卻的冷卻方式?？諝饫鋮s裝置的冷卻效果較差；氫氣冷卻裝置在運(yùn)行中容易出現(xiàn)爆炸和泄漏的隱患；水冷卻裝置需要面臨泄漏和積垢堵塞問題。

為了解決上述問題，傳統(tǒng)的解決方案是通過改進(jìn)過風(fēng)扇的扇形，增加了冷卻風(fēng)量，加快冷卻面的對(duì)流換熱。雖然該技術(shù)可以提高發(fā)電機(jī)的散熱速度，但是仍沒有解決定子鐵芯內(nèi)部熱量集中的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供解決定子鐵芯內(nèi)部熱量集中、散熱速度慢問題的一種應(yīng)用于大型電機(jī)定子散熱的相變冷卻裝置。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明一種應(yīng)用于大型電機(jī)定子散熱的相變冷卻裝置，其特征是：包括軸向熱管、周向熱管，所述的軸向熱管包括四個(gè)，為直線型，所述的周向熱管包括三個(gè)，為圓形，四個(gè)軸向熱管沿定子鐵芯的軸向均勻分布，三個(gè)周向熱管沿定子鐵芯的周向均勻分布，每個(gè)周向熱管均與四個(gè)軸向熱管相交匯，每個(gè)軸線熱管的左端部均伸出定子鐵芯之外并安裝有翅片，四個(gè)軸向熱管與三個(gè)周向熱管內(nèi)壁貼附絲網(wǎng)狀吸液芯，且共同構(gòu)成工作管段。

本發(fā)明還可以包括：

1、工作管段包括依次相連通的吸熱段、絕熱段、散熱段，位于定子鐵芯之上的軸向熱管部分以及周向熱管構(gòu)成吸熱段，安裝有翅片的軸向熱管部分構(gòu)成散熱段，吸熱段與散熱段之間的軸向熱管構(gòu)成絕熱段。

2、工作管段里的冷卻工質(zhì)為甲醇。

本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于：

1、熱管換熱器本身具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性能，換熱效率高。

2、閉式熱管內(nèi)工質(zhì)一經(jīng)充入，無需再次添加，工質(zhì)可以在熱管循環(huán)利用。

3、熱管散熱段增加了翅片，增加了散熱面積，提高了冷卻速率。

4、可以通過機(jī)械真空泵控制熱管內(nèi)壓力來改變管內(nèi)工質(zhì)的沸點(diǎn)，從而滿足不同的散熱需求。

5、定子鐵芯內(nèi)部周向分布三個(gè)等間距的圓形熱管與軸向分布的熱管相貫，有利于增加定子側(cè)的吸熱面積，加快散熱。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的工作原理圖；

圖3為本發(fā)明的主視圖；

圖4為本發(fā)明翅片的分布示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述：

結(jié)合圖1-4，本發(fā)明結(jié)構(gòu)包括周向分布的熱管3、軸向分布的熱管4、冷卻工質(zhì)甲醇和翅片2。

定子鐵芯1內(nèi)側(cè)有纏繞定子繞組的線槽，定子鐵芯內(nèi)部周向有三個(gè)等間距分布的圓形管槽，和軸向四個(gè)熱管槽相貫。

熱管為閉式熱管，鑲嵌于上述定子鐵芯圓形管槽中，軸向伸出段長(zhǎng)度參照電機(jī)尺寸而定；熱管材料為銅；熱管內(nèi)壁貼附絲網(wǎng)狀吸液芯，利用毛細(xì)力使工作液體在吸液芯內(nèi)不受熱管位置的限制。

熱管理的冷卻工質(zhì)為甲醇。

翅片材料為不銹鋼，等間距垂直分布于軸向熱管伸出端。

如圖1所示，工作液在周向分布的熱管3和軸向分布的熱管4內(nèi)吸收定子繞組產(chǎn)生的熱量，吸收潛熱蒸發(fā)，蒸氣流經(jīng)周向分布熱管和軸向分布熱管交匯處5，沿著軸向分布熱管4，經(jīng)過絕熱段b，在散熱段a冷凝，放出汽化潛熱，凝結(jié)為液體，放出的熱量由翅片2帶走，翅片2增大了換熱面積，加快了散熱。

如圖2所示，熱管管殼兩端密封，在封死前先將管內(nèi)抽成真空，灌入適量的工作液。工作時(shí)，吸熱段c的工作液體甲醇被熱管外的定子鐵芯1加熱，吸取潛熱蒸發(fā)，其蒸氣經(jīng)過絕熱段b流向散熱段a，蒸氣放出潛熱，凝結(jié)為液體。蒸氣液化釋放出來的潛熱通過管壁傳遞給翅片。積聚在散熱段a吸液芯6中的凝結(jié)液借助吸液芯6毛細(xì)力的作用返回到吸熱段c再吸熱蒸發(fā)。工作液的這種循環(huán)就把熱量從吸熱段c傳遞到散熱段a。

如圖3所示，a段為散熱段，b段為絕熱段，c段為吸熱段，其中吸熱段c由三個(gè)周向熱管3和4個(gè)軸向熱管4組成，以保證吸熱段c有更大的吸熱面積。

如圖4所示，翅片2的分布方式為等間距垂直分布在散熱段a上，間距由電機(jī)具體尺寸而定，以保證有更好的散熱效果。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用于大型電機(jī)定子散熱的相變冷卻裝置，包括軸向熱管、周向熱管，所述的軸向熱管包括四個(gè)，為直線型，所述的周向熱管包括三個(gè)，為圓形，四個(gè)軸向熱管沿定子鐵芯的軸向均勻分布，三個(gè)周向熱管沿定子鐵芯的周向均勻分布，每個(gè)周向熱管均與四個(gè)軸向熱管相交匯，每個(gè)軸線熱管的左端部均伸出定子鐵芯之外并安裝有翅片，四個(gè)軸向熱管與三個(gè)周向熱管內(nèi)壁貼附絲網(wǎng)狀吸液芯，且共同構(gòu)成工作管段。本發(fā)明閉式熱管內(nèi)工質(zhì)一經(jīng)充入，無需再次添加，工質(zhì)可以在熱管循環(huán)利用。定子鐵芯內(nèi)部周向分布三個(gè)等間距的圓形熱管與軸向分布的熱管相貫，有利于增加定子側(cè)的吸熱面積，加快散熱。

技術(shù)研發(fā)人員：丁宇;趙晨;隨從標(biāo);王彬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：哈爾濱工程大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.04.26
技術(shù)公布日：2017.08.18