一种电机绕组直接水冷方法与流程

本发明涉及电机冷却，具体为一种电机铁心槽内绕组直接与冷却水通道进行换热的散热方法。

背景技术：

1、电机运行过程中产生的铜耗、铁耗、励磁损耗、通风摩擦损耗及杂散损耗等均会转变为热能，使电机各个部件发热，电机所有损耗均被冷却介质带走。

2、电机结构布置紧凑，同时因电机强度和刚度要求，电机定子铁心上布置的通风孔、径向通风槽等散热结构数量有限，致使电机内部空气流动空间有限，不能有效冷却绕组、导条等关键部件。传统的电机冷却方式采用风冷或者水冷等低成本冷却方式，这些冷却方式在电机损耗不大时具有有效的散热效果。

3、随着电机功率密度不断加大，在电压等级不断提高、绕组绝缘层加厚的趋势下，原有的风冷冷却型式、定子铁心外布置冷却水套的方式已经无法对处于铁心槽内的绕组进行有效的冷却。绕组绝缘层加厚条件下，从绕组中心到风冷冷却表面或者冷却水套之间的热阻增加，绕组中心温度急剧增加，传统的风冷、水套水冷无法形成有效的降温效果。

技术实现思路

1、本发明旨在设计一种水冷冷却方法，使得冷却水道直接与铁心槽内的绕组进行接触，大大减少了绕组到冷却系统之间的热阻，能够显著降低绕组温升。

2、本发明是采用如下技术方案实现的：

3、一种电机绕组直接水冷方法，冷却水道直接布置于铁心的铁心槽内，冷却水道内部流过水或者防冻液，冷却水道外表面与绕组表面接触。

4、进一步优选的，铁心槽内布置一支冷却水道，具有三种布置方式：第一种为，冷却水道布置于槽底与槽底绕组接触；第二种为冷却水道置于槽口与槽口绕组接触；第三种为冷却水道置于槽底绕组和槽口绕组之间。

5、进一步优选的，铁心槽内布置两支冷却水道，具有三种布置方式：第一种为，第一支冷却水布置于槽底与槽底绕组接触，第二支冷却水道置于槽口与槽口绕组接触；第二种为，第一支冷却水布置于槽底与槽底绕组接触，第二支冷却水道置于槽底绕组和槽口绕组之间；第三种为，第一支冷却水布置于槽口与槽口绕组接触，第二支冷却水道置于槽底绕组和槽口绕组之间。

6、进一步优选的，铁心槽内布置三支冷却水道，布置方式为：第一支冷却水布置于槽底与槽底绕组接触，第二支冷却水道置于槽口与槽口绕组接触，第三支冷却水道置于槽底绕组和槽口绕组之间。

7、进一步优选的，布置于铁心槽内的冷却水道为直线段扁管。

8、进一步优选的，布置于铁心槽内的冷却水道为多根圆管并焊构成的圆管排。

9、进一步优选的，每根圆管两端顺势弯延后分别与进液管和出液管连接。

10、进一步优选的，直线段扁管的两端面分别焊接有端部封头，直线段扁管的端部侧面分别通过弯部扁管焊接连接有进口段扁管和出口段扁管，所述进口段扁管与进口段圆管连接，所述出口段扁管与出口段圆管连接。

11、本发明提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

12、1）铁心槽内冷却水道的布置方式：采用扁管水道与绕组其中一个侧面全部接触的方式实现冷却。

13、2）铁心槽内冷却水道的布置方式：采用圆管组成的扁管样式水道与绕组一个侧面全部接触的方式实现冷却。

14、本发明设计合理，铁心槽内绕组与冷却水道具有多种布局方式，将冷却水道布置在铁心槽内与绕组直接接触的方法，大大减少了绕组到冷却系统之间的热阻，能够显著降低绕组温升，具有很好的实际应用价值。

技术特征：

1.一种电机绕组直接水冷方法，其特征在于：冷却水道（6）布置于铁心（1）的铁心槽（2）内，冷却水道（6）内部流过水或者防冻液，冷却水道（6）外表面与绕组表面接触。

2.根据权利要求1所述的一种电机绕组直接水冷方法，其特征在于：铁心槽（2）内布置一支冷却水道（6），具有三种布置方式：第一种为，冷却水道布置于槽底与槽底绕组（3）接触；第二种为冷却水道置于槽口与槽口绕组（4）接触；第三种为冷却水道置于槽底绕组（3）和槽口绕组（4）之间。

3.根据权利要求1所述的一种电机绕组直接水冷方法，其特征在于：铁心槽内布置两支冷却水道（6），具有三种布置方式：第一种为，第一支冷却水布置于槽底与槽底绕组（3）接触，第二支冷却水道置于槽口与槽口绕组（4）接触；第二种为，第一支冷却水布置于槽底与槽底绕组（3）接触，第二支冷却水道置于槽底绕组（3）和槽口绕组（4）之间；第三种为，第一支冷却水布置于槽口与槽口绕组（4）接触，第二支冷却水道置于槽底绕组（3）和槽口绕组（4）之间。

4.根据权利要求1所述的一种电机绕组直接水冷方法，其特征在于：铁心槽内布置三支冷却水道（6），布置方式为：第一支冷却水布置于槽底与槽底绕组（3）接触，第二支冷却水道置于槽口与槽口绕组（4）接触，第三支冷却水道置于槽底绕组（3）和槽口绕组（4）之间。

5.根据权利要求1所述的一种电机绕组直接水冷方法，其特征在于：布置于铁心槽（2）内的冷却水道（6）为直线段扁管（801）。

6.根据权利要求1所述的一种电机绕组直接水冷方法，其特征在于：布置于铁心槽内的冷却水道为多根圆管（701）并焊构成的圆管排（7）。

7.根据权利要求6所述的一种电机绕组直接水冷方法，其特征在于：每根圆管（701）两端顺势弯延后分别与进液管（702）和出液管（703）连接。

8.根据权利要求5所述的一种电机绕组直接水冷方法，其特征在于：直线段扁管（801）的两端面分别焊接有端部封头（802），直线段扁管（801）的端部侧面分别通过弯部扁管（803）焊接连接有进口段扁管（804）和出口段扁管（805），所述进口段扁管（804）与进口段圆管（806）连接，所述出口段扁管（805）与出口段圆管（807）连接。

9.根据权利要求1所述的一种电机绕组直接水冷方法，其特征在于：所述冷却水道（6）的材质为铝或者紫铜。

技术总结
本发明涉及电机冷却技术领域，具体为一种电机铁心槽内绕组直接与冷却水通道进行换热的散热方法，冷却水道（6）布置于铁心（1）的铁心槽（2）内，冷却水道（6）内部流过水或者防冻液，冷却水道（6）外表面与绕组表面接触。本发明设计合理，铁心槽内绕组与冷却水道具有多种布局方式，将冷却水道布置在铁心槽内与绕组直接接触的方法，大大减少了绕组到冷却系统之间的热阻，能够显著降低绕组温升，具有很好的实际应用价值。

技术研发人员：张洁,杨成,刘冠芳,罗慧强,何庆峰,马杰芳
受保护的技术使用者：中车永济电机有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15