一、电机的冷却方式
由于提高发电机的单机容量，靠增大发电机体积以增加铜线绕组和铁芯容量的办法，受到了加工、运输、安装等条件的限制，所以只有增加铜线绕组的电流密度。而绕组的电流密度愈大，由它所产生的热量也愈多。因此，只有采用有效的冷却介质，才能提高发电机的功率。
汽轮发电机的冷却介质主要有氢气和冷水两种，而其冷却方式又分为外冷式和内冷式汽轮发电机两种。有关冷却介质的性质在下面介绍。
1外冷式汽轮发电机
外冷式又称表面冷却式，其冷却介质为气体（空气或氢气），气体在绕组导线和铁芯的表面流过时与发热体接触，吸收发热体表面的热量后随流动的气体带走。所以，表面表面冷却只有发热体产生的热量全部导至物体表面时才能被气体冷却，为提高冷却效果，应尽量增大接触面积。 外冷式发电机是由安装在转子轴上的风扇压入（称压入式）或抽出（称抽出式）后，通过各部分的冷通道，对发电机进行冷却。被加热了的气流又经过热通道进入水冷却器，热量由水带出，冷却后的气体再经过冷通道被风扇压入或抽出，在发电机内部形成一个密闭式的循环通风系统。其中抽出式冷却系统常 用于定子，转子线圈均采用水冷而铁芯采用氢外冷的发电机组。 交通事故现场图绘制如果按气流沿定子流动的主要方向来分，氢外冷又分为轴向通风、径向通风和周向分区径向通风三种。
目前氢外冷常用于单机容量为100MV以下的汽轮发电机组，氢压一般为
0.15~0.20Mpa，其冷却效率比空气冷却提高0.6%~1.0%。所以，100MW以上的汽轮发电
机组多采用氢内冷或水内冷。
2内冷式汽轮发电机
内冷式又称直接冷却式，其冷却介质为气体（空气或氢气）或液体（水或油）。它是将定子和转子的绕组导线做成中空式，让氢气或水通入导线内部直接将热量带出。而定子和转子的铁芯内冷则是利用开孔和开沟槽，将冷却气体用风扇压入各个被冷却部位，以提高冷却效果。因为单机容量提高以后会伴随着电压等级提高和绝缘层厚度增加，从而使绝缘层上的温降上升，绕组温升增大，影响机组的长期安全运转。
内冷式不仅能提高冷却效果，而且扩大了冷却介质的种类，如氢气和纯水，也可两者同时应用。目前有以下四种类型的发电机组：
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小麦磨粉机⑴定子氢外冷，转子氢内冷式的发电机组
⑵定子和转子都是氢内冷式的发电机组
⑶定子水内冷，转子氢内冷的发电机组
⑷定子和转子都采用水内冷式（双水内冷式）的发电机组
下面介绍几种氢内冷的通风系统：
⑴全轴向氢内冷通风系统。这种通风系统是冷却气体（氢气）在高压风扇的作用下，
从定子线圈的一侧进入轴向风道，流入定子线棒全长后，从线圈另一端排出，并进入水冷却器降温。降温后的氢气一部分进入定子线圈轴向风道，第二部分进入铁芯轴向风道，第三部分从互环下面进入转子线圈的轴向风道，如图
⑵半轴向氢内冷通风系统。这种通风系统是将风扇安装在轴的两端，从轴向的两端
进入冷却气体，同样分三部分，沿轴向分别进入定子、转子线圈和铁芯，然后从发电机中部排出进入水冷却器降温，如图
⑶经一轴向氢内冷通风系统。这种通风系统是冷却气体在高压风扇的作用下被压入
CC数据
水水冷却器降温后分成二路：一路由互环下进入转子轴的各风道，另一路进入定子铁芯背部。后者又分为三路：第一路进入经向风沟冷却铁芯后由气隙排出；第二路进入定子轴向风道冷却定子绕组线圈；第三路从转子轴的另一端互环下进入轴向风道，在转子中部由经向风沟排至气隙，再回到水冷却器，如图
热量传递方程：
基因测序仪
1表面冷却的热量传递
如前所述，表面冷却只用于气体做冷却介质，从发热体（铜导线）到冷却气流的冷却传热过程，如图
⑴△T1。△T1是从发热体（铜导线）到绝缘层表面的温差，其热量传递属于固体
传热，是导热，固体导热的基本方程是傅立叶方程：
Ф=λA△T1/δ或△T1=Ф·δ/A·λ
式中Ф——热流量，即单位时间的导热量，W；
λ——导热系数，W/（m·K）;
A——垂直于导热方向的截面，m2;
S ——固体平衡厚度，m;
△T1——从发热体到绝缘层表面的温差，K
由式可知，单位时间内的导热量与导热系数，截面积和温差成正比，导热系数与导热材料有关，是表征导热性能好坏的一个参数。
⑵△T2。△T2是从绝缘层表面到冷却气流之间的温差，它们之间的热量传递主要
是依靠气流与绝缘层表面的相对位移，将热量从一端带到另一端，称为对流传热，即热对流与导热同时进行。对流传热的基本方程是牛顿冷却定律：
Ф=αΑ（Ts-Tp）=αA△T2
式中α——对流传热系数，w/(m2·k);
Ts——绝缘层的表面温度，K；
Tp——气流平均温度，K;
其他符号同式（22-1）
由式（22-2）可知，对流传热的热流量与对流传热系数、截面积和温差成正比。对流传热系数简称传热系数，它不仅与流体的物理性质有关，而且还与传热表面形状及流体流速有关。对流传热分为自然对流传热和强制对流传热两种：自然对流传热是由流体冷热各不部分的密度差引起的；强制对流传热是由水泵、风机等设备提供动力引起的。
⑶△T3。冷却介质在从入口到出口的整个风道上吸收热量Φ后，平均温差上升了△T3，即
（22-3）
式中C——流体的比热容，J（ kg·k）;
ρ——流体的密度，kg/m2;
Qv——流体的体积流量，m3/s;
因此，在进行表面冷却时，出口处的发热体相对入口处冷却介质的温差△T应为上述三个温度差之和，即
(22-4)
一般情况下，△T1=30K；△T2=15K；△T3=20K，即绝缘层的表面温差△T1最大，而且随着单机容量和电压等级的提高，发热量Ф和绝缘层厚度δ还要增大，而散面积A却增加有限，从而使△T1进一步上升，其值可达到总温差△T的60%~70%，使大容量机组的制造增加了困难。对时网
2直接冷却的热量传递
直接冷却也称内部冷却（简称内冷却），其冷却介质（水或氢气）是在发热体内部直接与发热体接触进行热量传递的，因此其热流量不再通过绕组的绝缘层消失，而是通过对流表面被冷却介质带走。因此，可以认为式（22-4）中的△T1=0，即△T=△T2+△T3 当氢气做冷却介质时，氢气进入冷却沟时的温度与发电机内经过水冷却后的冷风温度（测量的温度）还有一个温差△T3ˊ，所以在发电机发热体终端处与氢气入口风温之间的温差△T为
△T1=△T2+△T3+△T3ˊ（22-5）
对于水内冷式发电机组，△T3ˊ≈0，对氢内冷式发电机组△T3ˊ≈5∽15K。
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