CN104521111B - 用于电机的绕组 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电机的绕组(1)，其中电机由相叠地设置的导体棒(2a，……，2e)构成，所述导体棒分别具有冷却缝(6a，……，6f)并且构成为，使得导体棒(2a，……，2e)的高度沿径向方向增加以及有效的冷却横截面沿径向方向减小。

Description

用于电机的绕组
技术领域
本发明涉及一种用于电机的绕组，其具有多个相叠地设置的导体棒，其中导体棒分别具有沿着深度方向构成的冷却缝。
背景技术
电机、例如涡轮发电机从EP 1 742 330 A1中已知。这样一种电机具有：可驱动的、可旋转运动地安装的转子，所述转子也称作电枢；和围绕转子的位置固定的定子。转子包括柱形的转子轴，所述转子轴沿着轴纵向方向在中部加厚成转子芯。转子芯也称作为电枢芯。在转子芯上设置有可加载电流的励磁绕组。定子具有定子绕组。为了产生电能，转子轴与驱动器、尤其与涡轮机的驱动轴耦联。以这种方式可使转子进入相对于位置固定的定子的旋转运动中。如果在此转子绕组由电流穿流，那么产生旋转磁场，所述旋转磁场在定子绕组中感生电压。涡轮发电机能够产生在100MW和1500MW之间的电功率。
还已知的是：给转子芯的柱体套设置沿着轴纵向方向伸展的且沿着环周方向相互隔开的槽，并且将励磁绕组设置在这些槽中。为此，在槽中将多个沿着轴纵向方向伸展的且彼此绝缘的导体棒相叠地堆叠。朝向转子芯的柱体套面设置推入到轮廓部中的槽封闭楔以相对于在转子转动时占优势的离心力来稳固导体棒。在涡轮发电机中致力于实现尽可能高的电功率。涡轮发电机的可实现的电功率还与旋转磁场的磁场强度相关，所述旋转磁场由转子的励磁绕组产生。磁场强度越高，相应地涡轮发电机的电功率就越高。
因为导体棒在运行时通过电流被强烈地加热，所以其必须被冷却。为此已知的是，用空气、气体或水冷却导体棒。在此，借助于孔来设置由能传导的材料、尤其是铜制成的导体棒，其中冷却介质流动穿过这些孔。在导体棒中已知径向定向的还有轴向定向的冷却路径。例如，冷却路径沿轴向或径向方向构成为，使得将缝铣入到相叠地设置的导体棒中，冷却介质能够流动穿过所述缝。为了使热传递尽可能大，这些缝阶梯式地构成，因此在阶梯上发生冷却介质的涡流进而提高热传递效率，这引起更好的冷却。
在径向地用空气或氢气冷却发电机转子的情况下，在转子的活动部件中，转子导体中的损耗经由导体中的径向的冷却缝导出给冷却气体。散热通过冷却表面和冷却气流来限制。在活动部件中，导体温度在槽中从下向上升高。最热的导体在槽中位于上方并且限制所允许的转子电流。
为了改进在径向上被冷却的发电机转子的径向冷却通道中的散热，已知的是，通过将阶梯安装在导体中以增大冷却气体的涡流。
发明内容
本发明的目的是，提出一种绕组，所述绕组具有改进的径向冷却。
该目的通过一种用于电机的绕组来实现，其具有多个相叠地设置的导体棒，其中导体棒分别具有沿着深度方向构成的冷却缝，其中冷却缝的宽度从槽底通道处沿径向方向减小。
因此，根据本发明提出，冷却缝构成为，使得经由槽底通道流入的冷却介质经历从导体棒至导体棒越来越窄的横截面。
此外，根据本发明提出：沿径向方向增大各个导体棒的高度。这表示：各个导体棒的高度沿径向方向增加。
根据本发明，这引起：转子槽的在下方设置在槽底通道附近的导体棒以更平坦的方式来设计并且所述导体棒构成有更大的冷却缝横截面。与此相应地，转子槽的另外在上方设置的导体更高地来设计并且所述导体棒构成有更小的冷却缝横截面。
通过减小下方的导体棒的横截面略微提高温度。然而在上方的导体棒中以相反的方式产生类似的情况。导体棒的相对高的温度通过更大的铜横截面来降低。冷却缝横截面在槽高度上的减小同样起作用，因为通过相对大的冷却缝横截面降低下方的导体中的冷却气体速度，这引起导体棒的温度提高。相反地，在上方设置的导体棒的温度通过因减小冷却缝横截面而引起的冷却气体速度的提高来降低。该效果相应地通过具有渐小的横截面的冷却缝中的涡流来支持。
由此，根据本发明，导体棒的温度沿径向方向被均匀化。另一个效果是：整体上能够提高所允许的经过导体棒的电流。这还引起：用于制造和运行包括这样一种根据本发明构成的绕组的电机的总成本整体上被降低。
根据本发明的绕组的作用是：降低最上方导体的温度。这同样也引起绕组寿命的提高。
附图说明
根据实施例详细阐述本发明。
在附图中：
附图示出用于电机的根据本发明的绕组的横截面视图。
具体实施方式
在图1中示出的横截面视图示出用于电机的绕组1的一部分。绕组包括多个相叠地设置的导体棒2a、2b、2c、2d和2e。这些导体棒2a至2e沿着径向方向3相叠地设置。在运行时，例如为空气或气体的冷却介质流动穿过槽底通道4并且从那里穿过冷却开口5穿流第一导体棒2a。第一导体棒2a具有带有一定宽度的第一冷却缝6a。在第一导体棒2a和第二导体棒2b之间设置有绝缘装置7。同样，在第二导体棒2b和第三导体棒2c之间以及在其余相叠地设置的导体棒2d等之间设置有绝缘装置。冷却缝6a、6b、6c、6d、6e和6f的宽度沿径向方向减小。这表示，流动介质的流动横截面沿径向方向越来越小。冷却缝6a、……、6f内部的流动横截面是已知的。
导体棒2a至2e的第二主要技术特征是：高度8a、8b、8c、8d、8e和8f渐增。这表示：导体棒2a具有最小的高度8a。高度沿径向方向分别以在5％至80％之间的数值增加。

Claims (2)

1.一种用于电机的绕组(1)，所述绕组具有多个相叠地设置在槽底通道(4)之上的导体棒(2a，……，2e)，
其中所述导体棒(2a，……，2e)分别具有沿着深度方向构成的冷却缝(6a，……，6f)，
其特征在于，所述冷却缝(6a，……，6f)的宽度从所述槽底通道(4)处沿径向方向(3)减小，
其中各个所述导体棒(2a，……，2e)的高度从所述槽底通道(4)处沿径向方向(3)增加。
2.根据权利要求1所述的绕组(1)，
其中在所述导体棒(2a，……，2e)之间设置有绝缘带。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109378936A (zh) * 2018-12-27 2019-02-22 湖南云箭集团有限公司 一种灯泡贯流式水轮发电机通风冷却***

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR895448A (fr) * 1942-04-17 1945-01-24 Hermes Patentverwertungs Gmbh Réfrigération de machines électriques
US2664512A (en) * 1952-08-30 1953-12-29 Gen Electric Dynamoelectric machine core and winding ventilation arrangement
JPH02139450U (zh) * 1989-04-22 1990-11-21
DE19543392C1 (de) * 1995-11-21 1996-12-12 Siemens Ag Elektrischer Leiter mit Kühlkanal, insbesondere für Generatorläufer
US5685063A (en) * 1994-11-04 1997-11-11 General Electric Company Method of forming rotor-winding for a dynamoelectric machine
JP2004236376A (ja) * 2003-01-28 2004-08-19 Nissan Motor Co Ltd 内部冷却型電動機

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10285853A (ja) * 1997-04-08 1998-10-23 Toshiba Corp 回転電機の回転子
JP2001086679A (ja) * 1999-09-17 2001-03-30 Hitachi Ltd 回転電機
JP2001339924A (ja) * 2000-05-30 2001-12-07 Honda Motor Co Ltd アウターロータ型モータ・ジェネレータ
US6956313B2 (en) * 2004-01-23 2005-10-18 General Electric Company Method and apparatus for reducing hot spot temperatures on stacked field windings
EP1742330B1 (de) 2005-07-08 2009-09-30 Siemens Aktiengesellschaft Ständerwickelkopf, Ständerteil und Turbogenerator
EP2403110A1 (de) * 2010-07-01 2012-01-04 Siemens Aktiengesellschaft Kühlungsschlitz für Leiterstab

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR895448A (fr) * 1942-04-17 1945-01-24 Hermes Patentverwertungs Gmbh Réfrigération de machines électriques
US2664512A (en) * 1952-08-30 1953-12-29 Gen Electric Dynamoelectric machine core and winding ventilation arrangement
JPH02139450U (zh) * 1989-04-22 1990-11-21
US5685063A (en) * 1994-11-04 1997-11-11 General Electric Company Method of forming rotor-winding for a dynamoelectric machine
DE19543392C1 (de) * 1995-11-21 1996-12-12 Siemens Ag Elektrischer Leiter mit Kühlkanal, insbesondere für Generatorläufer
JP2004236376A (ja) * 2003-01-28 2004-08-19 Nissan Motor Co Ltd 内部冷却型電動機

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US9712013B2 (en) 2017-07-18

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