CZ330398A3 - Rotorové vinutí pro elektrický stroj - Google Patents
Rotorové vinutí pro elektrický stroj Download PDFInfo
- Publication number
- CZ330398A3 CZ330398A3 CZ983303A CZ330398A CZ330398A3 CZ 330398 A3 CZ330398 A3 CZ 330398A3 CZ 983303 A CZ983303 A CZ 983303A CZ 330398 A CZ330398 A CZ 330398A CZ 330398 A3 CZ330398 A3 CZ 330398A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- axial
- rotor winding
- tangential
- axis
- sections
- Prior art date
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 title claims abstract description 89
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 85
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 9
- 238000005219 brazing Methods 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 2
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 description 17
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 210000004392 genitalia Anatomy 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
- H02K3/22—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors consisting of hollow conductors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
- H02K3/24—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors with channels or ducts for cooling medium between the conductors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Windings For Motors And Generators (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
- Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
Description
Rotorové vinutí pro elektrický stroj.
Oblast ίθ£hnikyl
Vynález se týká rotorového vinutí pro elektrický stroj, s osou rotace a větším počtem elektricky vodivých vinutích, které jsou vzhledem k ose rotace radiálně naskládány navzájem na sobě a tvoří několik sociálních úseků a několik tangenciálních úseků, přičemž každý axiální úsek je vytvořen rovně, přibližně rovnoběžně s osou rotace a má příslušné první chladicí kanály, které jsou vzhledem k ose rotace meridiálně směrovány a procházejí všemy závity, přičemž každý tangenciální úsek je ohnut kolem osy rotace, na vzájem spojuje dva s®iální úseky a má příslušné druhé chladicí kanály.
Dosavadní^
Takovéto rotorové vinutí je známo z pat. spisu EP O l60 887 Bl, ΓΕ 37 00 508 C2, DE-AS 10 11 048 a z čkánku v Electrical Times, 10.03.1966, str. 354.
Pod pojmem meridiální směr vzhledem k ose je třeba rozumět takový směr, který leží v rovině, obsahující osu. Podle toho je meridiální směr tehdy, jestliže je složitelný ze složky radiální k ose a ze složky rovnoběžné s osou. Toto použití pojmumeridiální «
odpovídá jeho používání v oblasti proudových strojů a v oblasti geodesie.
Údaje pro konstrukci, výrobu a použití rotorového vinutí, které je určeno pro dynamoelektricky stroj zejména turbogenerátor jsou uvedeny v pojednání Ro torová vinutí pro turbogenerátory” od B. Lambrechta, které je obsaženo v knize o názvu ''Výroba vinutích elektrických strojů, vydané H.Sequenzem v SpringelVerlag, Vídeň a sew YORK 1973, str. 169 - 199. Zajímavé jsou také pat. spisy DE-OS 16 13 196, DE-AS 11 36 370, EP O 166 999 a EP 0 250 980 AI. V BE-AS 11 46 186 je popisován turbogenerátor s přímým chlazením vodičů elektrického vinutí, resp. rotorového vinutí. Tangenciální úsek je chlazen nepřímo a axiální úsek je proveden s dutými vodiči, které jsou protékány chladicím médiem.
V úvodu uvedený pat. spis EP O l60 887 B1 ukazuje rotorové vinutí, jehož axiální úseky leží Částečně uvnitř válce, totiž uvnitř drážek, uspořádaných ve válci a částečně mimo válec. Na obou axiálních koncích válce tvoří části axiálníbh úseků, ležících mimo válec společně s tangenciálními úseky, tak zvaná čela vinutí, ve kterých tangenciální úsek spolu navzájem spo juje vždy dva axiální úseky a které jsou uspořádány podél hřídele, vyčnívajícího z válce z místa jeho osy rotace. Chlazení celého rotorového vinutí se provádí chla dicím plynem, zejména vzduchem nebo vodíkem. Zejména zajímavé je chlazení čel vinutí a toto chlazení se provádí tak, že chladicí vzduch se vede meandrovitě vytvořenými chladicími kanály, které jsou tvořeny samotnými čely vinutí a výplněmi, které dosedají na Čela vinutí a ve kterých se tak vytvářejí odpovídající dráž* « ky. Takovéto rotorové vinutí se v praxi osvědčilo jako zejména výhodné a umožnilo zejména to, provozovat! turbogenerátory, vybavené takovýmto rotorovým vinutím.
s podstatně zvýšeným výkonem ve srovnání s turbogenerátory, vybavenými rotorovým vinutím podle stávajícího stavu techniky. Při použití takovéhoto rotorového vinutí je možné provozovat vzduchem chlazen ný turbogenerátor při jeho odpovídajícím dimenzování s výkonem až 300 MVA. Jestliže se použije vo^íki jako chl dici plyn, pak se může v důsledku jeho lepších chladicích vlastností dosáhnout ještě vyššího výkonu.
V článku v Electrical Times” z 10. 03. 1966, str. 354 je popsán rotor dynamoelfektrického stroje se závity. Každý závit je veden v drážce rotoru v axiálním úseku, který je mimo drážku ohnut o 90° a přechází v tangenciální úsek. Tangenciální úsek a nejméně jedna oblast 'axiálního úseku» zasahujícího hluboko do drážky, je provedena dutými vodiči a je tak chlazena chladicím médiem, protékajícím závitem. V další oblasti axiálního úseku, nacházejícího se uvnitř drážky, je tento axiální úsek chlazen chladicím médiem, protékajcím v radiálním směru navzájem na sobě ležícími závity.
V pat spisu US 4»543.503 je popsán vzduchový chla dici systém, pro rotorová vinutí dynamoelektrického stroje. Čela rotorového vinutí jsou chlazena systémem navzájem spolu propojených chladicích kanálů. Přitom se vytváří odstředivým působením otáčejícího se rotoru nízkotlakové písmo, kterým vzniká čerpací působení. Tímto čerpacím působením je chladicí plyn veden chladicím systémem.
Snahou je, aby se rotorové vinutí, které umožňuje dosahovat v důsledku svých dobrých provozních vlastností, stoupajících výkonů, konstrukčně zjednodušilo tak, aby se stoupajícím výkonem docházelo ke snižování výrobních nákladů.
řodst at ^vynálezu^
Shora uvedený úkol se řeší rotorovým vinutím pro elektrický stroj s osou rotace a větším počtem elektricky vodivých závitů, které jsou vzhledem k ose rotace, rddiálně naskládány navzájem na sobě a tvoří několik axiálních úseků a tangenciálních úseků, přičemž každý axiální úsek je vytvořen přibližně rovný a směrovaný přibližně rovnoběžně s osou rotace a má příslušné první chladicí kanály, které vzhledem k ose rotace jsou meridiálně směrovány a procházejí všemi závity, při čemž každý tangenciální úsek je ohnut kolem osy rotace , navzájem spolu spojuje dva axiální úseky a má druhé příslušné chladicí kanály. Podle vynálezu každý druhý chladicí kanál leží uvnitř závitu a pro proudění je oddělen od přiřazených axiálních úseků závitu, přičemž každý druhý chladicí kanál vyúsíuje ve směru po obvodu.
tangenciálních úseků se provádí chladikteré probíhají uvnitř závitů, pokud tyto tangenciální úseky. Pro chlazení axiálních úseků zůstává se zásadně při chlazení meridiálním, zejména radiálně směrovanými chladicími kanály, přičemž tento druh chlazení se ovšem za určitých okolností uspořádá jen pro ty Části axiálních úseků, které leží uvnitř válce rotoru a kombinuje se s jiným druhem
Chlazení čími kanály, závity tvoří • ·
chlazení pro ty části axiálních úseků, které leží v čelech vinutí mimo válec, který tvoří rotor.
Výhodné je, jestliže axiální úseky leží částečně uvnitř drážek válce a částečně mimo válec a tangenciální úseky všechny mimo válec. Přitom tvoří tangenciální úseky společně s částmi axiálních úseků, ležících mimo válec, čela vinutí, přičemž na každém axiálním konci válce leží vždy jedno čelo vinutí. Přitom je výhodné, aby každý první chladicí kanál ležel uvnitř příslušné drážky, tedy uvnitř válce. V této souvislosti je dále výhodné, aby každému axiálnímu úseku mezi kaž dým s ním spojeným tangenciálním úsekem a mezi válcem, byl přiřazen nejméně jeden meridiální meandrovitě vytvořený třetí chladicí kanál, který je uspořádán mimo axiální úsek. Zejména výhodné je vytvořit třetí chladicí kanály u rotorového vinutí, které má několik, vzhledem k ose rotace, tangenciálně navzájem vedle sebe uspořádaných axiálních úseků, přičemž mezi axiál nimi úseky uspořádané vložky jsou opatřeny drážkami a každá takováto drážka tvoří s přiléhajícím axiálním úsekem třetí chladicí kanál.
U vpředu posledně a zejméno výhodného vytvoření existují tedy celkem tři chladící systémy, zahrnující první chladící kanály ppo axiální úuseky uvnitř válce, druhé chladící kanály pro tangenciální úseky v čelech vinutí a třetí chladící kanály pro axiální úseky v čelech vinutí. Toto vytvoření poskytuje zejména velký prostor pro pružné dimenzování v praxi, což je velmi výhodné pří znaze o co nejvíce rovnoměrné rozložení teploty v čelem rotorovém vinutí.
• * · ·
V rámci rovněž výhodného rozvinutí vynálezu má vá· lec dva axiální konce, z nichž u každého vyčnívá hří· del zasahující pod příslušný tangenciální úsek, při čemž tangenciální úseky na každém axiálním konci jsou uspořádány na izolačním válci, který je umístněn s odstupem na hřídeli a který dosahuje až k válci. Přitom jsou tedy čela rotorového vinutí uspořádaná vždy na odpovídajícím izolačním válci. Mezi každým izolačním válcem a příslušným hřídelem zůstává výhodné meziprostor, který se využije zejména pro přívod a odvod použitého chladicího prostředku. V této souvislosti má každý tangenciální úsek střed a dva konce, přičemž je na každém konci spojen s axiálním úsekem, přičemž každý druhý kanál je na jednom konci a uprostřed otevřen a každý izolační válec má na každém konci a4caždého středu tangenciálního vinuty ,otvor, který vede k přívodnímu nebo odvodnímu kanálu, vytvořeného radiáními stěnami mezi izolačním válcem a hřídelem, tedy v meziprostoru. Izolační válec nemusí nutně být vytvořen jako jednodílný, může také být vytvořen z jedno tlivých stavebních dílů, které nemusí být nutně na vzájem spolu spojeny. Izolační válec slouží hlavně k tomu, vytvořit pod čelem vinutí přívodní a/nebo odvodní kanály chladicího plynu a k utěsnění proti nežá douoímu přítoku nebo odtoku chladicího plynu. Za tím účelem přicházejí v úvahu také alternativní vytvoření, zejména uspořádání izolačních kusů tvaru písmena T a podobně.
V rámci tohoto vytvořění se také může realizovat tak zvané čtyřproudové chlazení v každém čele vinutí^ a to zejména tehdy, jestliže jsou axiální úseky v čelech vinutí opatřeny již popsanými meridiálními mean • · dřevitými třetími chladicími kanály. Přitom se může přívod chladicího prostředku provádět na koncích tangenciálních úseků, kde jsou tyto spojeny s axiálními úseky· Od každého konce válce vede první proud chla dicího prostředku druhými chladícími kanály ke středu tangenciálního úseku a druhý proud třetími chladícími kanály ve směru válce, kde se známým způsobem od veáe.V každém čele vinutí je po jednom tangenciálním úseku a ve sjnimi spojených částech axiálních úseků jsou čtyři proudy chladicího prostředku, čímž se vysvětluje označeníčtyřproudové chlazení.
Spojení mezi tangenicálními úseky a axiálními úseky se provádí tak, že každý tangenciální úsek má dva konce,na každém z nich je spojen s jedním kon cem příslušného axiálního úseku, přičemž toto spojení je provedeno pájením natvrdo.Přitom se mohou tangen ciální úseky zhotovit nezávisle na axiálních úsecích a teprve později se s nimi spojí, přičemž toto spojení se provede pájením natvrdo. V této souvislosti je každ_; tangenciální úsek vzhledem k ose rotace směro ván v radiální rovině, to znamená,že se může z rovného polotovaru zhotovit jednoduchým jednodimenzním o hnutím. Toto vytvoření je výhodné tím, že tangenciální úsek je ve styku s axiálním úsekem, se kterým je spojen v pravém úhlu. Rotorové vinutí má pak výrazné kouty na spojovacích místech tangenciálních a axiálních úseků.
Rotorové vinutí kteréhokoliv vytvoření je určeno a uspořádáno v elektrickém stroji, zejména elektro dynamickém velkostroji, zejména turbogenerátoru.
Výhodný způsob provozu rotorového vinutí kterého koli vytvoření spočívá v tom, že rotorové vinutí se ·
• ♦
otáčí kolem osy rotace, je protékáno elektrickým proudem a chladí se plynovým chladicím prostředkem, zej ména vzduchem, který proudí chladicími kanály.
Pře θ É _ z ků _ na_ v v k r e s e.
Vynález bude v dalším textu blíže objasněn na příkladech provedení, znázorněných na připojeném výkresu.
Na obr. 1 je znázorněno rotorové vinutí zejména výhodného provedení, které je instalováno na válci, v perspektivním pohledu Částečně v řezu.
Na obr. ho vinutí v je znázorněno další axiálním podélném řezu proveden^rot orovéPří 2Σ® dění
Na obr. 1 znázorněné rotorové vinutí je axiálně sy metrické vzhledem k ose 1 rotace, kolem které se otáčí při svém provozu v elektrickém stroji, v tomto případě v turbogenerátoru a kromě toho je zrcadlově sy metrické vzhledem ke neznázorněné střední rovině, kolmé k ose 1 rotace. Rotorové vinutí obsahuje větší počet závitů 2,které jsou vzhledem k ose 1 rotace přibližně radiálně naskládány navzájem na sobě.Tyto zá vity 2 jsou elektricky navzájem spolu spojeny a tvoří cívkové uspořádání, které při provozu vytvářejí magnetické pole,zejméně stacionární magnetč&ké pole.
Rotorové vinutí je neseno válcem 3, který je podle obvyklé praxe vytvořen jako kovový monolit. Roto rové vinutí má gxiální úseky 4, z nichž každý je vytvořen rovně a směrován rovnoběžně s osou 1 rotace, a tangenciální úseky 5, z nichž každý je ohnut kolem osy 1 rotace, a dva axiální úseky 4 jsou spo lu navzájem spojeny. Axiální úseky _4 leží částečně uvnitř válce 3.°dpovídající části axiálních ' úseků 4 tvořín8blasti 6 válce 3 rotorové vinutí. Ty
Části axiálních úseků 4,které jsou uspořádány mimo válec 3, jakož i tangenciální úseky 5 tvoří tak zvaná čela 7 vinutí, z nichž je jedno znázorněno.
Rotorové vinutí je při provozu protékáno elek trickým proudem v takové výši, že na základě elektrického odporu rotorového vinutí dochází ke vzniku tepla ve velkém rozsahu.Aby se toto teplo odvedlo, je třeba rotorové vinutí chladit a sice prostřednictvím chladicího plynu. Tento protéká chladicím systémem rotorového vinutí, přijímá vytvořené teplo a odvádí je. Pro průchozí vedení chladicího plynu má každý axiální úsek 4 příslušné první chladicí kanály 8, z nichž v obr. 1 jsou znázorněna jen jejich ústí, přičemž každý první chladicí kanál 8 je vzhledem k ose 1 rotace směrován meridiálně, zejména radiálně a prochází napříč všemi závity 2. Ke chlazení tangenciálních úseků 5 jsou uspořádány druhé chladicí kanály 9.Každý druhý chladicí kanál 9 leží přitom uvnitř toho kterého závitu 2, takže jsou přitom účinné podél celého odpovídajícího tangenciálního úseku 5,bez přímého spojení pro proudění s některým chladicím kanálem axiálního úseku 4·
B 4
Před tím, než zde bude blíže pojednáno o podrobnostech chladicího systému, je třeba nejprve objasnit upev není rotorového vinutí ve válci 3.Části axiálních úseků 4 rotorového vinutí v oblasti 6 válce 3 jsou uspořádány v drážkách 10 válce 3, přičemž pro každý axiální úsek 4 je uspořádaná drážka 10. V každé drážce 10 je nad axiálním úsekem 4 uspořádaná drážková izolace 11, která může být známým způsobem vytvořena jako pružina, nebo se může doplnit o přidav nou puržnou příložku. Nad drážkovou izolace 11 je uspořádán uzavírací klín 12,který drážku 10 uzaví rá, a kterým je axiální úsek 4 držen v drážce 10 vzhledem k působení poměrně velkých odstředivých sil při provozu rotoru.
V příkladu provedení podle obr. 1 přistupují k prvním chladicím kanálům 8 a druhým chladicím kanálům 9 ještě třetí chladicí kanály 15.Tyto jsou tvořeny pomocí izolačních vložek 13, které oddělují v čele-í-vinutí vždy dva axiální úseky 4 na příslušnou vzdálenost od sebe, danou velikostí izolační vložky
13. Každá izolační vložka 13 má vybrání 14» které vytvářejí ploché drážky, které společně s přiléhajícím čtvrtým úsekem 4 tvoří třetí chladicí kanály 15. Každý třetí chladicí kanál 15 táhne se meridiálně meandrovitým způsobem podél axiálního úseku 4 a ústí v axiálních otvorech 16 ve válci 3· Tyto axiální otvory 16 jsou propojeny s radiálními otvory 17, ze kterých může chladicí plyn, který proudil třetími chla dicími kanály 15» vystoupit z válce, 3.Pod čelem 7 vinutí a ve vzdálenosti od hřídelovŠfi^ která vystupuje z axiálního konce 18 válce 3 podél osy úl ro táce, je uspořádán izolační váleje 20, na kterém jsou uspořádány tangenciální úseky 5 a části axiálních úse ♦ *
ků 4, patřících k čelu 7 vinutí. Mezi izolačním vál “ SX Z I Z “· cem 20 a hřídel9 jsou uspořádány radiální stěny 21, které definují přívodní kanály 22 a odvodní kanály 23 pro chladicí plyn. Chladicí kanál 23 slouží přitom pro odvod chladicího plynu, který1 vystou pil v oblasti středu 24 tangenciálního úseku 5 ze druhých chladicích knálů 9, 2a kterýmžto účelem je každý tangenciální úsek 5 opatřen odpovídajícími vybráními. Přitom vystupuje chladicí plyn na koncíc^25 tangenciálních úseků 5 2 otvorů 26,které vedou k přívodnímu kanálu 22 pod izolačním válcem 20, do tan
5. Otvorem 27 u středu 24 tan5 přijde chladicí plyn do odvodního kanálu 23· Otvory 26, vedoucí do přívodních kanálů 22 slouží také k přívodu plynu ke třetím chla dicím kanálům 15.
genciálních úseků genciálního úseku
Systém chladicích kanálů 9 a 15 tvoří čtyři to ky chladicího plynu, z čehož dva toky, které vycházejíc od otvorů 26 dospějí podél osy 1 rotace k válci 3 a dva další toky tekou v přibližně tangen ciálním směru od otvorů 26 k otvorům 27. Chladicí systém může se tudíž označit jako čtyřtokové chlazení .
Funkce vložek 13» izolačního válce 20 a stěn 20 je především vytvořit vodicí zařízení pro chla dici plyn, který chladí rotorové vinutí, jak lze seznat z dříve uvedených údajů. S ohjedem na tvoření a funkci tohoto vodícího zařízení je $8 zdělení ve vložky 13, izolační válec 20 a stěny 21 věcí volby z více, v základě rovnocenných alternativ. Při skutečné realizaci rotoru, jak je znázorněn v obr. 1 je třeba také vžiti v úvahu alternativní vytvoření vodícího zařízení, například z dílů s průřezem tvaru písmena
Spojení axiálních úseku 4 s tangenciálními úseky 5 se provádí tak, že konce 25 tangenciálních úse ků 5 se spojí s konci 31 axiálních úseků 4 pomocí pájení natvrdo. Přitom se vytvoří pájené spoje na tupo, které ovsem se mohou s odborně běžnými prostředky zhotovit bez problémů a v nejlepší kvalitě. Na koncích a _31 εθ dostanou výraznékouty rotorového vinutí, u kterých se axiální úseky 4 a tangenciální úseky 5 přibližně v pravém úhlu spolu navzájem stýkají bez jakéhokoliv propojení pro chladicí plyn.
Přednosti rotorového vinutí právě popsaného druhu byly již vysvětleny, nacož na tomto místě je znovu vý slovně poukázáno. Dodatečně je třeba poznamenat, že v důsledku uspořádání tangenciálních úseků 5 s druhými chladicími kanály 9 popsaným způsobem, mohou se vypustit nákladné izolační díly mezi vždy dvěma tangenciálními úseky 5. Není již třeba, aby se takovéto izolační díly musely použít, aby se vytvořily chlacicí kanály postraně vedle tangenciál nich úseků 5*
V obr.,1 není ukázáno víko, kterým se musí čelo 7 vinutí zakrýt, a které podporuje čelo 7 vinutí proti působení odstředivých sil, vznikajících v podstatné velikosti při provozu rotoru. Také první chladicí kanály 8 axiálních úseků 4 jsou jen náznakově znázorněny. Doplňující údaje v této věci zle seznat z následujícího popisu obr. 2, který se týká jiného provedení, které je ovšem paralelní s příkladem provedení podle obr. 1.
Obr. 2 ukazuje čelo 7 vinutí oblasti 6 válce 3 s rotorovým vinutím podle jiného provedení. V ohr»2|je znázorn podélný řez, vedený podél neznázorněné Ósy rotacej ve kterém jsou nyní zřetelně znázorněny první chladicí
chladicí kanály 8 ve vinutích 2.
Nejdříve budiž poukázáno na víko 28, které za krývá čelo 7 vinutí, Pro oddálení závitů 2 od víka 28 jsou uspořádány distanční kusy 29, mezi kte rými jsou vytvořeny odvodní kanály 23 pro chladicí plyn.
Víko, které by ve svém provedení dalekosáhle odpovídalo víku 28 podle příkladu provedení podle obr. 2,by se uspořádalo také u příkladu provedení podle obr. 1.
Jak v oblasti-válce 3, tak také v čelu 7 vinutí lze rozpoznat první chladicí kanály 8, které jsou vedeny přibližně v radiálním směru skrz rotorové vinutí, V oblasti 6 válce 3 vedou první chladicí kanály 8 skrz uzavírací klín 12, v čele 7 vinutí ústí první chladicí kanály 8 do odvodních kanálů 23 mezi rotorovým vinutím a víkem 28. Radiální směrování chladicích kanálů 8 není nutné, U praktického pro vedení může být výhodné,nevěsti první chladicí kanály kolmo k ose-rotace, jak je znázorněno, nýbrž pod ú hlem podstatně odchylným od 90° a/nebo ohnuté vzhledem k ose 1 rotace. Protože první chladicí kanály 8 jsou uspořádány také v čele 7 vinutí,stává se uspořádání třetích chladicích knálů 15 zbytečným, jako podle příkladu provedení podle obr. 1, Dimenzování druhých chladicích kanálů 9, jejichž ústí jsou rozpoznatelná, odpovídá dimenzování podle příkladu prove dění v obr. 1, takže bližší vysvětlování v tomto směru není nutné.
xřívod chladicího plynu se provádí podél hříde 4 4
love části 19 pod Čelem _7 vinutí a vycházejíce odtud se vede v drážkovém základním kanálu 30, us pořádaném ve válci 3 a táhnoucím se pod závity 2, a do kterého ústí první chladicí kanály 8 oblasti 6 válce. Izolační válee 20 tak, jak je znázorněn v obr. 1 může se případně vypustit. Je ovšem samozřej mé, že v obr. 2 naznačený příklad provedení může se případně doplnit izolačními díly nebo vložkami, které vedou chladicí plyn do chladicích kanálů 8 a 9, případně od nich pryč.
nutno
K obr. 1 a 2 je/společně na závěr poznamenat,že z důvodu přehlednosti neukazuje žádný z nich izolační vrstvy, které podle obvyklé praxe jsou nutné mezi jednotlivými ěávity 2 a/nebo mezi závity 2 a válcem
3. V rámci praktického provedení je třeba takovéto izolační vrstvy samzřejmě vžiti v úvahu a pou žít je podle požadavků jednotlivých případů. Takovéto izolační vrstvy musí být případně opatřeny otvory,jestliže jimi má procházet chladicí kanál, například první chladicí kanál 8. Odpovídajíc^provedení jsou známa z citovaných dokumentů.
Rotorové vinutí podle vynálezu, má tu velkou přednost, že je výrobně málo nákladné a poskytuje,pokud se týká odvodu tepla vznikajícího při provozu, vynikající možnost pro jeho odvod. Je zejména vhodn,é'pro zjednodušení chladicího systému v dynamoelektrických strojíc$ma?zvysit mezní výkon vzduchem nebo jiným plynem chlazených dynamoelektrických strojů ve srovnání se stávajícím stavem. S tím spojený zvýšený stupeň účinku je přínosem pro ochranu prostředí a i šetří pří rodní zdroje.
Claims (11)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Rotorové vinutí pro elektrický stroj s osou rotace a větším poetem elektricky vodivých sávitň,které jsou vzhledem k ose rotace radiálně naskládány navzájem na sobe a tvoří několik axiálních úseků a několik tangenciálních úseků, přičemž každý axiální lísek je vytvořen rovný a směrovaný přibližně rovnoběžně s osou rotace a má příslušné první chladicí ka -« nály, které vzhledem k ose rotace jsou meridiálně směrovány a procházejí všemi závity, přičemž každý tangenciální úsek je ohnut kolem osy rotace, navzájem spolu spojuje dva axiální úseky a má druhé příslušné chladicí kanály, vyznačující se tím, že každý druhý chladicí kanál (9) leží uvnitř závitu (2) a pro proudění je oddělen od přiřazených axiálních úseků (4) závitu (2), přičemž každý druhý chladicí kanál (9) vyústuje ve směru po obvodu.
- 2. Rotorové vinutí podle nároku 1, vyznačující se tím, že axiální úseky (4) jsou částečně uspořá dány v drážkách (10) válce (3) a částečně mimo válec (3) a tangenciální úseky (5) jsou uspořádány mimo válec (3)·
- 3. Rotorové vinutí podle nároku 2, vyznačující se tím, že každý první chladicí kanál (8) je uspo řádán uvnitř příslušné drážky (10).• ·· • * · · · t*· ·· ... ···
- 4. Rotorové vinutí podle nároku 3, vyznačující se tím, že každému axiálnímu úseku (4) je přiřazen mezi každým s ním spojeným tangenciálním úsekem (5) a válcem (3), nejméně jeden meridiální meandrovitý třetí chladicí kanál (15), který je uspořádán mimo axiální úsek (4).
- 5. Rotorové vinutí podle nároku 4, vyznačující tím, že obsahuje několik axiálních úseků (4)» které jsou vzhledem k ose (1) rotace uspořádány tangenciálně navzájem vedle sebe a mezi nimi jsou uspořádány elektricky izolující vložky (13), z nichž každá má nejméně jedno vybrání (14), které tvoří s přiléhající axiálním úsekem (4) třetí chladicí kanál (15).
- 6. Rotorové vinutí podle některého z předcháze jících nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že válec (3) má dva axiální konce (18), z každého z nich vy stupuje vždy jedna hřídelová část (19), zasahující pod. tengenciální úseky (5) a na každém axiálním konci (18) jsou uspořádány tangenciální úseky (5) na pří služném izolačním válci (20), upraveným s odstupem, na příslušné hřídelové části (19) a dosahujícím až k válci (3).
- 7. Rotorové vinutí podle nároku 4, vyznačující se tím, že každý tangenciální úsek (5) má střed (24) a dva konce (25) a na každém konci je spojen s axiálním úsekem (4) a přičemž každý druhý chladicí kanál (9) j® k jednomu konci (25) a ke středu (24) otev řen a každý izolační válec (20) má u každého konce (25) a u každého středu (24) příslušný otvor (26,27)» který vede k přívodnímu kanálu (22), nebo odvodnímu kanálu (23), vytvořenému radiálními stěnami (21) mezi izolačním válcem (20) a hřídelovou částí (19)*
- 8. Rotorové vinutí podle některého z předcházejících nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že každý tangenciální úsek (5) má střed (24) a dva konce (25) a na každém konci (25) je spojen s axiálním úsekem (4), přičemž každý druhý chladicí kanál (9) jek jednomu konci (25) a ke středu (24) otevřen.
- 9. Rotorové vinutí podle některého z předcházejících nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že každý tangenciální úsek (5) má dva konce (25), na kterých je spojen vždy s jedním koncem (31) příslušného axiálního úseku (4) pájením natvrdo.
- 10. Rotorové vinutí nodle nároku 9, vyznačující se tím, že každý tangenciální úsek (5) je vzhledem k ose (1) otáčení směrován v radiální rovině.
- 11. Způsob provozu rotorového vinutí podle některého z předcházejících nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že rotorové vinutí se otáčí kolem osy (1) rotaee, je protékáno elektrickým proudem a chladí xe plynným chladicím prostředkem, zejména vzduchem který proudí chla dícími kanály (8, 9, 10).
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19615194 | 1996-04-17 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ330398A3 true CZ330398A3 (cs) | 1999-02-17 |
Family
ID=7791551
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ983303A CZ330398A3 (cs) | 1996-04-17 | 1997-04-10 | Rotorové vinutí pro elektrický stroj |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6087745A (cs) |
EP (1) | EP0894358B1 (cs) |
JP (1) | JP3833262B2 (cs) |
KR (1) | KR100443114B1 (cs) |
CN (1) | CN1104080C (cs) |
AT (1) | ATE187024T1 (cs) |
CZ (1) | CZ330398A3 (cs) |
DE (1) | DE59700762D1 (cs) |
ES (1) | ES2140976T3 (cs) |
HU (1) | HUP9901284A3 (cs) |
WO (1) | WO1997039513A1 (cs) |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE523440C2 (sv) * | 1999-02-15 | 2004-04-20 | Abb Ab | Roterande elektrisk likströmsmaskin samt rotor och rotorhärvstöd för en sådan maskin |
JP2000350412A (ja) * | 1999-06-02 | 2000-12-15 | Hitachi Ltd | 回転電機 |
DE50105131D1 (de) * | 2001-08-09 | 2005-02-24 | Siemens Ag | Anordnung innen gekühlter elektrischer Leiter, insbesondere für einen Generatorläufer |
DE10335038A1 (de) * | 2003-08-01 | 2005-03-10 | Siemens Ag | Elektrische Maschine mit Läuferkühlung und entsprechendes Kühlungsverfahren |
US6844637B1 (en) | 2003-08-13 | 2005-01-18 | Curtiss-Wright Electro-Mechanical Corporation | Rotor assembly end turn cooling system and method |
DE102004063751A1 (de) * | 2004-12-29 | 2006-07-13 | Robert Bosch Gmbh | Elektrohandwerkzeugmaschine |
JP4797559B2 (ja) * | 2005-10-18 | 2011-10-19 | 株式会社日立製作所 | 回転電機の回転子 |
WO2007094018A1 (en) * | 2006-02-17 | 2007-08-23 | Ansaldo Energia S.P.A. | Ventilated rotor of a high-power turbogenerator for the production of electricity |
JP4682893B2 (ja) * | 2006-03-27 | 2011-05-11 | 株式会社日立製作所 | 回転電機の回転子 |
DE102008064498A1 (de) * | 2008-12-23 | 2010-07-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Elektrische Maschine mit radial versetztem Kühlstrom und Kühlverfahren |
ITMI20110376A1 (it) * | 2011-03-10 | 2012-09-11 | Wilic Sarl | Aerogeneratore raffreddato a fluido |
RU2449451C1 (ru) | 2011-04-01 | 2012-04-27 | Закрытое Акционерное Общество "Нефтьстальконструкция" | Система вентиляции ротора электрической машины |
DE102012021114B4 (de) * | 2012-10-26 | 2017-03-09 | Sensoplan Gmbh | Elektrischer Generator für die Stromgewinnung in Kraftwerken |
US9455613B2 (en) * | 2013-07-23 | 2016-09-27 | Siemens Energy, Inc. | Rotor winding having a braze joint spaced apart from stress concentration |
CN104065186B (zh) * | 2014-06-13 | 2017-10-17 | 新疆金风科技股份有限公司 | 一种用于电机的定子、电机及其通风冷却方法 |
US10277086B2 (en) | 2014-11-26 | 2019-04-30 | Siemens Energy, Inc. | Thermo pump-cooled generator end windings with internal cooling passages |
EP3121940B1 (en) * | 2015-07-22 | 2020-04-08 | General Electric Technology GmbH | A ring for an electric machine |
DE102017217310A1 (de) * | 2017-09-28 | 2019-03-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Rotorwickelkopfverblockung zur verbesserten Kühlung der Tangentialleiter |
US10931171B2 (en) | 2018-09-27 | 2021-02-23 | Ge Aviation Systems Llc | Method and apparatus for cooling a rotor assembly |
DE102018216586A1 (de) | 2018-09-27 | 2020-04-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Verblockungselement für Rotorwickelköpfe bei Turbogeneratoren mit Läuferkappe mit radialen Ventilationsbohrungen |
KR102155208B1 (ko) | 2019-07-01 | 2020-09-11 | 제이앤디전자(주) | 체결형 ct 및 pt 구조 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2778959A (en) * | 1953-07-22 | 1957-01-22 | Vickers Electrical Co Ltd | Dynamo electric machine cooling |
BE534929A (cs) * | 1954-01-19 | |||
CH328218A (de) * | 1954-01-19 | 1958-02-28 | Vickers Electrical Co Ltd | Dynamoelektrische Maschine |
US2844746A (en) * | 1956-02-17 | 1958-07-22 | Gen Electric | Support means for rotor end windings of dynamoelectric machines |
US2833944A (en) * | 1957-07-22 | 1958-05-06 | Gen Electric | Ventilation of end turn portions of generator rotor winding |
DE1146186B (de) * | 1959-06-24 | 1963-03-28 | Licentia Gmbh | Elektrische Maschine, insbesondere Turbogenerator, mit direkter Leiterkuehlung der Rotorwicklungen |
DE1613196A1 (de) * | 1967-01-23 | 1971-01-21 | Licentia Gmbh | Elektromaschinenlaeufer,insbesondere Turbogeneratorinduktor,mit Laeuferwicklung,die uebereinanderliegende Leiter und Kuehlgas-Laengskanaele in Laengsnuten des Laeufers aufweist |
US4543503A (en) * | 1983-12-20 | 1985-09-24 | General Electric Company | Ventilated end turns for rotor windings of a dynamoelectric machine |
DE3416943A1 (de) * | 1984-05-08 | 1985-11-14 | Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim | Einrichtung zur forcierten rotorwicklungs-gaskuehlung dynamoelektrischer maschinen, insbesondere von turbogeneratoren |
FR2565741B1 (fr) * | 1984-06-07 | 1995-01-13 | Alsthom Atlantique | Dispositif de distribution d'un gaz de refroidissement a une extremite sous frette de l'enroulement d'excitation du rotor d'un turbo-alternateur |
US4656382A (en) * | 1985-11-27 | 1987-04-07 | Westinghouse Electric Corp. | End winding bracing system for gas-cooled rotors of large generators |
US4709177A (en) * | 1986-06-30 | 1987-11-24 | General Electric Company | Ventilated end turns for rotor windings of a dynamoelectric machine |
DE3700508A1 (de) * | 1987-01-09 | 1988-07-21 | Siemens Ag | Einrichtung zur gaskuehlung des wickelkopfbereiches von rotorwicklungen dynamoelektrischer maschinen |
DE4428370C1 (de) * | 1994-08-11 | 1995-11-02 | Siemens Ag | Anordnung mit einer Vielzahl von entlang einer Längsachse gestreckten und entlang einer Hochachse aufeinander gestapelten Leiterstäben |
-
1997
- 1997-04-10 EP EP97920588A patent/EP0894358B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-04-10 CN CN97194342A patent/CN1104080C/zh not_active Expired - Lifetime
- 1997-04-10 JP JP53664397A patent/JP3833262B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1997-04-10 HU HU9901284A patent/HUP9901284A3/hu unknown
- 1997-04-10 CZ CZ983303A patent/CZ330398A3/cs unknown
- 1997-04-10 ES ES97920588T patent/ES2140976T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1997-04-10 DE DE59700762T patent/DE59700762D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-04-10 WO PCT/DE1997/000734 patent/WO1997039513A1/de active IP Right Grant
- 1997-04-10 KR KR10-1998-0708289A patent/KR100443114B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1997-04-10 AT AT97920588T patent/ATE187024T1/de not_active IP Right Cessation
-
1998
- 1998-10-19 US US09/174,731 patent/US6087745A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0894358B1 (de) | 1999-11-24 |
KR20000005499A (ko) | 2000-01-25 |
US6087745A (en) | 2000-07-11 |
EP0894358A1 (de) | 1999-02-03 |
ES2140976T3 (es) | 2000-03-01 |
KR100443114B1 (ko) | 2004-09-18 |
CN1104080C (zh) | 2003-03-26 |
JP3833262B2 (ja) | 2006-10-11 |
HUP9901284A3 (en) | 1999-11-29 |
WO1997039513A1 (de) | 1997-10-23 |
ATE187024T1 (de) | 1999-12-15 |
JP2000508508A (ja) | 2000-07-04 |
DE59700762D1 (de) | 1999-12-30 |
HUP9901284A2 (hu) | 1999-08-30 |
CN1217833A (zh) | 1999-05-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CZ330398A3 (cs) | Rotorové vinutí pro elektrický stroj | |
US6097116A (en) | Turbo-generator | |
JP4471553B2 (ja) | 同心円状コイルロータを備えた機械のための直接ガス冷却式コイル端通気方式 | |
US8847445B2 (en) | Rotor for a turbo generator, and turbo generator comprising a rotor | |
JP3657267B2 (ja) | 縦軸に沿って延びかつ垂直軸に沿って上下に積み重ねられた多数の導体棒を備えた装置 | |
US20240055952A1 (en) | Stator, method for simulation, computer program product | |
JP7106260B2 (ja) | 半径方向対向流ジェット冷却システム | |
US6316852B1 (en) | Rotating machine | |
US3749952A (en) | Rotor for electric machines, particularly turbogenerators | |
KR102600355B1 (ko) | 전기 기계를 위한 슬립 링 배열체 | |
JP2006074866A (ja) | 回転電機 | |
CN116134703A (zh) | 电机的冷却式转子 | |
CZ132597A3 (en) | Gas-cooled electric machine | |
CN116848764B (zh) | 旋转电机 | |
JP2018191386A (ja) | 回転電機の回転子 | |
SU1309181A1 (ru) | Ротор синхронной внополюсной электрической машины | |
US1000846A (en) | Means for cooling dynamo-electric machines. | |
JP2001016813A (ja) | 回転電機 | |
CN117999728A (zh) | 电机 | |
WO2024046562A1 (en) | Electric machine stator with inner cooling channels | |
JPH1094220A (ja) | 回転電機における固定子巻線の冷却装置 | |
CA1049080A (en) | Hydrogen-cooled rotor for dynamoelectric machine | |
JP2020198761A (ja) | 回転子冷却構造およびタービン発電機 | |
RU98120857A (ru) | Обмотка ротора для электрической машины |