DE1090303B

DE1090303B - Fluessigkeitskuehlung im Rotor einer Synchronmaschine mit ausgepraegten Polen

Info

Publication number: DE1090303B
Application number: DEA33405A
Authority: DE
Inventors: Eugen Wiedemann
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1959-11-05
Filing date: 1959-12-01
Publication date: 1960-10-06

Description

Flüssigkeitskühlung im Rotor einer Synchronmaschine mit ausgeprägten Polen Synchronmaschinen mit ausgeprägten Polen werden normalerweise mit Luft gekühlt, wobei durch die Zentrifugalwirkung des rotierenden Polradkörpers bzw. Rotors mit einem zusätzlichen Ventilator die Luft umgewirbelt wird. Die dadurch entstehenden Ventilations- und Oberflächenreibungsverluste stellen bekanntlich einen verhältnismäßig großen Anteil der Gesamtverluste dar.
Der Zweck der Erfindung ist nunmehr bei dieser Art Maschinen, die erwähnten Verluste auf ein Minimurr zu beschränken und somit den Wirkungsgrad insbesondere bei Teillast der Maschine zu steigern. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Polspulenleiter der Rotorwicklung mit einer direkten Flüssigkeitskühlung versehen werden und daß die Pollücken mindestens auf den Stirnseiten nach außen abgedeckt werden.
Für die Kühlung der Rotorwicklung wird gemäß der Erfindung beispielsweise Wasser verwendet, das durch Kühlkanäle in den Spulenleitern hindurchströmt. Es ist aber auch möglich, eine andere Flüssigkeit für diesen Zweck zu verwenden.
Die für die Herabsetzung der Ventilations- und Oberflächenreibungsverluste erforderliche glatte Form des Rotors kann zweckmäßig durch das Ausfüllen der Pollücken mit Zwischenstücken eines antimagnetischen Materials erreicht werden. Es ist aber auch möglich, an Stelle solcher Füllstücke die Pollücken durch das Anbringen von Wänden vollständig nach außen abzuschließen. Unter Umständen kann es auch genügen, wenn die Pollücken nur teilweise durch Wände abgedeckt werden.
Um die Verlustwärme im Stator abzuführen, wurde bisher die Kühlluft für den Stator durch die Pollücken zugeführt. Bei dem flüssigkeitsgekühlten Rotor mit ausgefüllten bzw. abgedeckten Pollücken ist es vorteilhaft, den Stator in an sich bekannter Weise auch mit einer Flüssigkeitskühlung für die Statorwicklung und gegebenenfalls auch für das Statorbleckpaket zu versehen, wobei dann dieselbe Kühlflüssigkeit wie für die Spulenleiter des Rotors verwendet werden kann. In besonderen Fällen kann die Kühlflüssigkeit für das Statorblechpaket über am Blechpaketrücken angeordneten Rohre zu- und abgeführt werden, die einen gut wärmeleitenden Kontakt mit dem Blechpaket aufweisen. Diese Rohre können dann gleichzeitig als Elemente zur Rückkühlung der Generatorluft ausgebildet sein.
Normalerweise kann auf eine besondere Flüssigkeitskühlung der Statorbleche verzichtet werden, indem die Wärmeabfuhr vom Statorblech lediglich über die Wicklungsisolation an die Kühlflüssigkeit in den Wicklungsleitern erfolgt.
Auch bei der Anwendung einer Flüssigkeitskühlung für den Rotor und den Stator entstehen in den Stirnräumen der Maschine gewisse Wärmeverluste, so daß für diese Räume eine Luftkühlung noch zweckmäßig ist. Durch eine besondere Gestaltung des erfindungsgemäßen Rotors kann die für die Kühlung der Stirnräume erforderliche relativ kleine Ventilationswirkung sehr leicht erreicht werden.
Beispielsweise können die für das Ausfüllen der Pollücken verwendeten Zwischenstücke eine solche Form aufweisen, daß die gewünschte Kühlwirkung erreicht wird. Bei der Verwendung von Wänden zum Abdecken der Pollücken können diese mit Rippen versehen werden oder die Wände relativ zu den Stirnräumen so angeordnet werden, daß sie eine genügende Ventilatorwirkung zur Kühlung der Stirnräume ausüben.
Durch die beschriebenen Maßnahmen wird die Ventilation der Maschine wesentlich beschränkt und somit die lastunabhängigen Verluste auf ein Minimum herabgesetzt. Es wird eine Verbesserung des Wirkungsgrades der Maschine erreicht, welche bei Teillast wesentlich ist. Ferner ergibt sich noch der Vorteil, daß die Kühler und infolgedessen auch die Fundamentabinessungen für die Maschine klein gehalten werden können.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Synchronmaschine mit ausgeprägten Polen im Rotor, dadurch gekennzeichnet, daß die Polspulenleiter der Rotorwicklung mit einer direkten Flüssigkeitskühlung versehen sind und daß die Pollücken des Rotors mindestens auf den Stirnseiten nach außen abgedeckt sind.
2. Synchronmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pollücken mit Zwischenstücken aus antimagnetischem Material ausgefüllt sind.
3. Synchronmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pollücken durch Wände mindestens teilweise abgedeckt sind.
4. Synchronmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Statorwicklung mit einer direkten Flüssigkeitskühlung versehen ist.
5: Synchronmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Statorblechpaket mit einer Flüssigkeitskühlung versehen ist.
6. Synchronmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kühlung des Statorblechpaketes Rohre mit gut wärmeleitendem Kontakt am Statorblechrücken angebracht sind.