SU873338A1 - Ротор криогенной электрической машины - Google Patents
Ротор криогенной электрической машины Download PDFInfo
- Publication number
- SU873338A1 SU873338A1 SU792725190A SU2725190A SU873338A1 SU 873338 A1 SU873338 A1 SU 873338A1 SU 792725190 A SU792725190 A SU 792725190A SU 2725190 A SU2725190 A SU 2725190A SU 873338 A1 SU873338 A1 SU 873338A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- rotor
- coils
- channels
- winding
- cooling
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K55/00—Dynamo-electric machines having windings operating at cryogenic temperatures
- H02K55/02—Dynamo-electric machines having windings operating at cryogenic temperatures of the synchronous type
- H02K55/04—Dynamo-electric machines having windings operating at cryogenic temperatures of the synchronous type with rotating field windings
-
- 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
- H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
- H02K9/20—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil wherein the cooling medium vaporises within the machine casing
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
- Y10S505/825—Apparatus per se, device per se, or process of making or operating same
- Y10S505/876—Electrical generator or motor structure
- Y10S505/877—Rotary dynamoelectric type
- Y10S505/878—Rotary dynamoelectric type with cooling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Superconductive Dynamoelectric Machines (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
Description
(54) РОТОР КРИОГЕННОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ
I
Изобретение относитс к электромашино-. строению и может быть использовано пре-: имущественно в крупных электрических машинах , в частности турбогенераторах.
Эффективность работы турбогенераторов со сверхпровод щей обмоткой возбуждени во многом зависит от системы охлаждени обмотки, причем наиболее эффективное охлаждение замоноличеннь1Х обмоток достигаетс при условии максимальной поверхности охлаждени при непосредственном контакте охлаждаемой поверхности с .хладагентом , например жидким гелием.
Известен ротор криогенной электрической машины, в котором дл подачи в сверхпровод щую обмотку возбуждени и отвода жидкого гели используютс аксиальнь1е каналы в зубцах несуш,его цилиндра. Эти каналы сообщаютс с каналами на боковых част х пазовой изол ции катушек ротора. В свою очередь каналы на боковых част х сообщаютс между собой через каналы в пазовой изол ции на дне пазов 1.
Однако така конструкци характеризуетс низкой надежностью и недостаточной эффективностью охлаждени обмотки, вследствие невозможности выполнени надежной сверхпровод щей обмотки из-за наличи пересекающихс аксиальных и радиальных каналов, привод щих к возможности образовани неконтролируемых вихревых течений жидкого гели , затруднени перемещени хладагента по каналам подачи на боковых част х пазовой изол ции. Ухудшаетс использование активной зоны ротора из-за необходимости утолщени зубцов дл размещени в них аксиальных каналов.
Известен также ротор криогенной элект10 рической мащины, в котором конструктивно обмотка возбуждени выполнена в виде плоских кafyщeк-мoдyлeй из сверхпроводника , кажда из которых пропитана, заключена в обойму из алюминиевого сплава и
,5 зажата между перегородками-щеками из того же материала с бандажом из нержавеющей стали. В щеках имеютс радиальные каналы, посредством которых осуществл етс охлаждение катущек обмотки жидким гелием, попадающим в каналы из центральной полости обмотки ротора, в которой образуетс свободна поверхность жидкого кип щего гели 2.
Недостатком такого конструктивного решени вл етс то, что при движении жидкого гели поканалам образуютс встречные потоки жидкого хладагента, идущего из центральной полости обмотки к ее периферии , и испарившегос хладагента, идуш ,его от периферии к ее центру, что ухудшает охлаждение обмотки. Возможны также образовани неконтролируемых, неорганизованных вихревых течений хладагента, при . вод щих к-повышению температуры в его объеме. Вместе с ротором вращаетс относительно толстый слой хладагента, например жидкого гели , что приводит к его сжатию центробежными силами, вследствие чего повышаетс его температура кипени , что снижает эффективность использовани сверх проводников; В конструкции имеет место косвенное охлаждение сверхпроводника через слой корпусной изол ции. При выполнении корпусной изол ции, отвечающей прин тым в электромашиностроении требовани м будет иметь место ухудщение охлаждени сверхпровод щей обмотки. Кроме того, катушки ротора изготавливают и пропитывают вне каркаса ротора, что снижает монолитность конструкции и tpe6yeT дл пропитки каждой из катушек своей сложной пресс-формы. После пропитки необходима механическа обработка катушек дл получени необходимых ее размеров.
Целью изобретени вл етс повышение надежности и эффективности охлаждени обмотки.
Указанна цель достигаетс тем, что кажда из обойм выполнена в виде основани и клина с аксиальными, тангенциальными и радиальными каналами дл хладагента , а между катушками и перегородками закреплены полоски электроизол ционного материала, которые образуют каналы дл хладагента, сообщающиес с каналами основани и клина.
На фиг. 1 изображен ротор криогенной электрической машины с системой каналов и указанием движени охлаждающего агента , продольное сечение; на фиг. 2 показаны обмотки ротора, поперечное сечение; на фиг. 3 - одна изкатушек с установленным клино1у ; на фиг. 4 - установка электроизол ционных полосок, образующих радиальные охлаждающие каналы катушек; на, фиг. 5 - система аксиальных и радиальных каналов в клинь х.
На фиг. 1-5 обозначено: 1 - сверхпровод ща об.мотка, 2 - металлические перегородки, 3 - основани , 4 - торцовые вкладыши, 5 - радиальные каналы, в основани х , 6 - аксиальные каналы в основани х и торцовых вкладышах, 7 - клинь , 8 - аксиальные каналы в клинь х, 9 - радиальные каналы в клинь х, 10 - тангенциальные каналы в клинь х, 11 - наружный бандажный цилиндр, 12 - радиальные каналы, образованные изол цион-ными полосками 13, 14 - труба, подвод ща жидкий гелий, 15 - центральна полость ротора, 16 - теплообменники, 17 - торцовые стенки.
Пазы ротора, в которые вматываетс
сверхпроводник дл образовани катушек ротора или устанавливаютс заранее изготовленные катущки ротора, образованы перегородками 2 и основани ми 3. В основани х фрезеруютс радиальные и аксиальные охлаждающие каналы. Пазы ротора закрываютс клинь ми 7, в клинь х фрезеруетс система аксиальных 8, тангенциальных 10 и радиальных каналов 9 дл подвода охлаждающего хладагента, например жидкого гели . Вс обмотка компаундируетс ,
при этом непосредственно в пазах ротора все охлаждающие каналы закрываютс легко удалимыми вставками, не имеющими, адгезии к компаунду. Корпусна изол ци выполн етс в виде полосок изол ционного материала 13, которые прикрепл ютс к
перегородкан 2. Изол ционные полоски 13 образуют также радиальные охлаждающие каналь, подвод щие хладагент непосредственно к катушкам ротора 1. На обмотанный ротор с клинь ми надеваетс бандажный
5 цилиндр 11 из немагнитной стали или другого сплава.
Система охлаждени ротора выполнена следующим образом.
Охлаждающий агент, например жидкий гелий, подаетс известным способом с помощью труб 14 на внутреннюю поверхность бандажного цилиндра 11. Растека сь тонким слоем по внутренней поверхности цилиндра, охлаждающий агент попадает в аксиальные каналы 6 в торцовых вк адыщах 4 и в аксиальные каналы 8 в клинь х 7 ротора, от куда по тангенциальным каналам 10 на поверхности клиньев 7 охлаждающий агент попадает в радиальные каналы 9 в клинь х 7 и согласованные с ними радиальные каналы 12 на поверхности катушек ротора и
Q радиальные каналы 5 в основани х 3. При прохождении через каналы охлаждающий агент испар етс , выходит в центральную полость ротора 15 и оттуда, огиба торцовые стенки 17, в каналы теплообменников 16 и далее на выход.
5 Повышение надежности работы ротора со сверхпровод щей обмоткой возбуждени в предлагаемой конструкции достигаетс путем существенного улучшени охлаждени катушек обмотки ротора и обеспечиваетс за счет системы аксиальных, тангенциальных и радиальных каналов в торцовых вкладышах , клинь х, у поверхности катушек, пронизывающих всю толщину обмотки. В предлагаемой конструкции обеспечиваетс заполнение обмотки охлаждающей жидкостью
Claims (2)
- 5 от периферии к центру, создаетс упор доченное движение охлаждающей жидкости без встречных потоков, образовани неконтролируемых вихревых течений. В предлагаемой конструкции имеетс возможность беспреп тственно подводить увеличенное количество охлаждающей жидкости к обмотке в анормальных режимах. Высока эффективность охлаждени в предлагаемой конструкции по сравнению с известными обеспечиваетс также за счет минимального (целесообразной толщины) сло хладагента, вентил ционного действи согласованной системы каналов в элементах конструкции ротора и непосредствениога охлаждени сверхпроводника при наличии корпусной изол ции катушек. Предлагаема конструкци упрощает изготовление ротора турбогенератора за счет возможности непосредственной намотки катушек обмотки в пазы ротора и пропитки всей обмотки в целом. Техническое преимущество изобретени обеспечивает также повышение производительности труда в 1,5-1,7 раза, упрощает технологию, улучшает услови труда. Формула изобретени Ротор криогенной электрической машины, имеющий сверхпровод щую обмотку )///// /)///2 буждени , выполненную в виде плоских катушек, кажда из которых заключена в обойму, металлические перегородки,расположенные между катушками, бандаж, охватывающий разделенные упом нутыми перегородками катушки, и радиальные каналы , сообщающие центральную заполненную хладагентом полость ротора с катушками , отличающийс тем, что, с целью повышени надежности и эффективности охлаждени , кажда из обойм выполнена в виде основани и клина с аксиальными тангенциальными и упом нутыми радиальными каналами и между катушками и перегородками закреплены полоски электроизол ционного материала, образующие каналы, сообщающиес с каналами основани и клина. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.За вка ФРГ № 2511104, кл. Н 02 К9/19,
- 2.Component Development for 20-mVA Superconducting Generator WELC. Moscow, 1977, paper 139.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU792725190A SU873338A1 (ru) | 1979-02-15 | 1979-02-15 | Ротор криогенной электрической машины |
DE19803005066 DE3005066A1 (de) | 1979-02-15 | 1980-02-11 | Rotor einer elektrischen kryogenmaschine |
US06/121,262 US4342932A (en) | 1979-02-15 | 1980-02-13 | Rotor of cryogenic electrical machine |
JP1674780A JPS55131253A (en) | 1979-02-15 | 1980-02-15 | Rotor for cryogenic electric machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU792725190A SU873338A1 (ru) | 1979-02-15 | 1979-02-15 | Ротор криогенной электрической машины |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU873338A1 true SU873338A1 (ru) | 1981-10-15 |
Family
ID=20810428
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU792725190A SU873338A1 (ru) | 1979-02-15 | 1979-02-15 | Ротор криогенной электрической машины |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4342932A (ru) |
JP (1) | JPS55131253A (ru) |
DE (1) | DE3005066A1 (ru) |
SU (1) | SU873338A1 (ru) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4739200A (en) * | 1986-04-23 | 1988-04-19 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Cryogenic wound rotor for lightweight, high voltage generators |
US6406674B1 (en) | 1993-06-30 | 2002-06-18 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Single step sterilization wrap system |
US6169353B1 (en) * | 1999-09-28 | 2001-01-02 | Reliance Electric Technologies, Llc | Method for manufacturing a rotor having superconducting coils |
US6794792B2 (en) * | 2002-11-13 | 2004-09-21 | General Electric Company | Cold structural enclosure for multi-pole rotor having super-conducting field coil windings. |
US6759781B1 (en) | 2003-02-14 | 2004-07-06 | American Superconductor Corporation | Rotor assembly |
US6977459B1 (en) * | 2004-05-26 | 2005-12-20 | General Electric Company | Apparatus and methods for anchoring a modular winding to a rotor in an electrical machine |
US6965185B1 (en) * | 2004-05-26 | 2005-11-15 | General Electric Company | Variable pitch manifold for rotor cooling in an electrical machine |
DE102005054531A1 (de) * | 2005-11-14 | 2007-05-24 | Trithor Gmbh | Primärteil eines Linearmotors und Linearmotor hiermit |
US7633192B2 (en) * | 2006-09-28 | 2009-12-15 | Siemens Energy, Inc. | Superconducting coil support structures |
US7936103B2 (en) * | 2007-11-21 | 2011-05-03 | General Electric Company | Methods for fabricating a wedge system for an electric machine |
US8726489B2 (en) * | 2009-06-11 | 2014-05-20 | Hitachi Medical Corporation | Adjustment method of a magnetic resonance imaging apparatus |
US8138642B2 (en) * | 2009-06-17 | 2012-03-20 | Hamilton Sundstrand Corporation | Oil cooled generator |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2664512A (en) * | 1952-08-30 | 1953-12-29 | Gen Electric | Dynamoelectric machine core and winding ventilation arrangement |
US3408516A (en) * | 1966-02-07 | 1968-10-29 | Gen Electric | Dynamoelectric machine rotor with current carrying rotor wedges |
CH553499A (de) * | 1972-12-18 | 1974-08-30 | Bbc Brown Boveri & Cie | Rotor-kuehleinrichtung. |
DE2511104C3 (de) * | 1975-03-13 | 1979-10-31 | Kraftwerk Union Ag, 4330 Muelheim | Kuhlanordnung für eine supraleitende Erregerwicklung |
US4152610A (en) * | 1973-08-22 | 1979-05-01 | Patentbureau Danubia | Turbogenerator having dual cooling |
US4151639A (en) * | 1975-03-13 | 1979-05-01 | Kraftwerk Union Aktiengesellschaft | Method of providing a cooling system for a superconductive exciter winding |
US3991333A (en) * | 1975-08-20 | 1976-11-09 | General Electric Company | Winding support structure for superconducting rotor |
US4082967A (en) * | 1976-03-31 | 1978-04-04 | General Electric Company | Uniformly-cooled superconducting rotor |
US4176291A (en) * | 1977-05-27 | 1979-11-27 | Electric Power Research Institute, Inc. | Stored field superconducting electrical machine and method |
JPS547509A (en) * | 1977-06-20 | 1979-01-20 | Hitachi Ltd | Superconductive exciting winding |
US4176292A (en) * | 1977-09-02 | 1979-11-27 | Electric Power Research Institute, Inc. | Auxiliary field winding for a superconductive alternating current electrical machine and method of exciting same |
DE2854059A1 (de) * | 1978-12-14 | 1980-07-17 | Kraftwerk Union Ag | Kuehlsystem fuer laeufer elektrischer maschinen, insbesondere fuer turbogeneratoren-laeufer mit supraleitender feldwicklung |
-
1979
- 1979-02-15 SU SU792725190A patent/SU873338A1/ru active
-
1980
- 1980-02-11 DE DE19803005066 patent/DE3005066A1/de not_active Withdrawn
- 1980-02-13 US US06/121,262 patent/US4342932A/en not_active Expired - Lifetime
- 1980-02-15 JP JP1674780A patent/JPS55131253A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4342932A (en) | 1982-08-03 |
DE3005066A1 (de) | 1980-08-28 |
JPS55131253A (en) | 1980-10-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SU873338A1 (ru) | Ротор криогенной электрической машины | |
SU609495A3 (ru) | Ротор криогенного турбогенератора | |
US20200259399A1 (en) | Liquid cooled stator for high efficiency machine | |
US2917644A (en) | Innercooled turbine generators | |
US3082337A (en) | Dynamo-electric machines | |
US7183678B2 (en) | AC winding with integrated cooling system and method for making the same | |
CA1120523A (en) | Gas-cooled rotary electric machine | |
US4063122A (en) | Rotor containing a field winding cooled to a low temperature | |
US2951954A (en) | Fluid-coupled rotor for dynamoelectric machine | |
CA3191696C (en) | Wind turbine with at least one dynamoelectric machine | |
US3049634A (en) | Dynamo-electric machinery | |
US4151639A (en) | Method of providing a cooling system for a superconductive exciter winding | |
NO158838B (no) | Vaeskeavkjoelt rotor for en dynamoelektrisk maskin. | |
US1920309A (en) | Electric motor | |
US2929943A (en) | Dynamo-electric machine cooling structure | |
US3599021A (en) | Rotor cooling configuration for dynamoelectric machines | |
GB1502041A (en) | Stator for an electrical machine | |
US3092741A (en) | Dynamo-electric machinery | |
WO1997045915A1 (en) | Rotary electric machine with radial cooling | |
SU542303A1 (ru) | Ротор синхронной электрической машины | |
SU1672541A1 (ru) | Ротор синхронной внополюсной электрической машины | |
Siegl et al. | Losses and cooling of a high-speed and high-output power homopolar inductor alternator | |
SU613447A1 (ru) | Статор электрической машины | |
SU886151A1 (ru) | Концевой вывод обмотки статора электрической машины | |
JPS6048980B2 (ja) | 回転電機 |