WO2007082877A1 - Gasgekühlte elektrische vorrichtung - Google Patents

Gasgekühlte elektrische vorrichtung Download PDF

Info

Publication number
WO2007082877A1
WO2007082877A1 PCT/EP2007/050375 EP2007050375W WO2007082877A1 WO 2007082877 A1 WO2007082877 A1 WO 2007082877A1 EP 2007050375 W EP2007050375 W EP 2007050375W WO 2007082877 A1 WO2007082877 A1 WO 2007082877A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gas
electrical device
cooling gas
stator
cooling
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/050375
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Richard Michael Zickermann
Alexander Schwery
Original Assignee
Alstom Technology Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alstom Technology Ltd filed Critical Alstom Technology Ltd
Priority to CN2007800031703A priority Critical patent/CN101375487B/zh
Priority to JP2008549888A priority patent/JP2009524380A/ja
Priority to EP07703890A priority patent/EP1974440A1/de
Priority to CA002636691A priority patent/CA2636691A1/en
Publication of WO2007082877A1 publication Critical patent/WO2007082877A1/de
Priority to US12/173,686 priority patent/US7741740B2/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/10—Arrangements for cooling or ventilating by gaseous cooling medium flowing in closed circuit, a part of which is external to the machine casing
    • H02K9/12—Arrangements for cooling or ventilating by gaseous cooling medium flowing in closed circuit, a part of which is external to the machine casing wherein the cooling medium circulates freely within the casing

Definitions

  • the invention relates to a gas-cooled electrical device, in particular a gas-cooled generator.
  • the invention also relates to a method for cooling such an electrical device.
  • Electric devices designed as generators generally comprise a rotor, a stator and a housing surrounding the stator.
  • Stator winding bars constructed in grooves arranged one above the other and made of mutually insulated partial conductors are arranged in a stator body, in particular in a laminated stator core, on whose front sides they protrude into a winding head space. There they are bent in the radial direction and in the circumferential direction and connected at their ends electrically and mechanically to a winding.
  • the winding head space accommodates the Statorwickelköpfe and as the connectors and arresters.
  • a gaseous coolant usually cooling air, is introduced into the rotor in the region of the rotor hub.
  • a partial flow of the cooling gas flow is deflected axially in the direction of the winding head space and used for cooling the components arranged there, in particular the connector and the arrester.
  • this partial flow can also be provided by a ventilation device mounted on the front side of the rotor, in particular a fan or an external fan arranged in the region of the end windings. Reliable cooling of the connectors and arresters is an increasing challenge, especially in modern high-performance devices.
  • the invention deals with the problem to provide a cooling gas management concept of a gas-cooled electrical device, in particular an air-cooled generator, which ensures reliable cooling of the components of a winding head space, in particular the connector and arrester, and with a low effort can be created and / or retrofitted.
  • the invention is based on the general idea of arranging flow-conducting guide devices in the region of their winding heads in the case of a gas-cooled electrical device with the aim of setting defined flow conditions in order to be able to selectively supply the cooling gas to the components exposed to increased heating.
  • a hitherto uncontrolled cooling gas flow is now channeled and targeted the components arranged in the winding head space are supplied and thereby reliable cooling of the components, associated with an increased life thereof, can be achieved.
  • the guide device expediently has at least one guide element located radially outside and at least one guide element located radially inside the connector and the arrester.
  • the two guide elements arranged at a distance from one another form a cooling gas channel, which makes it possible to suspend the flow conditions defined for the components to be cooled, and in particular to generate an increased velocity of the cooling gas flow, whereby reliable cooling of just mentioned components can be ensured.
  • the guide elements form an inlet for the cooling gas flow at their ends facing away from the stator housing.
  • the setting clear flow conditions in the formed flow channel, which is formed by the two guide elements, requires a corresponding arrangement of inlet and outlet openings for the cooling gas.
  • a defined inlet cross-section is formed at the same time and thereby achieves a precisely defined cooling gas flow or a defined and reliable cooling of arranged in the winding head space components.
  • the advantages of the invention are that the cooling gas flow is now deliberately guided and thereby clear flow conditions and increased flow velocities are created in the region of the connectors and arresters.
  • Fig. 1 is a detailed view of the electrical device in the region of a
  • Fig. 2 is a sectional view through an electrical device according to the
  • an electrical device 13 in particular a generator, has a rotor 1 and a stator 2 surrounding it, the stator 2 comprising a stator body, in particular a stator laminated body, which is made up of spaced-apart part bodies, in particular partial sheet bodies a rotor ring, of segmented parts, in particular sheets, is constructed and has radially extending cooling slots between adjacent partial plate bodies.
  • the stator laminated body is surrounded by a stator support structure, which on the one hand is supported on a foundation, not shown, and on the other hand connected to a carrier star is, which receives the vertical and horizontal forces from the camps and initiates into the supporting structure.
  • the device 13 has a winding head space 5 with a winding head cover 4, wherein in the winding head space 5 components 7, in particular connector 7 and arrester 7, are arranged.
  • a cooling gas stream 8 in particular a partial stream 8 of the effluent from the rotor 1 cooling gas is deflected in the axial direction and passed in the direction of the end faces of the stator 2 to the winding heads 6.
  • the (partial) cooling gas flow 8 in turn undergoes a deflection in the radial direction and first flows through the winding heads 6, in order subsequently to flow around the radially further outwardly arranged connector 7 and outlet 7.
  • the two guide elements 9, 10 are preferably in the form of two spaced-apart and circumferentially annularly extending walls and together form a channel-like guide for the (partial) cooling gas flow eighth At its end facing the stator housing 3, the guide elements 9, 10 are mechanically connected to the same.
  • the radially inner guide element 9 and the radially outer guide element 10 are in this case arranged on the stator housing 3, preferably substantially perpendicular to this and parallel to one another, that they completely surround the components 7, in particular the connectors 7 and the arresters 7.
  • the guide elements 9, 10 Since the connectors 7 are arranged in a plurality of different planes, in this case horizontal planes - in the selected exemplary embodiment, there are five planes lying on top of one another - the guide elements 9, 10 have a correspondingly adapted axial extent in order to encompass the connectors 7 and the arresters 7 enclose.
  • the guide elements 9, 10 may have a different axial extent, in particular the radially inner guide element 9 may have a smaller axial extent than the radially outer guide element 10.
  • the two guide elements 9, 10 form an inlet 11 for the cooling gas stream 8.
  • the channel formed around the components 7 is open at the top according to FIG.
  • Such a design prevents uncontrolled or uneven loading of the connector 7 and arrester 7 with the gaseous coolant.
  • the cooling gas stream 8 is initially prevented from direct and uncontrolled loading of the components 7.
  • the inner guide element 9 causes an axial deflection of the cooling gas flow 8 along its surface towards its free, remote from the stator 2 end.
  • the guide elements 9, 10 Due to the limited available flow cross-section 11 between the guide elements 9, 10, a bundling and an acceleration of the cooling gas flow, which has the consequence that the components 7 are intensively and controlled applied with cooling gas. Cooling gas flows of low speed with an uncontrolled loading of lying in the lee of the winding heads 6 connector 7 and arrester 7 are thus excluded.
  • the design with freely ending guide elements 9, 10 is very easy and inexpensive to create and / or retrofitted. It is not mandatory, however. Alternatively, it is also appropriate, by appropriate design measures in the inlet
  • the radially outer guide element 10 at least partially form an outer wall of the winding head cover 4.
  • the stator housing 3 facing ends of the two guide elements 9, 10 are fixedly connected to the stator housing 3, wherein the cooling gas stream 8 can be withdrawn through openings 12 in the stator housing 3.
  • a precisely defined flow of cooling gas can thus be generated, thereby achieving demand-oriented cooling of the components 7, in particular the connector 7 and / or the arrester 7, whereby in particular the service life of the device 13 can be increased.
  • Rotor Stator Stator housing Winding head cover Winding head space Winding head Components, connectors, arresters Partial flow / cooling gas flow Radial Inner guide element Radial outer guide element Inlet / inlet cross section Vent for coolant gas in stator housing 3 Electrical device Conductor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine gasgekühlte elektrische Vorrichtung (13), insbesondere einen gasgekühlten Generator, der zumindest einen Rotor (1), einen Stator (2) sowie ein diesen umgebendes Statorgehäuse (3) und einen Wickelkopfraum (5) umfasst. Dabei sind sowohl im Rotor (1) als auch im Stator (2) Kanäle für ein Kühlgas vorgesehen, wobei der Wickelkopfraum (5), insbesondere darin angeordnete Verbinder (7) und/oder Ableiter (7) von zumindest einem Teil des aus dem Rotor (1) austretenden Kühlgasstromes (8) beaufschlagt sind. Um eine besonders gezielte und kontrollierte Kühlung erreichen zu können, sind zumindest die Verbinder (7) und die Ableiter (7) im Einwirkungsbereich wenigstens einer den Kühlgasstrom (8) leitenden Leiteinrichtung (14) angeordnet.

Description

Gasgekühlte elektrische Vorrichtung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine gasgekühlte elektrische Vorrichtung, insbesondere einen gasgekühlten Generator. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Kühlung einer derartigen elektrischen Vorrichtung.
Stand der Technik
Als Generatoren ausgebildete elektrische Vorrichtungen umfassen in der Regel einen Rotor, einen Stator, sowie ein den Stator umschließendes Gehäuse. In Nuten übereinander angeordnete, aus gegeneinander isolierten Teilleitern aufgebaute Statorwicklungsstäbe sind dabei in einem Statorkörper, insbesondere in einem Statorblechkörper, angeordnet, an deren Stirnseiten sie in einen Wickelkopfraum ragen. Dort sind sie in radialer Richtung und in Umfangsrichtung abgebogen und an ihren Enden elektrisch und mechanisch zu einer Wicklung verbunden. Der Wickelkopfraum nimmt dabei die Statorwickelköpfe sowie wie die Verbinder und Ableiter auf. Bei elektrischen Vorrichtungen mit indirekt gekühlter Statorwicklung wird ein gasförmiges Kühlmittel, in der Regel Kühlluft, im Bereich der Rotornabe in den Rotor eingeleitet. Durch Schlitze im Rotorkranz tritt es in einem Luftspalt aus, um im wesentlichen radial verlaufende Kanäle des Stators zum Zwecke der Kühlung der Statorwicklung zu beaufschlagen. Ein Teilstrom des Kühlgasstromes wird axial in Richtung auf den Wickelkopfraum umgelenkt und zur Kühlung der dort angeordneten Komponenten, insbesondere der Verbinder und der Ableiter, verwendet. Alternativ kann dieser Teilstrom auch von einer stirnseitig auf dem Rotor montierten Lüftungseinrichtung, insbesondere einem Ventilator oder einem im Bereich der Wickelköpfe angeordneten Fremdventilator bereitgestellt werden. Besonders bei modernen Hochleistungseinrichtungen stellt dabei eine zuverlässige Kühlung der Verbinder und Ableiter eine zunehmende Herausforderung dar. Während der in die Wicklungsnuten eingebettete Teil der Wicklung gezielt gekühlt wird, sind die freiliegenden Wicklungsteile in dem Wickelkopfraum, insbesondere die Verbinder und Ableiter, der Gefahr einer zu hohen Erwärmung ausgesetzt. Aufgrund ihrer Lage, quasi im Windschatten der Wickelköpfe, ist eine definierte Kühlung der Verbinder und Ableiter nur schwierig zu realisieren. Die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlgasstromes in dieser Region ist zudem niedrig und der Kühlgasstrom ist ungleichmäßig verteilt, so dass die Strömungsparameter insgesamt nur schwer zu beherrschen sind.
Druckverluste und Strömungsablenkungen beim Durchströmen der Wickelköpfe bewirken darüber hinaus eine ungleichmäßige Beaufschlagung der nachgeordneten zu kühlenden Komponenten und die vergleichsweise niedrige Strömungsgeschwindigkeit mit der zwangsläufigen Folge der Gefahr einer zumindest lokal ungenügenden Kühlung dieser Komponenten. Eine theoretisch mögliche Erhöhung des Volumenstroms des Kühlgasstromes in diesem Bereich erbringt keine wesentliche Verminderung dieses Problems.
Bei elektrischen Vorrichtungen mit direkt gekühlter Statorwicklung hingegen treten die geschilderten Probleme nicht auf, da das durch Hohlleiter strömende Kühlgas eine ausreichende Kühlung der Leiterstäbe bewirkt. Maßnahmen für eine derartige direkte Kühlung der Leiterstäbe sind jedoch mit einem erheblichen Aufwand verbunden.
Darstellung der Erfindung
Hier setzt die Erfindung an. Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet, beschäftigt sich mit dem Problem, ein Kühlgasführungskonzept einer gasgekühlten elektrischen Vorrichtung, insbesondere eines luftgekühlten Generators, bereitzustellen, welches eine zuverlässige Kühlung der Komponenten eines Wickelkopfraumes, insbesondere der Verbinder und Ableiter, gewährleistet und dabei mit einem geringen Aufwand erstellt und/oder nachgerüstet werden kann.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einer gasgekühlten elektrischen Vorrichtung im Bereich deren Wickelköpfe strömungsleitende Leiteinrichtungen anzuordnen mit dem Ziel der Einstellung definierter Strömungsverhältnisse, um das Kühlgas gezielt den der Gefahr einer erhöhten Erwärmung ausgesetzten Komponenten zuführen zu können. Hierdurch soll eine bisher unkontrollierte Kühlgasströmung nunmehr kanalisiert und zielgerichtet den im Wickelkopfraum angeordneten Komponenten zugeführt werden und dadurch eine zuverlässige Kühlung der Komponenten, verbunden mit einer erhöhten Lebensdauer derselben, erreicht werden. Zweckmäßig weist die Leiteinrichtung wenigstens ein radial außerhalb und wenigstens ein radial innerhalb der Verbinder und der Ableiter gelegenes Leitelement auf. Die beiden beabstandet zueinander angeordneten Leitelemente bilden dabei einen Kühlgaskanal, welcher es erlaubt, die zu kühlenden Komponenten definierten Strömungsbedingungen auszusetzen und insbesondere eine erhöhte Geschwindigkeit des Kühlgasstromes zu erzeugen, wodurch eine zuverlässige Kühlung eben erwähnter Komponenten gewährleistet werden kann.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung bilden die Leitelemente an ihren vom Statorgehäuse abgewandeten Enden einen Einlass für den Kühlgasstrom. Die Einstellung klarer Strömungsverhältnisse in dem ausgebildeten Strömungskanal, welcher durch die beiden Leitelemente gebildet wird, bedingt eine entsprechende Anordnung von Ein- bzw. Austrittsöffnungen für das Kühlgas. Durch den definierten Einlass, gebildet durch die Leitelemente, wird zugleich ein definierter Einlassquerschnitt gebildet und dadurch eine exakt festgelegte Kühlgasströmung bzw. eine definierte und zuverlässige Kühlung der im Wickelkopfraum angeordnete Komponenten erreicht.
Generell bestehen die Vorteile der Erfindung darin, dass der Kühlgasstrom nunmehr gezielt geführt wird und dadurch im Bereich der Verbinder und Ableiter klare Strömungsverhältnisse und erhöhte Strömungsgeschwindigkeiten geschaffen werden.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
Es zeigen dabei, jeweils schematisch,
Fig. 1 eine Detaildarstellung der elektrischen Vorrichtung im Bereich eines
Wickelkopfs mit einem erfindungsgemäßen Konzept einer verbesserten Kühlgasführung
Fig. 2 eine Schnittdarstellung durch eine elektrische Vorrichtung nach dem
Stand der Technik, bei welcher ein erfindungsgemäßes Konzept nach Fig. 1 angewendet werden kann.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Entsprechend Fig. 2 weist eine elektrische Vorrichtung 13, insbesondere ein Generator, einen Rotor 1 sowie einen diesen umgehenden Stator 2 auf, wobei der Stator 2 ein aus voneinander distanzierten Teilkörpern, insbesondere Teilblechkörpern, aufgebauten Statorkörper, insbesondere einen Statorblechkörper, umfasst, der, analog einem Rotorkranz, aus segmentierten Teilen, insbesondere Blechen, aufgebaut ist und radial verlaufende Kühlschlitze zwischen benachbarten Teilblechkörpern aufweist. Der Statorblechkörper ist von einer Statortragkonstruktion umgeben, welche sich einerseits auf einem nicht gezeigten Fundament abstützt und andererseits mit einem Tragstern verbunden ist, welcher die vertikalen und horizontalen Kräfte von den Lagern her aufnimmt und in die Tragkonstruktion einleitet.
Darüber hinaus weist die Vorrichtung 13 einen Wickelkopfraum 5 mit einer Wickelkopfabdeckung 4 auf, wobei im Wickelkopfraum 5 Komponenten 7, insbesondere Verbinder 7 und Ableiter 7, angeordnet sind. Zur Kühlung dieser Komponenten 7 im Wickelkopfraum 5 wird ein Kühlgasstrom 8, insbesondere ein Teilstrom 8 des aus dem Rotor 1 ausströmenden Kühlgases in axiale Richtung umgelenkt und in Richtung der Stirnseiten des Stators 2 zu den Wickelköpfen 6 hingeleitet. Dort erfährt der (Teil-)Kühlgasstrom 8 wiederum eine Umlenkung in radialer Richtung und durchströmt zunächst die Wickelköpfe 6, um anschließend die radial weiter außen angeordneten Verbinder 7 und Ableiter 7 zu umströmen. Im weiteren Verlauf wird das Kühlgas über Öffnungen 12 im Statorgehäuse 3 abgeführt bzw. abgezogen und je nach Kühlungsart der elektrischen Vorrichtung 13 abgeleitet oder einem Kühler zugeführt. Um die Druckverluste und Strömungsablenkungen beim Durchströmen der Wickelköpfe 6 zu vermeiden, die eine ungleichmäßige Beaufschlagung der nachgeordneten zu kühlenden Komponenten 7 und eine vergleichsweise niedrige Strömungsgeschwindigkeit mit der zwangsläufigen Folge der Gefahr einer zumindest lokal ungenügenden Kühlung dieser Komponenten 7 bewirken, sind zumindest die Verbinder 7 und die Ableiter 7 im Wirkungsbereich wenigstens einer den Kühlgasstrom 8 leitenden Leiteinrichtung 14 angeordnet, die wenigstens ein radial außerhalb der Komponenten 7 gelegenes Leitelement 10 sowie wie im wenigstens ein radial innerhalb der Komponenten 7 gelegenes Leitelement 9 aufweist. Die beiden Leitelemente 9, 10 sind dabei vorzugsweise in Form zweier voneinander beabstandeter und sich in Umfangsrichtung ringförmig erstreckender Wände ausgebildet und bilden zusammen eine kanalartige Führung für den (Teil-) Kühlgasstrom 8. An ihrem dem Statorgehäuse 3 zugewandten Ende sind die Leitelemente 9, 10 mechanisch mit demselben verbunden. Das radial innere Leitelement 9 und das radial äußere Leitelement 10 sind dabei derart am Statorgehäuse 3 angeordnet, vorzugsweise im wesentlichen senkrecht zu diesem und parallel zueinander, dass sie die Komponenten 7, insbesondere die Verbinder 7 und die Ableiter 7, vollständig umschließen. Da die Verbinder 7 in einer Mehrzahl unterschiedlicher Ebenen, hier horizontaler Ebenen, angeordnet sind - in dem gewählten Ausführungsbeispiel sind es fünf übereinander liegende Ebenen - besitzen die Leitelemente 9, 10 eine dementsprechend angepasste axiale Ausdehnung, um die Verbinder 7 und die Ableiter 7 umfassend zu umschließen. Generell können dabei die Leitelemente 9, 10 eine unterschiedliche Axialerstreckung aufweisen, insbesondere kann das radial innere Leitelement 9 eine geringere Axialerstreckung aufweisen als das radial äußere Leitelement 10.
An ihren vom Statorgehäuse 3 abgewandten Enden bilden die beiden Leitelemente 9, 10 einen Einlass 11 für den Kühlgasstrom 8. Der um die Komponenten 7 herumgebildete Kanal ist dabei gemäß Fig. 1 nach oben hin offen.
Eine derartige Gestaltung verhindert eine unkontrollierte bzw. ungleichmäßige Beaufschlagung der Verbinder 7 und Ableiter 7 mit dem gasförmigen Kühlmittel. Nach Durchströmung der Wickelköpfe 6 in radialer Richtung wird der Kühlgasstrom 8 zunächst an einer unmittelbaren und unkontrollierten Beaufschlagung der Komponenten 7 gehindert. Hierbei bewirkt das innere Leitelement 9 eine axiale Ablenkung des Kühlgasstromes 8 entlang seiner Oberfläche hin zu seinem freien, vom Stator 2 abgewandten Ende. Als Folge der herrschenden Druckverhältnisse erfolgt dort eine Strömungsumlenkung in den von den Leitelementen 9, 10 gebildeten Kanal. Infolge des begrenzten zur Verfügung stehenden Strömungsquerschnitts 11 zwischen den Leitelementen 9, 10 erfolgt eine Bündelung und eine Beschleunigung der Kühlgasströmung, was zur Folge hat, dass die Komponenten 7 intensiv und kontrolliert mit Kühlgas beaufschlagt werden. Kühlgasströme von geringer Geschwindigkeit mit einer unkontrollierten Beaufschlagung der im Windschatten der Wickelköpfe 6 liegenden Verbinder 7 und Ableiter 7 sind somit ausgeschlossen.
Die Gestaltung mit frei endenden Leitelementen 9, 10 ist dabei sehr einfach und preiswert erstellbar und/oder nachrüstbar. Sie ist indes nicht zwingend. Alternativ bietet es sich auch an, durch geeignete konstruktive Maßnahmen in dem Einlass
11 zwischen den Leitelementen 9, 10 eine optimale Beaufschlagung der zu kühlenden Komponenten 7 mit dem (Teil-)Kühlgasstrom 8 zu unterstützen. So ist es beispielsweise denkbar, die Leitelemente 9, 10, wie oben erwähnt, unterschiedlich lang, d.h. mit einer unterschiedlichen Axialerstreckung, auszubilden, wobei beispielsweise das radial innere Leitelement 9 kürzer ausgebildet ist. Denkbar ist auch, dass in diesem Bereich der Leitelemente 9, 10 Strömungsleiteinrichtungen, wie beispielsweise Strömungsleitbleche, angeordnet sind, um die Richtung des einströmenden Kühlgasstromes 8 oder dessen Massenstromverteilung über den Strömungsquerschnitt 11 in einer gewünschten Weise zu beeinflussen. Dies kann insbesondere eine Vergleichmäßigung oder gegebenenfalls auch eine gezielte Verungleichmäßigung des einströmenden Kühlgases bewirken, wobei stets eine optimale Beaufschlagung der zu kühlenden Komponenten 7 erreicht werden soll.
Generell kann das radial äußere Leitelement 10 zumindest abschnittsweise eine Außenwand der Wickelkopfabdeckung 4 bilden. Wie Fig. 1 weiter zeigt, sind die dem Statorgehäuse 3 zugewandten Enden der beiden Leitelemente 9, 10 fest mit dem Statorgehäuse 3 verbunden, wobei der Kühlgasstrom 8 durch Öffnungen 12 im Statorgehäuse 3 abgezogen werden kann. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung 13 lässt sich somit eine genau definierte Kühlgasströmung erzeugen und dadurch eine bedarfsgerechte Kühlung der Komponenten 7, insbesondere der Verbinder 7 und/oder der Ableiter 7, erreichen, wodurch insbesondere die Lebensdauer der Vorrichtung 13 erhöht werden kann.
Bezugszeichenliste
Rotor Stator Statorgehäuse Wickelkopfabdeckung Wickelkopfraum Wickelkopf Komponenten, Verbinder, Ableiter Teilstrom/Kühlgasstrom radial inneres Leitelement radial äußeres Leitelement Einlass/Einströmungsquerschnitt Abzugsöffnung für das Kühlgas im Statorgehäuse 3 elektrische Vorrichtung Leiteinrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Gasgekühlte elektrische Vorrichtung (13), insbesondere ein gasgekühlter Generator,
- umfassend zumindest einen Rotor (1), einen Stator (2) mit einem diesen umgebenden Statorgehäuse (3) und einen Wickelkopfraum (4),
- wobei sowohl im Rotor (1) als auch im Stator (2) Kanäle für ein Kühlgas vorgesehen sind,
- wobei der Wickelkopfraum (5), insbesondere darin angeordnete Wickelköpfe (6), Verbinder (7) und/oder Ableiter (7), von zumindest einem Teil des aus dem Rotor (1) austretenden oder von einer Lüftungseinrichtung erzeugten Kühlgasstromes (8) beaufschlagt sind und
- wobei zumindest die Verbinder (7) und die Ableiter (7) im Wirkungsbereich wenigstens einer den Kühlgasstrom (8) leitenden Leiteinrichtung (14) angeordnet sind.
2. Gasgekühlte elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiteinrichtung (14) wenigstens ein radial außerhalb und wenigstens ein radial innerhalb der Verbinder (7) und der Ableiter (7) gelegenes Leitelement (10, 9) aufweist.
3. Gasgekühlte elektrische Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitelemente (9, 10) in Form zweier voneinander beabstandeter und sich in Umfangsrichtung ringförmig erstreckender Wände ausgebildet sind.
4. Gasgekühlte elektrische Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitelemente (9, 10) mechanisch mit dem Statorgehäuse (3) verbunden sind.
5. Gasgekühlte elektrische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitelemente (9, 10) an ihren vom Statorgehäuse (3) abgewandten Enden einen Einlass (11) für den Kühlgasstrom (8) bilden.
6. Gasgekühlte elektrische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitelemente (9, 10) eine unterschiedliche Axialerstreckung aufweisen.
7. Gasgekühlte elektrische Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das radial innere Leitelement (9) eine geringere Axialerstreckung aufweist als das radial äußere Leitelement (10).
8. Gasgekühlte elektrische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Leitelement (9, 10) an seinem vom Statorgehäuse (3) abgewandten Ende eine Strömungsleiteinrichtung aufweist.
9. Gasgekühlte elektrische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das radial äußere Leitelement (10) zumindest abschnittsweise eine Außenwand einer Wickelkopfabdeckung (4) bildet.
10. Verfahren zur Kühlung einer elektrischen Vorrichtung (13), insbesondere eines gasgekühlten Generators nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welchem zumindest ein Teil eines Kühlgasesstromes (8) im Bereich eines Wickelkopfraumes (5) zwischen ein radial inneres und ein radial äußeres Leitelement (9, 10) eingeleitet und dabei beschleunigt wird, so dass die im Wickelkopfraum (5) angeordneten Komponenten (7), insbesondere Verbinder (7) und/oder Ableiter (7), von einem gezielten Kühlgasstrom (8) erhöhter Geschwindigkeit beaufschlagt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlgasstrom (8) im Bereich des Wickelkopfraumes (5) umgelenkt wird und in axialer Richtung auf das Statorgehäuse (3), die Verbinder (7) und/oder die Ableiter (7) zuströmt.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlgasstrom (8) durch Öffnungen (12) im Statorgehäuse (3) abgezogen wird.
PCT/EP2007/050375 2006-01-16 2007-01-16 Gasgekühlte elektrische vorrichtung WO2007082877A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2007800031703A CN101375487B (zh) 2006-01-16 2007-01-16 气冷式电机
JP2008549888A JP2009524380A (ja) 2006-01-16 2007-01-16 ガス冷却式電気設備
EP07703890A EP1974440A1 (de) 2006-01-16 2007-01-16 Gasgekühlte elektrische vorrichtung
CA002636691A CA2636691A1 (en) 2006-01-16 2007-01-16 Gas-cooled electric machine
US12/173,686 US7741740B2 (en) 2006-01-16 2008-07-15 Gas-cooled electrical device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006002173A DE102006002173A1 (de) 2006-01-16 2006-01-16 Gasgekühlte elektrische Maschine, insbesondere Generator
DE102006002173.8 2006-01-16

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US12/173,686 Continuation US7741740B2 (en) 2006-01-16 2008-07-15 Gas-cooled electrical device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007082877A1 true WO2007082877A1 (de) 2007-07-26

Family

ID=37781603

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2007/050375 WO2007082877A1 (de) 2006-01-16 2007-01-16 Gasgekühlte elektrische vorrichtung

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7741740B2 (de)
EP (1) EP1974440A1 (de)
JP (1) JP2009524380A (de)
CN (1) CN101375487B (de)
CA (1) CA2636691A1 (de)
DE (1) DE102006002173A1 (de)
WO (1) WO2007082877A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103500589B (zh) * 2013-09-30 2015-10-28 清华大学 高温气冷堆主氦风机电机腔氦气冷却流道
US9461523B2 (en) * 2013-12-12 2016-10-04 Baldor Electric Company Two phase gap cooling of an electrical machine

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0013658A1 (de) * 1979-01-10 1980-07-23 Siemens Aktiengesellschaft Eigenbelüftete elektrische Maschine
EP0118802A1 (de) * 1983-03-10 1984-09-19 BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie. Gasgekühlte Wechselstrommaschine
EP0643465A1 (de) * 1993-09-15 1995-03-15 ABB Management AG Luftgekülte rotierende elektrische Maschine
EP0840426A1 (de) * 1996-11-02 1998-05-06 Asea Brown Boveri AG Gasgekühlte elektrische Maschine
DE19732949A1 (de) * 1997-07-31 1999-02-04 Abb Research Ltd Turbogenerator
EP1389826A2 (de) * 2002-08-13 2004-02-18 General Electric Company Gasschirm für Generator und verwandtes Verfahren

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3739208A (en) * 1971-12-03 1973-06-12 Gen Electric Reverse flow cooling system for a dynamoelectric machine
CH545027A (de) * 1972-05-09 1973-11-30 Bbc Brown Boveri & Cie Elektrische Maschine
US3755702A (en) * 1972-07-31 1973-08-28 Gen Electric Flow surge equipment for dynamoelectric machine
CH570063A5 (de) * 1974-03-04 1975-11-28 Bbc Brown Boveri & Cie
DE2514255C3 (de) * 1975-04-01 1980-02-14 Kraftwerk Union Ag, 4330 Muelheim Anordnung zur Kühlung der Blechpaket-Endzonen von elektrischen Maschinen
US4071790A (en) * 1976-06-01 1978-01-31 General Electric Company Cooling arrangement for rotor end turns of reverse flow cooled dynamoelectric machines
JPS5484203A (en) * 1977-12-16 1979-07-05 Hitachi Ltd Revolving electric machine
US4547688A (en) * 1984-05-07 1985-10-15 Westinghouse Electric Corp. Dynamoelectric machine with rotor ventilation system including prewhirl inlet guide vanes
US4609840A (en) * 1984-11-05 1986-09-02 General Electric Company Baffle for improving coolant gas flow distribution in the gap region of a gas cooled dynamoelectric machine
DE59103177D1 (de) * 1991-06-15 1994-11-10 Asea Brown Boveri Gasgekühlte elektrische Maschine.
DE19653060A1 (de) * 1996-12-19 1998-06-25 Asea Brown Boveri Gasgekühlte elektrische Maschine
US6703729B2 (en) * 2001-08-15 2004-03-09 General Electric Company Reverse flow stator ventilation system for superconducting synchronous machine
US6680549B2 (en) * 2001-11-01 2004-01-20 General Electric Company Tapered rotor-stator air gap for superconducting synchronous machine
US6882068B2 (en) * 2002-10-08 2005-04-19 General Electric Company Forced air stator ventilation system and stator ventilation method for superconducting synchronous machine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0013658A1 (de) * 1979-01-10 1980-07-23 Siemens Aktiengesellschaft Eigenbelüftete elektrische Maschine
EP0118802A1 (de) * 1983-03-10 1984-09-19 BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie. Gasgekühlte Wechselstrommaschine
EP0643465A1 (de) * 1993-09-15 1995-03-15 ABB Management AG Luftgekülte rotierende elektrische Maschine
EP0840426A1 (de) * 1996-11-02 1998-05-06 Asea Brown Boveri AG Gasgekühlte elektrische Maschine
DE19732949A1 (de) * 1997-07-31 1999-02-04 Abb Research Ltd Turbogenerator
EP1389826A2 (de) * 2002-08-13 2004-02-18 General Electric Company Gasschirm für Generator und verwandtes Verfahren

Also Published As

Publication number Publication date
EP1974440A1 (de) 2008-10-01
DE102006002173A1 (de) 2007-08-09
JP2009524380A (ja) 2009-06-25
US7741740B2 (en) 2010-06-22
US20080309177A1 (en) 2008-12-18
CN101375487A (zh) 2009-02-25
CA2636691A1 (en) 2007-07-26
CN101375487B (zh) 2011-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008022105B4 (de) Flüssigkeitsgekühlte elektrische Maschine sowie Verfahren zur Kühlung einer solchen elektrischen Maschine
EP2975734B1 (de) Anordnung zur statorkühlung eines elektrischen motors
EP1649575A1 (de) Elektrische maschine mit läuferkühlung und entsprechendes kühlungsverfahren
EP3207616B1 (de) Elektrische rotierende maschine mit einseitiger kühlung und verfahren zur einseitigen kühlung
EP2930827B1 (de) Elektrische Maschine mit Strömungskühlung
EP2973951B1 (de) Elektrische maschine mit einer verbesserten kühlung des wickelkopfs
EP2417694B1 (de) Dynamoelektrische maschine
EP1974440A1 (de) Gasgekühlte elektrische vorrichtung
WO2001063725A1 (de) Hochspannung-rotationsmaschine und verfahren zum kühlen der leiter dieser maschine
DE102008002299A1 (de) Rotor mit innengekühlter Rotorwicklung
DE1014640B (de) Statorwicklung dynamoelektrischer Maschinen
DE4032944A1 (de) Gasgekuehlte elektrische maschine
EP3830912B1 (de) Schleifringkörper
DE102011003597A1 (de) Elektrische Maschine mit effizienter Statorkühlung
EP2112746A1 (de) Dynamoelektrische Maschine
EP3767752A1 (de) Konfektioniertes elektrisches kabel, verfahren zur konfektionierung eines elektrischen kabels und elektrische steckverbindung
DE2403226A1 (de) Dynamoelektrische maschine mit staender und laeufer
DE102020126813B3 (de) Rohr mit Nutverschlusskeilen zur Abdichtung der Wickelkopfbereiche bei elektrischen Maschinen mit direkter Nutkühlung
EP1122865B1 (de) Rotationsmaschinenanordnung mit einer Rotationsmaschine und mit einer Kühlvorrichtung
EP2112745A1 (de) Verfahren zur Kühlung eines elektrischen Leiters
WO2023104372A1 (de) Verfahren zur herstellung eines elektromotors
WO2018054640A1 (de) Anordnung zur kühlung einer dynamoelektrischen maschine
DE2707179C2 (de) Elektrische Maschine
EP3780359A1 (de) Läuferwicklung mit lüftereffekt
DE102019213441A1 (de) Elektromotor mit einer Kühlfunktion

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2007703890

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2636691

Country of ref document: CA

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200780003170.3

Country of ref document: CN

Ref document number: 2008549888

Country of ref document: JP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2007703890

Country of ref document: EP