BR102016007559B1

BR102016007559B1 - Máquina elétrica e método de resfriamento de uma máquina elétrica

Info

Publication number: BR102016007559B1
Application number: BR102016007559-9A
Authority: BR
Inventors: Benjamin Guy Salter; Joseph Christy Eugene; Graham Derek Le Flem
Original assignee: Ge Energy Power Conversion Technology Ltd.
Priority date: 2015-04-09
Filing date: 2016-04-06
Publication date: 2022-08-16
Also published as: CA2925343A1; ES2815574T3; US10784745B2; EP3079239A1; CN106059121A; CN106059121B; BR102016007559A2; CA2925343C; US20160301286A1; EP3079239B1

Abstract

ESTATOR, MÁQUINA ELÉTRICA E MÉTODO DE RESFRIAMENTO DE UMA MÁQUINA ELÉTRICA Trata-se de um estator (12) para uma máquina elétrica (por exemplo, um motor ou gerador). O estator inclui um núcleo de estator (20) que consiste em uma pluralidade de laminações geralmente anulares e axialmente adjacentes (1). O estator (12) tem dentes de estator que se estendem axialmente entre pares adjacentes dos quais são formadas fendas de estator que se estendem axialmente para receber condutores de um enrolamento de estator. Pelo menos um dentre os dentes de estator inclui uma passagem de resfriamento que se estende axialmente (36) através da qual um fluido de resfriamento flui durante o uso. A máquina elétrica pode incluir meios para circular fluido de resfriamento através da(s) passagem(ns) de resfriamento (36) para resfriar as laminações empilhadas (1) e meios para circular ar ao redor do estator ao longo de um circuito de resfriamento de ar em que o ar circulado é resfriado pelas laminações de estator (1) e não há necessidade alguma de um trocador de calor separado.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a estatores para máquinas elétricas (por exemplo, motores e geradores) e, em particular, a estatores que têm passagens ou dutos de resfriamento. A presente invenção pode ser particularmente útil para máquinas elétricas de alta potência e baixa velocidade.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] É conhecida a produção de estatores laminados para máquinas elétricas pressionando-se pilhas de laminações anulares em conjunto. As laminações são tipicamente formadas a partir de folhas de aço de grau elétrico que são geralmente dotadas de revestimentos isolantes. Cada laminação anular pode ser formada com um único membro ou pode ser por si só de construção segmentar com os segmentos encostados uns nos outros, por exemplo, em bordas que se estendem radialmente.

[003] As laminações podem definir os dentes que se estendem axialmente que definem fendas que se estendem axialmente entre as mesmas para receber os condutores de um enrolamento de estator. Os dentes são espaçados circunferencialmente ao redor da superfície de estator e transportam o fluxo magnético que se liga a partir do estator até o rotor através do espaço de ar. Os condutores são eletricamente isolados dos dentes.

[004] Um dos problemas enfrentados pelos designers de máquinas elétricas é o calor que é criado como resultado das várias perdas, por exemplo, perdas de resistividade no enrolamento de estator, perdas de corrente de Foucault nas laminações etc. O problema de calor pode ser particularmente grave ao tentar projetar uma máquina elétrica com alta densidade de potência. A saída de potência máxima de uma máquina elétrica para uma determinada quantidade de material condutor (por exemplo, cobre para os condutores de enrolamento de estator e ferro para o circuito magnético) é limitada pela eficiência do resfriamento, uma vez que se o calor não for removido de modo eficiente, a temperatura da máquina elétrica aumentará a um ponto que pode fazer com que o material de isolamento ou alguma outra parte da máquina falhe.

[005] Uma das principais fontes de calor em uma máquina elétrica de baixa velocidade é tipicamente o resultado das perdas resistivas nos condutores de enrolamento de estator que são recebidos nas fendas e que têm enrolamentos de extremidade que se estendem para fora além das extremidades axiais do estator.

[006] As máquinas elétricas podem ser resfriadas em uma variedade de formas diferentes, por exemplo, resfriamento de líquido ou ar direto, resfriamento através da condução até as laminações que são, por sua vez, resfriadas pelo resfriamento direto ou pela jaqueta de água externa. No entanto, todas essas formas conhecidas de resfriamento sofrem de algumas desvantagens em termos de sua densidade de potência disponível, complexidade mecânica ou ruído.

[007] Portanto, há uma necessidade de uma forma aperfeiçoada de resfriamento de uma máquina elétrica que combine boa eficiência de resfriamento, simplicidade mecânica e baixo ruído.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[008] A presente invenção fornece um estator para uma máquina elétrica, sendo que o dito estator compreende uma pluralidade de laminações geralmente anulares e axialmente adjacentes (por exemplo, definindo um núcleo de estator), em que o estator tem dentes de estator que se estendem axialmente entre pares adjacentes dos quais são formadas fendas de estator que se estendem axialmente para receber condutores de um enrolamento de estator, sendo que pelo menos um dentre os dentes de estator inclui uma passagem (ou duto) de resfriamento que se estende axialmente através da qual um fluido de resfriamento flui durante o uso. De preferência, cada dente de estator incluirá pelo menos uma passagem de resfriamento que se estende axialmente, de modo que as passagens de resfriamento sejam fornecidas ao redor da circunferência do estator.

[009] Cada dente de estator pode ter duas ou mais passagens (ou dutos) de resfriamento que se estendem axialmente. Duas ou mais passagens de resfriamento podem tipicamente ser usadas em preferência a uma única passagem de resfriamento maior se a mesma fornecer as propriedades mecânicas aperfeiçoadas de dente de estator tais como resistência e/ou rigidez.

[010] Cada laminação inclui, de preferência, fendas na mesma que definem as fendas de estator e dentes que definem os dentes de estator quando as laminações são empilhadas conjuntamente. Cada dente de laminação pode ter pelo menos uma abertura no mesmo que define um espaço vazio que se estende axialmente quando as laminações são empilhadas conjuntamente. Em uma disposição, cada espaço vazio define uma passagem de resfriamento correspondente para o fluido de resfriamento. Em outra disposição, um tubo de material não eletricamente condutor pode ser posicionado dentro de cada espaço vazio de modo que cada passagem de resfriamento seja definida por um tubo correspondente. Cada abertura de laminação pode ter qualquer formato ou tamanho adequado. Cada tubo pode ter qualquer corte transversal adequado. Cada laminação pode ter a forma de um segmento de um anel ou pode ser formado de uma pluralidade de membros segmentares, de preferência, encostando-se uns nos outros ao longo de bordas que se estendem geralmente radialmente. Os limites de segmento de laminação são, de preferência, alinhados com fendas de estator, não com dentes de estator.

[011] O estator pode incluir adicionalmente aletas de resfriamento que se estendem axialmente. Cada laminação tem, de preferência, projeções que definem as aletas de resfriamento. Será prontamente apreciado que outras configurações de aleta de resfriamento (por exemplo, não-axiais) podem ser usadas. As aletas de resfriamento podem ser fornecidas em uma superfície radialmente externa do estator se os dentes de estator forem fornecidos em uma superfície radialmente interna do estator ou vice-versa. As aletas de resfriamento aumentam a área do núcleo de estator em contato com ar de resfriamento que forma parte de um circuito de resfriamento de ar que é descrito em mais detalhes abaixo e, portanto, aperfeiçoam a eficiência de resfriamento. As aletas de resfriamento podem ter qualquer formato adequado para o resfriamento ideal.

[012] Cada passagem de resfriamento se estende, de preferência, ao longo de todo o comprimento das laminações empilhadas (ou do núcleo de estator). Mas, em algumas configurações, cada passagem de resfriamento pode se estender apenas ao longo de parte das laminações empilhadas.

[013] Quando as laminações empilhadas são comprimidas e submetidas a tratamento apropriado que inclui impregnação sob pressão de vácuo (VPI) e cura, cada passagem de resfriamento se torna, de preferência, à prova de fluidos. Em uma disposição, a superfície de cada passagem de resfriamento é definida pelas aberturas de laminação de modo que o fluido de resfriamento fique em contato direto com as laminações empilhadas. Uma disposição em que cada passagem de resfriamento é definida por um tubo posicionado dentro de cada espaço vazio pode não ter tal transferência de calor eficiente entre as laminações empilhadas e o fluido de resfriamento, mas a mesma tem a vantagem potencial de que não depende que os próprios espaços vazios que se estendem axialmente sejam à prova de fluidos. Com cada disposição, não há contato direto entre o fluido de resfriamento e os condutores de enrolamento de estator. Um cano de tubo de distribuição é, de preferência, fornecido em cada extremidade axial das laminações empilhadas - consulte abaixo. Os canos de tubo de distribuição também são, de preferência, submetidos ao processo de VPI e cura e fornecem uma vedação à prova de fluidos ao redor da extremidade de cada passagem de resfriamento.

[014] Os condutos externos ou outra tubulação podem ser conectados subsequentemente aos pontos de conexão de cano de tubo de distribuição para permitir que o fluido de resfriamento seja circulado ao redor de pelo menos um circuito de resfriamento de circuito fechado. Os condutos externos ou outra tubulação podem fazer parte de um conjunto de resfriamento externo. Se resfriamento útil adicional for fornecido, os condutos externos ou outra tubulação podem ser direcionados de maneira adjacente a pelo menos um dos enrolamentos de extremidade do enrolamento de estator.

[015] O estator pode incluir adicionalmente um primeiro cano de tubo de distribuição em uma primeira extremidade axial do estator e um segundo cano de tubo de distribuição em uma segunda extremidade axial do estator. O primeiro cano de tubo de distribuição pode ter pelo menos uma entrada em comunicação fluida com a fonte de fluido de resfriamento e saídas em comunicação fluida com a primeira extremidade axial das passagens de resfriamento. O segundo cano de tubo de distribuição pode ter pelo menos uma saída e entradas em comunicação fluida com uma segunda extremidade axial das passagens de resfriamento. O primeiro cano de tubo de distribuição distribui fluido de resfriamento a partir da(s) entrada(s) para as passagens de resfriamento e o segundo cano de tubo de distribuição coleta fluido de resfriamento a partir das passagens de resfriamento e supre o mesmo para a(s) saída(s). O primeiro e o segundo canos de tubo de distribuição podem ter qualquer construção adequada, incluindo uma construção segmentada em que cada cano de tubo de distribuição é formado por uma pluralidade de segmentos de cano de tubo de distribuição. Os segmentos de cano de tubo de distribuição podem ser dispostos para definir canos de tubo de distribuição anulares. Em estatores de diâmetro maior, o uso de segmentos de cano de tubo de distribuição pode garantir que o primeiro e o segundo canos de tubo de distribuição não cruzem limites de segmento de laminação. A dinâmica de fluidos de cada segmento de cano de tubo de distribuição também pode ser determinada com exatidão, o que evita a necessidade de modelagem extensa para estatores dimensionados de forma diferente se os canos de tubo de distribuição forem construídos com o uso de um número apropriado de seções de cano de tubo de distribuição individuais.

[016] Cada segmento de cano de tubo de distribuição do primeiro cano de tubo de distribuição pode incluir sua própria entrada e cada segmento de cano de tubo de distribuição do segundo cano de tubo de distribuição pode incluir sua própria saída.

[017] Cada cano de tubo de distribuição ou segmento de cano de tubo de distribuição incluirá tipicamente uma câmara interna que está em comunicação fluida com uma entrada ou saída e que inclui partes que se estendem radialmente que são alinhadas com os dentes de estator e que distribuem o fluido de resfriamento para as passagens de resfriamento ou coletam o fluido de resfriamento a partir das passagens de resfriamento. Em uma disposição, tipicamente para estatores de diâmetro menor com laminações não-segmentadas, o primeiro e o segundo canos de tubo de distribuição são não-segmentados e a câmara interna pode ser anular. A entrada do primeiro cano de tubo de distribuição e a saída do segundo cano de tubo de distribuição podem ser conectadas de modo fluido a um conjunto de resfriamento externo para definir, com as passagens de resfriamento, um circuito de resfriamento de circuito fechado. O conjunto de resfriamento externo pode incluir opcionalmente dois ou mais circuitos de resfriamento externos conectados de modo fluido à entrada e à saída em paralelo para fornecer redundância, por exemplo.

[018] Em outra disposição, em que o primeiro e o segundo canos de tubo de distribuição são segmentados, será prontamente apreciado que uma ampla variedade de opções de circuito de resfriamento externo está disponível. Por exemplo, as entradas dos segmentos de cano de tubo de distribuição do primeiro cano de tubo de distribuição podem ser conectadas de modo fluido a uma entrada comum, tanto em série quanto em paralelo e as saídas dos segmentos de cano de tubo de distribuição do segundo cano de tubo de distribuição podem ser conectadas de modo fluido a uma saída comum tanto em série quanto em paralelo. A entrada comum e a saída comum podem, então, ser conectadas de modo fluido a um conjunto de resfriamento externo para definir, com as passagens de resfriamento internas, um circuito de resfriamento de circuito fechado. O conjunto de resfriamento externo pode incluir opcionalmente dois ou mais circuitos de resfriamento externos conectados de modo fluido à entrada comum e à saída comum em paralelo para fornecer redundância, por exemplo.

[019] Alternativamente, as entradas de um primeiro grupo dos segmentos de cano de tubo de distribuição do primeiro cano de tubo de distribuição podem ser conectadas de modo fluido a uma primeira entrada comum, tanto em série quanto em paralelo e as entradas de um segundo grupo dos segmentos de cano de tubo de distribuição do primeiro cano de tubo de distribuição podem ser conectadas de modo fluido a uma segunda entrada comum, tanto em série quanto em paralelo e assim por diante. De modo similar, as saídas de um primeiro grupo dos segmentos de cano de tubo de distribuição do segundo cano de tubo de distribuição podem ser conectadas de modo fluido a uma primeira saída comum, tanto em série quanto em paralelo e as saídas de um segundo grupo dos segmentos de cano de tubo de distribuição do segundo cano de tubo de distribuição podem ser conectadas de modo fluido a uma segunda saída comum, tanto em série quanto em paralelo e assim por diante. A primeira entrada comum e a primeira saída comum podem, então, ser conectadas de modo fluido a um primeiro circuito de resfriamento externo para definir, com as passagens de resfriamento associadas com o primeiro grupo de segmentos de cano de tubo de distribuição, um primeiro circuito de resfriamento de circuito fechado; a segunda entrada comum e a segunda saída comum podem, então, ser conectadas de modo fluido a um segundo circuito de resfriamento externo para definir, com as passagens de resfriamento associadas ao segundo grupo de segmentos de cano de tubo de distribuição, um segundo circuito de resfriamento de circuito fechado; e assim por diante. Os segmentos de cano de tubo de distribuição podem ser divididos em qualquer número adequado de grupos e o conjunto de resfriamento externo pode incluir qualquer número adequado de circuitos de resfriamento externos. Dois ou mais circuitos de resfriamento externos podem ser opcionalmente conectados de modo fluido a cada entrada comum e saída comum para fornecer redundância, por exemplo. Os segmentos de cano de tubo de distribuição que constituem cada grupo não teriam que ser fisicamente adjacentes, mas podem ser vantajosamente distribuídos ao redor da circunferência do estator. Por exemplo, se o primeiro cano de tubo de distribuição inclui dezesseis segmentos de cano de tubo de distribuição e o segundo cano de tubo de distribuição inclui dezesseis segmentos de cano de tubo de distribuição, os mesmos poderiam ser conectados de modo fluido em conjunto em dois circuitos de resfriamento de circuito fechado completamente separados, sendo que as oito entradas dos segmentos de cano de tubo de distribuição numerados pares do primeiro cano de tubo de distribuição (isto é, conforme consecutivamente numerados ao redor da circunferência do estator) são conectadas de modo fluido a uma primeira entrada comum, sendo que as oito entradas dos segmentos de cano de tubo de distribuição numerados ímpares do primeiro cano de tubo de distribuição são conectadas de modo fluido a uma segunda entrada comum, sendo que as oito saídas dos segmentos de cano de tubo de distribuição numerados pares do segundo cano de tubo de distribuição são conectadas de modo fluido a uma primeira saída comum e sendo que as oito saídas dos segmentos de cano de tubo de distribuição numerados ímpares do segundo cano de tubo de distribuição são conectadas de modo fluido a uma segunda saída comum. A primeira entrada comum e a primeira saída comum podem ser conectadas de modo fluido a um primeiro circuito de resfriamento externo e a segunda entrada comum e a segunda saída comum podem ser conectadas de modo fluido a um segundo circuito de resfriamento externo. O primeiro circuito de resfriamento externo define um primeiro circuito de resfriamento de circuito fechado com as passagens de resfriamento associadas com os segmentos de cano de tubo de distribuição numerados pares e o segundo circuito de resfriamento externo define um segundo circuito de resfriamento de circuito fechado com as passagens de resfriamento associadas aos segmentos de cano de tubo de distribuição numerados ímpares. Será prontamente entendido que, no evento de uma falha no primeiro circuito de resfriamento externo, o fluido de resfriamento poderia ainda ser circulado através das passagens de resfriamento associadas aos segmentos de cano de tubo de distribuição numerados ímpares de modo que o resfriamento seja distribuído ao redor da circunferência do estator. Os dezesseis segmentos de canos de tubo de distribuição também podem ser uniformemente divididos em quatro grupos, por exemplo, conforme for adequado. Os grupos não precisam ter o mesmo número de segmentos de cano de tubo de distribuição. Dessa forma, os dezesseis segmentos de cano de tubo de distribuição também podem ser divididos em três grupos, por exemplo, com o primeiro e o segundo grupos que têm cinco segmentos de cano de tubo de distribuição e um terceiro grupo que tem seis segmentos de cano de tubo de distribuição.

[020] Alternativamente, a entrada de um primeiro segmento de cano de tubo de distribuição do primeiro cano de tubo de distribuição e a saída de um primeiro segmento de cano de tubo de distribuição do segundo cano de tubo de distribuição podem ser conectadas de modo fluido a um primeiro circuito de resfriamento externo para definir, com as passagens de resfriamento associadas aos primeiros segmentos de cano de tubo de distribuição, um primeiro circuito de resfriamento de circuito fechado; a entrada de um segundo segmento de cano de tubo de distribuição do primeiro cano de tubo de distribuição e a saída de um segundo segmento de cano de tubo de distribuição do segundo cano de tubo de distribuição podem ser conectadas de modo fluido a um segundo circuito de resfriamento externo para definir, com as passagens de resfriamento associadas aos segundos segmentos de cano de tubo de distribuição, um segundo circuito de resfriamento de circuito fechado; a entrada de um terceiro segmento de cano de tubo de distribuição do primeiro cano de tubo de distribuição e a saída de um terceiro segmento de cano de tubo de distribuição do segundo cano de tubo de distribuição podem ser conectadas de modo fluido a um terceiro circuito de resfriamento externo para definir, com as passagens de resfriamento associadas aos terceiros segmentos de cano de tubo de distribuição, um terceiro circuito de resfriamento de circuito fechado; e assim por diante. Em outras palavras, cada segmento de cano de tubo de distribuição do primeiro cano de tubo de distribuição pode ser conectado de modo fluido a um segmento de cano de tubo de distribuição correspondente do segundo cano de tubo de distribuição por um ou mais circuitos de resfriamento externos do conjunto de resfriamento externo.

[021] Cada circuito de resfriamento externo pode incluir pelo menos uma bomba para fornecer pressão de circulação e pelo menos um trocador de calor ou dispositivo similar para resfriar o fluido de resfriamento. Cada bomba pode ser de qualquer tipo adequado e pode ser dependente do tipo de fluido de resfriamento que está sendo usado. De modo similar, cada trocador de calor pode ser de qualquer tipo adequado. O termo "trocador de calor" deve ser tomado como incluindo qualquer dispositivo que extrai calor do fluido de resfriamento que atravessa o circuito de resfriamento externo. Cada circuito de resfriamento externo pode incluir outros componentes, por exemplo, para tratar, purificar ou condicionar o fluido de resfriamento, para monitoramento ou controle, etc.

[022] O fluido de resfriamento pode ser circulado através das passagens de resfriamento na mesma direção. Alternativamente, o fluido de resfriamento pode ser circulado através de algumas passagens de resfriamento em uma direção e o fluido de resfriamento pode ser circulado através de outras passagens de resfriamento em uma direção oposta.

[023] Qualquer fluido de resfriamento adequado pode ser usado, incluindo ar ou outro gás adequado, uma mistura de gás/líquido (por exemplo, um vapor) ou um líquido adequado tal como água, água purificada, líquido dielétrico ou óleo. A escolha de fluido de resfriamento tipicamente levará em consideração questões tais como corrosão, perdas elétricas, etc. Se necessário, o circuito de resfriamento externo pode incluir uma unidade de tratamento (por exemplo, para purificar ou tratar o fluido de resfriamento) ou um aditivo adequado pode ser adicionado ao fluido de resfriamento.

[024] O estator pode incluir adicionalmente a primeira e a segunda placas de compressão.

[025] O primeiro cano de tubo de distribuição pode ser posicionado entre a primeira placa de compressão e uma primeira extremidade axial das laminações empilhadas e o segundo cano de tubo de distribuição pode ser posicionado entre a segunda placa de compressão e uma segunda extremidade axial das laminações empilhadas. Em outra disposição, os canos de tubo de distribuição e as placas de compressão podem ser formados ou combinados integralmente em um componente único que cumpre ambas as funções técnicas.

[026] O primeiro cano de tubo de distribuição pode incluir um ou mais suportes para transferir as forças compressivas entre a primeira placa de compressão e a primeira extremidade axial das laminações empilhadas. De modo similar, o segundo cano de tubo de distribuição pode incluir um ou mais suportes para transferir as forças compressivas entre a segunda placa de compressão e a segunda extremidade axial das laminações empilhadas. O primeiro e o segundo canos de tubo de distribuição podem se estender entre os dentes de estator e a placa de compressão adjacente. Nesse caso, será prontamente apreciado que o primeiro e o segundo canos de tubo de distribuição substituem os suportes de dentes convencionais que são normalmente localizados entre as placas de compressão e as extremidades axiais das laminações empilhadas. Os suportes podem ser localizados na câmara interna de cada cano de tubo de distribuição ou no segmento de cano de tubo de distribuição e opcionalmente nas partes que se estendem radialmente para dentro da câmara interna.

[027] O primeiro e o segundo canos de tubo de distribuição podem ser soldados ou de outro modo presos às extremidades axiais das laminações empilhadas, por exemplo, das laminações de extremidade adjacente. Adicional ou alternativamente, os meios de vedação podem ser fornecidos entre o primeiro e o segundo canos de tubo de distribuição e as laminações de extremidade adjacente para impedir o vazamento de fluido refrigerante. Os meios de vedação podem incluir vedações, juntas ou recursos de vedação fornecidos em um ou tanto no primeiro quanto no segundo cano de tubo de distribuição e nas laminações de extremidade, por exemplo.

[028] O primeiro e o segundo canos de tubo de distribuição podem ser formados em qualquer forma adequada, por exemplo, por fabricação, através de fundição ou usinagem da câmara interna em um bloco de material.

[029] A presente invenção pode fornecer adicionalmente uma máquina elétrica que compreende um estator, conforme descrito no presente documento e os meios (por exemplo, um conjunto de resfriamento externo) para circular fluido de resfriamento através da(s) passagem(ns) de resfriamento. O conjunto de resfriamento externo define uma fonte de fluido de resfriamento. O estator pode compreender um primeiro cano de tubo de distribuição em uma primeira extremidade axial do estator em comunicação fluida com a primeira extremidade axial das passagens de resfriamento e um segundo cano de tubo de distribuição em uma segunda extremidade axial do estator em comunicação fluida com a segunda extremidade axial das passagens de resfriamento. Os meios para circular fluido de resfriamento pode ser um conjunto de resfriamento externo que tem um ou mais circuitos de resfriamento externos conectados de modo fluido entre o primeiro e o segundo canos de tubo de distribuição. O conjunto de resfriamento externo pode incluir pelo menos uma bomba e pelo menos um trocador de calor.

[030] O estator pode incluir adicionalmente um enrolamento de estator com uma pluralidade de primeiros enrolamentos de extremidade em uma primeira extremidade axial do estator e uma pluralidade de segundos enrolamentos de extremidade em uma segunda extremidade axial do estator, em que os condutores do enrolamento de estator são recebidos nas fendas de estator.

[031] A máquina elétrica pode incluir adicionalmente meios para circular ar ao redor do exterior do estator. O ar pode ser circulado ao redor de um circuito de resfriamento de ar que se estende ao longo de um dentre a superfície radialmente interna ou externa do estator (por exemplo, além dos dentes de estator), os primeiros enrolamentos de extremidade, a outra superfície radialmente interna ou externa do estator (por exemplo, além das aletas de resfriamento) e os segundos enrolamentos de extremidade.

[032] A presente invenção pode fornecer adicionalmente um método de resfriamento de uma máquina elétrica que compreende um estator que tem uma pluralidade de laminações geralmente anulares e axialmente adjacentes, sendo que o estator tem dentes de estator que se estendem axialmente entre pares adjacentes dos quais são formadas fendas de estator que se estendem axialmente para receber condutores de um enrolamento de estator, sendo que pelo menos um dentre os dentes de estator inclui uma passagem de resfriamento que se estende axialmente; em que o método compreende a etapa de fazer com que um fluido de resfriamento flua através da passagem de resfriamento para resfriar o estator.

[033] Se cada um dos dentes de estator incluir uma passagem de resfriamento que se estende axialmente, o método poderá incluir adicionalmente a etapa de fazer com que o fluido de resfriamento flua através de cada passagem de resfriamento para resfriar o estator.

[034] O método pode incluir adicionalmente a etapa de circular ar ao redor do exterior do estator, de preferência, ao redor de um circuito de resfriamento de ar que se estende além de ou ao longo de um dentre a superfície radialmente interna ou externa do estator (por exemplo, além dos dentes de estator), os primeiros enrolamentos de extremidade, a outra dentre a superfície radialmente interna ou externa do estator e os segundos enrolamentos de extremidade. O ar circulado ao redor do estator é, de preferência, resfriado pelas laminações empilhadas. Isso pode, então, evitar a necessidade para um trocador de calor separado para resfriar o ar de resfriamento. Em uma disposição, o estator pode incluir adicionalmente aletas de resfriamento na outra dentre a superfície radialmente interna ou externa do estator, de modo que o ar circulado ao redor do circuito de resfriamento de ar seja resfriado pelas aletas de resfriamento.

[035] O fluido de resfriamento que flui através das passagens de resfriamento está em estreita proximidade física aos condutores de enrolamento de estator, os quais são a fonte de calor principal dentro da máquina elétrica. A presente invenção, portanto, fornece resfriamento altamente eficiente ao mesmo tempo evitando-se a complexidade mecânica associada a métodos de resfriamento convencionais. O resfriamento também pode ser feito em silêncio (isto é, com baixa assinatura acústica), uma vez que o fluido de resfriamento pode fluir através das passagens de resfriamento nos dentes de estator em velocidade relativamente baixa (por exemplo, entre cerca de 0,1 m/s e cerca de 0,5 m/s em que o fluido de resfriamento é água, mas será entendido que velocidades mais altas podem ser necessárias se o fluido de resfriamento for um gás ou uma mistura de gás/líquido). Isso evita problemas, tal como turbulência, que são comuns em máquinas elétricas resfriadas por ar, por exemplo. O fluido de resfriamento mantém o resfriamento de condutores de enrolamento de estator e uma proporção significativa de calor nos enrolamentos de extremidade que se projeta sobre as extremidades axiais do estator pode ser removida através de condução de volta para as fendas de estator. Isso por sua vez significa que um fluxo de ar relativamente baixo (por exemplo, de cerca de 5 m/s) é necessário para o circuito de resfriamento de ar para resfriar os enrolamentos de extremidade. Em uma disposição específica, o ar de resfriamento pode fluir sobre um conjunto de enrolamentos de extremidade para resfriar os mesmos, além dos dentes de estator através do espaço de ar que é fornecido entre o estator e o rotor resfriando-se, assim, o rotor, e sobre o outro conjunto de enrolamentos de extremidade para resfriar os mesmos. O ar pode retornar para completar o circuito de resfriamento de ar fluindo ao longo do outro lado do estator em que pode ser resfriado pelas aletas de resfriamento. Portanto, será prontamente apreciado que o ar é resfriado pelas laminações empilhadas que, por sua vez, são resfriadas pelo fluido de resfriamento que flui através das passagens de resfriamento nos dentes de estator.

[036] Pode-se fazer com que o ar de resfriamento circule ao redor do circuito de resfriamento de ar por um ou mais impulsores (opcionalmente montados no eixo de rotor da máquina elétrica) ou ventiladores motorizados, por exemplo.

[037] O circuito de resfriamento de ar pode ser um circuito fechado, isto é, em que o ar é circulado dentro de um alojamento externo da máquina elétrica. Chicanas podem ser usadas para controlar e direcionar a circulação do ar ao redor do circuito de resfriamento de ar.

[038] A presente invenção é particularmente vantajosa para máquinas elétricas que devem ter uma alta densidade de potência e/ou uma baixa assinatura acústica, por exemplo, para aplicações marítimas ou em que o espaço de instalação para a máquina elétrica for restrito. A simplicidade mecânica da(s) passagem(ns) de resfriamento proposta e o circuito de resfriamento de ar de circuito fechado fornece benefícios em termos de fabricação e custos de manutenção. É também um design inerentemente robusto que é capaz de suportar vibração externa significativa e cargas de choque.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[039] A Figura 1 é um segmento de laminação de um estator de acordo com a presente invenção; A Figura 2 é um corte transversal axial através de uma máquina elétrica de acordo com a presente invenção; A Figura 3 é um corte transversal radial parcial através da máquina elétrica da Figura 2; A Figura 4 é um corte transversal axial através de uma máquina elétrica alternativa de acordo com a presente invenção; A Figura 5 é um corte transversal radial parcial através da máquina elétrica da Figura 4; A Figura 6 é uma vista radial da máquina elétrica da Figura 2 que mostra o primeiro cano de tubo de distribuição e com a placa de compressão omitida; A Figura 7 é um desenho esquemático que mostra como o primeiro e o segundo canos de tubo de distribuição são conectados de modo fluido a um circuito de resfriamento externo; A Figura 8 é um desenho esquemático que mostra um primeiro circuito de resfriamento externo em que o primeiro e o segundo canos de tubo de distribuição são não-segmentados; A Figura 9 é um desenho esquemático que mostra um segundo circuito de resfriamento externo em que o primeiro e o segundo canos de tubo de distribuição são segmentados; A Figura 10 é um desenho esquemático que mostra um terceiro circuito de resfriamento externo em que o primeiro e o segundo canos de tubo de distribuição são segmentados; e A Figura 11 é um corte transversal axial através de uma máquina elétrica de acordo com a presente invenção que mostra o circuito de resfriamento de ar.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[040] A Figura 1 mostra um segmento de laminação 1 que é formado a partir de uma folha de aço de grau elétrico com revestimentos isolantes. Uma pluralidade de segmentos de laminação 1 serão encostados uns nos outros ao longo de bordas que se estendem radialmente 2A, 2B para formar uma laminação anular e pilhas de laminações anulares são, então, pressionadas em conjunto para formar um núcleo de estator. Os segmentos de laminação 1 são escalonados para fornecer rigidez tangencial. O segmento de laminação inclui fendas 4 e dentes 6 em uma borda radialmente interna 2C e projeções 8 em uma borda radialmente externa 2D. Uma abertura 10 é formada em cada dente 6. Para estatores de diâmetro menor, laminações anulares não- segmentadas (não mostradas) podem ser pressionadas conjuntamente para formar o núcleo de estator. Cada laminação anular inclui fendas e dentes correspondentes em uma borda radialmente interna e projeções correspondentes em uma borda radialmente externa.

[041] Com referência à Figura 2, uma máquina elétrica inclui um estator 12 e um rotor 14 separados por um espaço de ar 16. O rotor 14 é montado em um eixo 18.

[042] O estator 12 inclui um núcleo de estator 20, um primeiro cano de tubo de distribuição 22A, um segundo cano de tubo de distribuição 22B, uma primeira placa de compressão 24A e uma segunda placa de compressão 24B.

[043] O núcleo de estator 20 é formado a partir das laminações empilhadas anulares 1. Com referência às Figuras 2 e 3, a superfície radialmente interna do núcleo de estator 20 inclui uma pluralidade de fendas de estator que se estendem axialmente 26 que é definida pelas fendas 4 das laminações e uma pluralidade de dentes de estator que se estendem axialmente 28 que é definida pelos dentes 6 das laminações. Os condutores 30 de um enrolamento de estator são recebidos nas fendas de estator 26. (Deve- se verificar que nas Figuras 2 e 4 os enrolamentos de extremidade do enrolamento de estator foram omitidos para maior clareza) A superfície radialmente externa do núcleo de estator 20 inclui uma pluralidade de aletas de resfriamento que se estendem axialmente 32.

[044] O núcleo de estator 20 inclui uma pluralidade de espaços vazios que se estendem axialmente 34 que são definidos pelas aberturas 10 das laminações. Cada espaço vazio 34 se estende através de um dente de estator 28 e define uma passagem de resfriamento 36 através da qual um líquido de resfriamento (por exemplo, água) flui durante a operação da máquina elétrica. O líquido de resfriamento que flui através das passagens de resfriamento 36 está, portanto, em contato direto com as laminações empilhadas 1 do núcleo de estator 20. Quando as laminações empilhadas 1 são comprimidas e submetidas a tratamento apropriado que inclui impregnação sob pressão de vácuo (VPI) e cura, a superfície de cada passagem de resfriamento 36 se torna, de preferência, impermeável a líquidos.

[045] Na máquina elétrica alternativa mostrada nas Figuras 4 e 5, um tubo 38 de material eletricamente não-condutor é localizado em cada espaço vazio 34 e define uma passagem de resfriamento 40. A máquina elétrica alternativa é amplamente similar à máquina elétrica mostrada nas Figuras 2 e 3 e os mesmos componentes foram fornecidos com os mesmos sinais de referência. Na máquina elétrica alternativa, o líquido de resfriamento não está em contato direto com as laminações empilhadas 1 do núcleo de estator 20. Contudo, o tubo 38 fornece uma passagem impermeável a líquidos 40.

[046] Com referência à Figura 6, o primeiro cano de tubo de distribuição 22A é formado a partir de uma pluralidade de segmentos de cano de tubo de distribuição 401-404. Nessa disposição, o primeiro cano de tubo de distribuição 22A é formado a partir de quatro segmentos de cano de tubo de distribuição, mas apenas três segmentos são mostrados. Cada segmento de cano de tubo de distribuição 40 distribui o líquido de resfriamento para duas passagens de resfriamento circunferencialmente adjacentes 36. Contudo, será prontamente apreciado que outras construções são possíveis. Cada segmento de cano de tubo de distribuição 40 inclui uma entrada 42 em comunicação líquida com uma câmara interna 44. A câmara interna 44 inclui partes que se estendem radialmente internamente 46 que estão em comunicação líquida com as passagens de resfriamento 36 e definem as saídas do segmento de cano de tubo de distribuição 40. O líquido de resfriamento introduzido na câmara interna 44 através da entrada 42 é distribuído para as passagens de resfriamento 36 através das partes que se estendem radialmente 46. Uma vedação anular 48 é fornecida ao redor de cada passagem de resfriamento 36 entre o segmento de cano de tubo de distribuição 40 e a laminação de extremidade adjacente, isto é, a laminação na extremidade axial do núcleo de estator 20. O primeiro cano de tubo de distribuição 22A transfere o carregamento compressivo a partir da primeira placa de compressão 24A até o núcleo de estator 20. Os segmentos de cano de tubo de distribuição 40 têm partes que se estendem radialmente 50 (por exemplo, partes de alojamento, nas quais as partes que se estendem radialmente 46 da câmara interna são formadas) que são alinhadas com os dentes de estator 28 e os suportes de dentes convencionais que são instalados normalmente entre as placas de compressão e o núcleo de estator podem ser omitidos. Os suportes 52 podem ser posicionados dentro da câmara interna 44 para fornecer resistência e rigidez adicionais para as seções de cano de tubo de distribuição 40.

[047] O segundo cano de tubo de distribuição 22B é formado em uma maneira similar para coletar o líquido de resfriamento a partir das passagens de resfriamento e suprir o líquido de resfriamento coletado para uma saída em comunicação líquida com a câmara interna. Embora não mostrado, o primeiro e o segundo canos de tubo de distribuição também podem ter uma construção não-segmentada com uma câmara interna anular.

[048] A máquina elétrica inclui um conjunto de resfriamento externo para circular o líquido de resfriamento através das passagens de resfriamento 36.

[049] O conjunto de resfriamento externo 54 é mostrado esquematicamente na Figura 7 e inclui um circuito de resfriamento externo 58 que é conectado de modo fluido ao primeiro e ao segundo canos de tubo de distribuição 22A, 22B. O conjunto de resfriamento externo 54 inclui uma bomba 60 para circular o líquido de resfriamento e um trocador de calor 62 para resfriar o líquido de resfriamento. O circuito de resfriamento externo 58 e as passagens de resfriamento internas 36 conjuntamente definem um circuito de resfriamento de circuito fechado para resfriar o líquido de resfriamento. O circuito de resfriamento externo 58 pode incluir opcionalmente uma segunda bomba 60A e um segundo trocador de calor 62A para propósitos de redundância. Um segundo circuito de resfriamento externo 58A pode ser conectado de modo fluido ao primeiro e ao segundo canos de tubo de distribuição 22A, 22B em paralelo com o circuito de resfriamento externo 58.

[050] Algumas opções diferentes para o conjunto de resfriamento externo são mostradas esquematicamente nas Figuras 8 a 10. Os condutos externos ou outra tubulação do conjunto de resfriamento externo são representados nas Figuras 9 e 10 por linhas em negrito.

[051] A Figura 8 mostra uma disposição com o primeiro e o segundo canos de tubo de distribuição não-segmentados em que cada cano de tubo de distribuição tem uma câmara interna anular 64A, 64B. O primeiro cano de tubo de distribuição tem uma entrada 66 e o segundo cano de tubo de distribuição tem uma saída 68. O conjunto de resfriamento externo inclui um primeiro circuito de resfriamento externo 70 que é conectado de modo fluido à entrada e à saída 66, 68. O primeiro circuito de resfriamento externo 70 inclui pelo menos uma bomba 72 e pelo menos um trocador de calor 74. Um segundo circuito de resfriamento externo 70A pode, opcionalmente, ser conectado de modo fluido à entrada e à saída 66, 68 em paralelo com o primeiro circuito de resfriamento externo 70 para propósitos de redundância.

[052] A Figura 9 mostra uma disposição com o primeiro e o segundo canos de tubo de distribuição segmentados (por exemplo, o primeiro e o segundo canos de tubo de distribuição 22A, 22B, conforme descrito acima) em que cada segmento de cano de tubo de distribuição 401-404 tem uma câmara interna 44. Cada segmento de cano de tubo de distribuição 401-404 do primeiro cano de tubo de distribuição inclui uma entrada 761-764 e cada segmento de cano de tubo de distribuição do segundo cano de tubo de distribuição inclui uma saída 781-784. As entradas 761-764 são conectadas de modo fluido juntas em paralelo a uma entrada comum 80 e as saídas 781-784 são conectadas de modo fluido juntas em paralelo a uma saída comum 82. O conjunto de resfriamento externo inclui um primeiro circuito de resfriamento externo 84 que é conectado de modo fluido à entrada e à saída comuns 80, 82. O primeiro circuito de resfriamento externo 84 inclui pelo menos uma bomba 86 e pelo menos um trocador de calor 88. Um segundo circuito de resfriamento externo 84A pode, opcionalmente, ser conectado de modo fluido à entrada e à saída comuns 80, 82 em paralelo com o primeiro circuito de resfriamento externo 84 para propósitos de redundância.

[053] A Figura 10 mostra uma disposição com o primeiro e o segundo canos de tubo de distribuição segmentados (por exemplo, o primeiro e o segundo canos de tubo de distribuição 22A, 22B, conforme descrito acima) em que cada segmento de cano de tubo de distribuição 401-404 tem uma câmara interna 44. A disposição da Figura 10 é similar à disposição da Figura 9 e às partes comuns foram fornecidas as mesmas referências numéricas. As entradas 761 e 763 são conectadas de modo fluido em paralelo a uma primeira entrada comum 90 e as entradas 762 e 764 são conectadas de modo fluido a uma segunda entrada comum 92. As saídas 781 e 783 são conectadas de modo fluido em paralelo a uma primeira saída comum 94 e as saídas 782 e 783 são conectadas de modo fluido a uma segunda saída comum 96. O conjunto de resfriamento externo inclui um primeiro circuito de resfriamento externo 98 que é conectado de modo fluido às primeiras entrada e saída comuns 90, 94. O primeiro circuito de resfriamento externo 98 inclui pelo menos uma bomba 100 e pelo menos um trocador de calor 102. O conjunto de resfriamento externo inclui também um segundo circuito de resfriamento externo 104 que é conectado de modo fluido às segundas entrada e saída comuns 92, 96. O segundo conjunto de resfriamento externo 104 inclui pelo menos uma bomba 106 e pelo menos um trocador de calor 108. Um terceiro circuito de resfriamento externo (não mostrado) pode, opcionalmente, ser conectado de modo fluido às primeiras entrada e saída comuns 90, 94 em paralelo com o primeiro circuito de resfriamento externo 98 para propósitos de redundância. De modo similar, um quarto circuito de resfriamento externo (não mostrado) pode, opcionalmente, ser conectado de modo fluido às segundas entrada e saída comuns 92, 96 em paralelo com o segundo circuito de resfriamento externo 104 para propósitos de redundância. Será prontamente apreciado que o líquido de resfriamento pode ser circulado através das passagens 362 e 364 mesmo se houver uma falha com o primeiro circuito de resfriamento externo 98. Em outra disposição (não mostrada) cada entrada pode ser conectada de modo fluido a uma respectiva saída por pelo menos um circuito de resfriamento externo, isto é, de modo que o conjunto de resfriamento externo inclua pelo menos quatro circuitos de resfriamento externos.

[054] A máquina elétrica inclui também um circuito de resfriamento de ar. Com referência à Figura 11, o ar de resfriamento (identificado pelas setas tracejadas) pode ser circulado ao redor do exterior do estator 12. O ar de resfriamento pode fluir sobre os primeiros enrolamentos de extremidade 110, através do espaço de ar 16 entre o núcleo de estator 20 e o rotor 14, sobre os segundos enrolamentos de extremidade 112, e sobre a superfície radialmente externa do núcleo de estator em que o ar é resfriado pelas aletas de resfriamento 32. Em outras palavras, o líquido de resfriamento é circulado através das passagens de resfriamento 36 para resfriar as laminações de estator 1, que, por sua vez, podem resfriar o ar circulante. O ar de resfriamento pode ser circulado por lâminas de impulsor 114 montadas no eixo de rotor e direcionadas por chicanas (não mostradas).

Claims

1. MÁQUINA ELÉTRICA, caracterizada por compreender: um estator (12) compreendendo uma pluralidade de laminações anulares e axialmente adjacentes (1), em que o estator (12) tem uma superfície radialmente interna do estator e uma superfície radialmente externa do estator e inclui: dentes de estator que se estendem axialmente (28) em uma dentre as superfícies radialmente interna e externa, entre pares adjacentes dos quais são formadas fendas de estator que se estendem axialmente (26), sendo que pelo menos um dentre os dentes de estator (28) inclui uma passagem de resfriamento que se estende axialmente (36) através da qual um fluido de resfriamento flui durante o uso, e aletas de resfriamento (12) na outra dentre as superfícies radialmente interna e externa do estator (12); um enrolamento de estator com uma pluralidade de primeiros enrolamentos de extremidade (110) em uma primeira extremidade axial do estator (12) e uma pluralidade de segundos enrolamentos de extremidade (112) em uma segunda extremidade axial do estator (12), sendo que condutores (30) do enrolamento de estator são recebidos nas fendas do estator (26); meios (54) para circular fluido de resfriamento através da passagem de resfriamento (36) para resfriar o estator (12); e meios para circular ar ao redor do exterior do estator (12), ao redor de um circuito de resfriamento de ar que se estende: além dos primeiros enrolamentos de extremidade (110), a partir da primeira extremidade axial do estator (12) para a segunda extremidade axial do estator (12), axialmente além dos dentes do estator (28) na uma dentre as superfícies radialmente interna e externa do estator (12), além dos segundos enrolamentos de extremidade (112), e a partir da segunda extremidade axial do estator (12) para a primeira extremidade axial do estator (12), axialmente além das aletas de resfriamento (32) na outra dentre as superfícies radialmente interna e externa do estator (12); e em que o ar circulado é resfriado pelas aletas de resfriamento (32) na outra dentre as superfícies radialmente interna e externa do estator (12).

2. MÁQUINA ELÉTRICA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por cada dente de estator incluir (28) uma ou mais passagens de resfriamento que se estendem axialmente (36) através das quais um fluido de resfriamento flui durante o uso.

3. MÁQUINA ELÉTRICA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizada por pelo menos um dentre os dentes de estator (28) incluir um espaço vazio que se estende axialmente (34) que define a passagem de resfriamento (36).

4. MÁQUINA ELÉTRICA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizada por pelo menos um dentre os dentes de estator (28) incluir um espaço vazio que se estende axialmente (34), no qual um tubo (40) de material não eletricamente condutor é posicionado e em que o tubo (40) define a passagem de resfriamento.

5. MÁQUINA ELÉTRICA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo estator (12) compreender adicionalmente um primeiro cano de tubo de distribuição (22A) em uma primeira extremidade axial do estator (12) e um segundo cano de tubo de distribuição (22B) em uma segunda extremidade axial do estator (12), em que o primeiro cano de tubo de distribuição (22A) tem pelo menos uma entrada (42) em comunicação fluida com uma fonte de fluido de resfriamento (54) e saídas em comunicação fluida com uma primeira extremidade axial da(s) passagem(ns) de resfriamento (36) e o segundo cano de tubo de distribuição (22B) tem pelo menos uma saída e entradas em comunicação fluida com uma segunda extremidade axial da(s) passagem(ns) de resfriamento (36).

6. MÁQUINA ELÉTRICA, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo primeiro cano de tubo de distribuição (22A) incluir uma pluralidade de segmentos de cano de tubo de distribuição (401-404) e/ou o segundo cano de tubo de distribuição (22B) incluir uma pluralidade de segmentos de cano de tubo de distribuição.

7. MÁQUINA ELÉTRICA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 6, caracterizada pelo estator (12) compreender adicionalmente primeira e segunda placas de compressão (24A, 24B).

8. MÁQUINA ELÉTRICA, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo primeiro cano de tubo de distribuição (22A) ser posicionado entre a primeira placa de compressão (24A) e uma primeira extremidade axial de laminações empilhadas (20) e/ou o segundo cano de tubo de distribuição (22B) ser posicionado entre a segunda placa de compressão (24B) e uma segunda extremidade axial das laminações empilhadas (20).

9. MÁQUINA ELÉTRICA, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo primeiro cano de tubo de distribuição (22A) incluir um ou mais suportes (52) para transferir as forças compressivas entre a primeira placa de compressão (24A) e a primeira extremidade axial das laminações empilhadas (20) e/ou em que o segundo cano de tubo de distribuição (22B) inclui um ou mais suportes para transferir as forças compressivas entre a segunda placa de compressão e a segunda extremidade axial das laminações empilhadas.

10. MÁQUINA ELÉTRICA, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelos meios para circular fluido de resfriamento em um conjunto de resfriamento externo (54) ter um ou mais circuitos de resfriamento externos (58, 58A) conectados de modo fluido entre o primeiro e o segundo canos de tubo de distribuição (22A, 22B), sendo que o conjunto de resfriamento externo (54) inclui pelo menos uma bomba (60, 60A) e pelo menos um trocador de calor (62; 62A).

11. MÉTODO DE RESFRIAMENTO DE UMA MÁQUINA ELÉTRICA, que compreende um estator (12) que tem uma pluralidade de laminações anulares e axialmente adjacentes (1), sendo que o estator (12) tem uma superfície radialmente interna e uma superfície radialmente externa e inclui: dentes de estator que se estendem axialmente (28) em uma dentre as superfícies radialmente interna e externa, entre pares adjacentes dos quais são formadas fendas de estator que se estendem axialmente (26), em que pelo menos um dentre os dentes de estator (28) inclui uma passagem de resfriamento que se estende axialmente (36); e aletas de resfriamento (32) na outra dentre as superfícies radialmente interna e externa do estator (12); e um enrolamento de estator com uma pluralidade de primeiros enrolamentos de extremidade (110) em uma primeira extremidade axial do estator (12) e uma pluralidade de segundos enrolamentos de extremidade (112) em uma segunda extremidade axial do estator (12), sendo que condutores (30) do enrolamento de estator são recebidos nas fendas do estator (26); caracterizado pelo método compreender as etapas de: fazer com que um fluido de resfriamento flua através da passagem de resfriamento (36) para resfriar o estator (12); e circular ar ao redor do exterior do estator (12), ao redor de um circuito de resfriamento de ar que se estende: além dos primeiros enrolamentos de extremidade (110), a partir da primeira extremidade axial do estator (12) para a segunda extremidade axial do estator (12), axialmente além dos dentes do estator (28) na uma dentre as superfícies radialmente interna e externa do estator (12), além dos segundos enrolamentos de extremidade (112), e a partir da segunda extremidade axial do estator (12) para a primeira extremidade axial do estator (12), axialmente além das aletas de resfriamento (32) na outra dentre as superfícies radialmente interna e externa do estator (12); e em que o ar circulado é resfriado pela outra dentre as superfícies radialmente interna e externa do estator (12).