CN101499686A - 改进的发电机磁通屏蔽设计 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于将发电机定子铁心(10)从定子(8)的端部绕组(23)所产生的磁场进行屏蔽的磁通屏蔽(1),其中所述磁通屏蔽(1)包括前侧(40)以及后侧(41),所述前侧至少间接地面对发电机的端部绕组(23),所述后侧至少间接地面对发电机的定子铁心(10),并且其中所述后侧(41)设有通道和/或凹槽(37)和/或凹陷。

Description

改进的发电机磁通屏蔽设计
技术领域
本发明涉及一种用于将发电机定子铁心从定子端部绕组所产生的磁场屏蔽开的磁通屏蔽,还涉及配有这种磁通屏蔽的发电机。
背景技术
涡轮发电机的尺寸和功率输出的增加已经使得叠片式定子铁心端部的损耗更高。除非将恰当的设计创新组合到这个区域中,这些更高的损耗将使得温度增加。在定子线圈附近的这种温度增加使得定子线圈绝缘的寿命减小。如果不能进行正确的设计控制,这将限制大型发电机的超前功率因数(leading power factor)运行。
历史上,端部的铁发热已经通过分开铁心最后的几英寸并且使得齿端部组件分级而在定子齿部区中解决。假定已经将轴向通孔定子铁心端部中的径向冷却管改进成满足现有等级以及机器尺寸。然而,定子的端部组件区中的几个裂缝以及径向管组合具有机械弱化铁心端部结构的负面效应。
其它方案利用了定子铁心齿部的磁通屏蔽。这些涡流屏蔽典型的是直接位于定子齿部前侧的铜板或回路。它们是设置成提供环流的低导磁率导电部件,其中这些环流将杂散磁通从齿部区传送开。对于高等级机器,这种屏蔽中感应出的电流产生非常高的损耗,比定子端部铁心中正常见到的要高出许多倍。在大多数情况下,需要对屏蔽进行液体冷却。
定子铁心端部组件中的其它损耗由转子和定子端部绕组电流所导致的轴向磁通产生。在正常的机器运行下,由径向穿过气隙并且在铁心的长度上均匀分布的磁通来产生端电压。在端部区中,所述磁通沿着从转子本体的端部到定子端部组件的边缘分布。所述边缘的磁通与铁心叠成平面呈直角进入到端部组件中。随之产生的涡流所产生的损耗比由于平行进入到所述叠成的相同磁通密度所产生的损耗高很多。净边缘磁通(net fringing flux)是转子和电枢部分的矢量和,其幅值随着负载和功率因数变化。这种磁通继续轴向穿过端部组件,直到它变为径向并且加入到外围行进的主同步磁通系统中。
例如在US 4152615和US 4281266中公开了不同形状的磁通屏蔽,这些磁通屏蔽由其材料位于发电机的指板和端板之间以减小冲击发电机铁心端部区的轴向磁通的几种叠成板构成。在US 3731127和US3886387中公开了不同类型的屏蔽,其用于叠片式动力电机定子铁心的端部,以减小杂散端部区磁通穿透到定子铁心的齿部中。
磁通屏蔽的其它设计在DE 2638908中公开。这里,磁通屏蔽安装在发电机中,在磁通屏蔽后侧留有空隙,使得冷却空气可以在所述气隙中循环。为了增加从磁通屏蔽到冷却空气的热传导,提供了专门的辅助设备。在所述文献中示出的一种可行方案是在冷却空气流过其周围的磁通屏蔽后侧上设置有突起。
发明内容
因此本发明的目的是为发电机,尤其是范围在1000MW之上,即,特别是1100或者甚至是1800MW的高功率输出发电机提供改进的磁通屏蔽设计。
特别是,本发明涉及一种改进的磁通屏蔽,用于将发电机定子铁心从定子的端部绕组所产生的磁场屏蔽开。所述磁通屏蔽包括至少间接面对发电机端部绕组的前侧以及至少间接面对发电机定子铁芯的后侧,其特征在于所述后侧具有通道和/或凹槽和/或凹陷,尤其是在暴露于高磁通并且其中由于所述磁通所导致的损耗以及在所述磁通屏蔽中产生的相应的热特别高的那些区域中,和/或能由如空气,氢气,或者水之类的液体的冷却介质进行有效冷却的那些区域中。
事实上,令人意料不到的发现,如果这些凹槽设置在磁通屏蔽的后侧,优选的是仅设置在磁通屏蔽的后侧,那么磁通屏蔽的屏蔽效果几乎没有受这些凹槽影响(如果不是完全不受影响的话),然而有效增加了将磁通屏蔽中的损耗所产生的热带走的冷却介质的热传导。因此,所述方案对应地不仅因为本领域技术人员预料通过凹槽而局部减小磁通屏蔽的厚度会减小屏蔽效果而令人吃惊,而且比上述现有技术DE2638908中所提供的方案更加简单,这是因为这种凹槽例如可以作为最后的生产步骤简单地加工到磁通屏蔽中。如果凹槽位置的磁通屏蔽的剩余厚度仍然在5-15毫米的范围内,优选地在8-14毫米的范围内,那么可以实现这种热传导效果的增加而尤其未减小屏蔽效果。
根据本发明的磁通屏蔽的第一优选实施例,将所述通道和/或凹槽这样定向:冷却介质沿着后侧的规则流动方向平行于所述通道和/或凹槽。然而,如果冷却介质的规则流动方向与通道和/或凹槽封闭成小于45度的角度,优选小于30度,更优选小于15度的角,那么也是有效的。这样,冷却介质可以随意地穿过凹槽,可以提供高的热传导效率。
更优选实施例的特征在于将凹槽专设于磁通屏蔽主要暴露于定子端部绕组所产生的磁场的区域中。对于大多数的发电机设计来说,这是磁通屏蔽的边缘区域,是磁通屏蔽主要的径向外边沿或者磁通屏蔽的末端内边沿。
优选的是,这种磁通屏蔽基本是环形,其具有基本为径向的并且优选是扁平的外部,以及径向向内与所述外部相邻的中部,其中,所述中部通常相对外部的平面倾斜,并且形成磁通屏蔽的圆锥部。所述磁通屏蔽的圆锥部通常朝向定子的内部会聚。优选的是,所述磁通屏蔽还包括径向向内与所述中部相邻的轴向部,其基本为管状。优选的是,在磁通屏蔽的这种设计情形下,将凹槽设置在磁通屏蔽的径向向内或向外的末端边缘区中。优选的是在没有轴向部的情况下,将凹槽设置在所述中部中,并且最优选的是设置在其内边缘区中,在具有轴向部的情况下,将凹槽设置在所述轴向部中,优选的是在其面向定子铁芯的内边缘区处。优选的是,并且特别是在所述轴向部中存在凹槽的情况下,将凹槽定向成基本为轴向,其中优选的是设置成绕着圆周每隔0.2-20度,最优选的是每隔0.2-1.0度设置凹槽。因此对应地有超过300,甚至于更优选地超过600个凹槽设置在磁通屏蔽的圆周。
如果位于磁通屏蔽边缘上的凹槽在磁通屏蔽的边缘上打开的话,可以实现非常高的冷却效果。这意味着在冷却介质流进磁通屏蔽在这个区域后面的空间时,其可以更有效地进入到凹槽中,并且在冷却介质流出磁通屏蔽在这个区域后面的空间时,冷却介质能够最有效地进入到凹槽中并且随后离开磁通屏蔽后面的狭缝。
关于典型的尺寸,凹槽优选的是深度在磁通屏蔽厚度的10-50%的范围内,优选地在20-40%的范围内。这意味着,对于范围在14-20mm的厚度,深度在例如2-8,优选地在4-6mm的范围内。这些凹槽优选的是宽度(在圆周方向)为深度0.5-5倍的范围内,优选地在凹槽深度1-2倍的范围内。对于屏蔽的上述厚度,因此宽度在1-5,优选为2-4mm的范围内。通常,凹槽的(例如,轴向)长度在20-500mm的范围内,优选地在40-100mm的范围内。在将轴向凹槽设置在上述限定的轴向部中时,凹槽的长度近似等于轴向部的长度,或者比轴向部的长度短20%。为了可以更加改进地穿过凹槽,凹槽中未面对磁通屏蔽端边缘的那些末端可设有向着后侧表面的光滑圆角。
根据现有技术的典型磁通屏蔽的厚度例如是12mm。令人吃惊的发现,尤其是在磁通屏蔽由下述材料形成的情况下,磁通屏蔽的厚度还是存在最佳范围。事实上,我们发现,如果磁通屏蔽的厚度在15-20mm,优选地在16-18mm的范围内,存在极为明显的最小损耗(对应地,磁通屏蔽中产生的热也不同),其基本与所提供的屏蔽效果无关。
应注意,发现磁通屏蔽在这个细节中的厚度以及窄范围的所述细节相对其中所产生的热实际上是非常有益的,事实上与位于磁通屏蔽后侧的上述通道/凹槽/凹陷无关,并且如果需要的话,也可以独立作为单独的发明,并且有益地与这里所述的凹槽进行组合。
优选的是,所述磁通屏蔽由像铜那样的高导电材料制成,优选的是脱氧低磷铜(DLP)。优选的是,就其厚度而言,其通常由至少单件制成。然而,叠层结构也是可以的。所述磁通屏蔽还可以由圆周部分(例如,4个象限)和/或环形部分(例如,管状轴向部)连接和/或融化和/或焊接到一起构成。
关于磁通屏蔽的最佳屏蔽效果,如果前侧是基本非结构化(unstructured)的平面,那么证明是非常有益的。此外,如果在磁通屏蔽的几个部分彼此倾斜,这些部分之间的变化至少在前侧优选还在后侧平滑圆角的情况下,也证明是有益的。同样,这些边缘一般还优选地进行圆角。
本发明还涉及配有这种磁通屏蔽的尤其是用于高功率场合的发电机。特别是,其涉及一种发电机,包括具有多个叠层的定子,所述多个叠层形成定子铁心并且通过至少一个轴向端夹持板还有类似贯穿螺栓以及螺钉之类的其它元件轴向保持在一起,并且具有设置在定子铁心中的导体以及端部绕组,其中其包括至少一个上述的磁通屏蔽,优选地位于夹持板和端部绕组之间。
在这种发电机中,所述磁通屏蔽可至少间接地附装到夹持板上,使得在夹持板和后侧之间至少在磁通屏蔽区域中存在一个冷却介质优选地在轴向和/或径向进行馈送的自由空间或冷却通道,其中冷却介质优选地选自空气,氢气,水或其它液体。
优选的是,夹持板和磁通屏蔽的后侧之间的距离在10-50mm的范围内,优选地在12-20mm的范围内。更优选的是,基本上磁通屏蔽的整个后侧(除了例如间隔元件以及固定元件之外)加载有冷却介质。
本发明的其它实施例在从属权利要求中进行概述。
附图说明
在附图中示出了本发明的优选实施例,其中:
图1示出了根据现有技术的磁通屏蔽,其中a)示出了从轴向上观察的正视图,b)示出了沿着a)中B-B的剖切图;
图2示出了在端部绕组区域,定子铁心的末端区域以及磁通屏蔽中通过定子的轴向剖切图;
图3a示出了作为磁通屏蔽厚度t的函数的损耗;
图3b示出了图3a一部分的放大图;
图4示出了热计算的边界条件;
图5示出了在厚度为16mm而无凹槽的磁通屏蔽中的磁通屏蔽温度分布;
图6示出了改进的具有凹槽的磁通屏蔽设计,其中a)示出了轴向上的正视图;b)示出了沿着a)中B-B的剖切图,c)示出了a)所示的细节C,d)示出了a)中所示的截面D-D;以及
图7示出了厚度为16mm并且具有凹槽的磁通屏蔽中的磁通屏蔽温度分布。
具体实施方式
参考附图,其用于为了示出本发明的本优选实施例并不为了限制本发明的优选实施例,图1示出了根据现有技术的磁通屏蔽1。图1a)示出了这种磁通屏蔽沿着发电机的主轴,即,沿着电机的轴向的视图。图1b)示出了图1a)所示的沿着线B-B的剖切图。根据现有技术的这种磁通屏蔽通常具有10到12毫米的厚度,并包括几个部分。一个部分基本是扁平环形径向部2,在其圆周上设有开口5,用于将通风屏蔽(见图2的讨论)固定到磁通屏蔽1上。此外,这个径向部2设有孔6,通过所述孔6整个磁通屏蔽可以附装到夹持板13(见图2)上。这个径向部2朝向径向内侧紧接着是倾斜部3,倾斜部3因此形成了磁通屏蔽1向定子的内部部件汇聚的圆锥部。在许多情况下,其还设置相邻的轴向部4,轴向部4基本是磁通屏蔽1的管状部并进一步延伸到定子铁心中。如图1b)所示,通常是对不同部分2,3,4之间的过渡7进行圆角处理,这样优化了磁通屏蔽的屏蔽效果。通常磁通屏蔽的边缘区域也进行圆角处理。
根据对应发电机的尺寸和功率输出,这种磁通屏蔽的外径通常在1’000到4’000毫米的范围内,内径在800到3’000毫米的范围内。
图2给出了通过这种电机的定子的轴向剖切图,其示出了这种磁通屏蔽1位于一般结构中。定子8包括围绕定子电气部分的壳体9。所述定子包括由通常具有狭缝的薄片或者叠层构成的铁心10,其中定子导体放置在狭缝中。这些薄片或者叠层通过贯穿螺栓11以及对应的端部螺纹在轴向上保持在一起,其中所述对应的端部螺母螺合到贯穿螺栓11的端部螺纹上。所述定子铁心的末端件通常由所谓的夹持板13给定,夹持板13用作端部螺母12的抵接点并且其在轴向终止定子铁心。在所述说明书中,在定子铁心叠层10和夹持板13之间提供了径向气隙14,所述径向气隙的宽度通常为几十毫米。设置所述气隙使得冷却介质径向循环,这将在下面进行更详细的讨论。
定子8的端部绕组23位于定子的外部并且在夹持板之外。定子的末匝或者端部绕组23通过装置25固定到定子铁心上,并且由圆形集电器24包围,其中所述圆形集电器24收集定子中产生的电流。
端部绕组23产生了杂散磁场,如果不被屏蔽的话,其将负面影响定子铁心。为了将定子铁心10从所述磁场屏蔽开,因此邻接夹持板13设置磁通屏蔽1。所述磁通屏蔽1的形状如图1的内容所述,通过螺钉20等附装到夹持板13上。磁通屏蔽1安装在夹持板上在夹持板13和磁通屏蔽1之间留有约10到20毫米的小气隙。事实上,磁通屏蔽的总体形状基本随着夹持板的形状,这样设置在磁通屏蔽和夹持板13之间的冷却介质通道17在冷却介质的整个径向路径上具有基本恒定的宽度。
除此之外,通过螺钉19将通风屏蔽18附装在磁通屏蔽1的径向外圆周侧上,仅在通风屏蔽的外圆周边沿和定子8的壳体9之间留有小气隙或者进入狭缝22。
为了完整起见,还示意性地是,用于定子导体条的水冷路径26用附图标记26示意性示出。
此外,设置氢气导向装置27,在用作本文所示的系统,即具有1’000—2’000兆瓦范围发电的大功率系统的冷却介质的氢气基本上是唯一有效的冷却介质的情况下这样命名。
在这种结构中,通常是位于通风装置吸气区28中或靠近所述通风装置吸气区28的通风系统使冷却介质在轴向初始流向30上进入到机器气隙15中并且到达定子区。所述冷却空气随后穿过定子铁心,并且在末端区中进入上述气隙14(由箭头32示出)。由于磁通屏蔽的径向内边缘留有开口朝向所述气隙14的缝隙16,冷却空气31还进入到磁通屏蔽1和夹持板13之间的空间17中。所述冷却空气首先轴向行进,然后以倾斜角度(箭头42)并且然后磁通屏蔽1的径向后部,以离开通风屏蔽18后面的空隙17,以进入到壳体,定子铁心之间并在通风屏蔽之后的空间21中。
当由磁通屏蔽1屏蔽的磁场导致在磁通屏蔽中的损耗并导致磁通屏蔽中相应地产生热量时,冷却介质在磁通屏蔽后面的这种循环对于确保磁通屏蔽1在暴露到最大磁场中的那些区域中不会产生过热。注意,在磁通屏蔽的前面(其由附图标记34示出),正常时不会出现冷却介质的强迫循环,正常地,在这个区域中冷却由对流简单地实现。
现在发现,尤其是对于具有更高输出的四极发电机,尽管磁通屏蔽的后侧通过所述冷却通道进行冷却,但这种结构中的温度等级仍然很高,并且可能到达临界等级。因此,进一步的改进是必要的。
第一个改进是基于这样的惊人事实发现的:关于磁通屏蔽中所产生的损耗,磁通屏蔽具有一个最佳厚度。实际计算以及试验评估已经示出作为磁通屏蔽厚度的函数的明显的最小损耗,这图示在图3中。
注意,常规的磁通屏蔽的厚度为12毫米,其在图3b)更详细示出的最佳值的实际左边很远处。事实上,如果磁通屏蔽的厚度在15—20毫米的范围,或者更具体地在16—18毫米的范围内,可以发生最小的损耗,相应的发热最小。厚度进一步减小不仅增加了损耗,而且减小了屏蔽效果,而厚度进一步增大使得损耗增加,并且不能显著增加屏蔽效果,而且会导致磁通屏蔽的重量和成本增加。
基于这个发现,寻求了其它的改进,采用16毫米的磁通屏蔽,进行计算以发现最多的热量在哪产生并且哪儿必须提供另外的冷却。对于这个模式,采用图4所示的具体特点来进行计算,其中图4示出了磁通屏蔽右上侧上的氢气冷却介质流在温度为35摄氏度的位置A上进入,沿着磁通屏蔽的后侧流动并且在温度为45.3摄氏度的位置B上离开这个区域。在前侧,假定是没有任何强迫的冷却介质的40摄氏度的温度。这些计算对铜-DLP可以采用345W/mK的对流率μcu。这些计算使得在沿着从A到B的冷却介质的流动部的不同区段中的热传导系数α如图4所示。
假定磁通屏蔽1的厚度为16毫米,这将使得温度分布如图5所示。应注意到,最强的影响区是轴向部4,特别是边缘区。几乎是200摄氏度的最大温度在所述区域中产生,同时在径向部分2中,达到了不超过70摄氏度的温度。同样温度升高的是磁通屏蔽1的径向边沿,其在图5的正右侧给出。事实上,这些损耗出现在要被屏蔽的磁场的最强的地方。利用氢气作为冷却介质以及4巴的气压得到了所计算的值。
为了增加从磁通屏蔽1到冷却介质的热传导,提出了图6所示的刻槽结构。这里,将磁通屏蔽1修改成在轴向部4中设置了轴向延伸的凹槽37。这些凹槽的深度d是5毫米,宽度w是3毫米,沿着轴向部4的圆周每隔0.3—0.5度设置。凹槽37的长度几乎与轴向部4相同,事实上,对于约为90—100毫米的轴向部4的轴向长度I,凹槽37的长度为60—70毫米。如图6c)所示,凹槽37向进入狭缝打开,即,它们在轴向部的内边缘打开。因此,冷却介质可以在图2附图标记16给定的位置上最佳进入到这些冷却狭缝中。为了优化冷却介质流出凹槽37并且避免在通道中形成漩涡,出口区39设有由R表示的圆角,半径R例如可以约为40毫米。
当从图6观察时,在该情况下,磁通屏蔽由几个扇形体构成,它们通过径向焊接线35彼此连接,此外,轴向部4设置成管状元件,其通过圆周焊接线43焊接到这些扇形体36上。在类似这种的结构中,在磁通屏蔽的厚度t是16毫米的地方,凹槽37底部之下的剩余厚度仍然足以提供必要的屏蔽效果。如上所示,优选的是磁通屏蔽的前侧40是基本非结构化的,具有平滑的平表面。
采用图6所示的结构并且执行与上述相同的计算,对于具有根据图6的凹槽的屏蔽,我们可以得到图7给出的温度分布。应注意到,这些凹槽具有这样的效果:在损耗最大的区域中,即,在轴向部4的区域中,最大温度可以减小超过70摄氏度,127摄氏度的值是明显的,这样系统可以避免由于过热而导致的损坏。其表明所提出的凹槽事实上对于冷却效率具有非常高的影响,而不会弱化磁通屏蔽的屏蔽效果。
附图标记列表
1        磁通屏蔽
2        1的径向部
3        1的倾斜部
4        1的轴向部
5        将通风屏蔽固定到磁通屏蔽上的开口
6        将磁通屏蔽固定到夹持板上的孔
7        圆角边
8        定子
9        8的壳体/框架
10       包括薄片或叠层的8的铁心
11       用于将铁心保持在一起的贯穿螺栓
12       11的端部螺钉
13       夹持板
14       10和13之间的气隙,通过按压我们(us)(未示出)进行间隔
15       机器气隙
16       13和1之间的入口槽
17       13和1之间的空间
18       通风屏蔽
19       将通风屏蔽固定到磁通屏蔽上的螺钉
20       将磁通屏蔽固定到夹持板上的螺钉
21       壳体,定子铁心之间并且在通风屏蔽之后的空间
22       18和9之间的进入狭缝
23       定子绕组的端部匝
24       定子绕组的圆形集电器
25       端部匝的固定
26       导体条的水冷(示意性地)
27       氢气导向装置
28       通风装置吸气区
29       端部绕组区
30       冷却介质(氢气)的轴向初始流
31       冷却介质在16上进入到17的入口
32       冷却介质在14中的径向流
33       冷却介质通过22进入到21中的入口
34       1前侧的空间
35        径向焊接线
36        1的象限
37        凹槽
38        圆周焊接线
39        37的下游出口区
40        磁通屏蔽的前侧
41        磁通屏蔽的后侧
42        冷却介质在磁通屏蔽后侧的流动
43        圆周焊接线
t         1的厚度
w         37的宽度
d         37的深度
r         37底部上的半径
R         39上的半径
I         4的轴向长度
k         37的轴向长度

Claims (14)

1、用于将发电机定子铁心(10)从定子(8)的端部绕组(23)所产生的磁场进行屏蔽的磁通屏蔽(1),其中,所述磁通屏蔽包括前侧(40)和后侧(41),所述前侧至少间接地面对发电机的端部绕组(23),所述后侧至少间接地面对发电机的定子铁心(10),并且,所述后侧(41)设有通道和/或凹槽(37)和/或凹陷。
2、根据权利要求1的磁通屏蔽(1),其中,所述通道和/或凹槽(37)这样定向,即,冷却介质(42)沿着后侧(41)的规则流动方向与所述通道和/或凹槽(37)平行,或者封闭所述通道和/或凹槽(37)低于45°的角度,优选是低于30°,最优选地是低于15°的角度。
3、根据前述任一权利要求的磁通屏蔽(1),其中,所述凹槽(37)设置在磁通屏蔽(1)的、基本暴露于定子(8)的端部绕组(23)所产生的磁场的区域中。
4、根据前述任一权利要求的磁通屏蔽(1),其中,其基本为环形,具有基本径向的外部(2),具有与所述外部(2)相邻的径向向内的中间部(3),其中所述中间部(3)相对外部(2)的平面倾斜并且形成磁通屏蔽(1)的圆锥部,并且优选地具有与所述中间部(3)相邻的径向向内的轴向部(4)。
5、根据权利要求4的磁通屏蔽(1),其中,所述凹槽(37)设置在磁通屏蔽(1)的径向向内或向外的末端边缘区中,其中,在没有轴向部(4)的情况下,凹槽(37)优选设置在中间部(3)中,在存在轴向部(4)的情况下,凹槽优选设置在所述轴向部(4)中。
6、根据权利要求5的磁通屏蔽(1),其中,凹槽(37)定向为在大致轴向方向上,其中,绕着圆周优选每隔0.2-20°,最优选每隔0.2-1.0°设置凹槽(37)。
7、根据权利要求4—6任何一个的磁通屏蔽(1),其中,凹槽(37)在磁通屏蔽(1)的边缘处开口。
8、根据前述任何一个权利要求的磁通屏蔽,其中凹槽(37)的深度(d)在磁通屏蔽的厚度(t)的10-50%的范围内,优选的是在20-40%的范围内,和/或其中凹槽(37)的宽度(w)在0.5-5倍深度(d)的范围内,优选的是在1-2倍凹槽(37)深度(d)的范围内,和/或其中凹槽(37)的长度在20-500毫米的范围内,优选的是在40-100毫米的范围内。
9、根据前述任何一个权利要求的磁通屏蔽,其中,其厚度(t)在15—20毫米的范围内,优选的是在16-18毫米的范围内。
10、根据前述任何一个权利要求的磁通屏蔽,其中,其由高导电材料制成,所述高导电材料诸如铜,优选的是脱氧低磷铜,其中其优选地由单件制成或由连接和/或熔合和/或焊接到一起的圆周部(36)和/或环形部制成。
11、根据前述任何一个权利要求的磁通屏蔽,其中,前侧(40)是基本非结构化的平表面,并且在有几个部分(2-4)的情况下,优选这些部分(2-4)之间的过渡(7)至少在前侧(40)是光滑圆角,优选地还在后侧(41)上是光滑圆角。
12、发电机,尤其是用于大功率场合的发电机,包括带有多个叠层的定子(8),所述多个叠层形成定子铁心(10)并且通过至少一个轴向末端夹持板(13)以及其它元件(11,12)轴向保持在一起,并且具有设置在定子铁心(10)中的导体以及端部绕组(23),其中其包括至少一个位于夹持板(13)和端部绕组(23)之间的根据前述任何一个权利要求的磁通屏蔽(1)。
13、根据权利要求12的发电机,其中,磁通屏蔽(1)至少间接地附装到夹持板(13)上,使得在夹持板(13)和后侧(41)之间存在自由空间(17),冷却介质通过所述自由空间优选地在轴向和/或径向上循环,所述冷却介质优选地从空气,氢气,水或其它液体中选择。
14、根据权利要求12或13的任何一个的发电机,其中,夹持板(13)和磁通屏蔽(1)的后侧(41)之间的距离在10-50毫米的范围内,优选地在12-20毫米的范围内,并且其中最优选的是,基本上磁通屏蔽(1)的整个后侧(41)加载有冷却介质。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105186790A (zh) * 2015-09-24 2015-12-23 哈尔滨理工大学 汽轮发电机端部轴-径-切多向疏散漏磁的磁屏蔽装置
CN116131536A (zh) * 2023-04-19 2023-05-16 哈尔滨电机厂有限责任公司 一种定子端部变截面组合屏蔽结构
CN116155036A (zh) * 2023-04-19 2023-05-23 哈尔滨电机厂有限责任公司 一种复合通风定子端部漏磁通屏蔽结构

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8203249B1 (en) 2011-09-19 2012-06-19 Rao Dantam K Reducing the core-end heating in large power generators
RU2550085C1 (ru) * 2014-05-19 2015-05-10 Открытое акционерное общество "Силовые машины-ЗТЛ,ЛМЗ, Электросила Энергомашэкспорт" (ОАО "Силовые машины") Устройство крепления лобовых частей обмотки статора турбогенератора
US9203272B1 (en) 2015-06-27 2015-12-01 Dantam K. Rao Stealth end windings to reduce core-end heating in large electric machines
RU2610714C1 (ru) * 2015-12-08 2017-02-15 Публичное акционерное общество "Силовые машины - ЗТЛ, ЛМЗ, Электросила, Энергомашэкспорт" (ПАО "Силовые машины") Статор мощного турбогенератора

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1307215A (en) * 1969-04-15 1973-02-14 Ass Elect Ind Dynamo-electric machines
US3714477A (en) * 1971-08-23 1973-01-30 Gen Electric Combination flux shield and flux shunt for a dynamoelectric machine
US3731127A (en) 1971-10-19 1973-05-01 Gen Electric Generator end tooth flux shield
US3886387A (en) 1973-07-31 1975-05-27 Gen Electric Flux shield for dynamoelectric machines
US4031422A (en) * 1975-09-02 1977-06-21 General Electric Company Gas cooled flux shield for dynamoelectric machine
US4152615A (en) 1977-06-14 1979-05-01 Westinghouse Electric Corp. End iron axial flux damper system
US4258281A (en) * 1979-08-17 1981-03-24 Westinghouse Electric Corp. Laminated flux shunt for dynamoelectric machine stator
US4281266A (en) 1979-09-14 1981-07-28 Westinghouse Electric Corp. Dynamoelectric machine with flux screen
JPS56157230A (en) * 1980-05-08 1981-12-04 Toshiba Corp Stator core of rotary electrical machine and apparatus
JPS6091840A (ja) * 1983-10-21 1985-05-23 Hitachi Ltd 回転電機の通風冷却装置
JPS60234437A (ja) * 1984-05-04 1985-11-21 Toshiba Corp 歯部シ−ルド付固定子とその製造方法
US5652469A (en) * 1994-06-16 1997-07-29 General Electric Company Reverse flow ventilation system with stator core center discharge duct and/or end region cooling system
US7265473B2 (en) * 2003-08-28 2007-09-04 General Electric Company Reduction of core-end losses of dynamoelectric machines by using lower core loss iron silicon punching

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105186790A (zh) * 2015-09-24 2015-12-23 哈尔滨理工大学 汽轮发电机端部轴-径-切多向疏散漏磁的磁屏蔽装置
CN105186790B (zh) * 2015-09-24 2017-11-21 哈尔滨理工大学 汽轮发电机端部轴‑径‑切多向疏散漏磁的磁屏蔽装置
CN116131536A (zh) * 2023-04-19 2023-05-16 哈尔滨电机厂有限责任公司 一种定子端部变截面组合屏蔽结构
CN116155036A (zh) * 2023-04-19 2023-05-23 哈尔滨电机厂有限责任公司 一种复合通风定子端部漏磁通屏蔽结构

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