CN103326510A - 电机以及改装电机的方法 - Google Patents
电机以及改装电机的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103326510A CN103326510A CN2013100935809A CN201310093580A CN103326510A CN 103326510 A CN103326510 A CN 103326510A CN 2013100935809 A CN2013100935809 A CN 2013100935809A CN 201310093580 A CN201310093580 A CN 201310093580A CN 103326510 A CN103326510 A CN 103326510A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fan
- motor
- rotor
- stator
- cooling fluid
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
- H02K9/02—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
- H02K9/04—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
- H02K15/0006—Disassembling, repairing or modifying dynamo-electric machines
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
- H02K9/14—Arrangements for cooling or ventilating wherein gaseous cooling medium circulates between the machine casing and a surrounding mantle
- H02K9/18—Arrangements for cooling or ventilating wherein gaseous cooling medium circulates between the machine casing and a surrounding mantle wherein the external part of the closed circuit comprises a heat exchanger structurally associated with the machine casing
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49009—Dynamoelectric machine
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
Abstract
本公开涉及电机以及改装电机的方法。电机(1)包括定子(2)、转子(3)、用于定子(2)和/或转子(3)的冷却回路、用于冷却流体循环的风扇(20)。风扇(20)与转子(3)分离。
Description
技术领域
本公开涉及电机以及改装电机的方法。
电机可为诸如同步发电机的发电机、电马达或其它不同的旋转电机。
背景技术
参考图9,旋转电机1具有容纳在外壳4中的定子2以及转子3。轴5从转子3的每个端部延伸。定子2以及转子3通常设置有用于将在操作期间生成的热带走的冷却回路。
冷却回路通常包括用于冷却流体的穿过定子2和转子3的通道和冷却器8以冷却冷却流体。冷却流体为包含在外壳4中的流体,并且可为空气、氢、氩或不同的流体。另外,电机还具有一个或更多个风扇9以使冷却流体循环。
风扇9连接于轴5,使得在操作期间,轴5起动风扇9。
该构型具有一些缺点。
实际上,轴5的速度不可自由地改变以根据实际上所需的冷却流体而调节风扇9的操作条件。换言之,因为风扇设计成提供在满载时所需的冷却流体,所以在以部分负载操作期间,它们供应了大于实际上所需的量的一定量的冷却流体。这导致了用于操作风扇9的功率的浪费,并且还可导致在电机内部的冷区。
另外,冷却流体首先在冷却器8中冷却,并且接着供应至风扇9;当冷却流体穿过风扇9以供应至定子2和转子3时,它的温度增大。因此,冷却流体的温度不是最优的。
发明内容
本公开的方面包括提供电机和方法,其要求减小的功率来操作风扇,并且其具有降低的在电机内生成冷区的风险。
本公开的另一个方面将提供电机和方法,其可提供定子和转子的优化冷却。
这些及另外的方面通过提供根据所附权利要求的电机和方法而获得。
附图说明
另外的特性和优点将从经由非限制性的实例在附图中示出的、电机和方法的优选但非排他的实施例的描述中更加显而易见,在该附图中:
图1为电机的实施例的示意图;
图2至图6示出了彼此连接的风扇、单向阀和冷却器的不同实例,
图7和图8示出了两个不同的电机实施例,
图9至图11示出了改装方法的步骤;
图12示出了连接于马达的风扇;
图13示出了多个风扇;
图14至图16在本公开的实施例中公开了电机的附加实施例。
部件列表
1电机
2定子
3转子
4外壳
5轴
7通道
8冷却器
9风扇
19间隙
20、20b风扇
21马达
22框架
24、24b单向阀
25基座
26横向通路
27间隙
28壁
29阻塞件
30孔口
31单向阀
35附加风扇
LP低压区
HP高压区
F1、F2、F3、F4冷却流体
F5冷却流体再循环。
具体实施方式
贯穿若干视图,同样的附图标记在下面指示同样或对应的部件。
电机1可为诸如涡轮发电机(即,连接于燃气涡轮或蒸汽涡轮的同步发电机)的发电机、水力发电机(即,连接于水力涡轮的同步发电机)、不同类型的发电机(例如,异步发电机)、同步或异步电马达等。
电机1包括定子2和转子3。定子2和/或转子3具有冷却回路,其可包括通道(像在附图中的通道7),但是在不同的实例中,冷却回路可仅包括在定子2与转子3之间的间隙19以及像在附图中示出的横向通路26的用以使冷却流体再循环的通路。另外,冷却器8仅在需要时设置。定子2和转子3容纳在也容纳冷却流体的外壳4中。冷却流体通常为诸如空气、氢、氩等的气体。
在示出的实例中,冷却回路还包括冷却器8;显然,这些冷却器8不是必需的,并且根据冷却方案仅在需要时设置。
为了使冷却流体循环穿过冷却回路(并且通常穿过电机),设置一个或更多个风扇20。
这些风扇20与转子3分离;换言之,风扇20不由转子3支承。
风扇20可具有用于它们的起动的一个或更多个马达;图12示出了连接于框架22和风扇20的马达21的实例。当然,不同的实例也是可能的。
在优选实施例中,电机1包括多个风扇20,并且至少一个风扇20能够独立于至少另一个风扇20起动;总之优选地,每个风扇20能够独立于其它风扇操作。
另外,电机1还具有与风扇20关联的单向阀24(例如电机1可具有用于每个风扇20的一个单向阀24,或用于多于一个风扇20的一个单向阀24,或用于每个风扇20的更多个单向阀24;总之每种组合都是可能的)。
单向阀24可具有框架,其容纳阻碍沿一个方向的流动的薄金属板。
单向阀24定位在风扇20的上游和/或下游。图2至图6示出了风扇20、单向阀24和冷却器8之间的可能连接。显然,冷却器8可或可不连接于风扇20和/或单向阀24,并且风扇20可或可不连接于单向阀24。
例如,每个单向阀24连接于风扇20。
风扇20可位于电机1的侧向侧,例如在容纳电机1的基座25内。风扇20可连接于冷却器8(图1),或者可容纳在基底25的底部处(图7),或者可位于电机1的将冷却流体带到定子2和转子3的横向通路26处。总之其它可能性是可能的。
另外,转子还可设置有连接于转子的一个或两个轴5的小附加风扇35。这些风扇35可类似于已知电机的风扇9,但是它们更小,更小意味着,它们仅能够提供用于定子2和转子3的冷却流体的一部分,即,风扇35不能够提供用于定子2和转子3的全部冷却流体。例如,风扇35可提供在前述部分负载条件下需要的冷却流体的一部分;这可例如在启动时是有用的。图15示出了这种实施例。
另外,孔口30可设置在壁28处,并且优选地,单向阀31可设置在孔口30处。
电机的冷却回路还可为反向冷却回路(图16)。利用该解决方案:
单向阀24具有闭合的缺省状态(例如,它们可通过重力闭合);这可增加可靠性;
利用该方案,冷却器8靠近定子2和转子3,并且由于冷却流体的循环而产生的可能加热可减少。
电机1的操作从所描述和示出的来看是显而易见的,并且大致如下。
冷却流体F1穿过在壁28之间的间隙27,壁28限定容纳定子2和转子3的外壳4的区;这些壁28被认为是外壳4的一部分。接着,冷却流体F2穿过冷却回路并且冷却定子2和转子3。因此,冷却流体F3穿过冷却器8、风扇20和单向阀24以接着再一次通过间隙27供应至定子2和转子3(箭头F4)。
图13示出了能够独立于彼此操作的单向阀24和风扇20的有利操作。
风扇20形成在它们的上游的低压区LP和在它们的下游的高压区HP。在风扇20b失效的情况下,冷却流体再循环可如箭头F5指示地生成;这可减小冷却定子2和转子3的冷却流体的量。
在该情况下,单向阀24b防止这种再循环,这是因为它防止从HP区至LP区的流动。另外,因为风扇20能够独立于彼此操作,所以可调整未损坏的风扇以向定子2和转子3提供更高量的冷却流体,使得定子2和转子3还在一个或更多个风扇20b失效的情况下接收正确量的冷却流体。
本公开还涉及电机1的改装方法。
待改装的电机1(图9)具有定子2和转子3,其带有用于定子2和/或转子3的冷却回路。另外,电机1具有用于使冷却流体循环穿过冷却回路的一个或更多个(根据其具体设计)风扇9;风扇9由转子3支承。
根据该方法,最初连接于转子3的风扇9被移除(图10)。
因此,设置一个或更多个新风扇20(根据该设计);新风扇20还在操作期间与转子3分离。
因为当风扇9从转子3移除而间隙27保留时,可设置阻塞件29以局部闭合间隙27。阻塞件29例如为优选地连接于定子2和/或外壳4的板。总之该特征不是必需的,并且可根据电机的需要和设计来执行。
另外,间隙27还可制造得更大,或者孔口30可设置至壁28,以便根据需要增加朝定子2和转子3流动的冷却流体。优选地,单向阀31设置在孔口30处。总之,该特征也不是必需的,并且根据电机的需要和设计可或可不执行。另外,孔口30还可与阻塞件29一起设置(图14)。
风扇9还可被小风扇35替代。因此可在如下情况下使用风扇35:
有或者没有孔口30,
有或者没有阻塞件29。
已在实践中发现,电机特别有利,这是因为:
它具有在部分负载处的高效率,这是因为在部分负载处风扇20仅要求在部分负载条件下冷却所需的功率,即,它们不受转子速度约束;
电机的温度可保持恒定或几乎恒定,由于更小的热应力,故这允许电机的更长寿命;
可减小由电机生成的噪音,这是因为设置了以可调节速度旋转的更小风扇,而不是以固定速度旋转的大风扇。
根据本公开的电机对于空气冷却电机而言特别有用,这是因为这些类型的机器的效率在部分负载处下降。总之,显然,电机同样还可为氢、氩或水冷却的电机。
当然,描述的特征可彼此独立地设置。
在实践中,使用的材料和尺寸可根据要求和技术状态而自由选择。
Claims (15)
1. 一种电机(1),其包括:
定子(2);
转子(3);
用于所述定子(2)和/或转子(3)的冷却回路;
用于冷却流体循环的至少一个风扇(20),
其特征在于,所述至少一个风扇(20)与所述转子(3)分离。
2. 根据权利要求1所述的电机(1),其特征在于,包括用于所述至少一个风扇(20)的起动的至少一个马达(21)。
3. 根据权利要求1所述的电机(1),其特征在于,包括多个风扇(20),至少一个风扇(20)能够独立于至少另一个风扇(20)起动。
4. 根据权利要求1所述的电机(1),其特征在于,包括与所述至少一个风扇(20)关联的至少一个单向阀(24)。
5. 根据权利要求4所述的电机(1),其特征在于,所述至少一个单向阀(24)连接于所述至少一个风扇(20)。
6. 根据权利要求1所述的电机(1),其特征在于,包括位于所述电机(1)的侧向侧的至少一个冷却器(8),所述至少一个风扇(20)连接于所述至少一个冷却器(8)。
7. 根据权利要求1所述的电机(1),其特征在于,容纳在基底(25)中,其中,所述至少一个风扇(20)容纳在所述基底(25)内。
8. 根据权利要求1所述的电机(1),其特征在于,所述转子(3)设置有连接于其一个或两个轴(5)的附加风扇(35),所述附加风扇(35)能够提供用于所述定子(2)和转子(3)的所述冷却流体的一部分。
9. 根据权利要求1所述的电机(1),其特征在于,所述电机具有高压区(HP)和低压区(LP),在它们之间具有至少一个壁(28),其中,所述至少一个壁(28)具有孔口(30)。
10. 根据权利要求1所述的电机(1),其特征在于,为发电机。
11. 一种用以改装电机(1)的方法,所述电机包括:
定子(2);
转子(3);
用于所述定子(2)和/或转子(3)的冷却回路;
用于冷却流体循环的、由所述转子(3)支承的至少一个风扇(9),
所述方法的特征在于,
移除连接于所述转子(3)的所述至少一个风扇(9),
设置在操作期间与所述转子(3)分离的至少一个新风扇(20)。
12. 根据权利要求11所述的方法,其特征在于,当移除连接于所述转子(3)的所述至少一个风扇(9)时,保留至少一个间隙(27),所述方法还包括设置局部闭合至少一个间隙(27)的至少一个阻塞件(29)。
13. 根据权利要求12所述的方法,其特征在于,使所述至少一个阻塞件(29)连接于所述定子(2)和/或外壳(4)。
14. 根据权利要求11所述的方法,其特征在于,以附加风扇(35)替代所述风扇(9)。
15. 根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述电机具有高压区(HP)和低压区(LP),在它们之间具有至少一个壁(28),所述方法包括使所述至少一个壁(28)设置有孔口(30)。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP12160790.7A EP2642639A1 (en) | 2012-03-22 | 2012-03-22 | Electric machine and method to retrofit an electric machine |
EP12160790.7 | 2012-03-22 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103326510A true CN103326510A (zh) | 2013-09-25 |
CN103326510B CN103326510B (zh) | 2017-04-12 |
Family
ID=45952879
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201310093580.9A Active CN103326510B (zh) | 2012-03-22 | 2013-03-22 | 电机以及改装电机的方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9356490B2 (zh) |
EP (1) | EP2642639A1 (zh) |
CN (1) | CN103326510B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105356668A (zh) * | 2015-12-03 | 2016-02-24 | 卧龙电气南阳防爆集团股份有限公司 | 一种可空水冷交替冷却的三相异步电机 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2899858B1 (en) * | 2014-01-24 | 2019-10-02 | Siemens Gamesa Renewable Energy A/S | Electric generator arrangement with improved cooling system and operating method thereto |
EP3203616B1 (en) * | 2016-02-02 | 2018-01-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Electric generator cooling method |
FR3087967A1 (fr) * | 2018-10-30 | 2020-05-01 | Valeo Systemes Thermiques | Systeme de refroidissement pour moteur electrique notamment de vehicule automobile |
EP4125189A1 (en) * | 2021-07-27 | 2023-02-01 | General Electric Renovables España S.L. | Cooling of active elements of electrical machines |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60210148A (ja) * | 1984-04-03 | 1985-10-22 | Mitsubishi Electric Corp | 回転電機の冷却装置 |
EP1381143A1 (en) * | 2002-07-11 | 2004-01-14 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Turbine power generator including supplemental parallel cooling and related methods |
CN201656686U (zh) * | 2010-02-03 | 2010-11-24 | 金群力 | 高压变频节能电机双风叶全封闭冷却装置 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61150635A (ja) * | 1984-12-24 | 1986-07-09 | Fuji Electric Co Ltd | 空気冷却器付可変速回転電機 |
SU1638769A1 (ru) * | 1989-04-24 | 1991-03-30 | Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт тяжелого электромашиностроения Харьковского завода "Электротяжмаш" им.В.И.Ленина | Закрыта электрическа машина |
US20020047340A1 (en) * | 2000-07-17 | 2002-04-25 | Lewis David W. | Motor/ generator using helium for thermal cooling |
US7122923B2 (en) * | 2003-07-10 | 2006-10-17 | Magnetic Applications Inc. | Compact high power alternator |
-
2012
- 2012-03-22 EP EP12160790.7A patent/EP2642639A1/en not_active Withdrawn
-
2013
- 2013-03-22 US US13/848,949 patent/US9356490B2/en active Active
- 2013-03-22 CN CN201310093580.9A patent/CN103326510B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60210148A (ja) * | 1984-04-03 | 1985-10-22 | Mitsubishi Electric Corp | 回転電機の冷却装置 |
EP1381143A1 (en) * | 2002-07-11 | 2004-01-14 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Turbine power generator including supplemental parallel cooling and related methods |
CN201656686U (zh) * | 2010-02-03 | 2010-11-24 | 金群力 | 高压变频节能电机双风叶全封闭冷却装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105356668A (zh) * | 2015-12-03 | 2016-02-24 | 卧龙电气南阳防爆集团股份有限公司 | 一种可空水冷交替冷却的三相异步电机 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2642639A1 (en) | 2013-09-25 |
US9356490B2 (en) | 2016-05-31 |
US20130249333A1 (en) | 2013-09-26 |
CN103326510B (zh) | 2017-04-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7443062B2 (en) | Motor rotor cooling with rotation heat pipes | |
Uzhegov et al. | Design aspects of high-speed electrical machines with active magnetic bearings for compressor applications | |
JP5358667B2 (ja) | 永久磁石式発電機 | |
CA2656986C (en) | Process and devices for cooling an electric machine | |
US8653703B2 (en) | Permanent magnetic rotating electric machine and wind power generating system | |
US8648505B2 (en) | Electrical machine with multiple cooling flows and cooling method | |
US20120217756A1 (en) | Wind power generator with internal cooling circuit | |
CN103326510A (zh) | 电机以及改装电机的方法 | |
EP2897259B1 (en) | Rotating electric machine | |
US9755474B2 (en) | Versatile cooling housing for an electrical motor | |
JP2004135499A (ja) | 超伝導同期機械の強制空気式ステータ通風システム及びステータ通風方法 | |
CN104838093A (zh) | 带有磁轴承的悬臂式涡轮机和发电机系统 | |
JP2006087291A (ja) | 圧縮気体貯蔵電力供給システムにおいて冷却を提供するためのシステムおよび方法 | |
CN104638814A (zh) | 一种旋转装置 | |
CZ296581B6 (cs) | Parní turbosoustrojí s parní turbínovou jednotkoua s pracovní strojovou jednotkou pro výrobu proudu | |
US7327055B2 (en) | Permanent magnet generator with an integral cooling system | |
EP2354449A2 (en) | Method and apparatus for double flow turbine first stage cooling | |
Jaatinen-Värri et al. | Design of a 400 kW gas turbine prototype | |
US8760015B2 (en) | Cooling of permanent magnet electric machine | |
JP5815600B2 (ja) | 電気機械用のロータ及び改装のための方法 | |
JP2010159756A (ja) | タービンホイール間の熱応答を同期させるための分割インペラ構造 | |
JP2008067471A (ja) | 回転電機および回転電機の冷却方法 | |
JP6437661B2 (ja) | 発電機を冷却する方法 | |
EP2481894B1 (en) | Method for retrofitting a power plant | |
US10554086B2 (en) | Method for cooling the rotor of an electric generator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: Baden, Switzerland Applicant after: ALSTOM TECHNOLOGY LTD Address before: Baden, Switzerland Applicant before: Alstom Technology Ltd. |
|
COR | Change of bibliographic data | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |