CN1184363A - 气体冷却电机 - Google Patents

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H·齐默尔曼
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Asea Brown Boveri AG Switzerland
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Abstract

以闭合冷却回路作回流冷却的风冷电极上,冷却装置装在机器下面的基坑(10)中,并构成组件结构。该装置由多个冷却器(11)组成,冷却器相互独立地安装在基坑(10)中,由与机器纵向相垂直的侧壁隔开。冷却器(11)的出口与机壳(1)和定子片堆(2)之间的冷却气体舱(14,16)无阻挡地相连。冷却器(11)的入口与机器正面上两个鼓风机(12)的排风室无阻挡地相连。这种结构除最佳地输送冷却气体外,能迅速更换和(或)切断一冷却器。

Description

气体冷却电机
技术领域
本发明涉及权利要求1前序部分所描述的一种气体冷却电机。
具有这些特征的气体冷却电机例如见德国专利申请公开说明书DE-4332304A1。
技术背景与技术现状
所谓间接冷却，其原理是将定子绕组线圈中产生的损耗输送给气态冷却剂(氢或空气)。这时主要的热流动是从铜线经绝缘体进入定子片的齿区。热量由定子齿传导给冷却剂。
在此场合下，极限温升由绝缘体的耐温性，进而由标准通过不同绝缘等级确定的相应最高温度预先规定(ANSI，IEC)。
由于埋入绝缘体的定子铜线与绝缘体表层之间的温差相当大，用传统冷却原理进行气体间接冷却的涡轮发电机，其最大功率受到限制。
因此，不乏改进冷却方法的建议，其工作一方面集中在加强电机中心区域的冷却，另一方面集中在彻底改变冷却回路，即从常规的压缩冷却转向抽吸冷却(英文为“回流冷却”)，例如见CIGRE报告“燃气轮机用大型空气冷却发电机和复合循环的发展”，特别是第11-201页上的图1(1992年会议，1992年8月30日至9月5日)。
一般来说，与压缩冷却相比，抽吸冷却的优点是冷却器释出的空气能直接输给定子中的冷却槽，并消除了机器鼓风机引起的温升。而人们认为其缺点是，冷却气体的输送总体上较为复杂，因为特别在绕组端部空间需装入其他部件，而且转子的冷却气体供应较为困难。
另一问题是在单位功率较高的机器上安装冷却器。把冷却器安装在外壳中而不增大外壳直径，是几乎不可能的。
本发明的说明
本发明的任务在于制成宜用抽吸冷却运行并实现最佳冷却的上述类型的气体冷却电机。
根据本发明，这一任务通过权利要求1的特征部分来完成。
此外，本发明的优点在于，冷却装置为组件结构，它们相互独立地安装在基坑内，使冷却器的出口与所述冷气室无阻挡连接，令却器的人口与两个鼓风机的排气室无阻挡连接。
冷却器安装在基坑内，就能利用主机部分和两个绕组端下面的全部空间，无需增大机器的运输外形尺寸，这对于铁路运输具有决定性意义。这种方法可使冷却面积增加50％。
在本发明的一种特别优先的实施形式中，基坑的一个侧壁28上有多个第一缺口，可在垂直于机器纵轴的方向上推移安装冷却器，在第一方向上通过所述缺口像抽屉那样抽出或卸掉冷却器，在与抽出侧面相对的侧面安装连接附件，并通过相对的侧壁28上的第二缺口接触冷却器，这种结构方式可在周期维修或有故障时迅速更换个别冷却器。
如果形成的结构使冷却器出口与冷却气体室隔开，便在冷却器与机器之间形成一个平衡室，该室轴向分布于机器的全长。当一冷却器失效时该室特别有利。例如用板状的盖盖住失效冷却器的出口，就能避免热的冷却气体进入冷却气体室。用与轴向平衡室联通的其余(正常的)冷却器可使机器降低功率继续运行。
本发明特别适用于热力机安装在板状基础上的燃气轮机机组和组合机组。在这样的设备上，涡轮发电机的基础水平面高出热力机基础水平面1000mm或1000mm以上。如果机器外壳在中间连接一基础的情况下固定在一热力机自身的板状基础上，则基础的内部用作基坑。因为保证了尽可能高的可接近性，从侧面抽出冷却器供装配、检查和修理便很简便。
附图简略说明
下面将根据一实施例详细说明本发明。图中所示为：
图1—风冷涡轮发电机及闭合冷却回路和装在基坑内的冷却器的横截面图；
图2图1所示涡轮发电机在2个冷却器之间的高度上沿AA线的截面图；
图3图1所示涡轮发电机在一个冷却器的高度上沿BB线的第二截面图；
图4图1所示涡轮发电机在定子片堆下方沿CC线的水平截面图；
图5由一热机和一电机组成的机组的简要垂直截面图。图中仅示出对理解本发明重要的零部件。
本发明的实施方式
图1所示风冷涡轮发电机有一机壳1内装分芯片组2组成的定子芯片堆。定子芯片堆中各个分芯片组2之间设有径向通风槽3。一转子4支承在用贯穿螺栓8固定在基座7上的支架轴承5、6中。(参见图2和3)。
基础7有一基坑10，它轴向延伸于机壳1的全长，并几乎占据机壳1全宽。在这一机坑10中装有机器的冷却装置。冷却装置为组件结构，例如由6个相同冷却器11构成。它们相互独立地安装在基坑内。这时，冷却器11的人口与转子4两侧所装鼓风机11的排风室相连，而冷却器11的出口通入一平衡室13。流过冷却器11的冷却气体用箭头表示，其中流入的热气体用18表示，流出的冷气体用19表示。所有其他未确切标出的箭头示出冷却气体的冷却回路。仅在机器的1/2部分上标明冷却回路，因为机器在冷却上为对称结构。
冷却原理为所谓回流式抽吸冷却，用鼓风机12把热气体输送给冷却器11。然后冷却气体19从冷却器11流经平衡室13而流入机器背部，即机器壳1与分定子片组2构成的定子片堆之间的空间。外壳背部中由外壳肋骨22及径向与轴向分隔壁23、24构成热气体与冷气体舱15、17；14、16。例如，机器两端各一个冷气体舱14，机器中央一个热气体舱17，在舱14与17之间机器竖向中央的两侧各一个热气体舱15和一冷气体舱16。
冷气流在平衡室13中分配给冷气舱14和16，构成分气流。第一分气流在导向板16和一内罩21之间直接流到转子4。第二分气流经绕组端27流入机器的空隙25。第三冷气流经冷气舱16和送风槽3流入空隙25。鼓风机12从空隙抽出冷气流，使之在内罩21和外罩20之间通过送风隙槽3及热气舱15和17，接着将之压至基坑10中的冷却器11。
图2所示为机器安装在其基础7上沿图1≠AA线的截面图。承载冷却器的导轨在这里标为32。
图3示出装在基础7侧壁28缺口29a、29b中的冷却器11。缺口29a、29b具有与冷却器11相同的截面形状，冷却器固定在这些缺口中而与机器的轴相垂直。冷却器11为抽屉状，系通过抽出侧壁上的第一缺口29a按推入方向引推入机器外壳1下面的空间，使装有其上的连接附件30插入第二缺口29b。冷却器11在这里连接未示出的冷却系统的其他装置。冷却器11和导轨32把机器机壳1下面的空间分成平衡室13和基坑10(参见图2和图3)，这一结构在有一冷却器失效时尤为有利。例如用板状的盖盖住失效冷却器的出口，便能阻止热的冷却气体进入冷却气体舱。用连通轴向平衡室13的其余(正常的)冷却器可使机器降低功率继续运行。
图4所示为基础7纵截面图中的冷却器11。像也能从图1看出的那样，把冷却器11安装在基坑中，是把机器主体部分下面的全部空间，即机器包括自身在内的绕组端27之间的部分用于冷却装置。在这种情况下不增大机器的运输外形尺寸，这特别是对铁路运输具有决定意义。与已知的技术现状相比，这种方法使冷却面增大50％或50％以上。
本发明特别适用于热机(33，图5)安装在板状基础34上的燃气轮机机组和组合机组在这样的设备上，涡轮发电机的基础水平面35比热力机33的板状基础水平面高1000mm或1000mm以上。如果此处机器外壳1中间连接一基础7而固定在板状基础34上，则基础7的内部空间用作基坑10。这样一来，抽出冷却器11进行安装、检查和修理便很简便，因为保证了尽可能高的可接近性。
以上根据具有3个热气体舱和4个冷却气体舱的气冷机阐明了本发明，而冷却气体舱由6个冷却器馈送冷却气体。当然，本发明也能在具有其他数量热气体舱、冷却气体舱及冷却器的机器上实现。如果有这种情况，仅需用外壳肋骨及径向和轴向隔离壁改变冷却气体的导流。
标号表1     机壳2     分定子片组3     送风槽4     转子5、6  支承轴承7     基础8、9  穿通螺栓10    基坑11    冷却器12    鼓风机13      平衡室14、16  冷却气体舱15、17  热气体舱18      11前的热空气19      11后的冷空气20      外罩21      内罩22      外壳肋骨23      径向隔离壁24      轴向隔离壁25      气隙26      导流板27      绕组端28      侧壁29a、b  缺口30      连接附件31      推入方向32      导轨33      热机34      板状基础35      基础水平面

Claims (5)

1、气体冷却电机，具有设在基坑(10)之上而固定在基础(7)上的外壳(1)，装在该外壳(1)内并在其内圆周上的槽中装有间接冷却定子绕组导体的定子和转子(4)，其中定子片堆由一个个用隔片分隔的分定子片包(2)构成，两个相邻的分定子片包(2)之间的空隙形成径向延伸的冷却槽(3)，冷却槽(3)在定子片包的内圆周上与定子片堆外圆周和外壳之间的舱室相连，一些舱室包含注人冷却气体的冷却气体舱(14，16)，一些舱室包含从所述冷却槽(3)径向向外流入的已升温冷却气体的热气休舱(15，17)，且热气体舱(15，17)与机器下面坑(10)中的冷却装置相连；而且其中鼓风机(12)和冷却气体输送装置设在机器的两端，它们从热气体舱(15，17)中抽出吸热后的冷却气体，并把冷却后的气体作为冷却气体输入所述冷却气体舱(14，16)、绕组端空间和转子(4)；其特征在于：冷却装置为组件结构，系由多个冷却器(11)构成，它们互不相关地装在基坑(10)中；冷却器的出口与所述冷却气体舱(14，16)无阻挡地相连，冷却器(11)的入口与两个鼓风机(12)的排风室无阻挡地相连。
2、如权利要求1所述的电机，其特征在于：
冷却器(11)的出口与冷却气体舱(14，16)有距离，这样形成的空间用作平衡室(13)。
3、如权利要求1或2所述的电机，其特征在于：
基坑(10)的侧壁(28)上开有第一缺口(29a)，因而冷却器(11)可在垂直于机器纵轴方向上推移安装，并可像抽屉那样抽出或卸下，而且冷却器(11)的连接附件(30)装在与抽出侧相对的一侧上，并能通过基坑(10)的对面侧壁(28)上的第二缺口(29b)接触到。
4、如权利要求3或4所述的电机，其特征在于：
机器外壳(1)固定在一基础(7)上，基础内部构成一基坑(10)。
5、如以上权利要求之一所述的电机，其特征在于：
为使其停机，各个冷却器(11)的出口可个别地用板状件封闭。
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DE (1) DE19645272A1 (zh)
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101521436A (zh) * 2008-02-27 2009-09-02 阿尔斯通技术有限公司 电机的风机冷却
CN101375487B (zh) * 2006-01-16 2011-05-25 阿尔斯通技术有限公司 气冷式电机
CN108365708A (zh) * 2018-04-11 2018-08-03 哈尔滨电机厂有限责任公司 一种主机垫块与通风箱一体化工艺方法

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19653060A1 (de) 1996-12-19 1998-06-25 Asea Brown Boveri Gasgekühlte elektrische Maschine
DE19751055A1 (de) * 1997-11-18 1999-05-20 Abb Patent Gmbh Gasgekühlter Turbogenerator
DE19818149A1 (de) * 1998-04-23 1999-10-28 Asea Brown Boveri Überströmkanäle eines Generators mit direkter Saugkühlung
DE19820111A1 (de) * 1998-05-06 1999-11-11 Asea Brown Boveri Hinterlüftung der Lagerbockkonsolen eines Generators mit direkter Saugkühlung
JP3289698B2 (ja) 1998-11-25 2002-06-10 株式会社日立製作所 回転電機
DE19856455A1 (de) 1998-12-03 2000-06-08 Asea Brown Boveri Generatorkühlung mit Kühlernachlaufmischung
DE19856456A1 (de) * 1998-12-03 2000-06-08 Asea Brown Boveri Gasgekühlte elektrische Maschine mit einem Axialventilator
US6124567A (en) * 1998-12-10 2000-09-26 Illinois Tool Works Inc. Die cast housing for welding machine generator
DE19931664A1 (de) * 1999-07-08 2001-01-11 Asea Brown Boveri Regelbare Kühleinrichtung für Turbogeneratoren
JP3332039B2 (ja) 1999-09-03 2002-10-07 株式会社日立製作所 回転電機
DE19950418A1 (de) * 1999-10-20 2001-04-26 Abb Patent Gmbh Verfahren und Anordnung zur Luftkühlung eines Turbogenerators einer elektrischen Maschine
US6232682B1 (en) 1999-11-10 2001-05-15 General Electric Co. Gas cooled solid conductor series loop cap assembly
US6268668B1 (en) 2000-01-03 2001-07-31 General Electric Co. Gas cooled generator stator structure and method for impingement cooling of generator stator coil
US6737768B2 (en) * 2000-03-31 2004-05-18 Hitachi, Ltd. Rotating electric machine
US6707179B2 (en) 2001-07-20 2004-03-16 Siemens Westinghouse Power Corporation Protected seal and related methods for sealing fluid in power generation system
US20050023909A1 (en) * 2002-06-13 2005-02-03 Cromas Joseph Charles Automotive generator
US20040000820A1 (en) * 2002-06-13 2004-01-01 Cromas Joseph Charles Automotive generator
AU2003246504A1 (en) * 2002-08-16 2004-03-03 Alstom Technology Ltd Dynamoelectric generator
US20050172651A1 (en) * 2002-08-16 2005-08-11 Alstom Technology Ltd Dynamoelectrical generator
DE102004016451A1 (de) * 2004-03-31 2005-11-03 Alstom Technology Ltd Turbogenerator
EP1787380B1 (de) * 2004-09-09 2012-07-04 Siemens Aktiengesellschaft Set aus einer mehrzahl von kühlermodulen und einem maschinengehäuse
US7439646B2 (en) * 2006-02-21 2008-10-21 Honeywell International, Inc. High power generator with enhanced stator heat removal
DK2182618T3 (da) * 2008-10-28 2012-10-29 Siemens Ag Anordning til afkøling af en elektrisk maskine
EP2200158B1 (en) * 2008-12-18 2013-11-27 Alstom Technology Ltd Acoustic alternator delimitation
US8427019B2 (en) * 2010-08-25 2013-04-23 Clean Wave Technologies, Inc. Systems and methods for cooling and lubrication of electric machines
US8482168B2 (en) 2010-08-25 2013-07-09 Clean Wave Technologies, Inc. Systems and methods for fluid cooling of electric machines
DE102014223527A1 (de) * 2014-11-18 2016-06-02 Siemens Aktiengesellschaft Kühlung eines axialen Endbereichs eines Stators einer rotierenden elektrischen Maschine
GB201706438D0 (en) * 2017-04-24 2017-06-07 Rolls Royce Plc Electrical machine apparatus
WO2021173124A1 (en) * 2020-02-26 2021-09-02 Dresser-Rand Company Rotor structure for a turbomachine with venting/sealing arrangement in tie bolt

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE464492C (de) * 1928-08-18 Bbc Brown Boveri & Cie Aus mehreren vertikal oder schraeg aufgehaengten Teilen bestehender Kuehler fuer dieKreislaufkuehlluft elektrischer Maschinen
US953574A (en) * 1909-03-27 1910-03-29 Bbc Brown Boveri & Cie Cooling of inclosed dynamo-electric machinery.
GB214935A (en) * 1922-10-24 1924-04-24 British Thomson Houston Co Ltd Improvements in and relating to cooling and ventilating systems for dynamo electric machines
GB297467A (en) * 1927-09-23 1929-11-28 Gen Electric Improvements in or relating to means for cooling of dynamo electric machines
DE720154C (de) * 1936-03-01 1942-04-25 Siemens Ag Belueftungsanordnung fuer elektrische Maschinen, insbesondere Turbogeneratoren
DE723640C (de) * 1939-02-14 1942-08-07 Aeg Kuehleinrichtung fuer rueckgekuehlte elektrische Maschinen grosser Leistung mit radial unterteilten Axialventilatoren
DE868176C (de) * 1950-08-10 1953-02-23 Siemens Ag Kuehleranordnung fuer gasgefuellte elektrische Maschinen
US2695368A (en) * 1953-01-27 1954-11-23 Gen Electric Dynamoelectric machine stator winding with fluid-cooling passages in conductor bars
US2746269A (en) * 1955-03-17 1956-05-22 Trane Co Plural stage refrigerating apparatus
CH686327A5 (de) * 1993-08-17 1996-02-29 Abb Management Ag Gasgekuehlte elektrische Maschine.
DE4331243A1 (de) * 1993-09-15 1995-03-16 Abb Management Ag Luftgekühlte rotierende elektrische Maschine
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

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101375487B (zh) * 2006-01-16 2011-05-25 阿尔斯通技术有限公司 气冷式电机
CN101521436A (zh) * 2008-02-27 2009-09-02 阿尔斯通技术有限公司 电机的风机冷却
CN101521436B (zh) * 2008-02-27 2013-03-27 阿尔斯通技术有限公司 电机的风机冷却
CN108365708A (zh) * 2018-04-11 2018-08-03 哈尔滨电机厂有限责任公司 一种主机垫块与通风箱一体化工艺方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE19645272A1 (de) 1998-05-07
EP0840426A1 (de) 1998-05-06
CZ347297A3 (cs) 1998-05-13
US5883448A (en) 1999-03-16
JPH10146022A (ja) 1998-05-29
HU9701781D0 (en) 1997-12-29
KR19980041977A (ko) 1998-08-17
HUP9701781A2 (hu) 1998-06-29
BR9705202A (pt) 1999-09-21

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