CZ261499A3 - End plate - Google Patents
End plate Download PDFInfo
- Publication number
- CZ261499A3 CZ261499A3 CZ19992614A CZ261499A CZ261499A3 CZ 261499 A3 CZ261499 A3 CZ 261499A3 CZ 19992614 A CZ19992614 A CZ 19992614A CZ 261499 A CZ261499 A CZ 261499A CZ 261499 A3 CZ261499 A3 CZ 261499A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- end plate
- stator
- plate according
- plate
- layers
- Prior art date
Links
Landscapes
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
Abstract
Koncová deska (1)je v otáčivém elektrickémstroji spojena se statorovým vinutímpomocí kabelu, přičemž deska (1) zahrnuje axiálně orientované drážky vinutí, které odpovídají drážkám statoru a dále axiálně orientované otvory (19,21,22) pro chladicí trubky' odpovídajícím statoru Koncová deska (!) dále zahrnuje alespoňjeden ohýbací prvek (20,23) předem tvarovaný v desce (1) pro chladicítrubky, které se vkládají do otvorů pro chladicí trubky (19,21,22), a dále zahrnuje podpory a ochranu chladicí trubky, a to v prvním axiálně orientovaném otvoru (19) u svého výstupuze statoru otáčivého elektrického stroje, přičemž koncovádeska (1) zahrnující ohýbací pávky (20,23)je umístěna u konce statoru, přičemž chladicí trubkaje ohnuta okolo ohýbacího prvku (20, 23) a to před upevněnímv druhém axiálně orientovaném otvoru (21) statoru, nebo píro prodloužení ven ze statoruThe end plate (1) is coupled to the rotating electrical apparatus with a stator winding using a cable, the plate (1) includes axially oriented winding grooves that match stator grooves and axially oriented holes (19,21,22) for cooling pipes' matching stator End plate (!) it further comprises at least one bending element (20, 23) in advance molded in the cooling tube plate (1) to be inserted into cooling tube openings (19, 21, 22), and further includes supporting and protecting the coolant tube at the first axial oriented opening (19) at its stator outlet of a rotating electrical machine, the end piece (1) including bending levers (20, 23) is located at the end of the stator, wherein the cooling tube is bent around the bending member (20, 23) before fixing in the second axially oriented a stator opening (21) or for extending out of the stator
Description
Oblast technikyTechnical field
Vynález se týká otáčivých elektrických strojů, například synchronních elektrických strojů, a stejně tak strojů s dvojitým napájením, aplikací kaskád asynchronních statických proudových konvertorů, strojů s vnějšími póly a synchronních strojů, a rovněž strojů na střídavý proud, které se v prvé řadě používají v elektrárnách jako generátory elektrického proudu. Vynález se zvláště týká statoru zmíněných strojů, a to provedení pro chlazení statorových zubů, a tím nepřímo i izolovaných elektrických vodičů vinutí statoru.The invention relates to rotating electrical machines, for example synchronous electrical machines, as well as dual-power machines, application of asynchronous static current converter cascades, external pole machines and synchronous machines, as well as AC machines which are primarily used in power plants. as power generators. In particular, the invention relates to the stator of said machines, namely an embodiment for cooling the stator teeth, and thus indirectly to the insulated electrical conductors of the stator windings.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Podobná zařízení byla obvykle navržena pro napětí s hodnotou 6-30 kV, přičemž napětí 30kV bylo považováno za horní limit. U těchto zařízení to obecně znamená, že generátor musí být připojen k síti přes transformátor se schopností zvyšování napětí na úroveň sítě, to je v rozmezí přibližně 130-400 kV. Takové zařízení je určeno pro vysoká napětí. Vysokým napětím se zde rozumí vysoká napětí s hodnotou nad 10 kV. Typickým pracovním rozsahem zařízení podle tohoto vynálezu je napětí od 36 kV do 800 kV. Vynález je na druhém místě určen pro použití v určené technické oblasti s napětím pod 36 k.Similar devices were typically designed for voltages of 6-30 kV, with 30kV being considered the upper limit. With these devices this generally means that the generator must be connected to the mains through a transformer with the ability to raise the voltage to the mains level, that is in the range of approximately 130-400 kV. Such a device is intended for high voltages. By high voltage is meant here high voltages above 10 kV. A typical operating range of the device according to the invention is a voltage from 36 kV to 800 kV. The invention is in the second place intended for use in a designated technical field with a voltage below 36 hp.
Pro obvyklé chlazení existují dva rozdílné systémy chlazení vzduchem: radiální chlazení, u kterého vzduch vstupuje přes náboj rotoru a radiálními kanálky do rotoru, a dále axiální chlazení, u kterého je vzduch foukán axiálními větráky do mezer mezi póly . Stator je rozdělen do radiálních vzduchových kanálků pomocí (obvykle rovných) mezerníků, které jsou připojeny přivařením. Vzhledem k malé tepelné vodivostí statoru se musí počet kanálků často zvyšovat, Nevýhodou chlazení vzduchem je skutečnost, že ventilační ztráty jsou často velmi značné, a proto musí být stator dlouhý, aby mohl obsáhnout větší množství ventilačních kanálků Ventilační kanálky rovněž zeslabují mechanickou strukturu, zvláště v případě vysoko napěťových generátorů s dlouhými zuby, které zde již byly zmíněny.For conventional cooling, there are two different air cooling systems: radial cooling, in which air enters the rotor hub and radial ducts, and axial cooling, in which air is blown by axial fans into the gaps between the poles. The stator is divided into radial air ducts by means of (usually straight) spacers, which are connected by welding. Due to the low thermal conductivity of the stator, the number of ducts must often increase. The disadvantage of air cooling is that the ventilation losses are often very large and therefore the stator must be long to accommodate a larger number of ducts. in the case of high voltage generators with long teeth already mentioned here.
Známé je rovněž chlazení vodou pomocí chladicích trubek v jádru kotvy statoru. Elektricky odizolované kovové trubky musely být nutně použity proto, aby nezkratovaly vrstvy ve statoru. Nevýhoda spočívá v tom, že při poškození izolace se může generátor vzniklým indukovaným proudem zničit. Za zmínku rovněž stojí náklady na ohýbání a ’ ’ » ·» · * v · * · φ φ φ φφφφ «φφφ φ φφφφφ φφφ * φφφ φφ φ · ·· φφ φφφ φφφ φφ φφ přivařování trubek ve spojích. Další nevýhoda spočívá v tom, že se v kovových trubkách elektrických strojů na střídavý proud indukují vířivé proudy, což vede k jistým ztrátám napětí.Water cooling by means of cooling tubes in the stator anchor core is also known. Electrically insulated metal pipes had to be used to avoid shorting the layers in the stator. The disadvantage is that if the insulation is damaged, the generator can be destroyed by the induced current. Also worth mentioning is the cost of bending and the welding of the pipes in the joints. A further disadvantage is that eddy currents are induced in the metal tubes of AC electric machines, which leads to some voltage losses.
Dokument US 036 165 uvádí vodič, u kterého izolace sestává z vnitrní a vnější vrstvy polovodivého pyrolizovaného skleněného vlákna. Známé je rovněž použití polovodičů, a to u dynamo-elektrických strojů, s izolací, která je například popsána v US 5 066 881, u které je vrstva z polovodivého pyrolizovaného skleněného vlákna v kontaktu se dvěma rovnoběžnými tyčemi, které vtvoří vodič, a kde je izolace v drážkách statoru obklopena vnější vrstvou z polovodivého pyrolizovaného skleněného vlákna, Pyrolizované skleněné vlákno je uvedeno jako vhodné vlákno, jelikož si zachovává hodnotu odporu dokonce i po nanesení impregnace.US 036 165 discloses a conductor in which the insulation consists of an inner and an outer layer of a semiconducting pyrolized glass fiber. It is also known to use semiconductors in dynamo-electric machines with insulation, for example as described in US 5,066,881, in which a layer of semiconducting pyrolized glass fiber is in contact with two parallel rods forming a conductor and where Insulation in the stator grooves surrounded by an outer layer of semi-conductive pyrolized glass fiber. Pyrolized glass fiber is listed as a suitable fiber as it retains the resistance value even after the impregnation has been applied.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Použitím vysokonapěťových izolovaných vodičů, u následujících uvedených vysokonapěťových kabelů, s pevnou izolací, která se podobá izolaci kabelů určených pro přenos elektrického proudu ve vinutí statoru (například kabely XLPE), se může zvýšit napětí stroje na takovou úroveň, že se stroj může připojit přímo k síti, a to bez použití transformátoru. Konvenční transformátor se tak může vyloučit. Tato koncepce vyžaduje štěrbiny, ve kterých je kabel ve statoru uložený, s větší hloubkou než je tomu u konvenční technologie (tenčí izolace, vzhledem k vysokému napětí, a mnohem více závitů ve vinutí). Přináší to nový problém pokud jde o chlazení, vibrace a vlastní kmitočty v oblasti konce cívky, zubů a vinutí.By using high-voltage insulated conductors, with the following high-voltage cables, with rigid insulation that resembles the insulation of cables intended to transmit power to the stator winding (for example, XLPE cables), the machine voltage can be increased to a level that the machine can connect directly to without using a transformer. Thus, a conventional transformer can be eliminated. This concept requires slots in which the cable is housed in the stator, with greater depth than conventional technology (thinner insulation, due to high voltage, and much more windings in the winding). This presents a new problem in terms of cooling, vibration and natural frequencies in the region of the coil end, teeth and windings.
Cílem tohoto vynálezu je poskytnout stator otáčivého elektrického stroje s koncovou deskou pro použití k přímému chlazení statoru, zvláště zubů statoru otáčivého elektrického stroje typu, který již byl popsán, a u kterého se chlazení realizuje chladicími trubkami, které jsou ve statoru orientovány v axiálním směru Úlohou desky statoru je poskytnout chladicím trubkám, na koncích statoru, ochranu Chladicí trubky jsou při montáži vystaveny mechanickému namáhání, a to na obou koncích statoru, které je tímto vynálezem eliminováno.It is an object of the present invention to provide a stator of a rotating electric machine with an end plate for use in direct cooling of a stator, particularly stator teeth of a rotating electric machine of the type already described and in which cooling is effected by cooling tubes oriented axially in the stator The stator is to provide protection to the coolant tubes at the ends of the stator. The coolant tubes are subjected to mechanical stress on assembly at both ends of the stator, which is eliminated by the present invention.
Dalším cílem tohoto vynálezu je, aby deska statoru při montáži vytvářela ohýbací šablonu chladicích trubek . Výhody poskytnuté tímto vynálezem jsou uvedeny v dalším popisu. Vynález je především určen k použití u vysokonapěťových kabelů, které budou dále popsány mnohem podrobněji, přičemž jeho výhody budou ze zmíněného popisu zřejmé.It is a further object of the present invention that the stator plate, when assembled, forms a bending template of the cooling tubes. The advantages provided by the present invention are set forth below. The invention is primarily intended for use in high voltage cables, which will be described in greater detail below, the advantages of which will become apparent from the description.
-3• 9* * ♦ 9 · · · •9 9 · 9 9 9 ·*···· • 9 · 9 9 · ·-3 • 9 * * 9 9 · 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9
999 99 *·· «99 ♦· ··999 98 * ·· «99 ♦ · ··
Tento vynález se týká koncové desky statoru v souvislosti $ chlazením statoru a jeho laminovaných výstupků, konkrétně zubů statoru a nepřímo vinutí statoru otáčivého elektrického stroje, například vysokonapěťového generátoru střídavého proudu.The present invention relates to a stator end plate in connection with cooling the stator and its laminated projections, in particular the stator teeth and indirectly the stator windings of a rotating electric machine, for example a high voltage AC generator.
Deska zahrnuje axiálně směrované drážky vinutí odpovídající statoru, a axiálně směrované otvory pro vstup a výstup chladicích trubek. Deska rovněž zahrnuje výřezy, ve kterých se nachází ohýbací prvky, okolo kterých jsou umístěny chladicí trubky určené k ohýbání. Koncová deska rovněž zahrnuje montážní drážky, jejichž úkolem je udržet, u výstupu každé štěrbiny vinutí z koncové desky, těsnicí prvek.The plate includes axially directed winding grooves corresponding to the stator, and axially directed openings for the inlet and outlet of the cooling tubes. The plate also includes cut-outs in which bending elements are located, around which cooling tubes to be bent are located. The endplate also includes mounting grooves to maintain, at the exit of each winding slot from the endplate, a sealing element.
U zařízení podle tohoto vynálezu se vinutí, kterému se dává přednost, skládá z kabelů, které mají pevnou protlačovanou izolaci, a které se používají k rozvodu elektrické energie, například XLPE kabely, nebo kabely S izolací EPR. Kabel tohoto typu zahrnuje vnitřní vodič složený z několika pramenů, vnitřní polovodivou vrstvu obklopující zmíněný vodič, pevnou izolační vrstvu obklopující zmíněnou polovodivou vrstvu, a dále zahrnuje vnější polovodivou vrstvu obklopující zmíněnou izolační vrstvu. Takové kabely jsou pružné, což je velmi důležitá vlastnost, jelikož technologie pro toto zařízení a podle tohoto vynálezu, je založena především na systému vinutí, u kterého je vinutí vytvářeno z kabelu, který je během montáže ohýbán. Pružnost kabelu XLPE běžně odpovídá poloměru zakřivení, který má pro kabel o průměru 30 mm hodnotu 20 cm, přičemž u kabelu o průměru 80 mm činí poloměr zakřivení 65 cm, U této aplikace se výraz „pružný“ používá k označení toho, že vinutí je pružné až do poloměru zakřivení, který má hodnotu čtyřikrát větší než je průměr kabelu, lépe osmkrát až dvanáctkrát větší.In the apparatus of the present invention, the winding is preferably comprised of cables having rigid extrusion insulation and used to distribute electrical energy, for example XLPE cables or EPR insulated cables. A cable of this type comprises an inner conductor composed of a plurality of strands, an inner semiconductive layer surrounding said conductor, a solid insulating layer surrounding said semiconductive layer, and further comprising an outer semiconductive layer surrounding said insulating layer. Such cables are flexible, which is a very important feature since the technology for this device and according to the present invention is based primarily on a winding system in which the winding is formed from a cable that is bent during assembly. The elasticity of the XLPE cable normally corresponds to the radius of curvature, which is 20 cm for a 30 mm diameter cable, while for a 80 mm cable, the radius of curvature is 65 cm. In this application, "flexible" is used to indicate that the winding is flexible up to a radius of curvature that is four times greater than the cable diameter, preferably eight to twelve times greater.
Vinutí by si mělo při ohýbání udržet své vlastnosti i v případě, že je v provozu vystaveno tepelnému namáhání. Životně důležité je, aby si vrstvy, při zmíněném namáhání, udržely schopnost vzájemné přilnavosti. Rozhodující jsou u vrstev jejich materiálové vlastnosti, zvláště pružnost a vzájemně podobné koeficienty tepelné roztažnosti. Tak například u kabelu typu XLPE izolační vrstva sestává z polyethylenu s křížovou vazbou a nízkou hustotou, polovodivé vrstvy sestávají z polyethylenu s obsahem sazí a kovových Částic. Změny objemu, způsobené fluktuací teploty, jsou zcela absorbovány změnou poloměrů v kabelu a díky srovnatelně malému rozdílu mezi koeficienty tepelné roztažnosti vrstev ve vztahu k pružnosti těchto materiálu, může se přitom vyskytovat roztažení v radiálním směru, a to bez ztráty adheze mezi vrstvami.The winding should retain its bending properties even when subjected to thermal stress in operation. It is vital that the layers retain the ability to adhere to each other under the stresses mentioned. What is decisive for the layers is their material properties, in particular the elasticity and mutually similar coefficients of thermal expansion. For example, in an XLPE type cable, the insulating layer consists of low density, low density polyethylene, and the semiconducting layers consist of polyethylene containing carbon black and metal particles. Volume variations due to temperature fluctuations are completely absorbed by the change in the radii in the cable, and due to the comparatively small difference between the coefficients of thermal expansion of the layers relative to the elasticity of these materials, radial expansion can occur without loss of adhesion between layers.
Uvedené kombinace materiálu by měly sloužit pouze jako příklady. Ostatní kombinace splňující specifikované podmínky, a rovněž podmínku polovodivosti, to znamenáThese combinations of materials should serve only as examples. Other combinations meeting the specified conditions as well as the semiconductivity condition, that is
-4··· ♦*·-4 ··· ♦ * ·
9 9 • 9 9 99 9 • 9 9
9 99 9
999 99 • · φ 9 9 9998 99 • · φ 9 9 9
999 999 hodnotu odporu v rozmezí 10'1 - 106 ohm-cm, například hodnotu 1-500 ohm-cm, nebo 10-200 ohm-cm, kdy zmíněné podmínky rovněž odpovídají rozsahu tohoto vynálezu.999999 resistance value in the range 10 1 to 10 6 ohm-cm, e.g., a value from 1 to 500 ohm-cm, or 10-200 ohm-cm, wherein said conditions also correspond to the present invention.
Izolační vrstva může například sestávat z pevného termoplastického materiálu, kterým může být polyethylen s nízkou hustotou ZLDPE/, s vysokou hustotou (HDPE), polypropylen (PP), polybutylen (PB) polymethyl penten (PMP), materiály s křížovou vazbou, například polyethylen s křížovou vazbou (XLPE), nebo pryž, například ethylen propytenová pryž (EPR), nebo silikonová pryž.For example, the insulating layer may consist of a rigid thermoplastic material which may be low density polyethylene (ZLDPE), high density polyethylene (HDPE), polypropylene (PP), polybutylene (PB) polymethyl pentene (PMP), cross-linking materials such as polyethylene with cross-linked (XLPE) or rubber, for example, ethylene propylene rubber (EPR), or silicone rubber.
Vnitřní a vnější polovodivé vrstvy mohou být zhotoveny ze stejného základního materiálu, ale s obsahem částic vodivého materiálu, například se sazemi nebo práškovým kovem.The inner and outer semiconductive layers may be made of the same base material, but containing particles of conductive material, such as carbon black or powdered metal.
Mechanické vlastnosti takových materiálu, zvláště jejich koeficient tepelné roztažnosti, jsou poměrně málo ovlivněny tím, zda obsahují, nebo neobsahují saze a kovové částice, a to alespoň v proporcích požadovaných k dosažení potřebné vodivosti podle tohoto vynálezu, Izolační vrstva a polovodivé vrstvy mají v podstatě stejný koeficient tepelné roztažnosti.The mechanical properties of such materials, in particular their coefficient of thermal expansion, are relatively little affected by whether or not they are carbon black and metal particles, at least in proportions required to achieve the required conductivity of the present invention. coefficient of thermal expansion.
Vhodnými polymery pro polovodivé vrstvy mohou být například ethylen-vinilacetát, pryž z kopolymerů/nitriíu, butyl graft polyethylen, kopolymery ethylen-butyl-akrylátu, a kopolymery ethylen-ethyl -akrylát.Suitable polymers for semiconducting layers may be, for example, ethylene vinyl acetate, rubber of copolymers / nitriles, butyl graft polyethylene, ethylene butyl acrylate copolymers, and ethylene ethyl acrylate copolymers.
Pokud se jako základ různých vrstev použijí odlišné typy materiálu, je žádoucí, aby měly v podstatě stejné koeficienty tepelné roztažnosti.Týká se to uvedených případu s kombinací materiálů.When different types of material are used as the basis for different layers, it is desirable that they have substantially the same coefficients of thermal expansion. This is the case with the combination of materials.
Uvedené matriály mají relativně dobrou pružnost s modulem pružnosti E < 500 MPa, lépe < 200 MPa. Pružnost je dostatečná pro jakýkoliv malý rozdíl mezi koeficienty tepelné roztažnosti materiálů vrstev, které se mají absorbovat v radiálním směru pružnosti, a to tak aby se neobjevily trhlinky, ani žádná jiná poškození, a vrstvy se přitom navzájem od sebe neuvolnily. Materiál vrstev je pružný a velikost adheze mezi vrstvami je alespoň stejná jako u nej slabšího z materiálů.Said materials have a relatively good elasticity with an elastic modulus E < 500 MPa, preferably < 200 MPa. The elasticity is sufficient for any small difference between the coefficients of thermal expansion of the layer materials to be absorbed in the radial direction of elasticity, so that no cracks or any other damage occur and the layers do not loosen from each other. The layer material is resilient and the amount of adhesion between the layers is at least equal to that of the weakest of the materials.
Vodivost polovodivých vrstev je dostatečná k vyrovnání potenciálu podél každé vrstvy. Vodivost vnější polovodivé vrstvy je dostatečně velká k uzavření elektrického pole v kabelu, ale je dostatečně malá k tomu,aby nevznikaly ztráty vlivem proudu indukovaného v podélném směru vrstvy.The conductivity of the semiconducting layers is sufficient to equalize the potential along each layer. The conductivity of the outer semiconductive layer is large enough to enclose the electric field in the cable, but is low enough to avoid loss due to the current induced in the longitudinal direction of the layer.
Každá ze dvou polovodivých vrstev v podstatě vytváří povrch se stejným potenciálem, přičemž tyto vrstvy uzavírají mezi sebou elektrické pole.Each of the two semiconducting layers essentially forms a surface with the same potential and encloses an electric field between them.
-5• a ·♦ · « • » · · · • · ·· · ·· · • · · tt*· ·· tt·-5 • a · tt * tt * tt
Nicméně, nic nebrání tomu, aby se do izolační vrstvy nezahrnulo více dalších polovodivých vrstev.However, there is nothing to prevent more other semiconducting layers from being included in the insulation layer.
Přehled obrázků na výkreseOverview of the drawings
Vynález bude nyní popsán mnohem podrobněji s odvoláním na přiložené výkresy, na kterých.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings in which: FIG.
obr.l znázorňuje perspektivní pohled na horní koncovou desku, podle tohoto vynálezu, v otáčivém elektrickém stroji se svislou osou otáčení, obr. 2a znázorňuje perspektivní pohled na spodní koncovou desku, podle tohoto vynálezu, v otáčivém elektrickém stroji se svislou osou otáčení, obr.2b znázorňuje odlévací zařízení podle tohoto vynálezu, obr.2c znázorňuje rez vysokonapěťovým kabelem, který se používá u tohoto vynálezu, obr. 3 znázorňuje pohled v radiálním směru na nárys horní koncové desky z obr. 1, obr.4 znázorňuje pohled v radiálním směru na půdorys koncové desky z obr.3, obr. 5 znázorňuje axiální řez deskou, vedený podél čáry A-A na obr .4, obr.6 znázorňuje radiální řez deskou, vedený podél čáry B-B na obr.4, obr.7 znázorňuje pohled v radiálním směru na spodní koncovou desku z obr,2, obr.8 znázorňuje pohled v radiálním směru na půdorys koncové desky z obr.7, obr.9 znázorňuje axiální řez deskou, vedený podél čáry C-C na obr.8, obr, 10 znázorňuje radiální řez deskou, vedený podél čáry D-D na obr.8, obr. 11 znázorňuje způsob, jakým jsou chladicí trubky protaženy horní koncovou deskou, a jak jsou upevněny u horního konce statoru, obr. 12 znázorňuje chladicí obvod podle tohoto vynálezu.Fig. 1 is a perspective view of an upper end plate according to the present invention in a rotary electrical machine with a vertical axis of rotation; Fig. 2a is a perspective view of a lower end plate according to the present invention in a rotary electrical machine with a vertical axis of rotation; Fig. 2b shows a casting device according to the present invention; Fig. 2c shows a cross-section of the high voltage cable used in the present invention; Fig. 3 shows a radial view of the top end plate of Fig. 1; Fig. 5 is an axial sectional view of the plate taken along line AA in Fig. 4; Fig. 6 is a radial cross section of the plate taken along line BB in Fig. 4; 2, FIG. 8 shows a radial view of the end plate of FIG. 7, FIG. 8, FIG. 10 shows a radial cross section of the plate taken along the line DD in FIG. 8; FIG. 11 illustrates how the cooling tubes are passed through the upper end plate and are fastened at the upper end 12 shows a cooling circuit according to the present invention.
Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Obr. 1 znázorňuje horní koncovou desku statoru 1 a 10 až 12 s axiálně orientovanými drážkami vinutí 2, které odpovídají statoru, jsou uspořádány radiálně a jejich počet závisí na konstrukci statoru, přičemž zmíněné drážky tvoří radiální řetěz drážek 3. Koncová deska statoru rovněž zahrnuje vstupní štěrbinu 4 a výstupní štěrbinu 5 pro chladicí trubky s tokem do a z laminovaných výstupků. Koncová deska statoru existuje ve formě kruhového sektoruGiant. 1 shows the upper end plate of the stator 1 and 10 to 12 with axially oriented winding grooves 2 which correspond to the stator are arranged radially and their number depends on the stator structure, said grooves forming a radial chain of grooves 3. The end plate of the stator also comprises an inlet slot 4 and an outlet slot 5 for cooling tubes with flow to and from the laminated projections. The stator end plate exists in the form of a circular sector
-6• · * b · • Φ · · » Φ · ·♦· ·« ·· »· s jednou nebo více drážek řetězu. Sektory jsou uspořádány těsně vedle sebe tak, že tvoří celou kruhovitou desku zakrývající jeden konec statoru (horní konec je-li osa stroje vertikální osou). Deska 1 rovněž zahrnuje dva horní licí kanálky 6,7, které jsou uspořádány radiálně v drážce řetězu 3, kde slouží k uložení horního těsnicího prvku 8, a to u výstupu každé drážky vinutí 2 z desky I (na obr. 1 je zobrazen pouze jeden těsnicí prvek). Na obr.l je rovněž zobrazena příčná štěrbina 9, která slouží k průchodu chladicích trubek do jádra kotvy statoru. Pro upevňovací tyč jádra je zde vytvořeno vybrání 10.-6 • * b with one or more chain grooves. The sectors are arranged close to each other to form an entire circular plate covering one end of the stator (the upper end if the machine axis is a vertical axis). The plate 1 also comprises two upper casting channels 6,7 which are arranged radially in the groove of the chain 3, where it serves to receive the upper sealing element 8, at the outlet of each slot of the winding 2 from the plate I (only one is shown in Fig. 1). sealing element). Also shown in FIG. 1 is a transverse slot 9 that serves to pass the cooling tubes into the stator armature core. A recess 10 is provided for the core mounting rod.
Obr.2a zobrazuje spodní koncovou desku statoru ii, která je stejným způsobem, jako horní koncová deska na obr. 1, opatřena stejným počtem axiálně umístěných drážek vinutí 2, které odpovídají drážkám statoru, tak jak je tomu u horní desky 10-12. a které jsou uspořádány radiálně a vytváří řetěz drážek 3. Spodní koncová deska statoruJ. je opatřena jednou nebo více štěrbinami 12, kterými prochází chladicí trubky a vybíhají ven z laminovaného výstupku, otáčí se a znovu do něj vstupují. Tak jak to bylo popsáno u homí desky, spodní koncová deska statoru lije navržena jako kruhový sektor s jednou nebo více drážkami řetězu. Sektory jsou uspořádány těsně vedle sebe tak, že vytváří celou kruhovitou desku zakrývající jeden konec statoru (spodní konec, jestliže je osa stroje svislou osou). Koncová deska statoru 11 rovněž zahrnuje dva spodní odlévací kanálky 13,14, které jsou uspořádány radiálně v drážkách řetězu 3, kde slouží k uložení spodního těsnicího prvku 15, a to u výstupu každé drážky vinutí 2 z desky 1 (na obrázku je zobrazen pouze jeden těsnicí prvek). Z obrázků je zřejmé, že těsnicí prvky mohou být tvarovány různě, a to v závislosti na tom, ke které desce patří. Z desky mohou vyčnívat v různé délce v závislosti na ochraně, kterou má každý prvek poskytovat. Spodní koncová deska statoru J_1 rovněž zahrnuje vybrání pro upevňovací tyč Jádra“. Na obr,2 je rovněž znázorněna spodní koncová deska statoru s počtem spojovacích otvorů 16, které slouží ke spojení s odlévacím zařízením 100, viz obr.2b, a montážní otvory 17 pro závěrný svorník, který zajišťuje spojení desky H se spodním tlustým plechem,který tvoří prstencovitou část rámu statoruFig. 2a shows the lower end plate of the stator ii, which in the same manner as the upper end plate of Fig. 1 is provided with the same number of axially spaced winding grooves 2 that correspond to the stator grooves as in the upper plate 10-12. and which are arranged radially to form a chain of grooves 3. The lower end plate of the stator. it is provided with one or more slots 12 through which the cooling tubes pass and extend out of the laminated projection, rotate and re-enter it. As described for the top plate, the lower end plate of the stator 11 is designed as a circular sector with one or more chain grooves. The sectors are arranged adjacent to each other to form an entire circular plate covering one end of the stator (the lower end if the machine axis is a vertical axis). The end plate of the stator 11 also comprises two lower casting channels 13, 14, which are arranged radially in the grooves of the chain 3, where they serve to receive the lower sealing element 15, at the exit of each slot of the winding 2 from the plate 1 ( sealing element). It can be seen from the figures that the sealing elements can be shaped differently depending on which plate they belong to. They may protrude from the plate in different lengths depending on the protection each element is intended to provide. The lower end plate of the stator 11 also includes a recess for the core fastening rod. FIG. 2 also shows the lower end plate of the stator with a number of connecting holes 16 for connection to the casting device 100, see FIG. 2b, and mounting bolt mounting holes 17 for connecting the plate H to the bottom sheet, which they form an annular part of the stator frame
Na obr. 2b je znázorněno odlévací zařízení 100 se vsuvkami trubky 110 v oblasti štěrbin 12. Odlévací zařízení 100 je uspořádáno tak, aby se mohlo připojit ke spodní koncové desce statoru H pomocí svorníků 120. Odlévací zařízení 100 rovněž zahrnuje pryžová těsnění 125 umístěná proti koncové desce u silikonového uložení chladicích trubek.Referring to Figure 2b, the casting apparatus 100 is shown with tube nipples 110 in the area of the slits 12. The casting apparatus 100 is arranged to be attached to the lower end plate of the stator H by bolts 120. The casting apparatus 100 also includes rubber seals 125 positioned opposite the endplate. plate for silicone cooling pipe support.
Postup uložení těsnicích prvků se týká odpojitelných prostředků ve formě válcovitých zátek pro odlévání prvků, které se mají upevnit na koncové desce, a dále odlévací směsi vstřikované do vstupního otvoru v desce, odkud se šíří do všech poloh kabelu.The method of accommodating the sealing elements relates to detachable means in the form of cylindrical plugs for casting the elements to be fastened to the end plate, and further to the casting compositions injected into the inlet opening in the plate from where it propagates to all cable positions.
999 Λ999 Λ
-Ί9 9 9 • 9 9 9-9 9 9 • 9 9 9
9» ·· «99 »··« 9
V » 9V »9
9 9 99 9 9
9« 9 9 9 9 «9 9 9 9 9
«9 ·«9 ·
Postup odléváni chladicích trubek spočívá v těsném spojeni odlévacího zařízeni s první laminámi deskou, následně se kolem chladicích trubek vpravuje silikon, a to tak dlouho, dokud nezačne z horní koncové desky vytékat. Odlévací zařízeni se potom odstraní a spojí se s další laminámi deskou a postup vstřikování se opakuje tak dlouho, až jsou všechny chladicí trubky uloženy v silikonu. Chladicí trubky jsou tak uloženy jak uvnitř koncových desek, tak i uvnitř statoru. Odlévací zařízení se může znovu používat.The process of casting the cooling tubes consists in tightly connecting the casting apparatus to the first laminate plate, then silicone is introduced around the cooling tubes until it starts to flow out of the upper end plate. The casting apparatus is then removed and bonded to another laminate plate and the injection molding process is repeated until all cooling tubes are embedded in silicone. The cooling tubes are thus positioned both inside the end plates and inside the stator. The casting device can be reused.
Používají se dva oddělené postupy, jeden pro těsnicí prvky a druhý pro chladicí trubky. U těchto postupů se používají různé typy silikonu.Two separate procedures are used, one for the sealing elements and the other for the cooling pipes. Various types of silicone are used in these processes.
Obr.2c znázorňuje příčný řez vysokonapěťovým kabelem 111 používaným v rámci tohoto vynálezu. Vysokonapěťový kabel 111 sestává z množství měděných pramenů 112 a má kruhový průřez. Prameny 112 jsou umístěny ve středu vysokonapěťového kabelu 111. Okolo pramenů 112 se nachází polovodivá vrstva 113. Okolo první polovodivé vrstvy 113 je umístěna izolační vrstva 114, například z materiálu XLPE, a kolem této izolační vrstvy 114 je umístěna druhá polovodivá vrstva 115. Vysokonapěťový kabel u této aplikace nezahrnuje vnější plášť, který normálně takový kabel rozvodu proudu obklopuje. Vysokonapěťový kabel má průměr v rozmezí 20-250 mm a vodicí plochu v rozmezí 40-3000 mm2.Fig. 2c shows a cross-section of a high voltage cable 111 used in the present invention. The high voltage cable 111 consists of a plurality of copper strands 112 and has a circular cross-section. The strands 112 are located in the middle of the high voltage cable 111. A semiconductive layer 113 is provided around the strands 112. Around the first semiconductive layer 113 is an insulating layer 114, for example of XLPE, and around the insulating layer 114 is a second semiconducting layer 115. in this application, it does not include an outer sheath that normally surrounds such a power distribution cable. The high voltage cable has a diameter in the range of 20-250 mm and a guide surface in the range of 40-3000 mm 2 .
Na obr.3 jsou znázorněny oba odlévací kanálky 6, 7 horní koncové desky statoru 1, a dále vstup 18 sloužící ke vstřikování odlévací směsi.FIG. 3 shows both casting channels 6, 7 of the upper end plate of the stator 1, and an inlet 18 for injection molding.
Obr, 3 zobrazuje oba odlévací kanálky 6, 7 horní koncové desky statoru 1 a vtok 18, který.slouží ke vstřikování směsi.Fig. 3 shows both the casting channels 6, 7 of the upper end plate of the stator 1 and the inlet 18 which serves to inject the mixture.
Obr.4 zobrazuje horní koncovou desku statoru 1 s vtokovým otvorem 19 chladicích trubek ve vtokové štěrbině 4, a dále první ohýbací prvek 20 pro chladicí trubky. Otvory vracejících se chladicích trubek jsou rovněž znázorněny, a to s prvky ohýbání 23 mezi zmíněnými otvory. Výtoková štěrbina 5 je uspořádána podobným způsobem, to znamení s výtokovým otvorem 24 a odpovídajícím prvním a druhým prvkem ohýbání 20,23. Vtoková a výtoková štěrbina 4, 5 je rovněž zahrnuta, a to s obrácenou dutinou 25 většího průměru na straně jádra statoru, aby se umožnilo spojení chladicí trubky se silnější trubkou z důvodu lepší ochrany.4 shows the upper end plate of the stator 1 with the cooling tube inlet 19 in the inlet slot 4, and a first bending element 20 for cooling tubes. The openings of the returning cooling tubes are also shown, with bending elements 23 between said openings. The outlet slot 5 is arranged in a similar manner, that is to say, with the outlet opening 24 and corresponding first and second bending elements 20, 23. The inlet and outlet slots 4, 5 are also included, with an inverted cavity 25 of larger diameter on the stator core side, to allow the cooling tube to connect with a thicker tube for better protection.
Příčný řezu deskou na obr.5 znázorňuje vtokovou štěrbinu 2 a horní odlévací kanálky 6,7.The cross-section of the plate in FIG. 5 shows the inlet slot 2 and the upper casting channels 6.7.
Radiální řez deskou na obr.6 znázorňuje vtokovou štěrbinu 4, která vystupuje z vtokového otvoru 19 do obrácené dutiny 25. Na obrázku je vidět, že první ohýbací prvek 20 je vyšší než druhý ohýbací prvek 23, takže chladicí trubka, fungující jako vtok do statoru, seThe radial section of the plate in FIG. 6 shows an inlet slot 4 which extends from the inlet opening 19 into the inverted cavity 25. It can be seen that the first bending element 20 is higher than the second bending element 23 so that the cooling tube acting as the stator inlet , se
-8- v* · · · •0» · « *000 • 0 00 0 · « ·«··»» 0 0 0 » 0 0 «-8- v * · · · 0 0 · 000 000 0 0 0 0 0 0 0 0 0
000 0· 00« «00 «0 0« nachází blíže povrchu než chladicí trubka, která se do této desky vrací. Chladicí trubky se nachází jedna nad druhou ve vtokové štěrbině 4,000 0 · 00 «« 00 «0 0« is closer to the surface than the cooling tube returning to this plate. The cooling tubes are located one above the other in the inlet slot 4,
U horní koncové desky statoru 1 platí, že tloušťka desky tu má hodnotu, u které tu ž 2Ff, kde Fr je vnější průměr chladicí trubky, takže všechny chladicí trubky jsou deskou zakryté.For the upper stator end plate 1, the thickness of the plate here has a value that t u F F 2F, where F r is the outer diameter of the cooling tube so that all cooling tubes are covered with a plate.
Obr.7 zobrazuje dva odlévací kanálky 13,14 spodní koncové desky statoru U a odlévací vtok 18 pro vstřikování odlévací směsí. To, co odlišuje spodní desku od horní desky je, že tloušťka desky horní desky ti je menší a odlévací kanálky 13,14 jsou umístěny blíže k sobě,7 shows two casting channels 13, 14 of the lower end plate of the stator U and a casting inlet 18 for injecting the casting composition. What distinguishes the bottom plate from the top plate is that the thickness of the top plate plate is less and the pouring channels 13, 14 are located closer together,
Obr.8 znázorňuje spodní koncovou desku statoru H z vnější strany, přičemž odhaluje štěrbiny 12, otvory chladicích trubek 19,21,22 a otvor chladicí trubky 26 umístěný v jádru kotvy statoru. Všechny otvory chladicích trubek 19,21,22,26 tvoří otvory v desce pro vracející se chladicí trubky, s třetími ohýbacími prvky 27 umístěnými mezi nimi.Fig. 8 shows the lower end plate of the stator 11 from the outside, revealing slots 12, cooling tube openings 19, 21, 22 and a cooling tube opening 26 located in the stator armature core. All cooling tube openings 19, 21, 22, 26 form holes in the plate for returning cooling tubes, with third bending elements 27 positioned therebetween.
Axiální řez deskou na obr.8 a 9 znázorňuje drážku vinutí 2 a spodní odlévací kanálky 13, 14. Řez rovněž odhaluje, že spodní deska má otvor 28 pro odlévací zařízení.8 and 9 show the winding groove 2 and the lower casting channels 13, 14. The section also reveals that the lower plate has an opening 28 for the casting device.
Obr. 10 zobrazuje radiální řez spodní koncovou deskou statoru H. a spodním silným kovovým plechem 30, spojeným se zmíněnou deskou závěrným svorníkem 29. Tři ohýbací prvky 27 jsou rovněž znázorněny ve štěrbině 12, a stejně tak spojovací otvory pro odlévací zařízení. Spodní deska je tím konstruována pro chladicí trubky, které se do zmíněné desky vrací. Jelikož jsou vtoky a výtoky umístěny ve spodní desce, může být tloušťka této desky minimální. U koncové desky statoru U je tloušťka desky ti taková, že ti > Fr, kde Fr je vnější průměr chladicí trubky, takže chladící trubky jsou deskou zakryté.Giant. 10 shows a radial cross-section of the lower end plate of the stator 11 and the lower thick metal plate 30 connected to said plate by a locking bolt 29. Three bending elements 27 are also shown in the slot 12 as well as the connecting holes for the casting device. The bottom plate is thus designed for cooling tubes which return to said plate. Since the inlets and outlets are located in the bottom plate, the thickness of the plate may be minimal. At the end plate of the stator U, the thickness of the plate t1 is such that t > F r , where F r is the outer diameter of the cooling tube, so that the cooling tubes are covered by the plate.
Obr.l 1 znázorňuje řez částí statoru 31 s chladicími trubkami, s jádrem statoru 32, na jehož jednom konci je upevněna koncová deska statoru 1. Z obr. 11 je zřejmé, že všechny chladicí trubky 33 vcházející do vtokových a výtokových Štěrbin jsou uloženy do koncové desky statoru 1 tak, že jsou chráněny před mechanickými otřesy. Chladicí trubky jsou rovněž připojeny k vtokovému okruhu 132 vtokového média a k výtokovému okruhu 133 výtokového média.11 is a cross-sectional view of a portion of a cooling tube stator 31 with a stator core 32 at one end of which a stator end plate 1 is mounted. FIG. 11 shows that all cooling tubes 33 entering the inlet and outlet slots are received in the end plates of the stator 1 so that they are protected from mechanical shocks. The cooling tubes are also connected to the inlet circuit 132 of the inlet medium and to the outlet circuit 133 of the outlet medium.
Obr. 12 znázorňuje skutečnost, že všechny chladicí trubky jsou připojeny k uzavřenému chladicímu okruhu 129, který u zobrazeného provedení zahrnuje nádrž 30 s chladivém 131, kterým může být voda, vodík, nebo jiné chladivo. Nádrž 130 zahrnuje indikátor hladiny chladivá, který slouží k ovládání a zaznamenávání výšky hladiny. Nádrž 130 je rovněž připojena ke dvěma prstencovitým trubkám sestávajících z vtokového okruhu 132 a výtokového okruhu 133. Mezi oběma okruhy 132, 133 je připojeno množstvíGiant. 12 illustrates the fact that all coolant tubes are connected to a closed coolant circuit 129, which in the illustrated embodiment includes a tank 30 with coolant 131, which may be water, hydrogen, or other coolant. The tank 130 includes a coolant level indicator for controlling and recording the level. The tank 130 is also connected to two annular tubes consisting of an inlet circuit 132 and an outlet circuit 133. A plurality of connections are connected between the two circuits 132, 133
-9· » 4*44 *44· · 4 · 4·4 4·· • 44 4 · 4 ••4 4· 444 ··· 4« 4· paralelních okruhů, jejichž počet odpovídá počtu zubů statoru, nebo ozubených míst, s chladicími trubkami. Jeden takový paralelní okruh je znázorněn na obr. 12. Chladivo 131 ie umístěno tak, aby cirkulovalo z vtokového okruhu 132, současně všemi paralelními okruhy 134, do výtokového okruhu 133 a cirkulačního Čerpadla 135, dále do cirkulačního filtru 136 přes výměník tepla 137. například deskový výměník tepla, a dále zpět do vtokového okruhu 132. Voda ze zásobníku je dodávána čerpadlem výměníku 138 přes filtr (není zobrazen) a jeden konec výměníku tepla 137. Voda je čerpána přes výměník zpět do zásobníku.-9 · »4 * 44 * 44 · · 4 · 4 · 4 4 ·· · 44 4 · 4 •• 4 4 · 444 ··· 4« 4 · parallel circuits corresponding to the number of stator teeth or toothed points , with cooling pipes. One such parallel circuit is shown in FIG. 12. The refrigerant 131 is positioned to circulate from the inlet circuit 132, simultaneously through all parallel circuits 134, to the outlet circuit 133 and the circulation pump 135, further to the circulation filter 136 via a heat exchanger 137, for example. The water from the tank is supplied by the exchanger pump 138 through a filter (not shown) and one end of the heat exchanger 137. The water is pumped through the exchanger back to the tank.
Popsané koncové desky statoru, kterým se dává přednost, jsou vyráběny z laminovaného materiálu. Mohou mít formu úplné kruhové desky místo toho, aby byly rozdělené na sektory, tak jak to bylo již popsáno. Kromě toho jsou všechny chladicí trubky uloženy v silikonové pryži ve statoru, aby se tak zlepšil přenos tepla mezi laminátem a chladicími trubkami.The described stator end plates, which are preferred, are made of laminated material. They may take the form of a complete circular plate instead of being divided into sectors as already described. In addition, all cooling tubes are embedded in silicone rubber in the stator to improve heat transfer between the laminate and the cooling tubes.
Koncové desky statoru, ať už se jedná o horní nebo spodní desku, mají hodnotu axiální tloušťky t, pro kterou platí, že t > Fr, kde Fr je vnější průměr chladicí trubky. Označení t zde představuje buďto ti nebo t u.The stator end plates, whether the top plate or the bottom plate, have an axial thickness value t, for which t> F r , where F r is the outer diameter of the coolant tube. Here, the designation t represents either ti or t u .
Druhý a třetí ohýbací prvek 23,27 koncové desky statoru je ohýbán v jednom nebo dvou krocích, kdy každý krok tvoří úhel 90°, tak jak je to vidět na obr .6 a 10, nebo v jednom kroku s úhlem 180°, to znamená ohyb v polokruhu, a to tehdy, když vzdálenost mezi chladicími trubkami odpovídá průměru ohýbacího kruhu. První ohýbací prvek 20. u vtokového otvoru a výtokové ho otvoru, je ohýbán v jednom kroku s hodnotou úhlů 90°. Ohýbací prvky 20, 23,27 jsou ohýbány v jednom nebo ve dvou krocích, kdy každý krok představuje ohyb o 90°,The second and third stator end plate bending members 23, 27 are bent in one or two steps, each step forming an angle of 90 ° as shown in Figures 6 and 10, or in one step with an angle of 180 °, i.e. bend in the semicircle when the distance between the cooling tubes corresponds to the diameter of the bending ring. The first bending element 20 at the inlet opening and the outlet opening is bent in one step with angles of 90 °. The bending elements 20, 23, 27 are bent in one or two steps, each step representing a 90 ° bend,
Claims (19)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ19992614A CZ261499A3 (en) | 1998-02-02 | 1998-02-02 | End plate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ19992614A CZ261499A3 (en) | 1998-02-02 | 1998-02-02 | End plate |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ261499A3 true CZ261499A3 (en) | 2000-05-17 |
Family
ID=5465275
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ19992614A CZ261499A3 (en) | 1998-02-02 | 1998-02-02 | End plate |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ261499A3 (en) |
-
1998
- 1998-02-02 CZ CZ19992614A patent/CZ261499A3/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2193813C2 (en) | Axially cooled rotary electrical machine | |
US7019429B1 (en) | Method of applying a tube member in a stator slot in a rotating electrical machine | |
AU724972B2 (en) | Axial air-cooling of transformers | |
US6825585B1 (en) | End plate | |
EP1186089A1 (en) | Cooling of high-voltage rotating electric machines | |
EP1020001A1 (en) | Method for mounting a cooling tube in a cooling tube channel | |
RU2202142C2 (en) | Cable junction device and rotating electrical machine incorporating such device | |
CZ261499A3 (en) | End plate | |
CA2305428A1 (en) | Device for a rotating electric machine | |
KR20010049163A (en) | A mechanically supported winding | |
AU725113B2 (en) | Rotating electric machine and a bracing device for such a machine | |
AU737267B2 (en) | A method of repairing a winding system including splicing a high-voltage cable | |
WO1998034240A1 (en) | Combined axial air-cooling of a transformer | |
CZ261999A3 (en) | Design of cable couplings and rotary electric machine comprising such design | |
EP1205018A1 (en) | A method for a rotating electric machine and a machine for carrying out the method | |
CZ264499A3 (en) | Rotating electric machine with coil supports | |
MXPA00005115A (en) | A method of applying a tube member in a stator slot in a rotating electrical machine | |
MXPA99006969A (en) | A device in the stator of a rotating electric machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic |