DE10018642A1 - Drehelektromaschine - Google Patents

Drehelektromaschine

Info

Publication number
DE10018642A1
DE10018642A1 DE10018642A DE10018642A DE10018642A1 DE 10018642 A1 DE10018642 A1 DE 10018642A1 DE 10018642 A DE10018642 A DE 10018642A DE 10018642 A DE10018642 A DE 10018642A DE 10018642 A1 DE10018642 A1 DE 10018642A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cooling
gas
stator
electric machine
rotary electric
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
Application number
DE10018642A
Other languages
English (en)
Other versions
DE10018642C2 (de
Inventor
Masayuki Kaiho
Hideaki Mori
Shigekazu Kieda
Tadashi Sonobe
Ryoichi Shiobara
Akitomi Senba
Kenichi Hattori
Yoshiki Abe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Publication of DE10018642A1 publication Critical patent/DE10018642A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10018642C2 publication Critical patent/DE10018642C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/10Arrangements for cooling or ventilating by gaseous cooling medium flowing in closed circuit, a part of which is external to the machine casing
    • H02K9/12Arrangements 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

Abstract

Eine Drehelektromaschine, insbesondere mit hoher Kapazität, in der ein ausreichendes Kühlungsluftvolumen für ihren axialen Mittelabschnitt sichergestellt ist, um die Temperaturverteilung in axialer Richtung ihres Rotors (1) und ihres Stators (2) gleichmäßig zu machen. Jede Gaskühleinrichtung (8) der Drehelektromaschine ist in wenigsens zwei Kanalabschnitte (12, 13) unterteilt, in denen Gasströme in zwei zueinander entgegengesetzten Richtungen erzeugt werden. Außerdem ist ein Stator/Kühleinrichtungs-Verbindungsabschnitt (18) ausgebildet, der wenigstens zwei Kanalabschnitte (15, 16), die sich radial außerhalb des Stators (2) befinden und axial durch Trennwände (14) definiert sind, mit den Kanalabschnitten (13) in den Gaskühleinrichtungen verbindet. Durch diese Anordnung kann kaltes Gas in den axialen Mittelabschnitt des Stators (2) gelenkt werden, ohne den Gesamtventilationswiderstand zu erhöhen, so daß ein Temperaturanstieg im axialen Mittelabschnitt des Stators (2) und des Rotors (1) verhindert werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Drehelektromaschi­ nen wie etwa Turbinengeneratoren und insbesondere eine Kühlungsstruktur hierfür.
Für die Ventilationskühlung einer hermetisch gekapselten Drehelektromaschine sind in einem Ventilationskanal Kühleinrichtungen installiert, wobei Gas, das nach der Kühlung eines Stators und eines Rotors erwärmt ist, durch den Ventilationskanal in die Kühleinrichtungen geleitet wird, um es wieder abzukühlen. Hierbei sind die Kühlein­ richtungen im allgemeinen an Positionen angeordnet, die eine Links-Rechts-Symmetrie aufweisen, wie etwa aus JP H5-161307-A bekannt ist. Im Fall eines einzelnen Vorwärtsleitungssystems strömt Gas aus einem Mittelab­ schnitt der Drehelektromaschine und durch die Kühlein­ richtungen und anschließend durch einen Lüfter, der das Gas beschleunigt, wobei der Rotor und der Stator kühlt werden, bevor das Gas in die Kühleinrichtungen zurück­ kehrt. Gemäß dem obengenannten Dokument befinden sich die Kühleinrichtungen über und in einem Abstand von dem Stator, wobei sie von den Spulenenden des Stators mittels einer Trennwand getrennt sind. Durch Anordnen der Kühl­ einrichtungen an diesen Positionen kann verhindert wer­ den, daß Wasser, das durch die Kondensation in den Kühl­ einrichtungen entsteht, auf den Stator und auf das Spulenende des Stators tropft.
In JP H5-161307-A wird jedoch das folgende Problem nicht betrachtet: In einer Drehelektromaschine mit großer Kapazität besitzen der Rotor und der Stator jeweils eine große axiale Länge; da in axialer Richtung eine gleichmä­ ßige Temperaturverteilung anzustreben ist, entsteht das Problem, daß das Volumen der in den Ventilationskühlungs­ kanal strömenden Kühlungsluft im axialen Mittelabschnitt unzureichend ist, so daß die Temperatur im axialen Mit­ telabschnitt höher als in einem axialen Endabschnitt ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Drehelektromaschine zu schaffen, bei der ein ausreichen­ des Volumen der in den Kühlungsluftkanal strömenden Kühlungsluft im axialen Mittelabschnitt sichergestellt werden kann und bei der die Temperatur in axialer Rich­ tung gleichmäßig verteilt ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Drehelektromaschine nach Anspruch 1 bzw. 3. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Drehelektromaschine besitzt interne Maschinengas-Kühleinrichtungen, wobei ein Kühlungsluftka­ nal, der in jeder der Maschinengas-Kühleinrichtungen gebildet ist, in wenigstens zwei Kanalabschnitte unter­ teilt ist, in denen Ströme in zwei zueinander entgegenge­ setzten Richtungen erzeugt werden. Ferner sind Teilzonen vorhanden, die sich an den radialen Außenseiten eines Stators der Drehelektromaschine befinden und in axialer Richtung in wenigstens zwei Abschnitte unterteilt sind, außerdem sind Verbindungskanäle vorhanden, die die Kanal­ abschnitte in den Kühleinrichtungen verbinden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deut­ lich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die Zeichnung Bezug nimmt; es zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht der Struktur einer Drehelektroma­ schine und zur Erläuterung der Strömung von Küh­ lungsgas gemäß einer ersten Ausführungsform;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Verbindungska­ nals zwischen einem Stator und einer Kühleinrich­ tung in der Drehelektromaschine nach Fig. 1;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Trennwand einer Gaskühleinrichtung in der Drehelektroma­ schine nach Fig. 1;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Verbindungska­ nals zwischen einem Stator und einer Kühleinrich­ tung der Drehelektromaschine nach Fig. 1;
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts um eine Gaskühleinrichtung in einer Drehelektroma­ schine gemäß einer zweiten Ausführungsform;
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines Verbindungska­ nals zwischen einem Stator und einer Kühleinrich­ tung in der Drehelektromaschine nach Fig. 5;
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts um eine Gaskühleinrichtung in einer Drehelektroma­ schine gemäß einer dritten Ausführungsform;
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht eines Verbindungska­ nals zwischen einem Stator und einer Kühleinrich­ tung in der Drehelektromaschine nach Fig. 7;
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts um eine Gaskühleinrichtung in einer Drehelektroma­ schine gemäß einer vierten Ausführungsform;
Fig. 10 eine perspektivische Ansicht eines Verbindungska­ nals zwischen einem Stator und einer Kühleinrich­ tung in der Drehelektromaschine nach Fig. 9;
Fig. 11 eine Querschnittsansicht zur Erläuterung der Luftgeschwindigkeitsverteilungen in einem ersten Abschnitt und in einem zweiten Abschnitt im Sta­ tor der Drehelektromaschine; und
Fig. 12 eine Ansicht zur Erläuterung der Struktur einer Drehelektromaschine gemäß einer fünften Ausfüh­ rungsform und zur Erläuterung der Strömung von Kühlungsgas.
Zunächst wird mit Bezug auf die Fig. 1 bis 4 eine erste Ausführungsform der Erfindung erläutert. Fig. 1 zeigt eine Struktur einer Drehelektromaschine gemäß der ersten Ausführungsform sowie die Strömung von Kühlungsgas.
Am Mittelabschnitt einer Drehwelle ist ein Rotor 1 befe­ stigt. Eine Gasströmung, die von Lüftern 4, die beider­ seits des Rotors 1 angebracht sind, erzeugt wird, wird in zwei Ströme unterteilt, wovon einer nach seinem Durchgang durch Zwischenräume zwischen Halteringen 5 und Statorspu­ lenenden 6, die an den gegenüberliegenden Seiten der Drehelektromaschine vorgesehen sind, in einen Luftspalt 3 verläuft und der andere in Zwischenräume zwischen den Rotorspulenenden 6, die durch Halteringe gepreßt werden, und der Drehwelle verläuft. Der letztgenannte Strom strömt durch untere Schlitze 9 und durch radiale Rohre 10, die im Rotor 1 ausgebildet sind, um in den Rotor 1 eingeleitet zu werden, und anschließend in den Luftspalt 3, um sich mit dem erstgenannten Strom zu vermischen. Nach dieser Vermischung strömt das Gas durch einen Küh­ lungskanal 11 in einen Stator 2, wobei es den Stator 2 kühlt, und anschließend durch erste und zweite Stator­ abschnitte 15, 16, die durch Trennwände 14 unterteilt sind und Zonen im radial äußeren Abschnitt des Stators bilden, und schließlich in Hauptkanalabschnitte 12 von Gaskühleinrichtungen 8 der Drehelektromaschine (die im folgenden als "Maschinengas-Kühleinrichtungen" bezeichnet werden).
Das Gas, das sich nach der Kühlung des Rotors 1, des Stators 2 und dergleichen erwärmt hat, strömt aus dem axialen Mittelabschnitt durch Hauptkanalabschnitte 12 der Maschinengas-Kühleinrichtungen 8 nach außen, um gekühlt zu werden, bevor es erneut zu den Lüftern 4 zurückkehrt. Weiterhin verlaufen Teile des Stroms, der durch den Spalt zwischen den Halteringen 5 und den Spulenenden 7 des Stators verläuft, durch die Spulenenden 7 des Stators, ohne zum Luftspalt 3 gelenkt zu werden, und anschließend in Hilfskanalabschnitte 13 der Maschinengas-Kühleinrich­ tungen 8. Danach bilden sie Ströme von den axialen Außen­ seiten der Kanalabschnitte 13 der Kühleinrichtungen 8 zum Mittelabschnitt und werden gekühlt. Das durch die Kanal­ abschnitte 13 der Kühleinrichtungen gekühlte Gas strömt durch Stator/Kühleinrichtung-Verbindungskanäle 18, die die Kanalabschnitte 13 der Maschinengas-Kühleinrichtungen mit einem dritten Abschnitt 17 des Stators verbinden, und in den dritten Abschnitt 17 des Stators. Das Gas, das den dritten Abschnitt 17 des Stators gekühlt hat, strömt in den Kühlungskanälen 11 im Stator radial einwärts und wird dann in den Luftspalt 3 eingeleitet, bevor es sich mit den Strömen vermischt, die von den radialen Rohren 10 im Rotor 1 eingeleitet werden. Danach strömt das vermischte Gas durch den Luftspalt 3 aus dem axialen Mittelabschnitt und in den Kühlungskanälen 11 im Stator radial auswärts, bevor es in die zweiten Abschnitte 16 des Stators ein­ tritt.
Der Hauptkanalabschnitt 12 jeder der Maschinengas-Kühl­ einrichtungen 8 ist vorzugsweise von den Kanalabschnitten 13 der Maschinengas-Kühleinrichtungen im Hinblick auf die Kanalstruktur getrennt, so daß die hindurchlaufenden Ströme sich nicht miteinander vermischen können, wodurch der Kühlungswirkungsgrad erhöht wird. Nun wird die Tren­ nung der Kanalabschnitte voneinander mit Bezug auf die Fig. 2 und 3 erläutert. Fig. 2 ist eine Strukturansicht, die einen Einblick in die Maschinengas-Kühleinrichtung 8 gemäß dieser Ausführungsform gewährt, während Fig. 3 eine Ansicht einer beispielhaften Struktur einer in Fig. 2 gezeigten Trennwand 25 ist.
Kühlwasser strömt von einer Hauptkühlungsrohrleitung 26 zur Einlaßseite der Maschinengas-Kühleinrichtung 8, verzweigt von einem einlaßseitigen Verteiler 22 in meh­ rere Hilfskühlungsrohrleitungen 23 und wird dann an einem auslaßseitigen Sammler 22 gesammelt, bevor es in die Hauptkühlungsrohrleitung 26 an der Auslaßseite strömt.
Die Hilfsrohrleitungen 23 sind an der Maschinengas-Kühl­ einrichtung über dünne Kühlrippenplatten 24 für die Kühlung des durch die Maschinengas-Kühleinrichtung 8 strömenden Gases befestigt. Eine kammähnliche Trennwand 25, die in Fig. 3 gezeigt ist, ist in der Gaskühleinrich­ tung 8 der Drehelektromaschine angebracht. Die Gaskühl­ einrichtung 8 in der Drehelektromaschine ist in den oberen Kühleinrichtung-Hauptkanalabschnitt 12 und in den unteren Kühleinrichtung-Hilfskanalabschnitt 13 unter­ teilt. An der äußeren Oberfläche der Trennwand 25 kann eine Wärmeisolationsplatte angebracht sein, um die Küh­ lungswirkungsgrade des Kühleinrichtung-Hauptkanalab­ schnitts 12 und des Kühleinrichtung-Hilfskanalabschnitts 13 zu erhöhen, alternativ kann die Trennwand 25 selbst aus einem Werkstoff mit hohem Wärmeisolationsvermögen hergestellt sein.
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht des Sta­ tor/Kühleinrichtung-Verbindungskanals 18, der die Gas­ kühleinrichtung 8 in der Drehelektromaschine mit dem dritten Abschnitt 17 im Stator verbindet.
Wie gezeigt, sind ein Verbindungsabschnitt zwischen dem Stator/Kühleinrichtung-Verbindungskanal 18 und dem Hilfs­ kanalabschnitt 13 der Kühleinrichtung und ein Verbin­ dungsabschnitt zwischen dem Stator/Kühleinrichtung-Ver­ bindungsabschnitt 18 und dem dritten Abschnitt 17 des Stators erweitert, die übrigen Abschnitte sind jedoch als dünne Rohrleitung ausgebildet. Bei dieser Anordnung ist der Strömungswiderstand für das von den ersten und zwei­ ten Abschnitten 15, 16 des Stators nach oben strömende Gas gering. Das Gas in der Drehelektromaschine strömt durch den ersten Abschnitt 15 und den zweiten Abschnitt 16 im Stator, die in der radial äußeren Zone des Stators 2 durch Trennwände 14 voneinander getrennt sind, und anschließend in den Kühleinrichtung-Hauptkanalabschnitt 12 in der Gaskühleinrichtung 8 der Drehelektromaschine. Das von den ersten und zweiten Abschnitten 15, 16 des Stators nach oben strömende Gas kühlt den Stator 2, den Rotor 1 usw., wobei es sich erwärmt, anschließend strömt das erwärmte Gas in diese Zone, so daß der Sta­ tor/Kühleinrichtung-Verbindungskanal 18, in den das Gas von der Maschinengas-Kühleinrichtung 8 strömt, vorzugs­ weise mit einem Wärmeisolationsmaterial umwickelt wird. Durch diese Anordnung ist es möglich, den axialen Mit­ telabschnitt der Drehelektromaschine mit hoher Genauig­ keit zu kühlen. Weiterhin kann eine Zunahme des Ventila­ tionswiderstandes, die durch die Anordnung der Verbin­ dungskanäle hervorgerufen wird, minimiert werden, so daß eine Absenkung des gesamten Kühlungsluftvolumens verhin­ dert werden kann.
Nun wird mit Bezug auf die Fig. 5 und 6 eine zweite Ausführungsform erläutert. Fig. 5 zeigt eine perspektivi­ sche Ansicht eines Abschnitts um eine Gaskühleinrichtung in der Drehelektromaschine der zweiten Ausführungsform, während Fig. 6 eine perspektivische Ansicht ist, die einen Stator/Kühleinrichtung-Verbindungskanal 18 in der Drehelektromaschine der zweiten Ausführungsform zeigt.
In der zweiten Ausführungsform ist die Gaskühleinrichtung 8 der Drehelektromaschine in drei Kanalabschnitte unter­ teilt, d. h. einen Strömungskanalabschnitt, der sich im Mittelabschnitt befindet und als Kühleinrichtung-Hauptka­ nalabschnitt 12 dient, und zwei Kanalabschnitte, die sich in den gegenüberliegenden Seitenabschnitten befinden und als Kühleinrichtung-Hilfskanalabschnitte 13 dienen. Das Gas, das sich durch das Spulenende 7 des Stators bewegt hat, strömt durch die durch Einlaßtrennwände 20 in der Kühleinrichtung definierten Kanäle, ohne durch den Stator hindurchzuströmen, und dann in den Kühleinrichtung-Hilfs­ kanalabschnitt 13 in der Maschinengas-Kühleinrichtung 8. Das aus dem Kühleinrichtung-Hilfskanalabschnitt 13 aus­ strömende Gas strömt in den Stator/Kühleinrichtung-Ver­ bindungsabschnitt 18, der durch Trennwände 19 des Verbin­ dungskanals definiert ist, und anschließend in den durch Trennwände 14 definierten dritten Abschnitt 17 des Sta­ tors.
Andererseits strömt Gas vom ersten Abschnitt 15 und vom zweiten Abschnitt 16, die durch Trennwände 14 definiert sind, nach oben durch eine Zone zwischen den Trennwänden 19 des Verbindungskanals und anschließend in den Kühlein­ richtung-Hauptkanalabschnitt 12. Das durch den Kühlein­ richtung-Hauptkanalabschnitt 12 strömende Gas erzeugt einen Strom in einer Richtung, die zur Strömungsrichtung des Gases in dem Kühleinrichtung-Hilfskanalabschnitt 13 entgegengesetzt ist, und wird dann in der Kühleinrichtung gekühlt. Anschließend strömt dieses Gas aus dem Kühlein­ richtung-Hauptkanalabschnitt 12 und wird zum Lüfter 4 gelenkt.
Bei dieser Anordnung ist der Strömungswiderstand für das vom ersten Abschnitt 15 und vom zweiten Abschnitt 16 des Stators nach oben strömende Gas äußerst gering. Daher kann in den axialen Mittelabschnitt des Stators 2 kaltes Gas eingeleitet werden, ohne den Gesamtventilationswider­ stand zu erhöhen. Es wird angemerkt, daß dünne Kühlplat­ ten 24 in der Gaskühleinrichtung 8 der Drehelektroma­ schine anstelle der in Fig. 2 gezeigten dünnen Kühlwände 25 verwendet werden können, um die Maschinengas-Kühlein­ richtung 8 in seitlicher Richtung zu trennen. Auf die äußeren Oberflächen der dünnen Kühlungsplatten, die anstelle der Trennwand 25 verwendet werden, können Wärme­ isolationsmaterialien aufgebracht werden, um den Wärme­ isolationsgrad zu erhöhen.
Nun wird mit Bezug auf die Fig. 7 und 8 eine dritte Ausführungsform erläutert. Fig. 7 ist eine perspektivi­ sche Ansicht eines Abschnitts um eine Maschinengas-Kühl­ einrichtung der dritten Ausführungsform, während Fig. 8 eine perspektivische Ansicht eines Sta­ tor/Kühleinrichtung-Verbindungskanals 18 in dieser Kühl­ einrichtung ist.
In dieser Ausführungsform ist die Maschinengas-Kühlein­ richtung 8 in einen oberen und einen unteren Kanalab­ schnitt unterteilt, wobei der untere Kanalabschnitt als Kühleinrichtung-Hauptkanalabschnitt 12 verwendet wird und der obere Kanalabschnitt als Kühleinrichtung-Hilfskanal­ abschnitt 13 verwendet wird. Das Gas strömt in ähnlicher Weise wie in Verbindung mit der zweiten Ausführungsform erläutert. Da in dieser Anordnung für das vom ersten Abschnitt 15 und vom zweiten Abschnitt 16 des Stators nach oben strömende Gas kein Widerstand vorhanden ist, kann kaltes Gas in den axialen Mittelabschnitt des Sta­ tors gelenkt werden, ohne den Gesamtventilationswider­ stand zu erhöhen. In dieser Ausführungsform ist die Trennungsrichtung der Maschinengas-Kühleinrichtung 8 derjenigen der ersten Ausführungsform ähnlich, weshalb eine Trennwand 25 ähnlich wie in Fig. 2 gezeigt an einer vorgegebenen Position angeordnet werden muß.
Nun wird mit Bezug auf die Fig. 9 und 10 eine vierte Ausführungsform erläutert. Fig. 9 ist eine perspektivi­ sche Ansicht eines Abschnitts um eine Maschinengas-Kühl­ einrichtung 8 gemäß dieser Ausführungsform, während Fig. 10 eine perspektivische Ansicht eines Sta­ tor/Kühleinrichtung-Verbindungskanals 18 in dieser Aus­ führungsform ist.
Diese Ausführungsform stimmt mit der obenerläuterten zweiten Ausführungsform überein, mit der Ausnahme, daß ein Kanalabschnitt, der im Mittelabschnitt angeordnet ist, als Kühleinrichtung-Hilfskanalabschnitt 13 verwendet wird, während die beiden in gegenüberliegenden Seitenab­ schnitten angeordneten Kanalabschnitte als Kühleinrich­ tung-Hauptkanalabschnitt 12 verwendet werden. Das Gas strömt in der gleichen Weise wie in Verbindung mit der zweiten Ausführungsform erläutert. In dieser Anordnung ist der Widerstand für das vom ersten Abschnitt 15 und vom zweiten Abschnitt 16 des Stators nach oben strömende Gas erniedrigt. Daher kann in den axialen Mittelabschnitt des Stators 2 kaltes Gas eingeleitet werden, ohne den Ge­ samtventilationswiderstand zu erhöhen. In dieser Ausfüh­ rungsform ist die Trennungsrichtung der Maschinengas- Kühleinrichtung 8 derjenigen der zweiten Ausführungsform ähnlich, weshalb keine Trennwand 25 angebracht werden muß.
Die Maschinengas-Kühleinrichtung 8 in jeder der obener­ läuterten Ausführungsformen besitzt eine Struktur, bei der Kühlwasser in horizontaler Richtung strömt, während die dünnen Kühlplatten 24 vertikal angeordnet sind. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine derartige Struktur eingeschränkt, sondern kann auch auf den Fall einer Maschinengas-Kühleinrichtung 8 angewendet werden, in der Kühlwasser in vertikaler Richtung strömt, während die dünnen Kühlplatten 24 horizontal angeordnet sind. In diesem Fall ist die Trennwand 25 in der zweiten und in der vierten Ausführungsform erforderlich, in der ersten und in der dritten Ausführungsform ist sie jedoch nicht erforderlich.
Fig. 11 ist eine Querschnittsansicht zur Erläuterung der Luftgeschwindigkeitsverteilung im ersten Abschnitt 15 und im zweiten Abschnitt 16 des Stators gemäß der Erfindung. Wie in Fig. 11 gezeigt ist, strömt Kühlungsgas, das aus dem Stator-Kühlungskanal 11 im unteren Abschnitt ausge­ strömt ist, nach oben und teilt sich in einen linken und einen rechten Strom auf, wobei die Luftgeschwindigkeits­ verteilung derart ist, daß die Luftgeschwindigkeit auf den gegenüberliegenden Seiten höher als im Mittelab­ schnitt ist. Was daher den Widerstand für das vom ersten Abschnitt 15 und vom zweiten Abschnitt 16 des Stators nach oben strömende Gas betrifft, ist der Widerstand in der dritten Ausführungsform am niedrigsten. Ferner ist der Widerstand in der ersten und in der vierten Ausfüh­ rungsform niedriger als in der zweiten Ausführungsform.
Fig. 12 ist eine Ansicht einer Drehelektromaschine gemäß einer fünften Ausführungsform und zur Erläuterung der Strömung des Kühlungsgases in dieser Drehelektromaschine.
In dieser Ausführungsform ist die äußere Zone des Stators 2 in sieben Zonen unterteilt, die erste linke und rechte Statorabschnitte 15 bis dritte linke und rechte Stator­ abschnitte 17 sowie einen vierten Abschnitt 21 umfassen, wobei die Hilfskanalabschnitte 13 in den linken und rechten Kühleinrichtungen 8 mit den dritten linken bzw. rechten Statorabschnitten 17 verbunden sind. Die Kühlein­ richtung-Hilfskanalabschnitte 13 können mit mehreren Zonen außerhalb des Stators 2 verbunden sein, wie in dieser Ausführungsform erläutert wird, wenn die Drehelek­ tromaschine eine große Kapazität und insbesondere eine große axiale Länge besitzt.
Es wird angemerkt, daß die Eckabschnitte der Komponenten wie etwa des Stator/Kühleinrichtung-Verbindungsabschnitts 18 und dergleichen in sämtlichen Ausführungsformen abge­ rundet sind, um den Ventilationswiderstand im Verbin­ dungskanal und dergleichen zu reduzieren, so daß der Gesamtwiderstand verringert werden kann und eine Dreh­ elektromaschine mit hohem Kühlungswirkungsgrad geschaffen werden kann.
In der Drehelektromaschine der Erfindung kann kaltes Gas von den Gaskühleinrichtungen direkt in den axialen Mit­ telabschnitt des Stators eingeleitet werden, so daß die Temperaturverteilung in axialer Richtung der Drehelektro­ maschine gleichmäßig gemacht werden kann und eine Dreh­ elektromaschine mit hohem Ventilationskühlungsvermögen geschaffen werden kann.

Claims (6)

1. Drehelektromaschine, die Gaskühleinrichtungen (8) besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Gaskühleinrichtungen (8) wenigstens zwei Kanalabschnitte (12, 13) aufweist, in denen zwei zueinan­ der entgegengesetzte Gasströme erzeugt werden.
2. Drehelektromaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungskanäle (18) ausgebildet sind, die wenigstens zwei Zonenabschnitte (15, 16, 17; 21), die sich radial außerhalb eines Stators (2) befinden und durch Trennwände (14) axial definiert sind, mit den Kanalabschnitten (13) in den Kühleinrichtungen (8) ver­ binden.
3. Drehelektromaschine, mit einem Rotor (1), der an einer Drehwelle angebracht ist, einem Stator (2), der einen Kühlungskanal (3) mit axial gegenüberliegenden Endabschnitten, die mit der Drehwellenseite des Rotors (1) verbunden sind, enthält, mehreren Verzweigungsküh­ lungskanälen (11), die mit dem Kühlungskanal (3) in Verbindung stehen und zur axialen Richtung im wesentli­ chen senkrecht sind, und Lüftern (4) zum Liefern von Kühlungsgas in den Kühlungskanal (3), die dem Rotor (1) gegenüber angeordnet sind, wobei Gas, das sich nach dem Durchgang durch die mehreren im Stator (2) gebildeten Kanäle (11) erwärmt hat, in Gaskühleinrichtungen (8) in der Drehelektromaschine zurückgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaskühleinrichtungen (8) Kanalabschnitte (12, 13) mit unterschiedlichen Strömungsrichtungen sowie Austrittsanschlüsse, durch die das Gas in unterschiedli­ chen Richtungen austritt, umfassen.
4. Drehelektromaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (2) in mehrere Kühlzonen (15, 16, 17) unterteilt ist und wenigstens einer der Austrittsanschlüsse jeder der Gaskühleinrichtungen (8) über einen Verbindungskanal (18) zum Liefern von Küh­ lungsgas direkt mit einer der unterteilten Kühlungszonen (15, 16, 17) versehen ist.
5. Drehelektromaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Kühlungsgas, das den Stator (2) direkt gekühlt hat, in einem Luftspalt (3) zwischen dem Stator (2) und dem Rotor (1) sich mit Kühlungsgas, das den Rotor (1) gekühlt hat, vermischt und dann von den anderen Kühlungszonen (15, 16) des Stators (2) in die Kühleinrichtungen (8) zurückgeleitet wird.
6. Drehelektromaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Kühlungsgases, der durch die Lüfter (4) geströmt ist, Spulenenden (7) des Stators (2) kühlt und dann in die Gaskühleinrichtungen (8) zu­ rückkehrt.
DE10018642A 1999-04-14 2000-04-14 Drehelektromaschine Expired - Lifetime DE10018642C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11106221A JP2000308311A (ja) 1999-04-14 1999-04-14 回転電機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10018642A1 true DE10018642A1 (de) 2000-11-02
DE10018642C2 DE10018642C2 (de) 2003-10-30

Family

ID=14428098

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10018642A Expired - Lifetime DE10018642C2 (de) 1999-04-14 2000-04-14 Drehelektromaschine

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6359350B1 (de)
JP (1) JP2000308311A (de)
DE (1) DE10018642C2 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10052427A1 (de) * 2000-10-23 2002-05-02 Alstom Switzerland Ltd Schnelllaufende elektrische Maschine
DE102004018758A1 (de) * 2004-04-16 2005-11-03 Klinger, Friedrich, Prof. Dr.-Ing. Turmkopf einer Windenergieanlage
US7411323B2 (en) 2003-04-16 2008-08-12 Siemens Aktiengesellschaft Electrical machine having cooled laminated stator and rotor cores and windings
EP1873893A3 (de) * 2006-06-29 2012-01-25 Kabushiki Kaisha Toshiba Rotierende elektrische Maschine

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002071577A1 (fr) * 2001-03-07 2002-09-12 Hitachi, Ltd. Machine electrique rotative
EP1280257A1 (de) * 2001-07-23 2003-01-29 ALSTOM (Switzerland) Ltd Generator zur Erzeugung hoher Spannungen
US6700238B1 (en) * 2002-08-13 2004-03-02 Wei Tong Generator gas shield and related method
DE10246690A1 (de) * 2002-10-07 2004-04-22 Siemens Ag Belüftungssystem für Generatoren in Windkraftanlagen
DE10345888B4 (de) * 2003-09-30 2006-11-23 Siemens Ag Elektrischer Direktantrieb
DE102004013133A1 (de) * 2004-03-17 2005-10-13 Siemens Ag Elektrische Maschine mit verbesserter Kühlung und entsprechendes Kühlverfahren
US7391516B2 (en) 2004-03-29 2008-06-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical element for measuring information of living body and device for measuring information of living body using the optical element
US7439646B2 (en) * 2006-02-21 2008-10-21 Honeywell International, Inc. High power generator with enhanced stator heat removal
JP4528865B2 (ja) * 2008-04-25 2010-08-25 株式会社日立製作所 回転電機
JP2010187455A (ja) * 2009-02-12 2010-08-26 Hitachi Ltd 強制冷却型回転電機
FI122472B (fi) * 2009-12-17 2012-02-15 Abb Oy Järjestely ja menetelmä sähkökoneen jäähdyttämiseksi
EP2757666B1 (de) * 2013-01-17 2015-06-24 Siemens Aktiengesellschaft Verbesserte Kühlung einer elektrischen Maschine
EP2999098A1 (de) * 2014-09-18 2016-03-23 Siemens Aktiengesellschaft Elektrodynamische Maschine mit Kühlströmungskanal
US10404138B2 (en) * 2014-11-18 2019-09-03 Mitsubishi Electric Corporation Rotary electric machine having gas coolers
US20190309644A1 (en) * 2018-04-10 2019-10-10 Elysium Solutions LLC Electrical power generation assembly having recovery gas efficiency
CN110460180B (zh) * 2019-08-30 2020-11-03 东方电气集团东方电机有限公司 一种用于改善定子轴向温度分布均匀性的方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2427702A (en) * 1944-05-27 1947-09-23 Westinghouse Electric Corp Turbogenerator cooling
DE1039617B (de) * 1957-08-21 1958-09-25 Licentia Gmbh Roehrengekuehlte elektrische Maschine
US3652881A (en) * 1970-10-15 1972-03-28 Gen Electric Generator ventilation dome and cooler casing construction
DE2423853B2 (de) * 1974-05-16 1976-12-23 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Geschlossene elektrische maschine
US4071791A (en) * 1976-06-01 1978-01-31 General Electric Company Reverse flow cooled dynamoelectric machines with novel cooling system
US4071790A (en) * 1976-06-01 1978-01-31 General Electric Company Cooling arrangement for rotor end turns of reverse flow cooled dynamoelectric machines
DE2828955A1 (de) * 1978-06-28 1980-01-10 Licentia Gmbh Geschlossene elektrische maschine
US4609840A (en) * 1984-11-05 1986-09-02 General Electric Company Baffle for improving coolant gas flow distribution in the gap region of a gas cooled dynamoelectric machine
JPH05161307A (ja) * 1991-11-29 1993-06-25 Toshiba Corp ブラシレス回転電機
DE19548321C1 (de) * 1995-12-22 1997-02-20 Siemens Ag Kühleinrichtung zur Kühlung von elektrischen Maschinen, insbesondere von Turbogeneratoren

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10052427A1 (de) * 2000-10-23 2002-05-02 Alstom Switzerland Ltd Schnelllaufende elektrische Maschine
US7411323B2 (en) 2003-04-16 2008-08-12 Siemens Aktiengesellschaft Electrical machine having cooled laminated stator and rotor cores and windings
DE102004018758A1 (de) * 2004-04-16 2005-11-03 Klinger, Friedrich, Prof. Dr.-Ing. Turmkopf einer Windenergieanlage
EP1586769A3 (de) * 2004-04-16 2010-07-07 VENSYS Energy AG Turmkopf einer Windenergieanlage
EP2615299A1 (de) * 2004-04-16 2013-07-17 VENSYS Energy AG Turmkopf einer Windenergieanlage
EP1873893A3 (de) * 2006-06-29 2012-01-25 Kabushiki Kaisha Toshiba Rotierende elektrische Maschine

Also Published As

Publication number Publication date
US6359350B1 (en) 2002-03-19
JP2000308311A (ja) 2000-11-02
DE10018642C2 (de) 2003-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10018642C2 (de) Drehelektromaschine
EP0299908B1 (de) Elektrische Maschine mit geschlossenem Kühlkreislauf
EP0118802B1 (de) Gasgekühlte Wechselstrommaschine
AT412312B (de) Rotierende elektrische maschine mit statorendbereich-kühlsystem
AT502354B1 (de) Elektromagnetischer generator
DE3444189A1 (de) Einrichtung zur indirekten gaskuehlung der staenderwicklung und/oder zur direkten gaskuehlung des staenderblechpaketes dynamoelektrischer maschinen, vorzugsweise fuer gasgekuehlte turbogeneratoren
DE102015216055B4 (de) Kühlsystem für eine elektrische Maschine
DE112014001340T5 (de) Mikrokanalwärmetauscher für einen Stator einer Elektromaschine mit einem Zuführkopf
DE112014001277T5 (de) Mikrokanalwärmetauscher, der in einen Statorkern integriert ist
DE2252733A1 (de) Dynamomaschine
CH323433A (de) Verfahren und Einrichtung zum Kühlen von elektrischen Leitern einer ganz gekapselten, dynamoelektrischen Maschine
EP0840426A1 (de) Gasgekühlte elektrische Maschine
DE1949939A1 (de) Gasgekuehlte dynamo-elektrische Maschine
DE2145748C3 (de) Gasgekühlte dynamoelektrische Maschine mit einem Statorblechpaket, das abschnittsweise in entgegengesetzten Richtungen von Kühlgas durchströmte, radiale Kühlkanäle aufweist
DE102016225342A1 (de) Gehäuse einer elektrischen Maschine, Statoranordnung einer elektrischen Maschine sowie elektrische Maschine
DE2608291A1 (de) Gasgekuehlter generator-rotor mit erhoehter ventilation
DE2943608A1 (de) Gasgekuehlter rotor einer elektrodynamischen maschine
DE10112532A1 (de) Luftgekühlte elektrische rotatorische Maschine
EP3289671B1 (de) Elektrische maschine
EP0522210B1 (de) Verfahren zum Kühlen einer umlaufenden elektrischen Maschine und elektrische Maschine zur Durchführung des Verfahrens
DE102006025487A1 (de) Dynamoelektrische Maschine mit einem bürstenlosen Erreger
DE2526290A1 (de) Dynamomaschine mit kuehlfluessigkeitsrotor
DE102021214491A1 (de) Stator für eine elektrische Maschine und elektrische Maschine
DE2107535C3 (de) Rotor für eine elektrische Maschine mit einer supraleitenden Wicklung
DE4032944A1 (de) Gasgekuehlte elektrische maschine

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8304 Grant after examination procedure
8364 No opposition during term of opposition
R082 Change of representative

Representative=s name: BEETZ & PARTNER PATENT- UND RECHTSANWAELTE, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: MITSUBISHI HITACHI POWER SYSTEMS, LTD., YOKOHA, JP

Free format text: FORMER OWNER: HITACHI, LTD., TOKYO, JP

Effective date: 20140818

R082 Change of representative

Representative=s name: BEETZ & PARTNER MBB PATENT- UND RECHTSANWAELTE, DE

Effective date: 20140818

Representative=s name: BEETZ & PARTNER MBB, DE

Effective date: 20140818

Representative=s name: BEETZ & PARTNER MBB PATENTANWAELTE, DE

Effective date: 20140818

Representative=s name: BEETZ & PARTNER PATENT- UND RECHTSANWAELTE, DE

Effective date: 20140818

R071 Expiry of right