DE102010016701A1

DE102010016701A1 - Leiteinrichtungen zur Kühlung von Generatorspulen

Info

Publication number: DE102010016701A1
Application number: DE102010016701A
Authority: DE
Inventors: Samir A. Salamah; Eric Steven Buskirk; Binu Mathew Moonjanattu; Prashant Prakash Pimpalkar; Rebinth J. Robin; Devon Walter Story
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Technology GmbH
Priority date: 2009-05-05
Filing date: 2010-04-29
Publication date: 2010-11-18
Also published as: GB201007170D0; KR20100120267A; US20100283335A1; US7893576B2; JP5690079B2; KR101694542B1; GB2470107A; GB2470107B; JP2010263779A

Abstract

Es ist ein System offenbart, das eine Kühlung von Generatorrotorspulen (120) unterstützt. Das System enthält einen Stator (20) und einen Rotor (10), der innerhalb des Stators (20) positioniert ist, wobei der Rotor (10) aufweist: eine Spindel (100); Gruppen von Spulen (120), die rings um die Spindel (100) angeordnet sind, wobei jede der Spulengruppen (120) mehrere Kanäle (110) enthält; mehrere Unterschlitze (140), die rings um die Spindel (100) angeordnet sind, wobei jeder der mehreren Unterschlitze (140) sich zwischen der Spindel (100) und einer der Spulengruppen (120) erstreckt, wobei jeder der mehreren Unterschlitze (140) mit der einen der Spulengruppen (120) in Strömungsverbindung steht; und eine erste Leiteinrichtung (150), die in einem der mehreren Unterschlitze (140) angeordnet ist, um ein Kühlmittel (125) in wenigstens einen der mehreren Kanäle (110) zu leiten.

Description

HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
Der hierin offenbarte Gegenstand betrifft Leiteinrichtungen zur Kühlung von Generatorspulen. Insbesondere betrifft der hierin offenbarte Gegenstand innerhalb eines Generatorrotors vorgesehene Leiteinrichtungen zur Kühlung von Generatorspulen.
Dynamoelektrische Maschinen, wie beispielsweise elektrische Generatoren, enthalten in herkömmlicher Weise einen Rotor und einen Stator. Der Rotor ist in herkömmlicher Weise mit Feldwicklungen (Rotorspulen) versehen, die den Generator erregen, während sie Strom von einer Erregungsquelle empfangen. Der Stator ist mit Wicklungen versehen, von denen elektrische Leistung abgegeben wird. Im Betrieb erzeugt elektrischer Strom, der durch die Rotorspulen strömt, Wärme. Wenn diese Wärme nicht von den Rotorspulen abgeführt wird, kann sie einen Leistungsverlust des Generators herbeiführen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es sind hier Systeme offenbart, die die Kühlung von Generatorrotorspulen unterstützen. In einer Ausführungsform enthält das System einen Stator, einen Rotor, der im Inneren des Stators positioniert ist, wobei der Rotor aufweist: eine Spindel, Gruppen von Spulen, die rings um die Spindel angeordnet sind, wobei jede der Spulengruppen mehrere Kanäle enthält; mehrere Unterschlitze, die rings um die Spindel angeordnet sind, wobei jeder der mehreren Unterschlitze sich zwischen der Spindel und einer der Spulengruppen erstreckt, wobei jede der mehreren Unterschlitze mit der einen der Spulengruppen in Strömungsverbindung steht; und eine erste Leiteinrichtung, die in einem der mehreren Unterschlitze angeordnet ist, um ein Kühlmittel in wenigstens einen der mehreren Kanäle zu lenken.
Ein erster Aspekt der Erfindung ergibt eine dynamische Maschine, die aufweist: einen Stator; einen innerhalb des Stators positionierten Rotor, wobei der Rotor aufweist: eine Spindel, Gruppen von Spulen, die rings um die Spindel angeordnet sind, wobei jede der Spulengruppen mehrere Kanäle enthält, mehrere Unterschlitze, die rings um die Spindel angeordnet sind, wobei jeder der mehreren Unterschlitze sich zwischen der Spindel und einer der Spulengruppen erstreckt, wobei jeder der mehreren Unterschlitze mit der einen der Spulengruppen in Strömungsverbindung steht, und eine erste Leiteinrichtung, die in einem der mehreren Unterschlitze zur Leitung eines Kühlmittels in wenigstens einen der mehreren Kanäle angeordnet ist.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung ergibt einen Rotor, der aufweist: eine Spindel; Gruppen von Spulen, die rings um die Spindel angeordnet sind, wobei jede der Spulengruppen mehrere Kanäle enthält; mehrere Unterschlitze, die rings um die Spindel angeordnet sind, wobei jeder der mehreren Unterschlitze sich zwischen der Spindel und einer der Spulengruppen erstreckt, wobei jeder der mehreren Unterschlitze mit der einen der Spulengruppen in Strömungsverbindung steht; und eine erste Leiteinrichtung, die in einem der mehreren Unterschlitze angeordnet ist, um ein Kühlmittel in wenigstens einen der mehreren Kanäle zu leiten.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Diese und weitere Merkmale dieser Erfindung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung verschiedener Aspekte der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verstanden, die verschiedene Ausführungsformen der Erfindung darstellen:
1 zeigt eine dreidimensionale Perspektivansicht eines Abschnitts eines Generatorrotors gemäß Ausführungsformen der Erfindung.
2 zeigt eine schematisierte Querschnittsansicht eines Abschnitts eines Generators gemäß Ausführungsformen der Erfindung.
3 zeigt eine schematisierte Querschnittsansicht, die Ausführungsformen von Leiteinrichtungen zur Kühlung von Spulen nach 2 veranschaulicht.
4A–4D zeigen Querschnittsansichten von Leiteinrichtungen zur Kühlung von Spulen gemäß Ausführungsformen der Erfindung.
5-8 zeigen schematisierte Querschnittsansichten, die Ausführungsformen zur Behinderung der Fluidströmung gemäß Ausführungsformen der Erfindung veranschaulicht.
Es ist zu erwähnen, dass die Zeichnungen der Erfindung nicht maßstabsgetreu sind. Die Zeichnungen sind dazu bestimmt, lediglich typische Aspekte der Erfindung darzustellen, und sollten folglich nicht in einem den Schutzumfang der Erfindung beschränkenden Sinne aufgefasst werden. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente in den Figuren.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Wie oben erwähnt, ergeben Aspekte der Erfindung Leiteinrichtungen zur Kühlung von Generatorspulen. 1–8 zeigen unterschiedliche Aspekte eines Generators und insbesondere Konfigurationen, die für eine Kühlung der Generatorspulen 120 sorgen. 1 zeigt eine dreidimensionale Perspektivansicht eines Abschnitts eines Rotors 10. Der Rotor 10 kann eine Spindel 100 und Gruppen von Spulen 120 enthalten, die um die Spindel 100 herum angeordnet sind. Jede Spulengruppe 120 kann mehrere Kanäle 110 enthalten. Ferner kann der Rotor 10 mehrere Unterschlitze 140 enthalten, die um die Spindel 100 herum angeordnet sind. Jeder Unterschlitz 140 kann sich zwischen der Spindel 100 und einer Spulengruppe 120 erstrecken und kann mit einer Spulengruppe 120 in Strömungsverbindung stehen. Weitere Aspekte des Generators und Rotors 10 sind nachstehend unter Bezugnahme auf die 2–8 beschrieben.
2 zeigt eine schematisierte Querschnittsansicht eines Abschnitts eines Generators 5, der einen Stator 20 und einen im Inneren des Stators 20 positionierten Rotor 10 enthält. Die Querschnittsansicht von Abschnitten des Rotors 10 enthält eine Querschnittsansicht von zwei Gruppen von Spulen 120, von denen eine oberhalb der Spindel 100 und eine unterhalb der Spindel 100 angeordnet ist. Es ist zu verstehen, dass die Ausdrücke „oberhalb” und „unterhalb” lediglich veranschaulichend sind und dass die Spulengruppen 120 an einer beliebigen Stelle rings um die Spindel 100 angeordnet sein können. Wie veranschaulicht, kann der Rotor 10 die Spindel 100 und die rings um die Spindel 100 angeordneten Spulengruppen 120 aufweisen. Die Spindel 100 kann beispielsweise aus Eisen erzeugt sein. Ferner kann die Spindel 100 mehrere (nicht veranschaulichte) Zähne enthalten, die sich radial nach außen zu dem Stator 20 hin erstrecken. Jede Spulengruppe 120 kann mehrere Kanäle 110 ent halten. Der Rotor 10 kann ferner einen Unterschlitz 140 enthalten, der sich zwischen der Spindel 100 und einer Spulengruppe 120 erstreckt. Der Unterschlitz 140 kann mit mehreren Kanälen 110 in Strömungsverbindung stehen. Der Unterschlitz 140 kann wenigstens eine Öffnung 102 aufweisen, die das Einleiten eines Kühlmittels 125 ermöglichen kann. Ferner kann der Rotor 10 eine erste Leitwand bzw. Leiteinrichtung 150 enthalten, die in dem Unterschlitz 140 angeordnet ist. Die erste Leiteinrichtung 150 kann ein Kühlmittel 125 in wenigstens einen der mehreren Kanäle 110 lenken. Wenn der Rotor 10 in Bezug auf den Stator 20 in Drehung versetzt wird, wird in den Spulengruppen 120 ein elektrischer Strom erzeugt, der Elektrizität erzeugt. Diese Elektrizität kann in vielfältigen Anwendungen, einschließlich beispielsweise zur Energieversorgung von Wohnungen und/oder Gebäuden, verwendet werden.
Der Generator 5 kann einen Mittelabschnitt 121 und zwei Endabschnitte 110 aufweisen. Die Ausdrücke „Endabschnitt” und „Mittelabschnitt” können hierin verwendet werden, um die Endabschnitte und den Mittelabschnitt des Generators 5, des Rotors 10, des Stators 20, der Spulengruppen 120 oder der Unterschlitze 140 zu bezeichnen. Ferner bezieht sich der Ausdruck „Endabschnitte” allgemein auf diejenigen Abschnitte des Generators 10, die den Öffnungen 102 am nächsten liegen, während der Ausdruck „Mittelabschnitt” den Abschnitt des Generators 5 allgemein bezeichnet, der sich von den Öffnungen 102 im Vergleich zu den Endabschnitten 111 weiter entfernt befindet. Die Endabschnitte 111 umfassen nicht Bereiche, die von Fachleuten auf dem Gebiet allgemein als Endwicklungen bezeichnet werden, bilden aber vielmehr Bereiche, die an die Endwicklungen angrenzen. Die Endabschnitte 111 und der Mittelabschnitt 121 können größere oder kleinere Abschnitte des Generators 5 im Vergleich zu den in den Figuren veranschaulichten umfassen. Die Funktionen des Generators 5 und insbesondere des Unter schlitzes 140 und der ersten Leiteinrichtung 150 des Rotors 10 sind nachstehend unter Bezugnahme auf 3 erläutert.
3 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Teils des Endabschnitts 111 (2). Insbesondere zeigt 3 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Teils einer Spulengruppe 120 an dem Endabschnitt 111. Der Endabschnitt 111 kann einen Abschnitt der Spindel 100 und eine einzelne Spulengruppe 120, die über die Spindel 100 angeordnet ist, sowie einen Unterschlitz 140 und eine erste Leiteinrichtung 150 enthalten. Wie nachstehend hierin beschrieben, kann der Unterschlitz 140 mit mehreren Kanälen 100 in Strömungsverbindung stehen. Die erste Leiteinrichtung 150 kann in dem Unterschlitz 140 angeordnet sein. In einer Ausführungsform kann die erste Leiteinrichtung 150 ein oder mehrere im Wesentlichen ebene Elemente enthalten. Wie nachstehend unter Bezugnahme auf die 4A–D beschrieben ist, kann die erste Leiteinrichtung 150 jedoch mehrere Elemente unterschiedlicher Ausgestaltungen enthalten. Die erste Leiteinrichtung 150 kann beispielsweise aus Metallen, Kunststoffen und/oder Verbundwerkstoffen ausgebildet sein. Ferner ist in 3 eine alternative Ausführungsform veranschaulicht, in der eine zweite Leitwand bzw. Leiteinrichtung 152 (in Strichlinie dargestellt) in dem Unterschlitz 140 enthalten ist. Die zweite Leiteinrichtung 152 kann eine im Wesentlichen identische Größe, Gestalt und/oder Materialart wie die erste Leiteinrichtung 150 aufweisen, oder sie kann eine andere Größe, Gestalt und/oder Materialart haben. Außerdem können mehr als zwei Leiteinrichtungen in dem Unterschlitz 140 enthalten sein.
Wie durch die Fluidströmung anzeigende Pfeile veranschaulicht, können ferner die mehreren Kanäle 110 auch mit einem Luftspalt 104 in Strömungsverbindung stehen. Der Luftspalt 104 kann ein beliebiger Bereich außerhalb der Spulengruppe 120 sein, der einem Kühlmittel ermöglicht, aus den mehreren Kanälen 110 auszutreten. Der Luftspalt 104 kann beispielsweise einen Einlass zu einem (nicht veranschaulichten) Kamin oder Schornstein darstellen. Dieser Schornstein kann einem erwärmten Kühlmittel ermöglichen, aus dem Generator 5 (2) auszutreten, und einen Leistungsverlust des Generators 5 verhindern.
3 veranschaulicht ferner Strömungspfeile, die den Fluss des Kühlmittels 125 durch den Endabschnitt 111 und in Richtung auf den Luftspalt 104 anzeigen. In der Praxis strömt das Kühlmittel 125 zu dem Luftspalt 104 über den Unterschlitz 140 und die mehreren Kanäle 110 und überträgt auf diese Weise Wärme von den Spulengruppen 120 über die mehreren Kanäle 110. Die mehreren Kanäle 110 können als Öffnungen ausgebildet sein, die in den Spulengruppen 120 gebohrt sind, was eine Wärmeübertragung von den Spulengruppen 120 auf das Kühlmittel 125 ermöglicht. Wenn die Spulengruppen 120 Kupfer enthalten, können mehrere Kanäle 110 mittels jedes beliebigen herkömmlichen Verfahrens zum Bohren durch Kupfer erzeugt sein.
Das Kühlmittel 125 kann beispielsweise Umgebungsluft oder Wasserstoff aufweisen. Jedoch kann das Kühlmittel 125 jede beliebige Gasform einnehmen, die in der Lage ist, Wärme von den Spulengruppen 120 über die mehreren Kanäle 110 zu führen. Das Kühlmittel 125 kann von einem Vorrat oder Turm (nicht veranschaulicht) zugeliefert werden, und es kann durch (nicht veranschaulichte) Kavitäten strömen, die die Spulengruppen 120 umgeben und/oder längsseits dieser verlaufen. Die erste Leiteinrichtung 150 ermöglicht es, dass mehr Kühlmittel 125 durch die mehreren Kanäle 110, die an dem Endabschnitt 111 angeordnet sind, als zu denjenigen strömt, die an dem Mittelabschnitt 121 angeordnet sind. Wenn mehr Kühlmittel zu den an dem Endabschnitt 111 angeordneten mehreren Kanälen 110 geliefert wird, wird mehr Wärme von der Spulengruppe 120 an dem Endabschnitt 111 weg übertragen. Dies hält die Spulengruppe 120 an dem Endabschnitt 111 kühler und hilft, die Effekte einer Überhitzung an dem Endabschnitt 111 zu vermeiden.
Bezugnehmend auf die 4A–4D sind dort mehrere Konfigurationen von Leiteinrichtungen veranschaulicht. 4A–4C veranschaulichen unterschiedliche Leitwände bzw. -einrichtungen 250, 350, 450, die sich, ähnlich wie die erste Leiteinrichtung 150 (3), über eine Länge von wenigstens zwei der mehrere Kanäle 110 erstrecken können. Die Leiteinrichtungen 250, 350 können ein oder mehrere im Wesentlichen ebene Elemente enthalten und/oder können weitere Elemente enthalten, die unter stumpfen Winkeln in Bezug auf das eine oder die mehreren im Wesentlichen ebenen Elemente ausgerichtet sind. Ferner kann die Leiteinrichtung 450 mehrere im Wesentlichen ebene Elemente enthalten, wobei jedes Element unter einem im Wesentlichen rechten Winkel in Bezug auf ein benachbartes Element ausgerichtet ist. 4D zeigt zwei kleinere Leiteinrichtungen 550, 650, die neben einer von mehreren Öffnungen 160 (3) angeordnet sein können. Die Leiteinrichtungen 550, 560 können einen Teil einer Gruppe von Leiteinrichtungen bilden, wobei eine beliebige Anzahl von denen neben einer der mehreren Öffnungen 160 angeordnet sein kann. Die Leiteinrichtungen 250, 350, 450, 550, 650 können innerhalb des Unterschlitzes 140 angeordnet sein. Die Leiteinrichtungen 250, 350, 450, 550, 650 können mit der Spulengruppe 120 betriebsmäßig verbunden oder an der Spindel 100 befestigt sein.
5 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht einer alternativen Ausführungsform. In diesem Fall ist die Leiteinrichtung 150 entfernt worden, und einige der mehreren Kanäle 110 sind durch größere Kanäle 210 ersetzt worden. Die größeren Kanäle 210 können im Wesentlichen ähnlich wie die mehreren Ka näle 110 funktionieren, können jedoch größere Öffnungen 260 und größeres Fassungsvermögen aufweisen. Größere Kanäle 210 verbrauchen aufgrund dieser größeren Öffnungen 216 und des größeren Fassungsvolumens mehr Kühlmittel 125 als die mehreren Kanäle 110. Wenn mehr Kühlmittel zu den größeren Kanälen 210, die an dem Endabschnitt 111 angeordnet sind, geliefert wird, wird mehr Wärme von der Spulengruppe 120 an dem Endabschnitt 111 weg übertragen. Dies hält die Spulengruppe 120 an dem Endabschnitt 111 in einem kühleren Zustand und hilft, die Effekte einer Überhitzung an dem Endabschnitt 111 zu vermeiden.
6 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform. In diesem Fall ist die Leiteinrichtung 150 entfernt worden, und ein sich verjüngender Unterschlitz 340 läuft im Wesentlichen spitz von dem Endabschnitt 111 zu dem Mittelabschnitt 121 zu. Der sich verjüngende bzw. spitz zulaufende Unterschlitz 340 kann derart konstruiert sein, dass die Spindel 100 von dem Endabschnitt 111 zu dem Mittelabschnitt 121 hin konisch verläuft. In diesem Fall kann die Spindel 100 hergestellt oder modifiziert werden, um den sich verjüngenden Unterschlitz 340 zu schaffen, so dass die Spindel 100 an dem Mittelabschnitt einen größeren Durchmesser aufweist als an den Endabschnitten 111. Ferner kann die Spindel 100 in vielfältigen Formen hergestellt oder modifiziert werden, die in der Lage sind, den Kühlmittelfluss 125 zu behindern. Alternativ kann der sich verjüngende Unterschlitz 340 aus mehreren Elementen aufgebaut sein, die, wenn sie miteinander kombiniert werden, die im Wesentlichen konische Verjüngung von dem Endabschnitt 111 zu dem Mittelabschnitt 121 ergeben. Zum Beispiel kann in dem Unterschlitz 340 eine (mit Strichlinien dargestellte) keilförmige Leiteinrichtung 390 angeordnet sein, um die Verjüngung und ein Hindernis für die Strömung des Kühlmittels 125 zu dem Mittelabschnitt 121 zu schaffen. Die keilförmige Leiteinrichtung 390 ist als ein keilförmiges Anbauteil veranschaulicht, wobei die keilförmige Leiteinrichtung 390 jedoch vielfältige Formen einnehmen kann, die in der Lage sind, den Fluss des Kühlmittels 125 zu behindern. Die keilförmige Leiteinrichtung 390 kann an der Spindel 100 befestigt sein (wie mit Strichlinien veranschaulicht), oder kann alternativ an einer Spulengruppe 120 angebracht sein. In jedem Fall wird der sich verjüngende Unterschlitz 340 eine größere Menge an Kühlmittel 125 veranlassen, durch die mehreren Kanäle 110 zu strömen. Wenn mehr Kühlmittel zu den mehreren Kanälen 110, die an dem Endabschnitt 111 angeordnet sind, geliefert wird, wird mehr Wärme von der Spulengruppe 120 an dem Endabschnitt 111 abgeführt. Dies hält Abschnitte der Spulengruppe 120 an dem Endabschnitt 111 kühler und hilft, die Effekte einer Überhitzung an dem Endabschnitt 111 zu vermeiden.
7 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform. In diesem Fall kann eine Unterschlitzabdeckung 490 in ähnlicher Weise wie die keilförmige Leiteinrichtung 390 nach 6 wirken. Jedoch kann die Unterschlitzabdeckung 490 nach 7 näher an einer Spulengruppe 120 angeordnet sein. Die Unterschlitzabdeckung 490 ist als eine gestufte Abdeckung veranschaulicht, wobei sie jedoch vielfältige Formen einnehmen kann. Ferner kann die Unterschlitzabdeckung 490 aus einem oder mehreren Elementen ausgebildet sein. Zum Beispiel kann die Unterschlitzabdeckung 490 ein oder mehrere im Wesentlichen winkelige Elemente oder ein oder mehrere im Wesentlichen gerundete Elemente enthalten. Die Unterschlitzabdeckung 490 kann während eines Abschnitts der Rotormontage in dem Unterschlitz 140 angeordnet werden. Zum Beispiel kann die Unterschlitzabdeckung 490 in den Unterschlitz 140 eingefügt werden, nachdem die Spindel 100 und die Spulengruppe 120 voneinander getrennt worden sind. Die Unterschlitzabdeckung 490 kann unabhängig lösbar sein, und sie kann einen Abschnitt des Unterschlitzes 140 versperren. Die Unterschlitzabdeckung 490 kann in unterschiedlichen Abschnitten des Endabschnitts 111 des Unterschlitzes 140 platziert sein. In jedem Fall veranlasst die Unterschlitzabdeckung 490 eine größere Menge an Kühlmittel 125, durch die mehreren Kanäle 110, die an dem Endabschnitt 111 angeordnet sind, zu strömen. Wenn mehr Kühlmittel zu den mehreren Kanälen 110, die an dem Endabschnitt 111 angeordnet sind, geliefert wird, wird mehr Wärme von der Spulengruppe 120 an dem Endabschnitt 111 weg übertragen. Dies hält Abschnitte der Spulengruppe 120 an dem Endabschnitt 111 kühler und hilft, die Effekte einer Überhitzung an dem Endabschnitt 111 zu vermeiden.
8 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform. In diesem Fall kann der Teilungsabstand (1) zwischen mehreren Kanälen 110 derart variieren, dass ein Abschnitt der mehreren Kanäle 110, der näher an dem Endabschnitt 111 angeordnet ist, einen kleineren Abstand aufweisen kann als diejenigen, die in der Nähe des Mittelabschnitts 121 angeordnet sind. Wie in der Technik bekannt, kann der Ausdruck „Teilungsabstand” einen kürzesten Abstand (Luftlinie) zwischen zwei ähnlichen Öffnungen bezeichnen. In diesem Fall zeigen der Teilungsabstand 1 und der Teilungsabstand 1' unterschiedliche kürzeste Abstände zwischen zwei Sätzen von Öffnungen 160. Ähnlich wie bei den Ausführungsformen, die im Zusammenhang mit 3 erläutert sind, erzielt ein kleinerer Abstand zwischen den mehreren Kanälen 110, die in der Nähe des Endabschnitts 111 angeordnet sind, eine stärkere Kühlung an dem Endabschnitt 111. Dies ist möglich, weil ein größerer gesamter Querschnittsbereich für die Kühlmittelströmung 125 in der Nähe des Endabschnitts 111 zur Verfügung steht. Wenn der Abstand 1 kleiner ist als der Abstand 1', ist eine größere Anzahl der mehreren Kanäle 110 in der Nähe des Endabschnitts 111 angeordnet. Während dies gegebenenfalls kei ne größere Kühlmittelströmung 125 durch jeden der mehreren Kanäle 110 ergibt, sorgt dies für eine größere Gesamtmenge des Kühlmittels 125, das durch den Endabschnitt 111 strömt. Wenn die Gesamtmenge an Kühlmittel 125, die den an dem Endabschnitt 111 angeordneten mehreren Kanälen 110 zugeführt wird, steigt, wird mehr Wärme von der Spulengruppe 120 an dem Endabschnitt 111 weg übertragen. Dies hält Abschnitte der Spulengruppe 120 an dem Endabschnitt 111 kühler und hilft, die Effekte einer Überhitzung an dem Endabschnitt 111 zu vermeiden.
Während verschiedene Aspekte der Erfindung hierin unter Bezugnahme auf eine einzelne Spulengruppe 120 und einen einzelnen Unterschlitz 140 veranschaulicht und beschrieben sind, versteht es sich, dass diese Aspekte auf mehrere als einen einzelnen Unterschlitz 140 und mehrere als eine einzelne Spulengruppe 120, die rings um die Spindel 100 angeordnet sind, angewandt werden können. Ferner können Kombinationen und Veränderungen der Aspekte der Erfindung in anderen Spulengruppen 120 und Unterschlitzen 140, die rings um die gleiche Spindel 100 angeordnet sind, verwendet werden. Zum Beispiel kann eine Spulengruppe 120, die an der Spindel 100 angeordnet ist, den Kühlmittelfluss durch mehrere Kanäle 110 unter Verwendung einer ersten Leiteinrichtung 150 in einem Unterschlitz 140 steigern, während eine andere Spulengruppe 120, die an der Spindel 100 angeordnet ist, den Kühlmittelfluss durch mehrere Kanäle 110 unter Verwendung variierter Abstandsmaße zwischen den mehreren Kanälen 110 steigern kann. Dieses Beispiel dient lediglich Veranschaulichungszwecken, und es ist zu verstehen, dass Aspekte der Erfindung auf vielfältige Art und Weise miteinander kombiniert oder gegeneinander ausgetauscht werden können.
Diese Beschreibung verwendet Beispiele, um die Erfindung, einschließlich der besten Ausführungsform, zu offenbaren und auch einem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung umzusetzen, wozu eine Herstellung und Verwendung jeglicher Vorrichtungen oder Systeme und eine Durchführung jeglicher enthaltener Verfahren gehören. Der patentfähige Umfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann weitere Beispiele enthalten, die Fachleuten auf dem Gebiet einfallen. Derartige weitere Beispiele sollen in dem Schutzumfang der Ansprüche enthalten sein, wenn sie strukturelle Elemente aufweisen, die sich von dem Wortsinn der Ansprüche nicht unterscheiden, oder wenn sie äquivalente strukturelle Elemente mit gegenüber dem Wortsinn der Ansprüche unwesentlichen Unterschieden enthalten.
Es ist ein System offenbart, das eine Kühlung von Generatorrotorspulen 120 unterstützt. Das System enthält einen Stator 20 und einen Rotor 10, der innerhalb des Stators 20 positioniert ist, wobei der Rotor 10 aufweist: eine Spindel 100; Gruppen von Spulen 120, die rings um die Spindel 100 angeordnet sind, wobei jede der Spulengruppen 120 mehrere Kanäle 110 enthält; mehrere Unterschlitze 140, die rings um die Spindel 100 angeordnet sind, wobei jeder der mehreren Unterschlitze 140 sich zwischen der Spindel 100 und einer der Spulengruppen 120 erstreckt, wobei jeder der mehreren Unterschlitze 140 mit der einen der Spulengruppen 120 in Strömungsverbindung steht; und eine erste Leiteinrichtung 150, die in einem der mehreren Unterschlitze 140 angeordnet ist, um ein Kühlmittel 125 in wenigstens einen der mehreren Kanäle 110 zu leiten.

5: Generator
10: Rotor
20: Stator
100: Spindel
102: Öffnung
104: Luftspalt
110: Kanäle
111: Endabschnitte
120: Spulen
121: Mittelabschnitt
125: Kühlmittel
140: Unterschlitze
150: Erste Leiteinrichtung, erste Leitwand
152: Zweite Leiteinrichtung, zweite Leitwand
160: Öffnungen
210: Größere Kanäle
260: Größere Öffnungen
340: Sich verjüngender Unterschlitz
390: Keilförmige Leiteinrichtung
490: Unterschlitzabdeckung

Claims

Dynamoelektrische Maschine (5), die aufweist: einen Stator (20); einen Rotor (10), der innerhalb des Rotors (20) angeordnet ist, wobei der Rotor (10) aufweist: eine Spindel (100); Gruppen von Spulen (120), die rings um die Spindel (100) angeordnet sind, wobei jede der Spulengruppen (120) mehrere Kanäle (110) enthält; mehrere Unterschlitze (140), die rings um die Spindel (100) angeordnet sind, wobei jeder der mehreren Unterschlitze (140) sich zwischen der Spindel (100) und einer der Spulengruppen (120) erstreckt, wobei jeder der mehreren Unterschlitze (140) mit der einen der Spulengruppen (120) in Strömungsverbindung steht; und eine erste Leiteinrichtung (150), die in einem der mehreren Unterschlitze (140) angeordnet ist, um ein Kühlmittel (125) in wenigstens einen der mehreren Kanäle (110) zu leiten.
Dynamoelektrische Maschine (5) nach Anspruch 1, wobei die erste Leiteinrichtung (150) ein im Wesentlichen ebenes Element aufweist.
Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 2, wobei die erste Leiteinrichtung (150) ferner wenigstens ein Element auf weist, das unter einem stumpfen Winkel in Bezug auf das im Wesentlichen ebene Element ausgerichtet ist.
Dynamoelektrische Maschine (5) nach Anspruch 1, wobei die erste Leiteinrichtung (150) mit der Spulengruppe (120) betriebsmäßig verbunden ist.
Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 1, wobei der Unterschlitz (140) einen Mittelabschnitt (121) und zwei Endabschnitte (111) aufweist und wobei sich der Unterschlitz (140) von den beiden Endabschnitten (111) zu dem Mittelabschnitt (121) im Wesentlichen verjüngt.
Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 1, wobei sich die erste Leiteinrichtung (150) über eine axiale Länge von wenigstens zwei der mehreren Kanäle (110) erstreckt.
Rotor (10), der aufweist: eine Spindel (100); Gruppen von Spulen (120), die rings um die Spindel (100) angeordnet sind, wobei jede der Spulengruppen (120) mehrere Kanäle (110) enthält; mehrere Unterschlitze (140), die rings um die Spindel (100) angeordnet sind, wobei jeder der mehreren Unterschlitze (140) sich zwischen der Spindel (100) und einer der Spulengruppen (120) erstreckt, wobei jeder der mehreren Unterschlitze (140) mit der einen der Spulengruppen (120) in Strömungsverbindung steht; und eine erste Leiteinrichtung (150), die in einem der mehreren Unterschlitze (140) angeordnet ist, um ein Kühlmittel (125) in wenigstens einen der mehreren Kanäle (110) zu leiten.
Rotor (10) nach Anspruch 7, wobei die mehreren Kanäle (110) Gruppen unterschiedlich bemessener Kanäle enthalten, wobei die Kanäle einer Kanalgruppe (110), die in der Nähe eines Endabschnitts (111) des Unterschlitzes (140) angeordnet ist, größer sind als die Kanäle einer Kanalgruppe (120), die in der Nähe eines Mittelabschnitts (121) des Unterschlitzes (140) angeordnet ist.
Rotor (10) nach Anspruch 7, wobei die mehreren Kanäle (110) Gruppen von Kanälen enthalten, wobei jede Kanalgruppe einen anderen Abstand zwischen den Kanälen (110) aufweist.
Rotor (10) nach Anspruch 7, wobei die erste Leiteinrichtung (150) eine Unterschlitzabdeckung (490) enthält, die gesondert lösbar ist und einen Abschnitt des Unterschlitzes (140) versperrt.