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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Anmeldung und das resultierende Patent beziehen sich allgemein auf dynamoelektrische Maschinen, wie etwa Generatoren, die bei der Erzeugung von elektrischer Leistung verwendet werden und beziehen sich genauer auf einen verbesserten Rotorhaltering zur Erhöhung des Luftspalt-Luftströmungsvolumens zu einer Erhöhung der Gesamteffizienz.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Allgemein beschrieben können große turbinenangetriebene Generatoren, die bei der Erzeugung von elektrischer Leistung und dergleichen verwendet werden, einen Rotor aufweisen, der als eine Quelle von Magnetlinien eines Flusses dient, der durch eine gewickelte Spule erzeugt wird, die auf dem Rotor getragen wird. Der Rotor rotiert innerhalb eines Stators, der eine Anzahl von Leitern aufweisen kann, in denen ein Wechselstrom durch den Rotor induziert werden kann, wenn dieser darin rotiert. Die Rotation erzeugt ein magnetisches Feld in einem schmalen Luftspalt zwischen dem Stator und dem Rotor.
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Die Gesamtleistungsabgabe eines Generators kann durch die Fähigkeit zusätzlichen Strom bereitzustellen beschränkt sein, aufgrund des Aufbaus von Wärme in den Statorkomponenten und/oder den Rotorkomponenten. Ein solcher Aufbau von Wärme kann durch die Verwendung von übergroßen Gebläsen und dergleichen kompensiert werden. Solche übergroßen Gebläse stellen jedoch einen parasitären Verlust dar, um die Ausgabe und Effizienz des Gesamtsystems zu reduzieren.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Anmeldung und das resultierende Patent stellen daher eine verbesserte dynamoelektrische Maschine bereit. Die verbesserte dynamoelektrische Maschine kann einen Stator, einen Rotor und einen Luftspalt aufweisen, der den Stator und den Rotor trennt. Der Rotor kann einen Rotorhaltering aufweisen. Der Rotorhaltering kann eine abgeschrägte Länge aufweisen, die sich entlang des Luftspalts erstreckt.
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Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel der dynamoelektrischen Maschine kann es vorteilhaft sein, dass der Rotorhaltering die abgeschrägte Länge an einem vorderen Ende aufweist.
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Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel der dynamoelektrischen Maschine kann es vorteilhaft sein, dass der Rotorhaltering einen Radius stromaufwärts von der abgeschrägten Länge an dem vorderen Ende aufweist.
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Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel der dynamoelektrischen Maschine kann es vorteilhaft sein, dass die dynamoelektrische Maschine außerdem ein Gebläse aufweist, das stromaufwärts von dem Stator angeordnet ist.
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Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel der dynamoelektrischen Maschine kann es vorteilhaft sein, dass das Gebläse eine Kühlströmung bereitstellt.
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Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel der dynamoelektrischen Maschine kann es vorteilhaft sein, dass die abgeschrägte Länge die Kühlströmung axial in den Luftspalt leitet.
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Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel der dynamoelektrischen Maschine kann es vorteilhaft sein, dass die Kühlströmung den Stator kühlt.
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Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel der dynamoelektrischen Maschine kann es vorteilhaft sein, dass die Kühlströmung eine Mehrzahl von Statorkernpaketen kühlt.
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Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel der dynamoelektrischen Maschine kann es vorteilhaft sein, dass die abgeschrägte Länge einen Winkel Alpha von ungefähr null Grad (0°) bis ungefähr fünfundvierzig Grad (45°) aufweisen.
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Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel der dynamoelektrischen Maschine kann es vorteilhaft sein, dass die abgeschrägte Länge eine Länge L von ungefähr bis zu einer Länge L1 aufweist.
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Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel der dynamoelektrischen Maschine kann es vorteilhaft sein, dass die abgeschrägte Länge einen Winkel Alpha von ungefähr null Grad (0°) bis ungefähr fünfundvierzig Grad (45°) und eine Länge L von bis zu ungefähr einer Länge L1 aufweist.
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Die vorliegende Anmeldung und das resultierende Patent können außerdem ein Verfahren zum Betreiben einer dynamoelektrischen Maschine bereitstellen. Das Verfahren umfasst die Schritte des Rotierens eines Rotors innerhalb eines Stators, wobei der Rotor und der Stator durch einen Luftspalt getrennt sind, leiten einer Kühlströmung in den Luftspalt und axiales Leiten der Kühlströmung in den Luftspalt durch eine abgeschrägte Länge, die um einen Rückhaltering des Rotors angeordnet ist.
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Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Verfahrens kann es vorteilhaft sein, dass das Verfahren außerdem den Schritt des Kühlen des Stators mit der Kühlströmung umfasst.
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Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Verfahrens kann es vorteilhaft sein, dass der Schritt des Kühlens des Stators mit der Kühlströmung das Kühlen einer Mehrzahl von Statorkernpaketen mit der Kühlströmung umfasst.
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Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Verfahrens kann es vorteilhaft sein, dass das Verfahren außerdem den Schritt des Positionierens der abgeschrägten Länge um ein vorderes Ende des Halterings umfasst.
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Die vorliegende Anmeldung und das resultierende Patent können außerdem eine dynamoelektrische Maschine bereitstellen. Die dynamoelektrische Maschine kann einen Stator, einen Rotor und einen Luftspalt aufweisen, der den Stator und den Rotor trennt. Der Rotor kann einen Rotorhaltering aufweisen. Der Rotorhaltering kann einen Radius und eine abgeschrägte Länge aufweisen, die sich entlang des Luftspalts an einem vorderen Ende davon erstreckt.
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Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel der dynamoelektrischen Maschine kann es vorteilhaft sein, dass die dynamoelektrische Maschine außerdem ein Gebläse aufweist, das stromabwärts von dem Stator angeordnet ist.
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Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel der dynamoelektrischen Maschine kann es vorteilhaft sein, dass das Gebläse eine Kühlströmung bereitstellt, so dass die abgeschrägte Länge die Kühlströmung axial in den Luftspalt leitet.
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Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel der dynamoelektrischen Maschine kann es vorteilhaft sein, dass die abgeschrägte Länge einen Winkel Alpha von ungefähr null Grad (0°) bis ungefähr fünfundvierzig Grad (45°) aufweist.
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Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel der dynamoelektrischen Maschine kann es vorteilhaft sein, dass die abgeschrägte Länge eine Länge L von bis zu ungefähr eine Länge L1 aufweist.
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Diese und andere Merkmale und Verbesserungen der vorliegenden Anmeldung und des resultierenden Patents können einem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet offenbar werden, nach der Durchsicht der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, wenn diese in Verbindung mit den mehreren Zeichnungen und den beigefügten Ansprüchen genommen wird.
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KURZE BESCHREIBUNG
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1 ist eine schematische Darstellung eines elektrischen Generators mit einem Stator und einem Rotor.
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2 ist eine Teildraufsicht eines Rotorhalterings zur Verwendung mit dem Generator aus 1.
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3 ist eine Teildraufsicht eines Rotorhalterings zur Verwendung mit einem Generator, wie er hierin beschrieben sein kann.
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4 ist eine Teilseitenansicht des Rotorhalterings aus 3.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Nunmehr bezugnehmend auf die Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszeichen durchgängig durch die verschiedenen Ansichten auf gleiche Elemente beziehen, ist 1 eine schematische Darstellung eines Beispiels einer dynamoelektrischen Maschine 100. Die dynamoelektrische Maschine 100 kann einen Stator 110 und einen Rotor 120 aufweisen. Der Stator 110 kann allgemein eine ringförmige Gestalt aufweisen, die den Rotor 120 darin umschließt. Der Stator 110 kann eine Anzahl von Statorkernbündeln oder Statorkernpaketen 130 aufweisen. Die Statorkernpakete 130 können aus einem Material mit geringem Verlust und geringem magnetischen Widerstand gebildet sein. Eine Anzahl von Armaturendwindungen 140 kann sich von den Statorkernpaketen 130 nach außen erstrecken. Ein Rahmen 150 kann die Statorkernpakete 130 tragen. Eine oder mehrere Statorflansche 160 können verwendet werden, um die Statorkernpakete 130 axial zu komprimieren. Eine Statorflussabschirmung 170 kann den Statorflansch 170 insgesamt oder teilweise umgeben. Der Stator 110 und dessen Komponenten sind hierin nur zum Zwecke eines Beispiels beschrieben. Andere Komponenten und Konfigurationen können hierin verwendet werden.
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Der Rotor 120 kann eine Anzahl von Leiterspulen 180 darin enthalten. Die Leiterspulen 180 können innerhalb eines Halterings 190 angeordnet sein. Der Haltering 190 hält die Leiterspulen 180 trotz der Zentrifugalkräfte, die erzeugt werden, wenn sich der Rotor 120 dreht, an Ort und Stelle zurück. Der Rotor 120 und die Komponenten davon sind nur zum Zwecke eines Beispiels beschrieben. Andere Komponenten und andere Konfigurationen können hierin verwendet werden.
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Der Stator 110 und der Rotor 120 können durch einen Luftspalt getrennt sein. Eine Kühlströmung 210 kann durch ein Gebläse 220 oder eine andere Art von Luftbewegungseinrichtung erzeugt werden und zu dem Luftspalt 200 geleitet werden. Der Stator 110 und die Komponenten davon können durch die Kühlströmung 210 gekühlt werden, die durch den Luftspalt 200 strömt. Die Gesamteffizienz und die Gesamtabgabe können mit einer adäquaten Kühlströmung 210, die den Stator 110 und die Komponenten davon erreicht, verbessert werden.
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2 zeigt ein Beispiel des Rotorhalterings 190. Der Rotorhaltering 190 kann eine Länge L1 aufweisen. Die Länge L1 kann variieren. Wie es gezeigt ist, kann ein vorderes Ende 230 einen kleinen Radius 240 daran haben. Eine Fase oder dergleichen kann auch verwendet werden. Alternativ kann auch ein stumpfes Ende verwendet werden. Strömungssimulationen haben gezeigt, dass der Radius 240 des Halterings 190 die Kühlströmung 210 aus ihrer beabsichtigten axialen Richtung durch den Luftspalt 200 wegleiten kann. Als Folge davon kann die Kühlströmung 210 durch den Luftspalt 200 beschränkt sein und einen erhöhten Gesamtdruckverlust aufweisen.
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3 und 4 zeigen einen Abschnitt einer dynamoelektrischen Maschine 250, wie sie hierin beschrieben sein kann. Insbesondere ist ein Rotorhaltering 260 gezeigt. Anstelle eines einfachen Radius 240 an dem vorderen Ende 230, wie es vorstehend beschrieben ist, enthält der Haltering 260 bei diesem Beispiel einen Radius 280 an einem vorderen Ende 270, gefolgt von einer abgeschrägten Länge 290. Die abgeschrägte Länge 290 kann sich unter einem Winkel Alpha über eine Länge L erstrecken. Der Winkel Alpha kann von mehr als ungefähr zehn Grad bis weniger als ungefähr fünfundvierzig Grad variieren. Andere Winkel können hierin verwendet werden. Die Länge L kann sich entlang der Länge L1 erstrecken. Der Winkel Alpha und die Länge L können variieren. Der Schnittpunkt der abgeschrägten Länge 290 und der verbleibenden flachen Länge des Halterings 260 kann auch einen glatten Radius daran aufweisen, um die Strömung in den Luftspalt 200 weiter zu verbessern. Andere Komponenten und andere Konfigurationen können hierin verwendet werden.
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Die abgeschrägte Länge 290 des Halterings 260 ist daher der einkommenden Kühlströmung 210 von dem Gebläse 220 zugewandt. Die abgeschrägte Länge 290 unterstützt das Leiten der Kühlströmung 210 in und durch den Luftspalt 200. Die abgeschrägte Länge 290 des Rotorhalterings 260 erhöht daher das Volumen der Kühlströmung 210 in den Luftspalt 200, um eine Absenkung der Temperatur der Statorkomponenten 110 bereitzustellen. Der Rotorhaltering 260 leitet daher die Kühlströmung 210 effizient in den Luftspalt 200 anstatt die Strömung zu unterbrechen. Eine solche Kühlströmung 210 kann daher die Gesamtsystemeffizienz und die Gesamtsystemabgabe erhöhen.
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Es sollte offensichtlich sein, dass das Vorstehende sich nur auf bestimmte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung und des resultierenden Patents bezieht. Viele Änderungen und Modifikationen können hierin durch einen Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet gemacht werden, ohne von dem allgemeinen Gedanken und dem Schutzbereich der Erfindung, wie er durch die nachfolgenden Ansprüche und deren Äquivalente definiert ist, abzuweichen.
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Die vorliegende Anmeldung stellt eine dynamoelektrische Maschine bereit. Die dynamoelektrische Maschine kann eine Stator, einen Rotor und einen Luftspalt aufweisen, der den Stator und den Rotor trennt. Der Rotor kann einen Rotorhaltering aufweisen. Der Rotorhaltering kann eine abgeschrägte Länge aufweisen, die sich entlang des Luftspaltes erstreckt.
