DE102018202691A1 - Power generator arrangement with cooling system - Google Patents
Power generator arrangement with cooling system Download PDFInfo
- Publication number
- DE102018202691A1 DE102018202691A1 DE102018202691.2A DE102018202691A DE102018202691A1 DE 102018202691 A1 DE102018202691 A1 DE 102018202691A1 DE 102018202691 A DE102018202691 A DE 102018202691A DE 102018202691 A1 DE102018202691 A1 DE 102018202691A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- power generator
- blower
- fan
- box
- stator
- 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.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
- H02K9/08—Arrangements for cooling or ventilating by gaseous cooling medium circulating wholly within the machine casing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
- F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
- F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D25/00—Pumping installations or systems
- F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
- F04D25/08—Units comprising pumps and their driving means the working fluid being air, e.g. for ventilation
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
- H02K9/02—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
- H02K9/04—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
- H02K9/10—Arrangements for cooling or ventilating by gaseous cooling medium flowing in closed circuit, a part of which is external to the machine casing
- H02K9/12—Arrangements 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
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/18—Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
- H02K7/1807—Rotary generators
- H02K7/1823—Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines
- H02K7/183—Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines wherein the turbine is a wind turbine
- H02K7/1838—Generators mounted in a nacelle or similar structure of a horizontal axis wind turbine
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
Abstract
Es wird eine Stromgeneratoranordnung (1) beschrieben, die einen Stator (2), einen Rotor (3), zumindest einen Kühler (10) zum Kühlen eines Luftstroms aus dem Stator (2) und/oder dem Rotor (3) und zumindest ein zu dem Kühler (10) gehörendes Gebläse (11) mit einem Gebläsekasten (20) umfasst. Der Gebläsekasten (20) weist einen mit dem Kühler (10) verbundenen Gebläseeintritt (21) zum Aufnehmen des Luftstroms aus dem Kühler (10) und zwei Gebläseauslässe (22a, 22b) zum Leiten des aus dem Gebläsekasten (20) austretenden Luftstroms zu zwei sich jeweils gegenüberliegenden Seiten (4, 5) der Stromgeneratoranordnung (1) auf. A current generator arrangement (1) is described which includes a stator (2), a rotor (3), at least one cooler (10) for cooling an air flow from the stator (2) and / or the rotor (3) and at least one the blower (11) belonging to the radiator (10) with a blower box (20). The blower box (20) has a fan inlet (21) connected to the radiator (10) for receiving the airflow from the radiator (10) and two blower outlets (22a, 22b) for directing the airflow exiting the blow box (20) to two respectively opposite sides (4, 5) of the power generator arrangement (1).
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stromgeneratoranordnung, die einen Stator, einen Rotor und ein Kühlsystem mit zumindest einem Kühlgebläse umfasst. Die vorliegende Erfindung findet insbesondere bei zu Windenergieanlagen gehörenden Stromgeneratoren Anwendung.The present invention relates to a power generator assembly comprising a stator, a rotor and a cooling system with at least one cooling fan. The present invention is particularly applicable to power generators associated with wind turbines.
Allgemeiner Stand der TechnikGeneral state of the art
Stromgeneratoranordnungen der obigen Art und Betriebsverfahren dafür sind allgemein bekannt. Jede zu einer Windenergieanlage gehörende Stromgeneratoranordnung umfasst einen Stator und einen Rotor und verläuft axial entlang einer Drehachse des Rotors um den Stator. Die Stromgeneratoranordnung verläuft axial zwischen einer mit der Antriebsvorrichtung (d.h. dem Rotor mit Blättern der Windenergieanlage) verbundenen Antriebsseite und einer axial gegenüberliegenden Nichtantriebsseite.Power generator assemblies of the above type and methods of operation therefor are well known. Each power generator assembly associated with a wind turbine includes a stator and a rotor and extends axially along an axis of rotation of the rotor about the stator. The power generator assembly extends axially between a drive side connected to the drive device (i.e., the rotor with blades of the wind turbine) and an axially opposed non-drive side.
Der Stator weist typischerweise mehrere axial verlaufende Segmente auf. Die Stromgeneratoranordnung weist ferner ein Kühlsystem mit mehreren Kühlern auf. So kann beispielsweise jeder Kühler zwei Segmente versorgen. An jedem Kühler ist eine Lüftungsvorrichtung zum Erzeugen eines durch den Kühler strömenden Luftstroms installiert. Der Kühler nimmt insbesondere einen Luftstrom auf, der im Stator und im Rotor erwärmt wurde, und gibt einen gekühlten Luftstrom ab. Mit Hilfe der Lüftungsvorrichtung wird diese gekühlte Luft zwecks Kühlen des Stromgenerators zu dem Spalt zwischen dem Rotor und dem Stator und zu den Spalten zwischen den Statorsegmenten geblasen.The stator typically has a plurality of axially extending segments. The power generator assembly further includes a cooling system having a plurality of coolers. For example, each cooler can supply two segments. At each radiator, a ventilation device for generating an airflow flowing through the radiator is installed. In particular, the cooler absorbs an airflow that has been heated in the stator and in the rotor and releases a cooled airflow. By means of the venting device, this cooled air is blown to cool the power generator to the gap between the rotor and the stator and to the gaps between the stator segments.
Bekanntlich wird eine Lüftungsvorrichtung bereitgestellt, die an jedem Kühler zwei installierte Radialgebläse aufweist: ein Gebläse zum Abgeben des aus dem Kühler austretenden gekühlten Luftstroms in Richtung der Antriebsseite des Stromgenerators und das andere Gebläse zum Abgeben des aus dem Kühler austretenden gekühlten Luftstroms in Richtung der Nichtantriebsseite des Stromgenerators.It is known to provide a ventilation device having two radial fans installed on each radiator: a fan for delivering the cooled airflow exiting the radiator toward the drive side of the power generator and the other fan for delivering the cooled airflow exiting the radiator toward the non-drive side of the radiator power generator.
Eine solche Lösung ist nicht optimal beziehungsweise kann sie verbessert werden.Such a solution is not optimal or it can be improved.
Insbesondere besteht ein Bedürfnis, eine Stromgeneratoranordnung mit einem Kühlsystem bereitzustellen, das einen Luftstrom mit gleichmäßigerer Verteilung von Durchflussmenge und Temperaturen erzeugt.In particular, there is a need to provide a power generator assembly having a cooling system that generates an airflow with a more even distribution of flow rate and temperatures.
Kurzdarstellung der ErfindungBrief description of the invention
Diesem Bedürfnis kann der Gegenstand gemäß dem unabhängigen Anspruch Rechnung tragen. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.This need can be met by the subject matter of the independent claim. Advantageous embodiments of the present invention are described in the dependent claims.
Eine Stromgeneratoranordnung umfasst erfindungsgemäß Folgendes:
- - einen Stator,
- - einen Rotor,
- - zumindest einen Kühler zum Kühlen eines Luftstroms aus dem Stator und/oder dem Rotor,
- - zumindest ein zu dem Kühler gehörendes Gebläse, das einen Gebläsekasten aufweist,
- - wobei der Gebläsekasten eine mit dem Kühler verbundene Kühlerkontaktfläche zum Aufnehmen des Luftstroms aus dem Kühler aufweist und
- - wobei der Gebläsekasten zwei Gebläseauslässe zum Leiten des aus dem Gebläsekasten austretenden Luftstroms zu zwei sich gegenüberliegenden Seiten der Stromgeneratoranordnung aufweist.
- a stator,
- a rotor,
- at least one cooler for cooling an air flow from the stator and / or the rotor,
- at least one fan belonging to the radiator and having a fan box,
- - Wherein the fan box has a cooler contact surface connected to the radiator for receiving the air flow from the radiator, and
- - wherein the blower box has two blower outlets for directing the airflow exiting the blower box to two opposite sides of the power generator assembly.
Der oben beschriebene vorgeschlagene Gebläsekasten und seine Verbindung mit dem Kühler bringen mehrere Vorteile mit sich:
- - die von nur einem Gebläse pro Kühler erzeugte Durchflussmenge und Temperaturverteilung sind bei der Stromgeneratoranordnung gleichmäßiger verteilt,
- - die allgemeine Komplexität des Systems verringert sich dadurch, dass nur ein Gebläse an jedem Kühler installiert werden muss; zum Einfassen des Gebläserads und zum Verbinden von Kühlern mit den Statorplatten kann ein sehr einfacher und wirtschaftlicher Gebläsekasten aus geraden Platten verwendet werden,
- - durch Verwendung nur eines Gebläses ist der Zusammenbau mit der Stromgeneratoranordnung. Ein einzelnes größeres Gebläserad und ein größerer Gebläsemotor können insbesondere seitlich herausgenommen werden.
- the flow rate and temperature distribution generated by only one blower per radiator are more evenly distributed in the power generator arrangement,
- - The overall complexity of the system is reduced by the fact that only one blower must be installed on each radiator; For enclosing the impeller and for connecting radiators to the stator plates, a very simple and economical blower box made of straight plates can be used,
- - By using only one blower is the assembly with the power generator assembly. A single larger impeller and a larger blower motor can be taken out in particular laterally.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verläuft die Stromgeneratoranordnung entlang einer Drehachse des Rotors um den Stator herum, wobei die beiden Gebläseauslässe zum Leiten des aus dem Gebläsekasten austretenden Luftstroms zu zwei sich jeweils gegenüberliegenden axialen Seiten der Stromgeneratoranordnung ausgelegt sind. Bei einer der beiden sich jeweils gegenüberliegenden axialen Seiten handelt es sich insbesondere um die Antriebsseite der Stromgeneratoranordnung, während es sich bei der anderen axialen Seite um die Nichtantriebsseite handelt. Die beiden Gebläseauslässe dienen vorteilhafterweise jeweils dem Erzeugen von zwei Luftströmen, die zur Antriebsseite beziehungsweise zur Nichtantriebsseite der Stromgeneratoranordnung geleitet werden.According to one embodiment of the invention, the power generator assembly extends along an axis of rotation of the rotor around the stator, the two fan outlets being adapted to direct the airflow exiting the fan box to two respective opposite axial sides of the power generator assembly. In one of the two opposite axial sides in particular is the drive side of the power generator assembly, while it is at the other axial side is about the non-drive side. The two blower outlets are advantageously each used to generate two air streams, which are passed to the drive side or to the non-drive side of the power generator arrangement.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Stator in mehrere Segmente unterteilt, wobei der mindestens eine Kühler zu einem oder mehreren der Segmente gehört.According to a further embodiment of the invention, the stator is subdivided into a plurality of segments, wherein the at least one cooler belongs to one or more of the segments.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Stromgeneratoranordnung ein zum Gebläsekasten gehörendes Gebläserad und einen mit dem Gebläserad verbundenen Gebläse-Elektromotor auf. Der Gebläsemotor kann vorteilhafterweise quer oder parallel zur Drehachse ausgerichtet sein, wobei in letzterem Fall das Installieren eines besonders großen Motors möglich ist.According to a further embodiment of the invention, the power generator arrangement comprises an impeller belonging to the blower fan and a blower connected to the electric motor. The fan motor may advantageously be aligned transversely or parallel to the axis of rotation, in the latter case, the installation of a particularly large motor is possible.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Gebläsekasten eine abnehmbare Platte auf, die ein Herausnehmen des Gebläserads und/oder des Gebläsemotors aus der Stromgeneratoranordnung ermöglicht. Bei der gleichen einfachen und klar abgegrenzten Gebläsekastentrennfläche können verschiedene Gebläsemotoren und Gebläseräder gewählt und eingesetzt werden. Ferner können je nach Bedarf vor Ort vorteilhafterweise verschiedene Gebläseleistungen installiert werden: für warme Standorte größere und teurere Gebläse und für kühle, weniger anspruchsvolle Standorte kleinere, preisgünstigere Gebläse.According to a further embodiment of the invention, the blower box has a removable plate which allows removal of the impeller and / or the blower motor from the power generator assembly. With the same simple and clearly defined fan box divider, various blower motors and blower wheels can be selected and used. Furthermore, various blower outputs can advantageously be installed on-site as needed: larger and more expensive blowers for warm locations and smaller, less expensive blowers for cool, less demanding locations.
Die oben definierten sowie weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen und werden unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele erläutert. Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele näher beschrieben, auf die sie jedoch nicht beschränkt ist.The above-defined and other aspects of the present invention will become apparent from the embodiments described below and will be explained with reference to the embodiments. The invention will be described in more detail below with reference to exemplary embodiments, to which, however, it is not limited.
Figurenlistelist of figures
-
1 zeigt eine Windenergieanlage mit einer Stromgeneratoranordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.1 shows a wind turbine with a power generator assembly according to an embodiment of the invention. -
2 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Stromgeneratoranordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.2 shows a schematic cross section through a power generator assembly according to an embodiment of the invention. -
3 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Komponente der Stromgeneratoranordnung aus1 .3 shows a schematic plan view of a component of the power generator arrangement1 ,
Ausführliche BeschreibungDetailed description
Die Windenergieanlage
Die Rotorblätter
Die Windenergieanlage
Der Windrotor
Die Stromgeneratoranordnung
Zwischen dem Rotor
Die Stromgeneratoranordnung
Das Kühlsystem
Gemäß anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann das Kühlsystem mehrere Kühler
Das Kühlsystem
- -
einen Gebläsekasten 20 , - -
ein Gebläserad 23 , - -
einen Gebläsemotor 24 , der über eine Gebläsewelle27 mit dem Gebläserad verbunden ist.
- - a
blower box 20 . - - an
impeller 23 . - - a
blower motor 24 that was over ablower shaft 27 connected to the impeller.
Bei der Ausführungsform in der beiliegenden
Gemäß anderen möglichen Ausführungsformen sind der Gebläsemotor
Der Gebläsekasten
Das von dem Gebläsemotor
Der Gebläsekasten
Der Gebläsekasten
Es sind weitere Konfigurationen der Gebläseauslässe
Der Gebläsekasten
In
Der Kühler
Der Gebläsekasten
Claims (10)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017205812 | 2017-04-05 | ||
DE102017205812.9 | 2017-04-05 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102018202691A1 true DE102018202691A1 (en) | 2018-10-11 |
Family
ID=63588237
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102018202691.2A Withdrawn DE102018202691A1 (en) | 2017-04-05 | 2018-02-22 | Power generator arrangement with cooling system |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN108768072A (en) |
DE (1) | DE102018202691A1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110445307B (en) * | 2019-08-14 | 2021-01-29 | 上海电气风电集团股份有限公司 | Stator segment, stator assembly and cooling system of stator assembly |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57186947A (en) * | 1981-05-13 | 1982-11-17 | Hitachi Ltd | Electric rotary machine |
DE10233947A1 (en) * | 2002-07-25 | 2004-02-12 | Siemens Ag | Wind power system has generator in gondola, turbine with rotor blade(s); generator has a closed primary cooling circuit; the gondola has an arrangement enabling cooling of primary cooling circuit |
JP4576309B2 (en) * | 2005-09-20 | 2010-11-04 | 三菱電機株式会社 | Rotating electric machine |
CN101034837A (en) * | 2007-04-19 | 2007-09-12 | 湘潭电机股份有限公司 | Security-enhanced three-phase asynchronous motor for mine |
CN201118369Y (en) * | 2007-11-08 | 2008-09-17 | 湘潭电机股份有限公司 | Mw higher dual-feedback asynchronous wind generator |
KR100987571B1 (en) * | 2008-09-01 | 2010-10-12 | 두산중공업 주식회사 | Cooling System of Wind Turbine Generator |
CN201319552Y (en) * | 2008-11-04 | 2009-09-30 | 新疆金风科技股份有限公司 | High-power permanent magnet synchronous machine |
CN201576992U (en) * | 2009-08-20 | 2010-09-08 | 杭州银轮科技有限公司 | Hot-plate type wind turbine generator system cooler |
CN201499054U (en) * | 2009-08-31 | 2010-06-02 | 杭州银轮科技有限公司 | Heat pipe cooler for wind generating set |
CN105471174A (en) * | 2014-09-03 | 2016-04-06 | 天津市方圆电气设备有限公司 | Novel variable-frequency generator cooling structure and preparation method thereof |
CN104467284A (en) * | 2014-12-09 | 2015-03-25 | 哈尔滨电气动力装备有限公司 | Cooling device for vertical motor of double-layer structure |
-
2018
- 2018-02-22 DE DE102018202691.2A patent/DE102018202691A1/en not_active Withdrawn
- 2018-04-04 CN CN201810300852.0A patent/CN108768072A/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN108768072A (en) | 2018-11-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1525396B1 (en) | Wind turbine comprising a closed cooling circuit | |
DE102006035721B4 (en) | Method and device for cooling wind turbine generators | |
DE102007061588B4 (en) | Aircraft cooling system | |
DE102011054388A1 (en) | Inducer for a gas turbine system | |
EP2800251A1 (en) | Electric machine with a bearing bracket | |
EP3033825B1 (en) | Device for deflecting at least one portion of a cooling fluid flowing axially in a space between a rotor and a stator of a rotating electric machine | |
DE10246690A1 (en) | Wind turbine generator with closed ventilation system within generator housing allowing use in aggressive environment | |
EP0639883A1 (en) | Gas-cooled electric machine | |
DE10018642A1 (en) | Ventilation cooling of a rotating electric machine such as a turbine generator by conducting gas warmed by the stator and rotor into a cooling system | |
EP2521859B1 (en) | Wind power plant | |
EP2430296A1 (en) | Motor vehicle cooling device and cooling system | |
WO2013007342A1 (en) | Cooling device for wind power plants | |
DE102018202691A1 (en) | Power generator arrangement with cooling system | |
EP2431702A2 (en) | Air-cooled motor-generator and method for operating such a motor-generator | |
WO2012004393A1 (en) | Electric machine | |
EP4015818A1 (en) | Wind energy system | |
DE102015200347A1 (en) | Wind turbine | |
WO2017001318A1 (en) | Wind turbine and cooling device for a wind turbine | |
EP2887510B1 (en) | Electrical contacting device for an electric machine | |
DE112014000368T5 (en) | Wind Turbine Generator System | |
EP3571402B1 (en) | Nacelle of a wind power plant | |
DE102020124947B4 (en) | Air cooling arrangement and method for cooling electronic components | |
EP1122865B1 (en) | Rotary electrical machine arrangement with a rotary electrical machine and a cooling device | |
DE102017208974A1 (en) | Radiator arrangement for a vehicle | |
DE112022001934T5 (en) | Cooling system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SIEMENS GAMESA RENEWABLE ENERGY A/S, DK Free format text: FORMER OWNER: SIEMENS WIND POWER A/S, BRANDE, DK |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |