EP2619882A2 - Luftgekühlter generator - Google Patents

Luftgekühlter generator

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EP2619882A2
EP2619882A2 EP11752231.8A EP11752231A EP2619882A2 EP 2619882 A2 EP2619882 A2 EP 2619882A2 EP 11752231 A EP11752231 A EP 11752231A EP 2619882 A2 EP2619882 A2 EP 2619882A2
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EP
European Patent Office
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cooling
generator according
pyramids
pole
generator
Prior art date
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Ceased
Application number
EP11752231.8A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Baumeister
Simon Andreas Frutiger
Benjamin Jordan
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.)
GE Renewable Technologies SAS
Original Assignee
Alstom Hydro France SAS
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Publication date
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Ceased legal-status Critical Current

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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/22—Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges
    • H02K9/227—Heat sinks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/20—Stationary parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/32—Rotating parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/18—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with ribs or fins for improving heat transfer

Definitions

  • the present invention relates to the field of rotary electric machines. It relates to an air-cooled generator according to the preamble of claim 1.
  • the surfaces have already been optimized, for example by cooling fins, which increase the active surface area.
  • cooling fins which increase the active surface area.
  • the direction of the flow of the cooling medium is of great importance. Due to the design but not all cooling surfaces of
  • Generators are optimally flown.
  • such cooling surfaces are typically located in the region of the pole coils of the rotor.
  • Fig. 1 shows in a
  • Each of the poles 1 1 has a pole coil 12.
  • the individual poles 1 1 are separated in the circumferential direction by pole gaps 14 from each other.
  • the basis of the temperature calculation in air-cooled machines is the following physical formula:
  • the simplest cooling geometry is a smooth surface. Although this geometry is independent of the direction of flow, it has the minimum possible
  • FIGS. 6 and 7 make it clear that, in the case of a faulty flow, the
  • Cooling ribs 18 and 21 (flow direction transverse to the cooling fins) can come to areas, namely the recessed spaces 19 and 22, in which the flow rates are very low or recirculations or
  • the object is solved by the entirety of the features of claim 1.
  • the inventive generator which is flowed through to dissipate heat loss of cooling air, wherein the cooling air sweeps over surfaces acting as cooling surfaces and thereby absorbs heat from these interfaces, characterized in that the interfaces arranged distributed with the cooling surface increasing local elevations are provided.
  • Cooling surface are distributed.
  • the local surveys can take the form of simple
  • the local surveys in the form of cones or truncated cones.
  • Another development is characterized in that the local
  • Elevations have the shape of cylinders or cuboids. According to a particularly preferred development, the local
  • a surface equipped with pyramidal or pyramidal elevations not only promotes the turbulence of the cooling medium passing past, but also prevents or reduces the formation of a thermal boundary layer in the wall region by deflecting flowing cooling medium away from the surface to be cooled, thereby mixing promotes the coolant perpendicular to the flow direction.
  • the generator comprises a rotor having a plurality of poles, which are separated from each other by pole gaps and which are each provided with a pole coil, and that provided with the local elevations cooling surfaces in the
  • Pole back region are arranged.
  • a further embodiment of the invention is characterized in that the generator comprises a rotor with a plurality of poles, which are separated from each other by pole gaps and are each provided with a pole coil, and that provided with the local elevations cooling surfaces in the
  • Ventilation of the pole coils are arranged.
  • FIG. 1 Show it a perspective view of a section of a generator rotor having a plurality of poles, which are cooled by means of flowing cooling air; the pole gaps of the rotor, which are important for the cooling, according to FIG. 1; the important for the cooling entries for the ventilation of the pole coils; in perspective a section of a generator rotor having a plurality of poles, which are cooled by means of flowing cooling air; the pole gaps of the rotor, which are important for the cooling, according to FIG. 1; the important for the cooling entries for the ventilation of the pole coils; in perspective a section of a generator rotor having a plurality of poles, which are cooled by means of flowing cooling air; the pole gaps of the rotor, which are important for the cooling, according to FIG. 1; the important for the cooling entries for the ventilation of the pole coils; in perspective a section of a generator rotor having a plurality of poles, which are cooled by means of flowing cooling air; the pole gaps of the rot
  • Cooling effect should be as independent as possible of the flow conditions.
  • the cooling surface is provided with local elevations, which are distributed over the surface so that largely independent of the flow direction of the cooling air flowing above a uniformly high heat transfer between the cooling surface and cooling air.
  • Fig. 8 is a detail of a as a perspective view
  • pyramid shape is by no means limited to the use of pyramids or stumps with a quadrangular layout.
  • pyramidal bodies can be used with triangular or polygonal base. Also, it does not necessarily have to be a regular pyramid, that is, not all the side edges of the
  • Pyramid or the pyramid stump be the same length.
  • Heat transfer coefficient ⁇ and the increased cooling surface also increases the dissipated heat loss Q at the same cooling surface temperature.
  • a significant advantage of the pyramid structure is also due to a further effect.
  • a pyramid structure as exemplified in FIG. 8, not only increases the available heat transfer area and the turbulence of the flowing cooling medium, but also promotes the same
  • Cooling medium so it contributes to a mixing of the same perpendicular to the flow direction.
  • the cooling medium flows against the side surfaces of the pyramidal body (24, 26, 29), it is deflected away from the wall to be cooled. It forms one of the surface to be cooled
  • Main flow direction is aligned.
  • pole gap regions 15 of the generator 10 for example at one or more pole coil or pole body surfaces, and according to FIG. 3 the rear ventilation of the pole coils 12.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen luftgekühlten Generator, welcher zur Abführung von Verlustwärme von Kühlluft durchströmt wird, wobei die Kühlluft über als Kühloberflächen wirkende Grenzflächen (23) streicht und dabei Wärme von diesen Grenzflächen (23) aufnimmt. Der Wärmeübergang wird bei minimalem Kühlluftverbrauch dadurch maximiert, dass die Grenzflächen (23) mit verteilt angeordneten, die Kühloberfläche und die Wärmeübergangszahl vergrössernden lokalen Erhebungen (24) versehen sind. Insbesondere sind lokale Erhebungen in Gestalt von pyramiden- oder pyramidenstumpfförmigen Körpern (24, 26, 29) bevorzugt.

Description

LUFTGEKÜHLTER GENERATOR
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der rotierenden elektrischen Maschinen. Sie betrifft einen luftgekühlten Generator gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .
STAND DER TECHNIK
Bei luftgekühlten Generatoren müssen alle anfallenden Verluste in Form von Wärme über das Kühlmedium, beispielsweise Kühlluft, abgeführt werden. Hierbei dienen verschiedene Oberflächen des Generators dazu, die Verluste durch Konvektion an das Kühlmedium (die Kühlluft) zu übertragen. Eine Anpassung der Oberflächengeometrie verbessert grundsätzlich diesen Übergang. Ziel der Kühlung ist es, die Temperaturen der Generatorelemente im Betrieb nicht über eine vereinbarte Temperatur hinaus ansteigen zu lassen. Kann die Abgabe der Verlustwärme des Generators verbessert werden, sind entweder tiefere Temperaturen der Generatorteile zu erwarten, oder im Umkehrschluss können gleiche Temperaturen der Generatorteile mit einem geringeren Volumenstrom der Kühlluft erreicht werden, was niedrigere Ventilationsverluste nach sich zieht.
Für bestimmte Regionen sind die Oberflächen bereits optimiert, beispielsweise durch Kühlrippen, welche die aktive Oberfläche vergrössern. Bei dieser Art der Oberflächenanpassung ist die Richtung der Anströmung des Kühlmediums von grosser Bedeutung. Bauartbedingt können aber nicht alle Kühlflächen des
Generators optimal angeströmt werden. In einem Generator, wie er beispielsweise in der Druckschrift EP 740 402 A1 offenbart ist, finden sich solche Kühlflächen typischerweise im Bereich der Polspulen des Rotors. Fig. 1 zeigt in einem
Ausschnitt in perspektivischer Darstellung mehrerer Pole 1 1 eines solchen
Generators 10, die mittels entsprechender Polklauen 13 am nicht gezeigten Rotor befestigt werden. Jeder der Pole 1 1 weist eine Polspule 12 auf. Die einzelnen Pole 1 1 sind in Umfangsrichtung durch Pollücken 14 voneinander getrennt. Grundlage der Temperaturberechnung bei luftgekühlten Maschinen ist folgende physikalische Formel:
Q = A AT
wobei gilt:
Q =Wärmestrom [W]
α =Wärmeübergangszahl [W/m2K]
A = Kühloberfläche [m2]
ΔΤ = Temperaturunterschied [K]
In der Regel sind die Verluste bzw. Verlustwärmeströme Q , die abgeführt werden müssen, bekannt. ΔΤ stellt den Zielwert der Auslegung dar. Da ΔΤ den
Temperaturunterschied zwischen Kühlmedium und Kühloberfläche des zu kühlenden Körpers darstellt und die Temperatur des Kühlmediums festgelegt ist, lässt sich auf die Temperatur des zu kühlenden Körpers zurückschliessen. Es bleiben die Wärmeübergangszahl und die Kühloberfläche, die beeinflusst werden können. Die einfachste Kühlgeometrie ist eine glatte Oberfläche. Diese Geometrie ist zwar unabhängig von der Anströmrichtung, hat jedoch die minimal mögliche
Oberfläche. Ausserdem sind die Verluste, die pro Flächeneinheit abgeführt werden können, nur mässig hoch. Weicht man auf die konventionellen Geometrien zur Verbesserung der Kühlung aus, wie beispielsweise die Kühlrippen in verschiedenen Ausführungen (siehe Fig. 4 und Fig. 5), so tritt das Problem auf, dass die Strömung konstruktionsbedingt nicht immer„ideal" zur Geometrie steht und somit nicht mehr den gewünschten Effekt auf die Kühlung hat. Fig. 4 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Ausschnitt aus einer Grenzfläche 17, die parallel verlaufende längliche Rippen 18 aufweist, welche durch vertiefte Zwischenräume 19 voneinander getrennt sind. Die Querschnittskontur ist rechteckig mäanderförmig. Fig. 5 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Ausschnitt aus einer Grenzfläche 20, die parallel verlaufende längliche Rippen 21 aufweist, welche durch vertiefte Zwischenräume 22 voneinander getrennt sind. Die Querschnittskontur ist sägezahnförmig. Werden diese Grenzflächen 1 7 und 20 als Kühloberflächen eingesetzt, wobei die Rippen 18 und 21 als Kühlrippen fungieren, hängt deren Wirkung stark von der Strömungsrichtung des darüber strömenden
Kühlmediums ab.
Fig. 6 und Fig. 7 machen deutlich, dass es bei einer Fehlanströmung der
Kühlrippen 18 und 21 (Strömungsrichtung quer zu den Kühlrippen) zu Bereichen kommen kann, nämlich den vertieften Zwischenräumen 19 und 22, in denen die Strömungsgeschwindigkeiten sehr niedrig sind oder Rezirkulationen oder
Totwasser vorliegen, weil der Hauptanteil der Strömung über die Zwischenräume hinweggleitet. In beiden Fällen bedeutet dies, dass es kaum noch zu einem
Stoffaustausch des Kühlmediums in diesen Regionen kommt. Im Fall der Rezirkulationen bleibt zwar eine gewisse Warmeübergangszahl erhalten, jedoch führen beide Fälle zu einer starken Erhöhung der Temperatur des Kühlmediums. Betrachtet man die oben angegebene Formel für die Berechnung des
Wärmeübergangs, so führt ein kleiner Temperaturunterschied ΔΤ unweigerlich zu einem starken Rückgang der abgeführten Wärme. Im Umkehrschluss bedeutet dies, dass die Oberflächentemperatur ansteigen muss, um dieselbe Wärmemenge abführen zu können.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen luftgekühlten Generator anzugeben, der die beschriebenen Nachteile vermeidet und sich insbesondere dadurch
auszeichnet, dass mit einem minimalen Volumenstrom an Kühlluft eine maximale Wärmeabfuhr aus dem Inneren des Generators erzielt wird.
Die Aufgabe wird durch die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Der erfindungsgemässe Generator, welcher zur Abführung von Verlustwärme von Kühlluft durchströmt wird, wobei die Kühlluft über als Kühloberflächen wirkende Grenzflächen streicht und dabei Wärme von diesen Grenzflächen aufnimmt, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzflächen mit verteilt angeordneten, die Kühloberfläche vergrössernden lokalen Erhebungen versehen sind.
Eine Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die lokalen Erhebungen unter Ausbildung eines Musters gleichmässig über die
Kühloberfläche verteilt sind.
Insbesondere können die lokalen Erhebungen die Form von einfachen
geometrischen Körpern aufweisen.
Gemäss einer Weiterbildung weisen die lokalen Erhebungen die Form von Kegeln oder Kegelstümpfen auf. Eine andere Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, dass die lokalen
Erhebungen die Form von Zylindern oder Quadern aufweisen. Gemäss einer besonders bevorzugten Weiterbildung weisen die lokalen
Erhebungen die Form von Pyramiden oder Pyramidenstümpfen auf.
Eine mit pyramidenförmigen oder pyramidenähnlichen Erhebungen ausgerüstete Oberfläche fördert nicht nur die Turbulenz des vorbeiströmenden Kühlmediums, sondern verhindert bzw. vermindert darüber hinaus die Ausbildung einer thermischen Grenzschicht in dem wandnahen Bereich, indem sie strömendes Kühlmedium von der zu kühlenden Oberfläche weglenkt und auf diese Weise eine Durchmischung des Kühlmittels senkrecht zur Strömungsrichtung fördert. Eine andere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Generator einen Rotor mit mehreren Polen umfasst, welche voneinander durch Pollücken getrennt sind und die jeweils mit einer Polspule versehen sind, und dass die mit den lokalen Erhebungen versehenen Kühloberflächen in der
Pollückenregion angeordnet sind.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Generator einen Rotor mit mehreren Polen umfasst, welche voneinander durch Pollücken getrennt sind und jeweils mit einer Polspule versehen sind, und dass die mit den lokalen Erhebungen versehenen Kühloberflächen im Bereich der
Hinterlüftung der Polspulen angeordnet sind.
KURZE ERLÄUTERUNG DER FIGUREN Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im
Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen in perspektivischer Ansicht einen Ausschnitt eines Generator- Rotors mit mehreren Polen, die mittels hindurchströmender Kühlluft gekühlt werden; die für die Kühlung wichtigen Pollücken des Rotors gemäss Fig. 1 ; die für die Kühlung wichtigen Eintritte für die Hinterlüftung der Polspulen; in perspektivischer Darstellung einen Ausschnitt aus einer
Grenzfläche mit parallelen Kühlrippen und mäanderförmiger rechteckiger Querschnittskontur; in perspektivischer Darstellung einen Ausschnitt aus einer
Grenzfläche mit parallelen Kühlrippen und sägezahnförmiger Querschnittskontur; den Effekt der Fehlanströmung einer Grenzfläche gemäss Fig. 4; den Effekt der Fehlanströmung einer Grenzfläche gemäss Fig. 5; in perspektivischer Darstellung den Ausschnitt aus einer als Kühloberfläche geeigneten Grenzfläche mit lokalen Erhebungen in Form von Pyramiden mit rechteckiger Grundfläche gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; in verschiedenen Teilfiguren andere Arten von lokalen
Erhebungen in Form von einfachen geometrischen Körpern gemäss anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG Bei der Kühloberflachengeometrie, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, sind folgende Aspekte berücksichtigt: Einerseits wird eine möglichst hohe
Wärmeübergangszahl bei einem ständigen Stoffaustausch in der Nähe der zu kühlenden Oberfläche erreicht. Zum andern wird eine Vergrösserung der
Kühloberfläche erzielt. Zusätzlich zu diesen drei positiven Punkten soll der
Kühleffekt möglichst unabhängig von den Anströmverhältnissen sein.
All dies wird erreicht, indem die Kühloberflache mit lokalen Erhebungen versehen ist, die über die Oberfläche so verteilt sind, dass weitgehend unabhängig von der Strömungsrichtung der darüber strömenden Kühlluft ein gleichmässig hoher Wärmeübergang zwischen Kühloberfläche und Kühlluft erfolgt.
In Fig. 8 ist in perspektivischer Darstellung ein Ausschnitt aus einer als
Kühloberfläche geeigneten Grenzfläche mit lokalen Erhebungen in Form von Pyramiden 24 mit rechteckiger (z.B. quadratischer) Grundfläche und
entsprechenden Zwischenräumen gemäss einem Ausführungsbeispiel der
Erfindung wiedergegeben. Grösse (Grundfläche und Höhe) und Gestalt der einzelnen Pyramiden 24 ebenso wie die Anzahl und Dichte bzw. Positionierung der einzelnen Pyramiden 24 zueinander (Lage der Zwischenräume) können dabei in weiten Grenzen den Kühlbedürfnissen und Platzverhältnissen im zu kühlenden Bereich angepasst werden, um ein optimales Ergebnis zu erzielen. Indes ist die Pyramidenform keineswegs auf den Einsatz von Pyramiden oder -Stümpfen mit viereckigem Grundriss beschränkt. Selbstverständlich können auch pyramidenförmige Körper mit dreieckiger oder vieleckiger Grundfläche eingesetzt werden. Auch muss es sich nicht zwingend um eine regelmässige Pyramide handeln, das heisst, es müssen nicht alle Seitenkanten der
Pyramide oder des Pyramidenstumpfes gleich lang sein.
Durch die Umgestaltung der Oberflächengeometrie in der genannten Art werden Bereiche mit sehr tiefen Strömungsgeschwindigkeiten umgangen. Da, wie aus Fig. 8 ersichtlich, die einzelnen Pyramiden 24 durch ihre regelmässige, mit
Zwischenräumen versehene Anordnung nahezu vollständig umströmt werden, führt dies zu erhöhten Turbulenzen im Bereich der Grenzfläche beziehungsweise Kühloberfläche 23. Daraus resultiert zum Einen eine gute Wärmeübergangszahl α und zum Anderen eine markant verbesserte Durchmischung des Kühlmediums an der Oberfläche. Stellen, an denen sich das Kühlmedium übermassig stark erwärmen könnte, werden somit vermieden. Durch die erhöhte
Warmeübergangszahl α und die vergrösserte Kühloberfläche nimmt zudem die abgeführte Verlustwärmemenge Q bei gleicher Kühloberflächentemperatur zu.
Umgekehrt formuliert nimmt die Oberflächentemperatur bei denselben
abzuführenden Verlusten ab.
Ein signifikanter Vorteil der Pyramidenstruktur liegt zudem in einer weiteren Wirkung begründet. Gegenüber anders ausgeformten lokalen Erhebungen erhöht eine Pyramidenstruktur, wie sie in Fig. 8 beispielhaft wiedergegeben ist, nicht nur die zur Verfügung stehende Wärmeübergangsfläche und die Turbulenz des strömenden Kühlmediums, sondern darüber hinaus fördert sie auch den
Stoffaustausch zwischen wandnahen und wandfernen Schichten des
Kühlmediums, trägt also zu einer Durchmischung desselben senkrecht zur Strömungsrichtung bei. Indem das Kühlmedium gegen die Seitenflächen der pyramidenförmigen Körper (24, 26, 29) strömt, wird es von der zu kühlenden Wand weggelenkt. Es bildet sich eine von der zu kühlenden Oberfläche
weggerichtete Strömungskomponente heraus, in deren Gefolge frisches kühles Medium an die Wand herangeführt wird. Auf diese Art und Weise wird die
Ausbildung einer thermischen Grenzschicht behindert bzw. vermieden. Anders als bei seitlich angeströmten Rippen (siehe Fig. 7) bildet sich bei den erfindungs- gemässen pyramidenförmigen Körpern kein Totwasser aus.
Um diesen Vorteil ausschöpfen zu können, sind gemäß einer vorteilhaften
Ausführungsform drei- oder viereckige pyramidenförmige Erhebungen bevorzugt und dieselben so angeordnet, dass eine Seitenfläche senkrecht zur
Hauptströmungsrichtung ausgerichtet ist.
Die bisherigen Ausführungen bezogen sich auf lokale Erhebungen in Form einer Pyramide 24. Es ist jedoch im Rahmen der Erfindung durchaus möglich, andere Geometrien zu verwenden. Hierbei wird gemäss Fig. 9 beispielsweise an Kegel 25 (Fig. 9a) oder Kegelstümpfe gedacht. Pyramiden 26 mit dreieckiger Grundfläche sowie Pyramidenstümpfe 29 mit abgeflachter Spitze sind in den Figuren 9b und 9e dargestellt.
Andererseits könnten Würfel, Zylinder 27 (Fig. 9c), Quader 28 (Fig. 9d) und weitere Prismen mit Vorteil als Grundelemente für die
Kühloberflächengeometrie in Betracht gezogen werden, wobei in diesen Fällen allerdings die zuvor erläuterten Zusatzvorteile einer pyramidenförmigen Oberflächenstruktur, nämlich die reduzierte Ausbildung einer thermischen Grenzschicht, nicht eintreten.
Bevorzugte Anwendungsgebiete der vorliegenden Erfindung sind gemäss Fig. 2 vor allem die Pollückenregionen 15 des Generators 10, beispielsweise an einer oder mehreren Polspulen- oder Polkörperoberflächen, und gemäss Fig. 3 die Hinterlüftung der Polspulen 12.
BEZUGSZEICHENLISTE
10 Generator (luftgekühlt)
1 1 Pol
12 Polspule
13 Polklaue
14 Pollücke
15 Pollückenregion
16 Hinterlüftungseintritt
17,20,23 Grenzfläche (Kühloberfläche)
18.21 Rippe
19.22 Zwischenraum (vertieft)
24 Pyramide (mit rechteckiger Grundfläche)
25 Kegel
26 Pyramide (mit dreieckiger Grundfläche)
27 Zylinder 28 Quader
29 Pyramidenstumpf

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1 . Luftgekühlter Generator (10), welcher zur Abführung von Verlustwärme von Kühlluft durchströmt wird, wobei die Kühlluft über als Kühloberflächen wirkende Grenzflächen (23) streicht und dabei Wärme von diesen Grenzflächen (23) aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzflächen (23) mit verteilt angeordneten, die Kühloberfläche vergrössernden lokalen Erhebungen (24-29) versehen sind.
2. Generator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die lokalen Erhebungen (24-29) unter Ausbildung eines Musters gleichmässig über die Kühloberfläche (23) verteilt sind.
3. Generator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die lokalen Erhebungen die Form von einfachen geometrischen Körpern aufweisen.
4. Generator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die lokalen Erhebungen die Form von Pyramiden (24, 26) oder Pyramidenstümpfen (29) aufweisen.
5. Generator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die
Pyramiden (24, 26) oder Pyramidenstümpfe (29) eine viereckige Grundfläche aufweisen.
6. Generator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die
Pyramiden (24, 26) oder Pyramidenstümpfe (29) eine rechteckige Grundfläche aufweisen.
7. Generator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die
Pyramiden (24, 26) oder Pyramidenstümpfe (29) einen dreieckige Grundfläche aufweisen, insbesondere als Tetraeder ausgebildet sind.
8. Generator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine angeströmte Seitenfläche der Pyramide (24, 26) oder des Pyramidenstumpfes (29) quer zur Hauptströmungsrichtung des Kühlmediums ausgerichtet ist.
9. Generator nach Anspruch 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine längere Seitenkante der Pyramide (24, 26) oder des Pyramidenstumpfes (29) quer zur Hauptströmungsrichtung des Kühlmediums angeordnet ist.
10. Generator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die lokalen
Erhebungen die Form von Kegeln (25) oder Kegelstümpfen aufweisen.
1 1 . Generator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die lokalen Erhebungen die Form von Zylindern (27) oder Quadern (28) aufweisen.
12. Generator nach einem der Ansprüche 1 -1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (10) einen Rotor mit mehreren Polen (1 1 ) umfasst, welche voneinander durch Pollücken (14) getrennt sind und jeweils mit einer Polspule (12) versehen sind, und dass die mit den lokalen Erhebungen (24 -29) versehenen Kühloberflächen in der Pollückenregion (15), beispielsweise an einer oder mehreren Polspulen- oder Polkörperoberflächen angeordnet sind.
13. Generator nach einem der Ansprüche 1 -1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (10) einen Rotor mit mehreren Polen (1 1 ) umfasst, welche voneinander durch Pollücken (14) getrennt sind und jeweils mit einer Polspule (12) versehen sind, und dass die mit den lokalen Erhebungen (24 -29) versehenen Kühloberflächen im Bereich der Hinterlüftung (16) der Polspulen (12) angeordnet sind.
EP11752231.8A 2010-09-21 2011-09-05 Luftgekühlter generator Ceased EP2619882A2 (de)

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US (1) US20130217317A1 (de)
EP (1) EP2619882A2 (de)
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WO (1) WO2012038243A2 (de)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140239762A1 (en) * 2013-02-27 2014-08-28 Magnadrive Corporation Apparatus, systems and methods for reducing noise generated by rotating couplings
CA2914431A1 (en) * 2013-05-07 2014-11-13 Magnadrive Corporation Apparatus, systems and methods for reducing noise generated by rotating couplings and drives
US20160056676A1 (en) * 2014-08-25 2016-02-25 GM Global Technology Operations LLC Partially segmented wound rotor assembly for high copper fill and method
DE102015208553A1 (de) * 2015-05-07 2016-11-10 Wobben Properties Gmbh Rotor einer getriebelosen Windenergieanlage
US12231023B2 (en) * 2016-04-06 2025-02-18 James Rhett Mayor Enhanced convective rotor cooling
CN108574385A (zh) * 2017-03-08 2018-09-25 赵文忠 能有效改变磁路长度的马达结构

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT298607B (de) * 1969-10-17 1972-04-15 Siemens Ag Elektrische maschine mit ausgepraegten laeuferpolen
US3684007A (en) * 1970-12-29 1972-08-15 Union Carbide Corp Composite structure for boiling liquids and its formation
JPS5813837B2 (ja) * 1978-05-15 1983-03-16 古河電気工業株式会社 凝縮伝熱管
US4621953A (en) * 1984-12-14 1986-11-11 Foster Wheeler Energy Corporation Anti-erosion protrusions for wear surfaces in fluid conduits
US5070937A (en) * 1991-02-21 1991-12-10 American Standard Inc. Internally enhanced heat transfer tube
US5361828A (en) * 1993-02-17 1994-11-08 General Electric Company Scaled heat transfer surface with protruding ramp surface turbulators
DE4333404A1 (de) * 1993-09-30 1995-04-06 Siemens Ag Durchlaufdampferzeuger mit vertikal angeordneten Verdampferrohren
CN1084876C (zh) * 1994-08-08 2002-05-15 运载器有限公司 传热管
DE19515260A1 (de) 1995-04-26 1996-10-31 Abb Management Ag Vertikalachsige elektrische Wasserkraftmaschine
JP3707250B2 (ja) * 1997-08-06 2005-10-19 富士電機システムズ株式会社 回転電気機械の円筒形回転子
US6098420A (en) * 1998-03-31 2000-08-08 Sanyo Electric Co., Ltd. Absorption chiller and heat exchanger tube used the same
DE19817333C5 (de) * 1998-04-18 2007-04-26 Conti Temic Microelectronic Gmbh Elektrische Antriebseinheit aus Elektromotor und Elektronikmodul
US6182743B1 (en) * 1998-11-02 2001-02-06 Outokumpu Cooper Franklin Inc. Polyhedral array heat transfer tube
JP2002372390A (ja) * 2001-06-12 2002-12-26 Kobe Steel Ltd 流下液膜式蒸発器用伝熱管
US7311137B2 (en) * 2002-06-10 2007-12-25 Wolverine Tube, Inc. Heat transfer tube including enhanced heat transfer surfaces
WO2005034305A1 (ja) * 2003-10-02 2005-04-14 Amada Company, Limited 同期電動機
DE102007055910A1 (de) * 2007-10-25 2009-04-30 Baumüller Nürnberg GmbH Kühlmantel insbesondere für elektrische Maschinen sowie Herstellungsverfahren dafür
US8875780B2 (en) * 2010-01-15 2014-11-04 Rigidized Metals Corporation Methods of forming enhanced-surface walls for use in apparatae for performing a process, enhanced-surface walls, and apparatae incorporating same

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *
See also references of WO2012038243A2 *

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WO2012038243A2 (de) 2012-03-29
CH703820A1 (de) 2012-03-30

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