FI123660B - Sähkökoneen jäähdytysjärjestelmä - Google Patents

Sähkökoneen jäähdytysjärjestelmä Download PDF

Info

Publication number
FI123660B
FI123660B FI20106323A FI20106323A FI123660B FI 123660 B FI123660 B FI 123660B FI 20106323 A FI20106323 A FI 20106323A FI 20106323 A FI20106323 A FI 20106323A FI 123660 B FI123660 B FI 123660B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
coolant
structures
electric machine
stator
rotor
Prior art date
Application number
FI20106323A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20106323A0 (fi
FI20106323A (fi
Inventor
Panu Kurronen
Marko Tuuha
Original Assignee
Switch Drive Systems Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Switch Drive Systems Oy filed Critical Switch Drive Systems Oy
Priority to FI20106323A priority Critical patent/FI123660B/fi
Publication of FI20106323A0 publication Critical patent/FI20106323A0/fi
Priority to PCT/FI2011/051085 priority patent/WO2012080566A1/en
Publication of FI20106323A publication Critical patent/FI20106323A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI123660B publication Critical patent/FI123660B/fi

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/08Arrangements for cooling or ventilating by gaseous cooling medium circulating wholly within the machine casing
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/10Arrangements for cooling or ventilating by gaseous cooling medium flowing in closed circuit, a part of which is external to the machine casing
    • H02K9/12Arrangements for cooling or ventilating by gaseous cooling medium flowing in closed circuit, a part of which is external to the machine casing wherein the cooling medium circulates freely within the casing
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H02K5/203Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium specially adapted for liquids, e.g. cooling jackets
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
    • H02K9/197Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil in which the rotor or stator space is fluid-tight, e.g. to provide for different cooling media for rotor and stator

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Description

Sähkökoneen jäähdytysjärjestelmä Keksinnön ala
Keksinnön kohteena ovat yleisesti ottaen sähkökoneet. Tarkemmin sanoen kek-5 sinnön kohteena on sähkökoneen jäähdytys.
Tausta
Pyörivät sähkökoneet voivat kehittää huomattavasti lämpöä tehden sähkökoneen jäähdyttämisen haastavaksi, erityisesti suurikokoisten ja -tehoisten sähkökoneiden. Lisäksi differentiaalisesta lämpölaajenemisesta johtuvan liiallisen kulumisen 10 välttämiseksi on tärkeätä jäähdyttää sisemmät komponentit kuten roottori sekä myös ulommat komponentit kuten staattori ja vaippa. Jäähdytys voi olla haasteellista sellaisille sähkökoneille, jotka altistuvat monille erilaisille ympäröiville lämpötiloille, kosteusmäärille ja pöly-/likamäärille. Tällaisissa tilanteissa on monesti tarpeellista järjestää suljettu kiertojäähdytys siten, että jäähdytysfluidi on erotettuna 15 ympäröivästä ilmasta.
Sähkökoneen staattorin tehokas jäähdytys voidaan toteuttaa nestejäähdytyksellä, mutta sähkökoneen roottori on tavallisesti jäähdytettävä kaasumaisella jäähdytys-fluidilla, jollaisena voi olla esimerkiksi ilma tai vety. Julkaisussa W02008046817 on esitetty sähkökone, joka käsittää staattorin, roottorin, ja vaipan, joka sulkee 20 roottorin erilleen staattorista muodostaen sulun. Tehokkaan jäähdytyksen aikaansaamiseksi staattorissa on nestejäähdytyslaite varustettuna vastaavalla staattorin jäähdytyspiiriMä. Vaippa on järjestetty muodostamaan osa jäähdytyspiirin ulkosei-” nämää. Sähkökoneen roottori jäähdytetään kuitenkin kaasumaisella jäähdytysflui- ™ dilla. Kaasumaisella jäähdytysfluidilla toteutettu suljettu kiertojäähdytys vaatii tyy- 5 25 pillisesti lämmönvaihtimen lämmön siirtämiseksi kaasumaisesta jäähdytysfluidista 00 ympäröivään ilmaan. Tällaisen kaasu-kaasu lämmönvaihtimen fyysinen koko voi 1 olla varsin suuri ja siksi kyseinen lämmönvaihdin voi viedä huomattavasti tilaa. Li-säksi suurikokoinen kaasu-kaasu lämmönvaihdin voi muodostaa merkittävän osan c3 sähkökoneen käsittävän järjestelmän kokonaiskustannuksista.
CD
o o 30 Yhteenveto
C\J
Seuraavaksi esitetään yksinkertaistettu yhteenveto keksinnön erilaisten suoritusmuotojen joidenkin näkökohtien perusymmärtämiseksi. Yhteenveto ei ole kattava 2 yleiskatsaus keksinnöstä. Sen tarkoituksena ei ole identifioida keksinnön avain- tai ratkaisevia elementtejä eikä rajoittaa keksinnön laajuutta. Seuraavassa yhteenvedossa on esitetty pelkästään keksinnön joitakin näkökohtia yksinkertaistetussa muodossa johdatteluna keksinnön esimerkinomaisten suoritusmuotojen yksityis-5 kohtaisempaan kuvaukseen.
Keksinnön ensimmäisen näkökohdan mukaisesti on aikaansaatu uusi sähkökone. Keksinnön mukainen sähkökone käsittää: - roottorin, joka käsittää puhallusrakenteet kaasumaisen jäähdytysfluidin liikuttamiseksi roottorin pyöriessä, ja 10 - staattorin, joka käsittää jäähdytyskanavat jäähdytysnesteen kuljettamiseksi ja lämmönvaihtorakenteet lämmön siirtämiseksi mainitusta kaasumaisesta jäähdytysfluidistä mainittuun jäähdytysnesteeseen, ja - ohjainrakenteet roottorin liikuttaman kaasumaisen jäähdytysfluidin ohjaamiseksi lämmönvaihtorakenteisiin ja/tai kaasumaisen jäähdytysfluidin ohjaa- 15 miseksi lämmönvaihtorakenteista takaisin roottorin puhallusrakenteisiin.
Mainitut jäähdytyskanavat ja mainitut lämmönvaihtorakenteet on järjestetty ohjaamaan mainitut jäähdytysneste ja kaasumainen jäähdytysfluidi virtaamaan sähkökoneen aksiaalisessa suunnassa siten, että mainittujen jäähdytysnesteen ja kaasumaisen jäähdytysfluidin virtaussuunnat ovat toisiinsa nähden vastakkaiset mai-20 nituissa lämmönvaihtorakenteissa.
Yllä kuvatussa sähkökoneessa palvelee nestejäähdytysjärjestely staattorin jäähdytysjärjestelmänä toimimisen lisäksi myös kaasumaiseen jäähdytysfluidiin perustu-” van jäähdytysjärjestelyn kaasu-neste lämmönvaihtimena. Siten ei tarvita kaasuni kaasu lämmönvaihdinta lämmön siirtämiseksi kaasumaisesta jäähdytysfluidista i 5 25 ympäröivään ilmaan.
i
CO
^ Keksinnön toisen näkökohdan mukaisesti on aikaansaatu uusi järjestelmä, joka £ käsittää:
CO
g - jäähdytinlaitteen, esim. neste-ilma lämmönvaihtimen tai neste-vesi läm- ° mönvaihtimen, o
CVJ
30 - keksinnön jonkin suoritusmuodon mukaisen sähkökoneen, ja 3 - pumppauslaitteet jäähdytysnesteen saattamiseksi kiertämään jäähdytinlait-teen ja sähkökoneen staattorin jäähdytyskanavien kautta.
Keksinnön esimerkinomaisia suoritusmuotoja on esitetty oheisissa epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.
5 Keksinnön esimerkinomaiset suoritusmuodot, jotka vaihtelevat konstruktioiden ja käyttömenetelmien osalta, tulevat yhdessä keksinnön lisätarkoitusten ja -etujen kanssa parhaiten ymmärretyiksi spesifisten esimerkinomaisten suoritusmuotojen seuraavasta kuvauksesta tarkastelemalla sitä yhdessä oheisten piirustusten kanssa.
10 Verbiä "käsittää” käytetään tässä asiakirjassa avoimessa merkityksessä, jolloin se ei sulje pois mainitsematta jätettyjen erityispiirteiden olemassa oloa eikä myöskään edellytä sitä. Epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa esitetyt erityispiirteet ovat keskenään vapaasti yhdisteltävissä, ellei nimenomaisesti toisin ole mainittu.
Kuvioiden lyhyt kuvaus 15 Keksinnön esimerkinomaisia suoritusmuotoja ja niiden etuja selvitetään seuraa-vaksi yksityiskohtaisemmin esimerkkien muodossa ja viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa: kuvio 1a esittää kaaviomaisen sivukeikkauskuvan sähkökoneesta, kuvio 1b esittää yksityiskohdan kuviossa 1a esitetystä sähkökoneesta, 20 kuvio 1c esittää jäähdytysnesteen virtauksen ja kaasumaisen jäähdytysfluidin virtauksen kuviossa 1a esitetyssä sähkökoneessa,
CO
° kuvio 2a esittää kaaviomaisen sivukeikkauskuvan keksinnön erään suoritusmuo- i 5 don mukaisesta sähkökoneesta, i
CO
kuvio 2b esittää yksityiskohdan kuviossa 2a esitetystä sähkökoneesta, ja
CC
CL
„ 25 kuvio 3 esittää keksinnön erään suoritusmuodon mukaisen järjestelmän.
CVJ
CO
CD
o δ
CVJ
4
Suoritusmuotojen kuvaus
Kuviossa 1 a on esitetty kaaviomainen sivuleikkauskuva sähkökoneesta. Sähkökone käsittää roottorin 101 ja staattorin 102. Roottori 101 käsittää puhallusrakenteet kaasumaisen jäähhdytysfluidin liikuttamiseksi roottorin pyöriessä. Kaasumaisena 5 jäähdytysfluidina voi olla esimerkiksi ilma ja sen tarkoituksena on jäähdyttää roottori ja myös staattorin päiden käämit. Kuviossa 1a kaasumaisen jäähdytysfluidin virtaus on esitetty suljetulla reitillä 106. Roottori käsittää navan 108, reunaosan 109 ja puhallinsiivet 110, jotka tukevat reunaosan napaan. Puhallinsiivet 110 on järjestetty liikuttamaan kaasumaista jäähdytysfluidia aksiaaliseen suuntaan rootto-10 rin pyöriessä. Puhallinsiivet siis muodostavat puhallusrakenteet. Yllä mainittu aksiaalinen suunta on koordinaatiston 190 positiivinen z-suunta. Koordinaatiston 190 negatiivinen z-suunta on myös aksiaalinen suunta. Roottorin reunaosa 109 käsittää roottorin sähkömekaanisesti aktiiviset osat. Sähkökone voi olla esimerkiksi kestomagnetoitu tahtikone, jossa tapauksessa roottorin reunaosa 109 käsittää 15 kestomagneetit. Sähkökone voi olla esimerkiksi sähköisesti magnetoitu tahtikone, jossa tapauksessa roottorin reunaosa 109 käsittää magnetointikäämit. Sähkökone voi olla esimerkiksi epätahtikone, jossa tapauksessa roottorin reunaosa 109 voi käsittää häkkikäämityksen tai liukurengaskäämit.
Sähkökoneen staattori 102 käsittää jäähdytyskanavat 104 jäähdytysnesteen kuljet-20 tamiseksi. Jäähdytysneste oletetaan vastaanotettavaksi ulkopuolisesta järjestelmästä, ja sen jälkeen kun jäähdytysneste on lämmennyt lämmön absorboitumisen seurauksena, toimitettavaksi takaisin ulkopuoliseen järjestelmään. Kuviossa 1a jäähdytysnesteen sisääntulo ja poistuminen on esitetty nuolilla 107. Staattori 102 käsittää lämmönvaihtorakenteet 103 lämmön siirtämiseksi kaasumaisesta jäähdy-25 tysfluidista jäähdytysnesteeseen. Jäähdytysnestettä varten tarkoitetut jäähdytys-
CO
ς kanavat 104 muodostuvat lämmönvaihtorakenteissa olevista tangentiaalisista uris- ^ ta ja lämmönvaihtorakenteita vasten olevista pinnoista. Siten jäähdytyskanavat 9 ovat tangentiaalisesti suuntautuneita ja kuviossa 1 a esitetyssä sähkökoneen sivu- ” leikkauskuvassa näkyvät jäähdytyskanavien poikkileikkaukset. Lämmönvaihtora- £ 30 kenteiden 103 muoto on sellainen, että se sallii kaasumaisen jäähdytysfluidin vir- Q_ m taamisen aksiaaliseen suuntaan eli koordinaatiston 190 negatiiviseen z-suuntaan.
g Kuviossa 1b on esitetty yksi lämmönvaihtorakenteista nähtynä kuviossa 1a esite- ? tyn nuolen A suuntaisesti. Kuten kuviossa 1b on esitetty, lämmönvaihtorakenteet o ™ käsittävät jäähdytysrivat 113, joiden välissä kaasumainen jäähdytysfluidi pääsee 35 virtaamaan aksiaaliseen suuntaan. Koska jäähdytysneste virtaa tangentiaaliseen suuntaan ja kaasumainen jäähdytysfluidi ohittaa lämmönvaihtorakenteet aksiaali- 5 seen suuntaan, tapahtuu lämmönvaihtorakenteissa 103 lämmön siirtyminen risti-virtauksella. Kuviossa 1c on esitetty jäähdytysnesteen virtaus ja kaasumaisen jäähdytysfluidin virtaus kuviossa 1 a esitetyssä sähkökoneessa. Jäähdytysnesteen virtaus on esitetty nuolilla 127 ja kaasumaisen jäähdytysfluidin virtaus on havain-5 nollistettu suljetulla reitillä 106.
Kuviossa 1a esitetyssä esimerkkitapauksessa staattori 102 käsittää sylinterimäi-sen rungon 114, joka on järjestetty tukemaan staattorisydäntä 115 ja lämmönvaih-torakenteita 103 siten, että staattorisydän on kiinnittyneenä sylinterimäisen rungon sisäpintaan ja lämmönvaihtorakenteet ovat kiinnittyneinä sylinterimäisen rungon 10 ulkopintaan. Staattori käsittää sylinterimäisen päällyksen 116, joka on järjestetty ympäröimään lämmönvaihtorakenteita 103 ja muodostamaan yhdessä sylinterimäisen rungon 114 ja lämmönvaihtorakenteiden 103 kanssa aksiaalisesti suuntautuvat kanavat kaasumaista jäähdytysfluidia varten. Sähkökone käsittää ohjainra-kenteet roottorin liikuttaman kaasumaisen jäähdytysfluidin ohjaamiseksi lämmön-15 vaihtorakenteisiin ja/tai kaasumaisen jäähdytysfluidin ohjaamiseksi lämmönvaihto-rakenteista takaisin roottorin puhallusrakenteisiin. Kuviossa 1a esitetyssä esimerkkitapauksessa ohjainrakenteiden muodostajina ovat laakerin suojukset 105 ja sy-linterimäinen päällys 116.
Yllä kuvatussa ja kuviossa 1a esitetyssä sähkökoneessa nestejäähdytysjärjestely 20 palvelee staattorin jäähdytysjärjestelmänä toimimisen lisäksi myös kaasu-neste lämmönvaihtimena kaasumaiseen jäähdytysfluidiin perustuvaa jäähdytysjärjeste-lyä varten. Siten ei ole tarvetta kaasu-kaasu lämmönvaihtimelle lämmön siirtämiseksi kaasumaisesta jäähdytysfluidista ympäröivään ilmaan.
Kuviossa 2a on esitetty kaaviomainen sivuleikkauskuva keksinnön erään suori-£2 25 tusmuodon mukaisesta sähkökoneesta. Sähkökone käsittää roottorin 201 ja staat- ° torin 202. Roottori 201 käsittää puhallusrakenteet kaasumaisen jäähdytysfluidin lii- 5 kuttamiseksi roottorin pyöriessä. Kaasumaisena jäähdytysfluidina voi olla esimer- i oo kiksi ilma ja sen tarkoituksena on jäähdyttää roottori ja myös staattorin päiden x käämit. Kuviossa 2a kaasumaisen jäähdytysfluidin virtaus on esitetty suljetulla rei- 30 tiliä 206. Roottori käsittää sähkömekaanisesti aktiivisen osan 220, joka on tuettuna c3 napaan 208. Roottori käsittää aksiaaliset kanavat 211 roottorin keskiosassa ja ra- o diaaliset kanavat 212, jotka ulottuvat aksiaalisista kanavista roottorin ulkopintaan.
^ Nämä aksiaaliset ja radiaaliset kanavat muodostavat roottorin puhallusrakenteet kaasumaisen jäähdytysfluidin tullessa liikutetuksi aksiaalisissa kanavissa keskipa-35 koisvoiman toimesta roottorin pyöriessä. Koordinaatiston 290 negatiivinen ja positiivinen z-suunta tarkoittavat aksiaalisia suuntia. Sähkökone voi olla esimerkiksi 6 kestomagnetoitu tahtikone, jossa sähkömekaanisesti aktiivinen osa 220 käsittää kestomagneetit. Sähkökone voi olla esimerkiksi sähköisesti magnetoitu tahtikone, jossa sähkömekaanisesti aktiivinen osa 220 käsittää magnetointikäämit. Sähkökone voi olla esimerkiksi epätahtikone, jossa sähkömekaanisesti aktiivinen osa 220 5 voi käsittää häkkikäämityksen tai liukurengaskäämit.
Sähkökoneen staattori 202 käsittää jäähdytyskanavat 204 jäähdytysnesteen kuljettamiseksi. Jäähdytysneste oletetaan vastaanotettavaksi ulkopuolisesta järjestelmästä, ja sen jälkeen kun jäähdytysneste on lämmennyt lämmön absorboitumisen seurauksena, toimitettavaksi takaisin ulkopuoliseen järjestelmään. Kuviossa 2a 10 jäähdytysnesteen sisääntulo ja poistuminen on esitetty nuolilla 207. Staattori 202 käsittää lämmönvaihtorakenteet 203 lämmön siirtämiseksi kaasumaisesta jäähdy-tysfluidista jäähdytysnesteeseen. Jäähdytysnestettä varten tarkoitetut jäähdytys-kanavat 204 muodostuvat lämmönvaihtorakenteissa olevista aksiaalisesti suuntautuvista pitkänomaisista onteloista ja lämmönvaihtorakenteita vasten olevista pin-15 noista. Siten jäähdytyskanavat ovat aksiaalisesti suuntautuvia ja kuviossa 2a esitetyssä sähkökoneen sivuleikkauskuvassa näkyvät jäähdytyskanavien sivuleikka-ukset. Lämmönvaihtorakenteiden muoto on sellainen, että se sallii kaasumaisen jäähdytysfluidin virtaamisen aksiaaliseen suuntaan. Kuviossa 2b on yksi lämmön-vaihtorakenteista esitetty leikkauskuvana. Kuten kuviossa 2b on esitetty, lämmön-20 vaihtorakenteet käsittävät jäähdytysrivat 213, joiden välissä kaasumainen jäähdy-tysfluidi pääsee virtaamaan aksiaaliseen suuntaan. Kuviossa 2b on esitetty myös jäähdytyskanavien 204 poikkileikkaukset. Koska jäähdytysneste virtaa aksiaaliseen suuntaan ja kaasumainen jäähdytysfluidi ohittaa lämmönvaihtorakenteet aksiaaliseen suuntaan, voidaan lämmönvaihtorakenteissa 203 järjestää tapahtu-25 maan vastavirta!nen lämmönsiirto. Kuviossa 2a on esitetty tilanne, jossa vastavir- „ täinen lämmönsiirto tapahtuu siitä syystä, että jäähdytysnesteen ja kaasumaisen o jäähdytysfluidin virtaussuunnat ovat toisiinsa nähden vastakkaiset lämmönvaihto- -A rakenteissa 203.
o i ” Kuviossa 2a esitetyssä esimerkkitapauksessa staattori 202 käsittää sylinterimäi- | 30 sen rungon 214 järjestettynä tukemaan staattorisydäntä 215 ja lämmönvaihtora- „ kenteita 203 siten, että staattorisydän on kiinnittyneenä sylinterimäisen rungon si- 2 säpintaan ja lämmönvaihtorakenteet ovat kiinnittyneinä sylinterimäisen rungon ul- ° kopintaan. Staattori käsittää sylinterimäisen päällyksen 216, joka on järjestetty o ^ ympäröimään lämmönvaihtorakenteita 203 ja muodostamaan yhdessä sylinteri- 35 mäisen rungon 214 ja lämmönvaihtorakenteiden 203 kanssa aksiaalisesti suuntau tuvat kanavat kaasumaista jäähdytysfluidia varten. Sähkökone käsittää ohjainra- 7 kenteet roottorin liikuttaman kaasumaisen jäähdytysfluidin ohjaamiseksi lämmön-vaihtorakenteisiin ja/tai kaasumaisen jäähdytysfluidin ohjaamiseksi lämmönvaihto-rakenteista takaisin roottorin puhallusrakenteisiin. Kuviossa 2a esitetyssä esimerkkitapauksessa ohjainrakenteiden muodostajina ovat laakerin suojukset 205 ja sy-5 linterimäinen päällys 216.
Kuviossa 3 on esitetty keksinnön erään suoritusmuodon mukainen järjestelmä. Kyseinen järjestelmä käsittää jäähdytinlaitteen 301, joka voi olla esimerkiksi neste-ilma lämmönvaihdin tai neste-vesi lämmönvaihdin. Järjestelmä käsittää sähkökoneen 302, jossa on roottori ja staattori. Sähkökoneen 302 roottori käsittää puhal-10 lusrakenteet kaasumaisen jäähdytysfluidin liikuttamiseksi roottorin pyöriessä. Sähkökoneen 302 staattori käsittää jäähdytyskanavat jäähdytysnesteen kuljettamiseksi. Staattori käsittää lisäksi lämmönvaihtorakenteet lämmön siirtämiseksi kaasumaisesta jäähdytysfluidista jäähdytysnesteeseen. Edelleen sähkökone 302 käsittää ohjainrakenteet roottorin liikuttaman kaasumaisen jäähdytysfluidin ohjaami-15 seksi lämmönvaihtorakenteisiin ja/tai kaasumaisen jäähdytysfluidin ohjaamiseksi lämmönvaihtorakenteista takaisin roottorin puhallusrakenteisiin. Lisäksi järjestelmä käsittää pumppauslaitteet 303 ja asianmukaiset putket jäähdytysnesteen saattamiseksi kiertämään jäähdytinlaitteen 301 ja sähkökoneen 302 staattorin jäähdy-tyskanavien kautta. Pumppauslaitteet 303 voivat käsittää pumpun ja pumppua 20 käyttämään järjestetyn erillisen sähkömoottorin. On myös mahdollista, että pumppu kytketään sähkökoneen 302 akseliin.
Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisessa järjestelmässä ovat sähkökoneen staattorin jäähdytyskanavat tangentiaalisesti suuntautuvia ja staattorin lämmön-vaihtorakenteiden muoto sallii kaasumaisen jäähdytysfluidin virtaamisen aksiaali-25 seen suuntaan siten, että lämmönvaihtorakenteissa tapahtuu ristivirtainen läm-
CO
ς monsiirto. Tässä tapauksessa sähkökone voi olla esimerkiksi sellainen kuin kuvi- ^ ossa 1 a on esitetty, o oo Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisessa järjestelmässä ovat sähkökoneen x staattorin jäähdytyskanavat aksiaalisesti suuntautuneita, staattorin lämmönvaihto- 30 rakenteiden muoto sallii kaasumaisen jäähdytysfluidin virtauksen aksiaaliseen c3 suuntaan ja pumppauslaitteet on järjestetty liikuttamaan jäähdytysnestettä aksiaa- o lisesti suuntautuneissa jäähdytyskanavissa kaasumaisen jäähdytysfluidin virtaus- ^ suuntaa vastaan vastavirtaisen lämmönsiirron toteuttamiseksi lämmönvaihtoraken teissa. Tässä tapauksessa sähkökone voi olla esimerkiksi sellainen kuin kuviossa 35 2a on esitetty.
8
Yllä esitetyssä kuvauksessa annettuja spesifisiä esimerkkejä ei pidä tulkita rajoittaviksi. Tästä syystä keksintö ei rajoitu pelkästään yllä esitettyihin suoritusmuotoihin.
CO
δ c\j i δ i co
X
cc
CL
CO
C\l
CO
CD
O
δ
CM

Claims (9)

9
1. Sähkökone, joka käsittää: - roottorin (201), joka käsittää puhallusrakenteet kaasumaisen jäähdytysflui-din liikuttamiseksi roottorin pyöriessä, ja 5. staattorin (202), joka käsittää jäähdytyskanavat (204) jäähdytysnesteen kul jettamiseksi ja lämmönvaihtorakenteet (203) lämmön siirtämiseksi mainitusta kaasumaisesta jäähdytysfluidista mainittuun jäähdytysnesteeseen, ja - ohjainrakenteet roottorin liikuttaman mainitun kaasumaisen jäähdytysfluidin ohjaamiseksi lämmönvaihtorakenteisiin ja/tai mainitun kaasumaisen jäähdy- 10 tysfluidin ohjaamiseksi lämmönvaihtorakenteista takaisin roottorin puhallus- rakenteisiin, tunnettu siitä, että mainitut jäähdytyskanavat ja mainitut lämmönvaihtorakenteet on järjestetty ohjaamaan mainitut jäähdytysneste ja kaasumainen jäähdytysfluidi virtaamaan sähkökoneen aksiaalisessa suunnassa siten, että mainittujen jäähdy-15 tysnesteen ja kaasumaisen jäähdytysfluidin virtaussuunnat ovat toisiinsa nähden vastakkaiset mainituissa lämmönvaihtorakenteissa (203).
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sähkökone, jossa roottori käsittää aksiaaliset kanavat (211) roottorin keskiosassa ja radiaaliset kanavat (212), jotka ulottuvat aksiaalisista kanavista roottorin ulkopintaan, jolloin aksiaaliset ja radiaaliset kana- 20 vat muodostavat puhallusrakenteet kaasumaisen jäähdytysfluidin tullessa liikutetuksi keskipakoisvoiman toimesta roottorin pyöriessä.
„ 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sähkökone, jossa lämmönvaihtorakenteet o (203) käsittävät jäähdytysrivat (213), joiden välissä kaasumainen jäähdytysfluidi -A pääsee virtaamaan aksiaaliseen suuntaan, o ” 25
4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen sähkökone, jossa staattori käsittää | sylinterimäisen rungon (214) järjestettynä tukemaan staattorisydäntä (215) ja m lämmönvaihtorakenteita siten, että staattorisydän on kiinnittyneenä sylinterimäisen g rungon sisäpintaan ja lämmönvaihtorakenteet ovat kiinnittyneinä sylinterimäisen ° rungon ulkopintaan, o CVJ
5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen sähkökone, jossa staattori käsittää sylinte rimäisen päällyksen (216) järjestettynä ympäröimään lämmönvaihtorakenteita (203) siten, että se yhdessä sylinterimäisen rungon (214) ja lämmönvaihtoraken- 10 teiden kanssa muodostaa aksiaalisesti suuntautuvat kanavat kaasumaista jäähdy-tysfluidia varten.
6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen sähkökone, jossa kyseinen sähkökone on kestomagnetoitu tahtikone, ja roottori käsittää kestomagneetit.
7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen sähkökone, jossa kyseinen sähkö kone on sähköisesti magnetoitu tahtikone, ja roottori käsittää magnetointikäämit.
8. Järjestelmä, joka käsittää: - jäähdytinlaitteen (301), - jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukaisen sähkökoneen (302), 10 pumppauslaitteet (303) jäähdytysnesteen saattamiseksi kiertämään jäähdy tinlaitteen ja sähkökoneen staattorin jäähdytyskanavien kautta.
9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen järjestelmä, jossa sähkökoneen staattorin jäähdytyskanavat ovat aksiaalisesti suuntautuneita, staattorin lämmönvaihtoraken-teiden muoto sallii kaasumaisen jäähdytysfluidin virtauksen aksiaaliseen suuntaan 15 ja pumppauslaitteet on järjestetty liikuttamaan jäähdytysnestettä aksiaalisesti suuntautuneissa jäähdytyskanavissa kaasumaisen jäähdytysfluidin virtaussuuntaa vastaan vastavirta! se n lämmönsiirron toteuttamiseksi lämmönvaihtorakenteissa. CO δ c\j i δ i co X cc CL CO C\l CO CD O δ CM 11
FI20106323A 2010-12-15 2010-12-15 Sähkökoneen jäähdytysjärjestelmä FI123660B (fi)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20106323A FI123660B (fi) 2010-12-15 2010-12-15 Sähkökoneen jäähdytysjärjestelmä
PCT/FI2011/051085 WO2012080566A1 (en) 2010-12-15 2011-12-08 An electrical machine

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20106323A FI123660B (fi) 2010-12-15 2010-12-15 Sähkökoneen jäähdytysjärjestelmä
FI20106323 2010-12-15

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20106323A0 FI20106323A0 (fi) 2010-12-15
FI20106323A FI20106323A (fi) 2012-06-16
FI123660B true FI123660B (fi) 2013-08-30

Family

ID=43415013

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20106323A FI123660B (fi) 2010-12-15 2010-12-15 Sähkökoneen jäähdytysjärjestelmä

Country Status (2)

Country Link
FI (1) FI123660B (fi)
WO (1) WO2012080566A1 (fi)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2757666B1 (de) * 2013-01-17 2015-06-24 Siemens Aktiengesellschaft Verbesserte Kühlung einer elektrischen Maschine
NO335892B1 (no) * 2013-04-10 2015-03-16 Smartmotor As Undervanns elektromekanisk energiomformer
FR3032654B1 (fr) * 2015-02-16 2018-05-25 Valeo Embrayages Module hybride pour vehicule automobile
JP6194926B2 (ja) 2015-06-16 2017-09-13 トヨタ自動車株式会社 回転電機のロータ
DE102016005380B4 (de) * 2016-05-04 2020-01-02 Krebs & Aulich Gmbh Elektromaschine mit Wasser- und Luftkühlung
DE102016110658A1 (de) * 2016-06-09 2017-12-14 Rainer Puls Kühlgehäuse für einen Elektromotor
EP3549242B1 (en) * 2016-11-29 2021-11-10 DANA TM4 Inc. Electric machine provided with an enclosed cooling assembly paired to an open cooling assembly
CN107681832A (zh) * 2017-10-24 2018-02-09 江门市地尔汉宇电器股份有限公司 一种端板设有叶轮的永磁电动机及使用该电动机的电动车
DE102019208297A1 (de) * 2019-06-06 2020-12-10 Zf Friedrichshafen Ag Kühlkörper für eine elektrische Maschine
EP3840189A1 (en) * 2019-12-20 2021-06-23 Volvo Car Corporation Rotor air cooling system
DE102022202899A1 (de) * 2022-03-24 2023-09-28 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Gaszuführvorrichtung
DE102022202886A1 (de) * 2022-03-24 2023-09-28 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Gaszuführvorrichtung
WO2023214190A1 (en) * 2022-05-06 2023-11-09 Safran Aircraft Engines Electric machine heat exchanger
CN118539656B (zh) * 2024-07-26 2024-09-20 湖南工程学院 一种具有自控式冷却结构的高稳定性大功率永磁电机

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US716278A (en) * 1901-06-26 1902-12-16 Gen Electric Cooling dynamo-electric machines.
AT37816B (de) * 1907-08-24 1909-07-10 Otto Titus Blathy Kühleinrichtung für elektrische Maschinen.
FR684240A (fr) * 1928-11-03 1930-06-23 Pellizari & Figli A Dispositif de refroidissement pour moteurs électriques
DE1802282U (de) * 1958-10-01 1959-12-17 Licentia Gmbh Kuehlanordnung fuer geschlossene elektrische maschinen mit gekuehltem staendergehaeuse.
FR2407597A1 (fr) * 1977-10-26 1979-05-25 Cem Comp Electro Mec Perfectionnements aux moteurs electriques fermes a refroidissement par eau
DE19905540A1 (de) * 1999-02-10 2000-08-17 Zahnradfabrik Friedrichshafen Elektrische Maschine
US7247959B2 (en) * 2002-10-11 2007-07-24 Siemens Power Generation, Inc. Dynamoelectric machine with arcuate heat exchanger and related methods
DE10317593A1 (de) * 2003-04-16 2004-11-18 Siemens Ag Elektrische Maschine mit gekühlten Ständer- und Läuferblechpaketen und Wicklungen
DE102006049326A1 (de) 2006-10-19 2008-04-30 Siemens Ag Gekapselte elektrische Maschine mit flüssigkeitsgekühltem Stator
CN201113681Y (zh) * 2007-07-16 2008-09-10 南车株洲电力机车研究所有限公司 一种用于驱动电机的复合冷却结构
JP2010178532A (ja) * 2009-01-30 2010-08-12 Toshiba Corp 電動機
CN101764468B (zh) * 2010-03-04 2012-05-09 东元总合科技(杭州)有限公司 密闭式永磁同步电动机
JP5260591B2 (ja) * 2010-03-30 2013-08-14 株式会社日立製作所 永久磁石式回転電機及び風力発電システム

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012080566A1 (en) 2012-06-21
FI20106323A0 (fi) 2010-12-15
FI20106323A (fi) 2012-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI123660B (fi) Sähkökoneen jäähdytysjärjestelmä
US9419498B2 (en) Rotary electric machine
RU2519061C2 (ru) Ветроэлектрический генератор
FI122472B (fi) Järjestely ja menetelmä sähkökoneen jäähdyttämiseksi
US7338049B2 (en) Self-cooling ferrfluid seal
JP6059906B2 (ja) アキシャルギャップ型回転電機
EP2282395A2 (en) Motor Assembly with a thermally conducive bridging member
JP2015104214A (ja) 回転電機
JP6085792B2 (ja) 軸方向磁束電気機器
KR20100106247A (ko) 전기 기계를 냉각시키기 위한 장치 및 방법
US20150008771A1 (en) Motor having cooling means
CN107925305B (zh) 用于电动机器的冷却系统
JP2014033584A (ja) 回転電機の風冷構造
EP2860854A2 (en) Air cooling of a motor using radially mounted fan
TW201924188A (zh) 密封型馬達冷卻系統
WO2018196003A1 (en) Motor ventilation structure and motor
US10720814B2 (en) Electrical machine and method for cooling the electrical machine
KR100675821B1 (ko) 고속모터를 갖는 터보기기의 냉각 구조
CN109936257B (zh) 包括交换器和多个冷却回路的电动机
CN113054786A (zh) 高速永磁电机
JP2007089255A (ja) 回転電機
US8847444B2 (en) Cooling of permanent magnet electric machine
JP2017135932A (ja) アウターロータ型回転電機
JP2009077626A (ja) 冷却流分岐部材を有する発電機及び冷却流を制御する方法
CA3240905A1 (en) Attachment cooler of a dynamo-electric machine with plate coolers

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 123660

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B

MM Patent lapsed