JP2000511394A - 半径方向に冷却を行う回転電気機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 高圧ケーブルが巻かれ、外側のヨーク部分（５）から半径方向に内側に向かって延びる固定子の歯（４）を持つ固定子（１）を備える回転電気機械。この場合、少なくとも一つの固定子の歯（４）が、固定子の歯（４）の中を半径方向に延びる少なくとも一つの冷却チューブ（１８）に接続していて、また、その内部で冷却剤（３６）が循環するようになっている冷却回路（３４）に接続している。また、冷却が、固定子の歯（４）の軸方向の延長部の、大部分の上で行われるようになっている。また、高圧固定子巻線持つ回転電気機械の冷却方法。この場合、前記固定子は、固定子の歯（４）を通って、半径方向に延びる冷却ダクトを通して、冷却回路（３４）内を循環している冷却剤（３６）により冷却される。

Description

【発明の詳細な説明】 半径方向に冷却を行う回転電気機械 技術分野 本発明は、概して、同期機械のような回転電気機械、また二重供給機械、非同 期静電流コンバータ・カスケードの諸用途、外側回転機械および同期磁束機械、 並びに電力発生用の発電所で、主として発電機として使用される交流機械に関す るもので、特に前記機械の固定子および固定子の歯を冷却するための実施形態、 それ故、間接的に固定子巻線としての絶縁電気導体に関する。 背景技術 従来、類似の機械が、１５〜３０キロボルトで電圧範囲で使用するために設計 されてきたが、その電圧の上限は、通常３０キロボルトであると考えられてきた 。発電機の場合、このことは、通常、発電機は、電圧を約１３０〜４００キロボ ルトの範囲内の電力ネットワークのレベルまで昇圧するトランスを通して、前記 電力ネットワークに接続しなければならないことを意味する。本発明は、まず第 一に、１０キロボルト以上の電圧を意味する、高圧と一緒に使用するためのもの である。本発明の装置の通常の動作電圧範囲は、３６〜８００キロボルトである 。 高圧絶縁電気導体を使用することにより、例えば、架橋ポリエチレン（ＸＬＰ Ｅ）ケーブルのような、送電線用のケーブルで使用される固体絶縁材に類似の固 体絶縁材を持つ、下記のケーブル、固定子巻線においては、前記機械の電圧を、 中間トランスを使用しないで、電力ネットワークに直接接続することができるレ ベルにまで昇圧することができる。それ故、従来のトランスを使用しないですむ 。この方法は、一般的に、（電圧がもっと高く、巻線の数も多く、そのためもっ と厚い絶縁材を必要とする）従来技術より、固定子のもっと深いところのケーブ ルを設置するためのスロットを必要とする。それ故、損失分布が、従来の機械と は異なり、そのため、例えば、固定子の歯の冷却に関連して新しい問題が起こっ てくる。 従来冷却には異なる二つのシステムが使用された。すなわち、ロータのハブと 半径方向のダクトを通して空気が流れる半径方向冷却と、軸流ファンの助けを借 りて、空気をエアギャップに吹き付ける軸方向冷却である。 その後で、固定子は、正しい場所に溶接される（通常、直線状の）スペーサに より形成される、半径方向の複数の空気ダクトに分割される。固定子の積層材の 軸方向の熱伝導率が低いので、前記空気ダクトを通しては送風を頻繁に行わなけ ればならない。この空冷システムの欠点は、通風損失がかなり大きいことであり 、通風ダクトがあるために固定子が長くなることである。前記通風ダクトは、ま た特に長い歯を持つ前記高圧発電機の場合には、機械的構造を弱くする場合があ る。 高圧発電機用の空冷システムの代わりの水冷システムは、半径方向の通風ダク トを除去することができるという利点を持ち、そのため、機械の長さを短くする ことができ、同時に効率も向上する。大型交流機械の固定子の固定子用の水冷シ ステムは、多くの場合、中空の窓部材を基礎部材として使用している。すなわち 、場合によっては、固定子ヨークに軸方向に挿入される冷却チューブと組合わさ れる、冷却剤用の縦方向のダクトを持つ導体は中空になっている。その内部で固 定子ヨークが固定子の軸方向の延長部に沿って、一定の間隔で挿入されている、 アルミニウム・ブロックにより冷却される構造は周知である。しかし、冷却クラ ンプにより固定子の歯を直接冷却する構造のものはない。何故なら、前記固定子 の歯は、固定子巻線を水で冷却することにより間接的に冷却されるからである。 回転する発電機用のコイルは、３〜２５キロボルトの電圧範囲内であれば、製 造することができ、好結果を得ることができると考えられている。 しかし、より高い電圧用の発電機を開発する努力が長い間試みられてきた。こ のことは、例えば、１９３２年１０月１５日の「電気世界」の５２４〜５２５ペ ージ（“Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｗｏｒｌｄ”，Ｏｃｔｏｂｅｒ １５，１９３２， ｐａｇｅｓ ５２４−５２５）を読めばはっきり分かる。前記文献は、パーソン １９２９が設計した３３キロボルト用の発電機の組立方法を記載している。前記 文献は、また３６キロボルトの電圧を発生する、ベルギーのランゲルブルッゲの 発電機について記載している。前記文献は、前記電圧をさらに高いレベルにする 可能性について述べているが、その開発は、前記発電機の基礎となっているコン セプトにより挫折した。それは、主として、ニスを含んだマイカ、オイルおよび 紙の複数の層が、いくつかの独立した層で使用されている、絶縁システムの欠点 によるものである。 １９８４年４月付の電力研究所（ＥＰＲＩ）、ＥＬ−３３９１（Ｅｌｅｃｔｒ ｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＥＰＲＩ，ＥＬ− ３３９１，ｆｒｏｍ Ａｐｒｉｌ １９８４）の報告には、中間トランスを使用 しないで、発電機を電力ネットワークに接続する目的で、前記発電機で高圧を達 成するための発電機コンセプトが記載されている。前記報告によると、前記解決 方法は、効率が高く、かなり経済的であると評価されている。１９８４年の時点 において、前記コンセプトが、電力ネットワークに直接接続するための、発電機 の開発のきっかけになりうると考えられた主な理由は、超伝導ロータがその時点 で開発されたからである。超伝導の磁界巻線はかなりの励起容量を持っているの で、電気ストレスに耐えることができる十分の厚さを持つエアギャップ巻線を使 用することができる。 「モノリス・シリンダ・アーマチャ」と呼ばれる、巻線を持つ磁気回路を設計 するための、本プロジェクトにより最も有望と思われるコンセプトと、導体の二 つの円筒形が、絶縁材の三つの円筒形に囲まれ、全構造体が歯を持たない鉄のコ アに取り付けられている、コンセプトとを組合せることにより、高電圧用の回転 電気機械を電力ネットワークに直接接続することができると評価された。前記解 決法は、必然的に、ネットワークとネットワークとの間、およびネットワークと アースとの間の電位に耐えるだけの十分な厚さを持つ主絶縁材を必要とする。前 記解決法の明かな欠点は、この方法が超伝導ロータを必要とする他に、極度に厚 い絶緑材を必要とすることであり、そのため機械が大きくなる。端部の大きな電 界を制御するために、端部巻線を絶縁し、オイルまたはフレオンで冷却しなけれ ばならない。液体誘電媒体が大気中から湿気を吸収しないようにするために、機 械全体を密閉する必要がある。 とりわけ、１９７０年のジャーナル・エレクトロテクニカ１号、６〜８ページ の「水冷および油冷ターボ発電機、ＴＶＭ−３００」（“Ｗａｔｅｒ−ａｎｄ− ｏｉｌ−ｃｏｏｌｅｄ Ｔｕｒｂｏｇｅｎｅｒａｔｏｒ ＴＶＭ−３００” ｉ ｎ Ｊ．Ｅｌｅｋｔｒｏｔｅｃｈｎｉｋａ，Ｎｏ．１ １９７０，ｐａｇｅ ６ −８）という名称の論文、米国特許第４，４２９，２４４号「発電機の固定子（ Ｓｔａｔｏｒ ｏｆ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）」およびロシアの文献ＣＣＣＰ特許 ９５５３６９に、同期機械の設計に関する新しい方法によるいくつかの試みが記 載されている。ジャーナル・エレクトロテクニカに記載されている水冷および油 冷同期機械は、２０キロボルトまでの電圧に対するものである。前記論文は、固 定子をオイルの中に完全に埋没させることができる、オイル／紙絶縁材からなる 、新しい絶縁システムを記載している。その後、前記オイルは、冷却剤として使 用することができ、同時に絶縁材としても使用することができる。固定子のオイ ルがロータの方に漏れ出すのを防止するために、前記コアの内面に誘電オイル分 離リングが設けられている。固定子巻線は、オイルおよび紙絶縁材を含む中空の 楕円形の導体から作られる。その絶縁材を持つコイル側面は、クサビより長方形 の断面を持つスロットに固定される。冷却剤としては、中空の導体および固定子 壁部の孔部の両方にオイルが使用される。しかし、前記冷却システムは、必然的 に、端部巻線のところに、オイルおよび電気の両方の多数の接続を必要とする。 前記厚い絶縁材は、また必然的に導体のより大きな曲率半径を必要とし、その結 果、巻線の出っ張りが大きくなる。 上記米国特許は、固定子巻線用の菱形のスロットを持つ、積層シートの磁気コ アを備える同期機械の固定子部分に関する。前記スロットは先細になっている。 何故なら、中点に最も近いところに位置する巻線の一部が配置される、ロータ内 部に近づくにつれて、必要な固定子の絶縁材の量が少なくなるからである。さら に、前記固定子部分は、このリングがないと、機械の磁化要件が増大する恐れが ある、コアの内面に最も近い誘電オイル分離円筒形を備える。固定子巻線は、各 コイル層と同じ直径を持つ、オイルを浸み込ませたケーブルから作られる。複数 の層は、スロットのスペーサにより、相互に分離されていて、クサビにより固定 されている。前記巻線の特殊な点は、この巻線が直列に接続している二本のいわ ゆる半巻線であることである。二本の半巻線の中の一方は、絶縁スリーブ内に位 置し、そこに中心を持つ。固定子巻線の導体は、周囲のオイルにより冷却される 。システムでこのような大量のオイルを使用する場合の欠点は、漏洩の危険があ る ことであり、故障した場合、オイルを除去するのにかなりの大規模な清掃を必要 とすることである。スロットの外側に位置する絶縁スリーブの前記部分は、電流 を流すための層で補強された円筒形の部分と円錐形の部分とを持つ。これら部分 の目的は、ケーブルが端部巻線に入る部分の電界強度を制御することである。 ＣＣＣＰ９５５３６９を読めば、同期機械の定格電圧の数値を上げるためにの 他の試みの場合、油冷固定子巻線は、すべての層において同じ太さを持つ高電圧 ケーブルからなることは明らかである。前記ケーブルは、円形の固定子スロット 、ケーブルの断面に対応する軸方向に位置する開口部、および固定作業および冷 却剤のために必要な空間に設置される。前記巻線のいくつかの半径方向に位置す る複数の層は、絶縁チューブにより取り囲まれ、前記チューブにより固定される 。絶縁スペーサは、固定子スロットにチューブを固定する。オイルで冷却するた め、内部エアギャップに対して冷却剤を密封するために、内部誘電リングが必要 になる。図示の設計の場合、固定子スロットの絶縁材はテーパ状になっていない 。前記設計の場合には、機械の磁化要件に有意な影響を与える、大量のスロット 漏洩磁束を含む、いくつかの固定子スロットの間は、非常に細い半径方向に延び るくびれた部分になっている。 ＤＥ２９１７７１７は、電気機械の冷却媒体用の冷却セグメントについて記載 している。前記セグメントは、その内部に配置された内部冷却ダクトを備える。 米国特許第３，４４７，００２号は、複数の環状溝を持つ固定子コアを開示し ている。前記環状溝には、冷却本体に埋設された冷却チューブと共に、熱伝導本 体が、各溝の内部に接線方向に連続して位置し、配置されている。 米国特許第２，２１７，４３０号は、固定子コアを通して水を循環させること により、前記機械の固定子を冷却するための手段を持つ、ダイナモ電気機械を開 示している。 本発明の場合、歯を直接冷却する必要があり、そのため固定子巻線は間接的に 冷却される。前記歯は、また従来の発電機と比較すると例外的に長く、同様に歯 を直接冷却する必要がある。 発明の目的 本発明の目的は、本特許明細書の冒頭のところに記載した、固定子巻線を構成 しているケーブルを間接的に冷却しながら、固定子の歯を直接冷却することがで きるタイプの装置を提供することである。本発明の他の有利な特徴については以 下に説明する。 発明の概要 本発明は、高圧交流発電機のような高圧電気機械で、固定子の歯を冷却し、固 定子巻線を間接的に冷却するための装置に関する。 前記装置は、電気的に絶縁され、隣接するループから軸方向にある距離だけ離 れている、固定子の歯を通して、複数のループ内に設置された、半径方向に延び るチューブを備える。前記装置は、またその内部を冷却剤が循環している冷却チ ューブを含む、半径方向に延びる冷却クランプを備える。前記冷却クランプは、 従来の通風ダクトとほぼ同じ距離だけ軸方向に離れたところで、固定子に挿入さ れている。前記チューブは、固定子の歯の半径の全長にわたって延びる。 本発明の特定の好適な実施形態の場合には、半導体層の中の少なくとも一つ、 好適には、両方が、固体絶縁材と同じ熱膨張係数を持つことが好ましい。それ故 、巻線の熱による膨張等による欠陥、ひび割れ等を防止するという非常に優れた 利点を持つことができる。 図面の簡単な説明 添付の図面を参照しながら、本発明をさらに詳細に説明する。 図１は、回転電気機械の固定子を、直径方向に切断した断面の簡単な斜視図で ある。 図２は、本発明の高圧ケーブルの横断面図である。 図３は、回転電気機械の固定子の略図である。 図４は、本発明の第一の実施形態である。 図５は、本発明の第二の実施形態の略図である。 図６ａ−図６ｄは、本発明の冷却チューブの歯の四つの実施形態それぞれの断 面図である。 図７は、本発明の冷却回路を示す図である。 発明の説明 図１は、固定子１の配置をもっとはっきり示すために、ロータを取り外した電 気機械の一部である。固定子１の主な部分は、固定子フレーム２、固定子の歯４ を備える固定子コア３、および固定子ヨークを形成している外側ヨーク部分５か らなる。固定子は、また図３に示すように、個々の各固定子の歯４の間に形成さ れた、自転車のチェーンのような形をしている空間７に位置する高圧ケーブルか らなる固定子巻線６を備える。図３は、固定子巻線６の電気導体だけを示す。図 １を見れば分かるように、固定子巻線６は、固定子１の両側に端部巻線パッケー ジ８を形成する。同様に図３を見れば、高圧ケーブルの絶縁材がいくつかの大き さを持ち、固定子１のケーブルの半径方向に位置により、いくつかのグループの 形で配置されていることがはっきり分かる。 より大型の従来の機械の場合には、固定子フレーム２は、多くの場合、溶接薄 鋼板構造からなる。大型の機械の場合には、固定子コア３は、通常、隔壁を形成 する約５ミリの通風ダクトにより、相互に分離している軸方向の長さが約５０ミ リの、複数のスタックに分割された電気鋼鉄の０．３５ミリの厚さのシートから 形成される。しかし、本発明の機械は、通風ダクトを使用していない。大型の機 械の場合には、積層材の各スタックは、第一の層を形成するために、適当な大き さの打ち抜いたセグメント９を、一体にすることにより形成される。その後、固 定子コア３の完全なプレート状の部分を形成するために、後続の各層が直角に配 置される。前記部品および隔壁は、図示していない圧力リング、フィンガまたは セグメントに対して圧着されている、圧力脚部１０により一体に保持される。図 １には、圧力脚部は二つしか図示していない。 図２は、本発明の高圧ケーブル１１の横断面である。前記高圧ケーブル１１は 、例えば、、円形の横断面を持つ、多数の銅（Ｃｕ）のストランド１２を備える 。前記ストランド１２は、高圧ケーブル１１の中央部に配置されている。ストラ ンド１２の周囲には、第一の半導体層１３が配置されていて、第一の半導体層１ ３ の周囲には、例えば、架橋ポリエチレン（ＸＬＰＥ）絶縁材のような、絶縁層１ ４が配置されている。絶縁層１４の周囲には、第二の半導体層１５が配置されて いる。それ故、本特許明細書のコンセプト「高圧ケーブル」は、電力分配用の前 記ケーブルを通常取り巻いている外側の保護被覆を含まない。 図３は、前記機械の固定子１のセグメント９を持ち、ロータ１７上にロータ電 極１６を持つ機械の半径方向のセクターの略図である。図を見れば分かるように 、固定子巻線６は、各固定子の歯４の間に形成されている、自転車のチェーンの 形をした空間７に配置されている。各固定子の歯４は、外側のヨーク部分５から 半径方向に内側に向かって延びる。 図４は、その間に自転車のチェーンに似た特徴のあるスロットが形成されてい る、歯の部分２０を持つ、セグメント９とほぼ同じ形の冷却クランプ１９に、冷 却チューブ・ループを形成する冷却チューブ１８を持つ、本発明の第一の実施形 態の略図である。図４および図５は、実施形態の原理を簡単に示すために、形を 簡単にするために長方形にしたものを示す。図３の場合には、冷却チューブ・ル ープ２１は、冷却チューブ１８の一方の端部を、入口ループ２２に接続させ、そ の他方の端部を出口ループ２３に接続させることによって形成される。 それ故、冷却剤は、冷却チューブ１８内を、冷却クランプの外側２４のところ にある入口ループ２２から冷却クランプ１９に、またその先端に向け冷却クラン プ・スタンプ２５内に流れ、そこから、冷却チューブ１８は、エアギャップと一 番上の高圧ケーブル２７との間に形成された、空間２６を歯から歯へ通過する。 前記空間は、図示していないスロットのクサビによって占められる。前記空間は 、チューブの継目に切れ目の形で図示してあるが、これにより前記チューブを通 すことができる。前記スロットのクサビは、チューブを曲げるための空間を作る ために、約３０の小さなクサビに分割することができる。本発明の冷却クランプ の有利な実施形態としては、チューブを長方形の形に曲げることにより形成され た横断面を持つチューブがある。前記チューブは、その後、ループに形成され、 このループは蓋の上のアルミニウムに永久的に鋳造される。 図５は、その間に自転車のチェーンに似た特徴のあるスロットが形成されてい る、歯の部分２０を持つ、セグメント９とほぼ同じ設計の冷却クランプ１９に、 冷却チューブ・ループを形成する冷却チューブ１８を持つ、本発明の第二の実施 形態の略図である。図５のこの実施形態の場合には、冷却チューブ・ループ２１ は、冷却チューブ１８の一方の端部を、入口ループ２２に接続させ、その他方の 端部を出口ループ２３に接続させることによって形成される。 それ故、冷却剤は、冷却チューブ１８内を、冷却クランプの外側２４のところ にある入口ループ２２から、冷却クランプ１９内に、またその先端に向け冷却ク ランプ・スタンド２５内に流れ、そこから、冷却チューブは、矢印で示す通り、 先端部のところで曲がり、もう一度次の歯の中に類似の歯のループを形成するた めに、前記冷却クランプで、元の方向に外側に向かって延びる。 この実施形態の場合には、同様に、曲げることにより、長方形の横断面を持つ チューブを持つ冷却クランプを作ることができる。その後、チューブはループに 形成され、その冷却チューブ・ループは蓋上のアルミニウムに永久的に鋳造され るか、鋳造コンパウンドにより中間鋼鉄ビームに取り付けられる。中間鋼鉄ビー ムを持つＸＬＥＰチューブは、例えば、硬化プラスチックのような、充填材コン パウンドで部分的に満たされた、鋼鉄空間により分離された固定子プロフィール からなる冷却クランプとして、適当に埋設され、形成される。 図４の実施形態の利点は、図５と同じ歯に戻る場合には、チューブの曲げ半径 がより大きくなることである。 図４および図５に示すように、隣接する冷却クランプは、点線の矢印で示すよ うに、入口ループおよび出口ループに接続している。 図６ａ−図６ｄは、図４−図５のいくつかの実施形態の冷却クランプ・スタン ドの断面図である。図６ａは、図４の冷却クランプ・スタンドの断面図である。 この図は、鋼鉄の冷却チューブ１８が、ほぼ長方形の横断面になるように曲げら れ、その後、冷却チューブが、カバー・プレート２９を持つ、アルミニウム・ブ ロック２８に埋設された有利な実施形態を示す。前記アルミニウム・ブロックは 、また冷却チューブの周囲に一緒に取り付けられる、二つに分割した形に製造す ることもできる。図６ｂは、図４の冷却クランプ・スタンドの断面図である。こ の図においては、歯の冷却チューブ１８は、冷却チューブの組立作業中、ビーム の間に間隔を設け、補強する働きをする、好適には、鋼鉄であることが好ましい 二 つのビーム３０の間を延びる。鋼鉄のビームを持つ冷却チューブの組立作業の後 、空間が形成され、この空間はその後鋳造コンパウンド３１で満たされる。図６ ｃは、図５の冷却クランプ・スタンドの断面図である。この実施形態の場合には 、冷却クランプは、ループ状に設置されている、好適には、鋼鉄であることが好 ましい、ビーム３０の周囲の柔軟で中空のスペーサ、および鋳造コンパウンド３ １で満たされた中間空間により作られた。その後、前記中空スペーサは除去され 、管状ダクト３２が形成される。図６ｄも、同様に、図５の冷却クランプの歯の 断面図である。この図においては、ＸＬＰＥチューブ・タイプの柔軟な冷却チュ ーブ３３は、好適には、鋼鉄であることが好ましい、ビーム３０の周囲の冷却チ ューブ・ループ内に設置される。 前記冷却クランプ・スタンドの冷却媒体ダクトのいくつかの実施形態は、添付 の請求の範囲の範囲内で種々に変更することができる。例えば、鋳造アルミニウ ム・ブロックは、鋼鉄またはＸＬＰＥタイプの冷却チューブを挿入するためのダ クトを持つ、二つに分割した部材として製造することができる。前記冷却チュー ブの横断面は、円形から、楕円形またはほぼ長方形に変えることができる。 図７に示すように、すべての冷却チューブ１８が、閉冷却回路３４に接続して いる外側の冷却回路が配置される。前記冷却回路は、図示の実施形態の場合には 、水の場合もある冷却剤３６、前記回路用の水素ガスまたは他の冷却剤を含むタ ンク３５を備える。前記タンク３５は、冷却剤レベルを制御し、監視するための レベル標識を持つ。前記タンク３５は、また入口・ループ３７および出口ループ ３８からなる二つの分配回路に接続している。入口ループ３７および出口ループ ３８の間には、図７に概略示す、多数の冷却クランプ１９が配置されていて、各 冷却クランプは、少なくとも一つの冷却チューブ・ループ２１を備える。すべて の冷却クランプ１９は、入口ループ３７および出口ループ３８の間に平行に接続 している。それ故、冷却剤３６は、出口ループ３８に平行に接続している各冷却 チューブ・ループ２１を通して同時に、入口ループ３７から、例えば、プレート 熱交換器のような熱交換器４１を通って、循環ポンプ３９および循環フィルタ４ ０に循環し、その後入口ループ３７に戻る。約１５℃の水が、熱交換器ポンプ４ ２の、図示していない交換器フィルタを通して、水タンクから供給される。前記 水 は、前記熱交換器通してポンプで循環され、水タンクに戻る。 本発明の水冷システムは、例えば、全固定子に沿って約５センチ間隔で挿入さ れた複数のチューブを持つ、冷却クランプから形成することができる。複数の固 定子セグメントが接着されている場合には、冷却クランプ間の間隔は、５センチ 以上にすることができる。 垂直に設置されている場合には、冷却クランプは固定子の全重量および任意の 圧力リングからの圧力（領域の全圧力は、０．５ＭＰａ）を支持することができ なければならないので、図６ａ−ｄに示すように、冷却クランプは機械的支持構 造体を内蔵している。冷却チューブは、ステンレス鋼で作ることもできるし、ま たは、すでに説明したように、例えば、曲げテンプレートとしてのスペーサによ り、冷却プレート上で直接高温で曲げた、ＸＬＰＥチューブ、ワースボーインペ ックス（Ｗｉｒｓｂｏ−ｉｎＰＥＸ）（登録商標）のようなポリマで作ることも できる。前記鋼鉄スペーサは、従来の空冷固定子と同じ方法で、溶接することが でき、同じ方法で軸方向の力を支えることができる。ＸＬＰＥチューブは、また 約１３０℃の温度で炉の中で平にし、その後、カバー・プレートをその上に押し 付けるときに、正しい位置に設置するすることができる。前記プレートは、その 後、溶接または接着される。十分な冷却表面を持つために、冷却チューブは「平 坦」で、比較的大きなものであることが重要である。鋼鉄チューブは、ＸＬＰＥ チューブより小さく作ることができる。例えば、クオーツ充填エポキシにより、 鋳造コンパウンドに十分高い熱伝導率を持たせることができる。エア・ポケット は、すでに説明したように、後で鋳造コンパウンドで充填することができる。 本発明は、例示としての実施形態に制限されない。本発明の範囲内で、いくつ かの修正を行うことができる。それ故、前記冷却チューブは金属製のものでも、 ポリマ製のものでもよい。前記冷却プレートは、鋳造アルミニウム・ブロックで 作ることができる。おもしろいことに、固定子積層材を、支持構造体として使用 することもできるし、残りの空間で鋳造コンパウンドを使用することもできる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ， ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＫ，Ｅ Ｅ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ， ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，Ｍ Ｋ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．回転電気機械であって、高圧ケーブルが巻かれ、外側のヨーク部分（５） から軸方向に内側に向かって延びる固定子の歯（４）を持つ固定子（１）を 備え、機械は、各層が本質的に電位の等しい面からなり、その間に配置され た固体絶縁材を同様に含む場合に、少なくとも二つの半導体層を含む絶縁シ ステムを備える巻線を備えることと；少なくとも一つの固定子の歯（４）が 、前記固定子の歯（４）内を半径方向に延びる少なくとも一つの冷却チュー ブ（１８）に接続し、またその内部で冷却剤（３６）が循環するように配置 されている冷却回路（３４）に接続していることと；冷却が、固定子の歯（ ４）の軸方向の延長部の少なくとも大部分上で行われるようになっているこ ととを特徴とする回転電気機械。 ２．請求項１記載の機械において、複数の層の中の少なくとも一つが、固体絶 縁材とほぼ同じ熱膨張係数を持つことを特徴とする機械。 ３．請求項１および請求項２の何れか１項記載の機械において、前記冷却チュ ーブ（１８）が、外側のヨーク部分（５）から、冷却クランプ・スタンド （２５）を通って中に向かって延び、冷却クランプ・スタンド（２５）の先 端部において、次の冷却クランプ・スタンド（２５）に先端に延び、その後 、再び、前記冷却クランプ・スタンド（２５）を通って、外に向かって前記 外側のヨーク部分（５）に延び、冷却チューブ・ループを形成することを特 徴とする機械。 ４．請求項１−請求項３の何れか１項記載の機械において、前記冷却チューブ （１８）が、外側のヨーク部分（５）から、冷却クランプ・スタンド（２５ ）を通って中に向かって延び、冷却クランプ・スタンド（２５）の先端部に おいて、曲がり、前記冷却クランプ・スタンド（２５）を通って、元の方向 に前記外側のヨーク部分（５）まで戻り、冷却ループ（２１）を形成するこ とを特徴とする機械。 ５．請求項３または請求項４記載の機械において、冷却チューブ・ループ（２ １）が、固定子の横断面とほぼ同じ形の、少なくとも一つの冷却クランプ （１９）内に配置されていることを特徴とする機械。 ６．請求項５記載の機械において、冷却チューブ（１８）が、冷却クランプ （１９）内に鋳造されるように配置されていることを特徴とする機械。 ７．請求項６記載の機械において、冷却クランプ（１９）間の距離が最大２０ ０ミリであることを特徴とする機械。 ８．請求項３−請求項７の何れか１項記載の機械において、冷却チューブ・ル ープ（２１）が、前記ループ内に配置された少なくとも一つのビーム（３０ ）を持つことを特徴とする機械。 ９．固定子が、固定子の歯（４）を通って半径方向に延びる、冷却ダクトを通 る冷却回路（３４）内を循環している冷却剤（３６）により、冷却されるこ とを特徴とする、高圧固定子巻線を持つ回転電気機械を冷却する方法。 １０．請求項９記載の方法において、冷却剤（３６）が、水タンクからの水によ り前記回路（３４）を冷却している、熱交換器（４１）を通過する閉回路内 を、循環することを特徴とする方法。 １１．請求項１−請求項８の何れか１項記載の機械において、前記第一の層の電 位が、前記導体の電位とほぼ等しいことを特徴とする機械。 １２．請求項１１記載の機械において、前記第二の層が、前記導体を取り巻くほ ぼ等電位の表面を形成することを特徴とする機械。 １３．請求項１２記載の機械において、前記第二の層が、予め定めた電位に接続 していることを特徴とする機械。 １４．請求項１３記載の機械において、前記予め定めた電位がアース電位である ことを特徴とする機械。 １５．請求項１１−請求項１４の何れか１項記載機械において、少なくとも二つ の隣接する層が、ほぼ等しい熱膨張係数を持つことを特徴とする機械。 １６．請求項１−請求項８の何れか１項、または請求項１１−請求項１５の何れ か１項記載の機械において、前記の電流を運ぶ導体が、多数のストランドか らなり、その中のほんの僅かなものだけが相互に絶縁されていないことを特 徴とする機械。 １７．請求項１−請求項８の何れか１項、または請求項１１−請求項１６の何れ か１項記載の機械において、前記三つの層それぞれが、ほぼ全接続面に沿っ て隣接する層に固定状態に接続していることを特徴とする機械。 １８．前記巻線が、一本またはそれ以上の電流を運ぶ導体からなるケーブルから 形成されていて、各導体が多数のストランドと、各導体の周囲に設けられて いる内部半導体層と、前記内部半導体層の周囲に設けられている固体絶縁材 、および前記絶縁層の周囲に設けられている外側の半導体層を持つことを特 徴とする、磁気コアと巻線を備える高圧用磁気回路を持つ機械。 １９．請求項１８記載の機械において、前記ケーブルが、同様に、金属シールド および被覆を備えることを特徴とする機械。