JPH11187619A - Method and device for cooling stator of rotary electric machine - Google Patents

Method and device for cooling stator of rotary electric machine

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JPH11187619A
JPH11187619A JP35352097A JP35352097A JPH11187619A JP H11187619 A JPH11187619 A JP H11187619A JP 35352097 A JP35352097 A JP 35352097A JP 35352097 A JP35352097 A JP 35352097A JP H11187619 A JPH11187619 A JP H11187619A
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JP
Japan
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cooling medium
cooling
stator
medium gas
stator winding
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Application number
JP35352097A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazunori Shioda
和則 塩田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH11187619A publication Critical patent/JPH11187619A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize efficient in-machine ventilation cooling by supplying gas to a cooling pipe from the cooling medium take-in ports of the end turn part of a stator winding wire trough a transportation pipe and guiding it to a heat exchanger from the cooling medium take-out ports of an end turn part on an opposite side through a different transportation pipe. SOLUTION: A cooling medium gas 10a obtained by shunting a part of cooling medium gas 7 which circulatively ventilated in a machine is pressurized and is supplied to a cooling pipe 13 from the cooling medium take-in ports 12 provided for a stator winding wire end turn part 5a via the transportation pipe 11a, so that it does not mix with cooling medium gas 7. When the cooling medium gas 10a pressurized by a compressor 9 is blown into the cooling pipe 13, the stator winding wire 5 is forcibly cooled. A cooling medium gas take-out ports 15 are provided on the opposite side of the cooling medium gas take-in ports 12 and cooling medium gas 10a is collected from there in the cooling pipe 13.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、タービン発電機な
どの回転電機の固定子巻線を冷却する方法及び装置にお
いて、特に固定子巻線に配設された冷却管にガスを圧縮
送風することにより効率的な機内通風冷却を可能とした
回転電機の固定子冷却方法及び装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for cooling a stator winding of a rotary electric machine such as a turbine generator, and more particularly, to a method of compressing and blowing gas to a cooling pipe provided in the stator winding. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method and an apparatus for cooling a stator of a rotating electric machine, which enable more efficient in-machine ventilation cooling.

【0002】[0002]

【従来の技術】回転電機、例えば発電用のタービン発電
機では、機内に冷却媒体を循環通風させることにより回
転子や固定子などの要部冷却を行っている。図6はター
ビン発電機の要部の断面構造と機内通風経路の状態を示
す概略図である。
2. Description of the Related Art In a rotary electric machine, for example, a turbine generator for power generation, a cooling medium is circulated through the machine to cool main parts such as a rotor and a stator. FIG. 6 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a main part of the turbine generator and a state of an in-machine ventilation path.

【0003】図6において、図示しないタービンまどの
原動機により回転駆動される回転子1には、回転子巻線
2が収納配置されている。この回転子1はその軸端に取
付けられている励磁機3から回転子巻線2に界磁電流が
給電されることにより、励磁される。
[0003] In FIG. 6, a rotor winding 2 is housed and arranged in a rotor 1 which is rotated by a prime mover (not shown). The rotor 1 is excited when a field current is supplied to the rotor winding 2 from an exciter 3 attached to the shaft end.

【0004】一方、固定子4には固定子巻線5が収納さ
れており、励磁された回転子1による回転磁場が固定子
巻線5と鎖交することにより、固定子巻線5には交流電
流が誘導される。
On the other hand, a stator winding 5 is housed in the stator 4, and the rotating magnetic field generated by the excited rotor 1 interlinks with the stator winding 5, so that the stator winding 5 An alternating current is induced.

【0005】このように回転子巻線2及び固定子巻線5
には通電発熱が発生するが、これらは回転子ファン6に
より冷却され、熱交換器8を通して外気へ放熱される。
このような機内通風冷却構造においては、回転子1及び
固定子4への適正な冷却媒体ガス7の流量を保持する必
要がある一方で、発電機の大容量化を指向する上から冷
却媒体ガス7の要求風量が益々増加している。
As described above, the rotor winding 2 and the stator winding 5
Generates heat, which are cooled by the rotor fan 6 and radiated to the outside air through the heat exchanger 8.
In such an in-machine ventilation cooling structure, while it is necessary to maintain a proper flow rate of the cooling medium gas 7 to the rotor 1 and the stator 4, the cooling medium gas is required to increase the capacity of the generator. 7, the required air volume is increasing more and more.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、回転電機、
例えばタービン発電機では当初は冷却媒体ガスとして空
気を用いていたが、発電機の大容量化と共に要求風量の
増強を進めてきた。一方で、要求風量の増強と共に風
損、すなわち流体力学的な撹拌損失も増加するが、この
ような損失を抑制するため空気より分子量の小さい水素
ガスを冷却媒体ガスとして使用してきた。
SUMMARY OF THE INVENTION By the way, a rotating electric machine,
For example, in the case of a turbine generator, air was initially used as a cooling medium gas, but with the increase in the capacity of the generator, the required airflow has been increased. On the other hand, windage loss, that is, hydrodynamic agitation loss increases with an increase in the required air volume, but hydrogen gas having a smaller molecular weight than air has been used as a cooling medium gas in order to suppress such loss.

【0007】しかるに、冷却媒体ガスを使用した従来の
水素冷却式発電機においては、爆発関し等のための保守
点検設備を別途設置する必要がある等、空気冷却式発電
機に比べて保守運転性のでも様々な制約を受けることが
指摘されている。
However, in the conventional hydrogen-cooled generator using a cooling medium gas, it is necessary to separately install a maintenance and inspection facility for explosion and the like. However, it is pointed out that there are various restrictions.

【0008】近年では上記のような事情に基づき、空気
冷却式発電機に対する大容量化の要求が益々募ってお
り、一方で機械のコンパクト化及び高効率化に対する要
求も強くなってきている。そのため、冷却媒体ガス通風
による風損を低減するために、冷却媒体ガスの要求風量
自体を抑制する必要性に迫られている。特に、空気冷却
式発電機におていは、水素ガスに比べて分子量の大きな
空気を冷却媒体ガスとして使用するため、風損による冷
却媒体ガスの温度上昇を回避する手段を講じる必要があ
る。
[0008] In recent years, under the circumstances described above, demands for increasing the capacity of an air-cooled generator have been increasing, while demands for a more compact and higher-efficiency machine have also increased. Therefore, in order to reduce the windage loss due to the cooling medium gas ventilation, it is necessary to suppress the required flow rate of the cooling medium gas itself. In particular, in an air-cooled power generator, since air having a higher molecular weight than hydrogen gas is used as a cooling medium gas, it is necessary to take measures to avoid an increase in the temperature of the cooling medium gas due to windage damage.

【0009】本発明は上記ような事情に鑑みてなされた
もので、固定子巻線に配設された冷却管にガスを圧縮送
風することにより効率的な機内通風冷却を可能とした回
転電機の固定子冷却方法及び装置を提供することを目的
とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has been developed for a rotating electric machine which enables efficient in-machine ventilation cooling by compressing and blowing gas to a cooling pipe provided in a stator winding. An object of the present invention is to provide a stator cooling method and device.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、次のような手段による回転電機の固定子冷
却方法及び装置とするものである。請求項1に対応する
発明は、機内を循環通風する冷却媒体ガスにより固定子
巻線の冷却を行う回転電機の固定子冷却方法において、
固定子鉄心スロット内に固定子巻線と隣接し、且つ前記
固定子巻線全長にわたって配設された冷却管に、機内を
循環通風させる冷却媒体ガスの一部を分流して加圧し、
固定子巻線以外を循環通風する他の機内冷却媒体ガスの
一部と混在しないように、輸送管を通して固定子巻線の
エンドターン部の冷却媒体取入口から冷却管へ供給し、
反対側のエンドターン部の冷却媒体取出口から上記と別
の輸送管を通して熱交換器へ導くことを特徴とするもの
である。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a method and an apparatus for cooling a stator of a rotating electric machine by the following means. An invention corresponding to claim 1 is a stator cooling method for a rotating electric machine that cools a stator winding by a cooling medium gas that circulates through the machine,
A part of a cooling medium gas that circulates and ventilates inside the machine is divided and pressurized to a cooling pipe adjacent to the stator winding in the stator core slot and disposed over the entire length of the stator winding,
In order not to be mixed with a part of other in-machine cooling medium gas that circulates and passes other than the stator winding, it is supplied to the cooling pipe from the cooling medium intake at the end turn part of the stator winding through the transport pipe,
The cooling medium outlet of the opposite end turn is guided to the heat exchanger through another transport pipe.

【0011】請求項2に対応する発明は、機内を循環通
風する冷却媒体ガスにより固定子巻線の冷却を行う回転
電機の固定子冷却方法において、固定子鉄心スロット内
に固定子巻線と隣接し、且つ前記固定子巻線全長にわた
って配設された冷却管に、機内を循環通風させる冷却媒
体ガスと異なる種類の熱容量の大きな冷却媒体ガスを別
系統で加圧し、固定子巻線以外を循環通風する他の機内
冷却媒体ガスの一部と混在しないように、輸送管を通し
て固定子巻線のエンドターン部の冷却媒体取入口から冷
却管へ供給し、反対側のエンドターン部の冷却媒体取出
口から上記と別の輸送管を通して熱交換器へ導くことを
特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for cooling a stator of a rotary electric machine in which a stator winding is cooled by a cooling medium gas circulating in the machine, wherein the stator winding is adjacent to the stator winding in a stator core slot. And, a cooling medium gas having a large heat capacity different from that of the cooling medium gas to be circulated and ventilated in the machine is pressurized in a separate system to a cooling pipe arranged over the entire length of the stator winding, and circulated outside the stator winding. The cooling medium is supplied from the cooling medium inlet at the end turn section of the stator winding to the cooling pipe through the transport pipe so that it does not mix with some of the other in-machine cooling medium gas that is ventilated. It is characterized in that it is led from the outlet to the heat exchanger through another transport pipe.

【0012】請求項3に対応する発明は、請求項2に対
応する発明の回転電機の固定子冷却方法において、冷却
媒体ガスの取出口温度を検出し、これに基づいて冷却媒
体ガスの供給流量を演算処理し、この演算処理信号を増
幅させて冷却媒体ガスを加圧する圧縮機の回転数制御信
号として用いたことを特徴とするものである。
According to a third aspect of the present invention, in the stator cooling method for a rotating electric machine according to the second aspect of the present invention, an outlet temperature of the cooling medium gas is detected, and a supply flow rate of the cooling medium gas is determined based on the detected temperature. And amplifies the arithmetic processing signal and uses it as a rotational speed control signal of a compressor for pressurizing the cooling medium gas.

【0013】請求項4に対応する発明は、機内を循環通
風する冷却媒体ガスにより固定子巻線の冷却を行う回転
電機の固定子冷却装置において、固定子鉄心スロット内
に固定子巻線と隣接し、且つ前記固定子巻線全長にわた
って配設された冷却管と、機内を循環通風させる冷却媒
体ガスの一部を分流して加圧する圧縮機と、この圧縮機
により圧縮された冷却媒体ガスを前記固定子巻線の一方
のエンドターン部に有する冷却媒体取入口を通して前記
冷却管まで導く第1の輸送管と、前記固定子巻線の反対
側のエンドターン部に有する冷却媒体ガス取出口より取
出された冷却媒体ガスを熱交換器まで導く第2の輸送管
とを備えたものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a stator cooling device for a rotary electric machine for cooling a stator winding by a cooling medium gas circulating in the machine, wherein the stator winding is adjacent to the stator winding in a stator core slot. And a cooling pipe disposed over the entire length of the stator winding, a compressor for diverting and pressurizing a part of the cooling medium gas circulating through the machine, and a cooling medium gas compressed by the compressor. A first transport pipe leading to the cooling pipe through a cooling medium inlet provided at one end turn portion of the stator winding, and a cooling medium gas outlet provided at an end turn portion opposite to the stator winding. And a second transport pipe for guiding the extracted cooling medium gas to the heat exchanger.

【0014】請求項5に対応する発明は、機内を循環通
風する冷却媒体ガスにより固定子巻線の冷却を行う回転
電機の固定子冷却装置において、固定子鉄心スロット内
に固定子巻線と隣接し、且つ前記固定子巻線全長にわた
って配設された冷却管と、機内を循環通風させる冷却媒
体ガスと異なる種類の熱容量の大きな冷却媒体ガスを別
系統で加圧する圧縮機と、この圧縮機により圧縮された
冷却媒体ガスを前記固定子巻線の一方のエンドターン部
に有する冷却媒体取入口を通して前記冷却管まで導く第
1の輸送管と、前記固定子巻線の反対側のエンドターン
部に有する冷却媒体ガス取出口を通して取出された冷却
媒体ガスを熱交換器まで導く第2の輸送管とを備えたも
のである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a stator cooling device for a rotating electric machine for cooling a stator winding by a cooling medium gas circulating through the machine, wherein the stator winding is adjacent to the stator winding in a stator core slot. A cooling pipe arranged over the entire length of the stator winding, a compressor for pressurizing a cooling medium gas having a large heat capacity of a different type from a cooling medium gas circulating through the machine in a separate system, and A first transport pipe for guiding the compressed cooling medium gas to the cooling pipe through a cooling medium inlet having one end turn section of the stator winding, and an end turn section opposite to the stator winding. A second transport pipe for guiding the cooling medium gas taken out through the cooling medium gas outlet to the heat exchanger.

【0015】請求項6に対応する発明は、請求項5に対
応する発明の回転電機の固定子冷却装置において、冷却
媒体ガスの取出口に温度センサと、この温度センサによ
り検出された冷却媒体ガス温度に基づいて圧縮機を駆動
する電源装置に与える回転数制御信号を演算処理する中
央演算装置と、この中央演算装置の出力信号を増幅する
電圧増幅器と、この電圧増幅器により増幅された出力信
号を圧縮機の回転数制御信号として前記圧縮機の電源装
置に与えるコントローラ部とを備えたものである。
According to a sixth aspect of the present invention, in the stator cooling device for a rotating electric machine according to the fifth aspect of the present invention, a temperature sensor is provided at an outlet of the cooling medium gas, and the cooling medium gas detected by the temperature sensor is provided. A central processing unit for arithmetically processing a rotation speed control signal to be supplied to a power supply device for driving the compressor based on the temperature; a voltage amplifier for amplifying an output signal of the central processing unit; and an output signal amplified by the voltage amplifier. And a controller for providing a rotation speed control signal of the compressor to a power supply device of the compressor.

【0016】上記請求項1及び請求項4に対応する発明
の回転電機の固定子冷却方法及び装置にあっては、固定
子巻線に配設された冷却管に圧縮機により加圧された冷
却媒体ガスを強制的に送風するようにしているので、適
正な要求風量を維持調整することができる。これによ
り、機内全体を循環通風する冷却媒体ガスを固定子巻線
以外の回転子や固定子鉄心の冷却に振り向けることがで
き、全体として循環通風量を低減することができ、機内
循環通風量を抑制し、風損などの流体力学的な機械損失
を低く抑えることが可能となる。
In the method and the apparatus for cooling a stator of a rotating electric machine according to the first and fourth aspects of the present invention, a cooling pipe pressurized by a compressor on a cooling pipe provided on a stator winding is provided. Since the medium gas is forcibly blown, an appropriate required air volume can be maintained and adjusted. As a result, the cooling medium gas that circulates through the entire machine can be directed to the cooling of the rotor and stator core other than the stator windings, and the circulating air flow can be reduced as a whole, and the circulating air flow can be reduced. , And hydrodynamic mechanical loss such as windage loss can be reduced.

【0017】また、請求項2及び請求項5に対応する発
明の回転電機の固定子冷却方法及び装置にあっては、冷
却媒体ガスを機内を循環通風して回転子や固定子を冷却
する冷却媒体ガスとは別系統で隔離されているため、比
較的熱負荷の高い固定子巻線を冷却する上からは冷却媒
体ガスとして熱容量の大きなガスを用いることができる
ので、冷却媒体ガスの温度上昇を抑制することができ、
従って固定子巻線の温度分布を低レベルに抑えることが
できる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method and an apparatus for cooling a stator of a rotating electric machine, wherein a cooling medium gas is circulated in the machine to cool the rotor and the stator. Since it is isolated in a separate system from the medium gas, it is possible to use a gas with a large heat capacity as a cooling medium gas from the standpoint of cooling the stator winding with a relatively high heat load. Can be suppressed,
Therefore, the temperature distribution of the stator winding can be suppressed to a low level.

【0018】さらに、請求項3及び請求項6に対応する
発明の回転電機の固定子冷却方法及び装置にあっては、
固定子巻線の冷却管に熱容量の大きい、即ち冷却特性に
優れた冷却媒体ガスを用い、且つこの冷却媒体ガスの温
度上昇を検出してこれを加圧供給している圧縮機の回転
数を絶えず制御することにより、冷却管の冷却性能を是
正することができる。この結果、例えば発電機出力が変
動した場合に、固定子冷却に必要な要求風量をその都度
適正値に維持矯正することができる。
Further, in a method and an apparatus for cooling a stator of a rotating electric machine according to the invention according to claims 3 and 6,
A cooling medium gas having a large heat capacity, that is, a cooling medium having excellent cooling characteristics, is used for a cooling pipe of the stator winding, and a temperature rise of the cooling medium gas is detected and the number of rotations of a compressor that pressurizes and supplies the gas is determined. With constant control, the cooling performance of the cooling pipe can be corrected. As a result, for example, when the generator output fluctuates, the required airflow required for stator cooling can be maintained and corrected to an appropriate value each time.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図1は本発明による回転電機の固定
子冷却方法及び装置を説明するための第1の実施の形態
を示す概略構成図であり、図2は図1におけるA−A部
断面図である。なお、以下においては図6に示したター
ビン発電機を一例とした従来の回転電機の断面構造及び
機内通風を示す概略図と同一部品には同一符号を付して
説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment for describing a method and an apparatus for cooling a stator of a rotating electric machine according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA in FIG. In the following, the same parts as those in the schematic view showing the cross-sectional structure and the in-machine ventilation of the conventional rotary electric machine shown in FIG. 6 as an example will be described with the same reference numerals.

【0020】図1及び図2において、固定子4の内周面
に設けられた軸方向のスロットに収納される固定子巻線
5は固定子両側の固定子端部4a,4bからはみ出して
固定子巻線エンドターン部5a,5bを形成している。
また、固定子巻線5の両側に隣接するように固定子巻線
全長にわたって冷却管13を構成する冷却管群14a,
14bがそれぞれ対をなして配設されている。
In FIGS. 1 and 2, the stator winding 5 housed in an axial slot provided on the inner peripheral surface of the stator 4 protrudes from the stator ends 4a and 4b on both sides of the stator and is fixed. The child winding end turn portions 5a and 5b are formed.
Also, cooling pipe groups 14 a, which constitute the cooling pipes 13 over the entire length of the stator winding so as to be adjacent to both sides of the stator winding 5,
14b are arranged in pairs.

【0021】圧縮機9は機内を循環通風する冷却媒体ガ
ス7の一部を分流した冷却媒体ガス10aを加圧し、こ
れを冷却媒体ガス7と混在しないように輸送管11aを
経由して固定子巻線エンドターン部5aに設けられた冷
却媒体取入口12から冷却管13に供給する。この冷却
管13に圧縮機9により加圧された冷却媒体ガス10a
が送風されると、固定子巻線5は強制冷却される構成と
なっている。
The compressor 9 pressurizes the cooling medium gas 10a, which is a part of the cooling medium gas 7 circulating through the machine, and pressurizes the cooling medium gas 10a via the transport pipe 11a so as not to be mixed with the cooling medium gas 7. The cooling medium is supplied to a cooling pipe 13 from a cooling medium inlet 12 provided in the winding end turn portion 5a. The cooling medium gas 10a pressurized by the compressor 9 is
Is blown, the stator winding 5 is forcibly cooled.

【0022】また、冷却管13には、上記の冷却媒体ガ
ス取入口12の反対側に冷却媒体ガス取出口15が設け
られ、そこから冷却媒体ガス10aが回収されるように
なっている。
The cooling pipe 13 is provided with a cooling medium gas outlet 15 on the opposite side of the cooling medium gas inlet 12, from which the cooling medium gas 10a is recovered.

【0023】ここで、例えば冷却媒体ガス10aを一方
の固定子端部4aから供給し、他方の固定子端部4bか
ら回収する場合、冷却媒体ガス10aの温度分布が固定
子端部4aに向けて単調に増加し、固定子巻線5もそれ
に準拠して図3の点線で示すような温度分布を呈するよ
うになる。そこで、冷却管群14aについては固定子端
部4a側から冷却媒体ガス10aを供給し、固定子端部
4b側から回収するが、冷却管群14bについてはその
逆に固定子端部4bから冷却媒体ガス10aを供給し、
固定子端部4a側から回収する構成となっている。
Here, for example, when the cooling medium gas 10a is supplied from one stator end 4a and recovered from the other stator end 4b, the temperature distribution of the cooling medium gas 10a is directed toward the stator end 4a. Accordingly, the stator winding 5 also exhibits a temperature distribution as indicated by a dotted line in FIG. Therefore, the cooling medium group 10a supplies the cooling medium gas 10a from the stator end 4a side and collects the cooling medium gas 10a from the stator end 4b side, whereas the cooling pipe group 14b performs cooling from the stator end 4b. Supply medium gas 10a,
It is configured to be collected from the stator end 4a side.

【0024】これにより、図3の実線で示すように固定
子巻線5の温度分布が平準化され、固定子巻線5を均一
に冷却する要請に応えることができる。固定子巻線5を
冷却して高温となった冷却媒体ガス10aは、冷却媒体
ガス取出口15から高温ガスとして回収されるが、周辺
の機内を循環通風して固定子巻線5以外を冷却する冷却
媒体冷却媒体ガスと混在しないように輸送管11bを経
由して熱交換器8に導かれ、所定温度まで冷却された後
に機内の冷却媒体ガス7として供給される。
As a result, as shown by the solid line in FIG. 3, the temperature distribution of the stator winding 5 is leveled, and it is possible to meet the demand for cooling the stator winding 5 uniformly. The cooling medium gas 10a that has become high temperature by cooling the stator winding 5 is recovered as a high-temperature gas from the cooling medium gas outlet 15, but is circulated through the surrounding machine to cool the parts other than the stator winding 5. The cooling medium gas is guided to the heat exchanger 8 via the transport pipe 11b so as not to be mixed with the cooling medium gas to be cooled, and is supplied as the cooling medium gas 7 in the machine after being cooled to a predetermined temperature.

【0025】このように本発明の第1の実施の形態で
は、固定子巻線5に冷却管13を配設し、この冷却管1
3に機外に設けられた圧縮機8より強制的に冷却媒体ガ
スを加圧送風して固定子巻線5を冷却するようにしたの
で、適正な要求風量を維持調整することができる。これ
により、機内全体を循環通風する冷却媒体ガスを固定子
巻線以外の回転子や固定子鉄心の冷却に振り向けること
ができ、全体として循環通風量を低減することができ
る。この結果、機内循環通風量を抑制し、風損などの流
体力学的な機械損失を低く抑えることができる。
As described above, in the first embodiment of the present invention, the cooling pipe 13 is provided on the stator winding 5 and the cooling pipe 1 is provided.
Since the stator winding 5 is cooled by forcibly blowing the cooling medium gas from the compressor 8 provided outside the machine 3 to cool the stator winding 5, an appropriate required air volume can be maintained and adjusted. Thereby, the cooling medium gas circulating through the entire machine can be directed to the cooling of the rotor and the stator core other than the stator winding, and the circulating air flow can be reduced as a whole. As a result, the amount of circulating air in the machine can be suppressed, and hydrodynamic mechanical loss such as windage can be suppressed low.

【0026】図4は本発明による回転電機の固定子冷却
方法及び装置を説明するための第2の実施の形態を示す
概略構成図であり、第1の実施の形態と同一構成部品に
は同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる
点についてのみ述べる。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment for explaining a stator cooling method and apparatus for a rotating electric machine according to the present invention. The same components as those in the first embodiment are the same. The description is omitted by attaching the reference numerals, and only different points will be described here.

【0027】図4において、固定子巻線5の固定子巻線
エンドターン部5a,15bに設けられた冷却媒体取出
口15より回収された冷却媒体ガス10bは、機内を循
環通風する冷却媒体ガス7と異なる種類のガスを用い、
これを圧縮機9により加圧し、輸送管11aを経由して
冷却管13に供給する。冷却媒体ガス10bは冷却管1
3を通風する過程で固定子巻線5を強制冷却し、輸送管
11bから高温ガスとして回収され、機内を循環通風す
る冷却媒体ガス7を冷却する熱交換機8とは別の熱交換
器16にて所定温度まで冷却された後に、圧縮機9に戻
る閉ループを循環する循環系を構成している。
In FIG. 4, the cooling medium gas 10b recovered from the cooling medium outlet 15 provided in the stator winding end turn portions 5a and 15b of the stator winding 5 is a cooling medium gas circulating in the machine. Using a different type of gas from 7,
This is pressurized by the compressor 9 and supplied to the cooling pipe 13 via the transport pipe 11a. The cooling medium gas 10b is supplied to the cooling pipe 1
3, the stator winding 5 is forcibly cooled in the course of the ventilation, and is recovered as a high-temperature gas from the transport pipe 11b, and is transferred to a heat exchanger 16 different from the heat exchanger 8 for cooling the cooling medium gas 7 circulating through the machine. After being cooled to a predetermined temperature, a closed loop that returns to the compressor 9 is circulated.

【0028】このように冷却媒体ガス10bは、機内を
循環通風して回転子1や固定子4を冷却する冷却媒体ガ
ス7とは別系統で隔離されているため、比較的熱負荷の
高い固定子巻線5を冷却する上からは冷却媒体ガス10
bに例えばSF6 ガス(六ふっ化硫黄ガス)のような熱
容量の大きなガスを用いることができる。これにより、
冷却媒体ガス10bの温度上昇を抑制することができ、
従って固定子巻線5の温度分布を低レベルに抑えること
ができる。
As described above, since the cooling medium gas 10b is separated from the cooling medium gas 7 for cooling the rotor 1 and the stator 4 by circulating the air inside the machine, the cooling medium gas 10b has a relatively high heat load. From above, the cooling medium gas 10 is cooled.
For b, a gas having a large heat capacity such as SF 6 gas (sulfur hexafluoride gas) can be used. This allows
The temperature rise of the cooling medium gas 10b can be suppressed,
Therefore, the temperature distribution of the stator winding 5 can be suppressed to a low level.

【0029】従って、固定子巻線5の温度分布を低レベ
ルに抑えることが可能となる。また、機内を循環通風す
る冷却媒体ガス7の機器構造を変更することなく、熱変
換器16や圧縮機9の性能を調整することにより、固定
子巻線5の冷却性能を限定的に向上させることができ
る。
Therefore, the temperature distribution of the stator winding 5 can be suppressed to a low level. Further, the cooling performance of the stator winding 5 is limitedly improved by adjusting the performance of the heat converter 16 and the compressor 9 without changing the equipment structure of the cooling medium gas 7 that circulates through the machine. be able to.

【0030】図5は本発明による回転電機の固定子冷却
方法及び装置を説明するための第3の実施の形態を示す
概略構成図であり、第1及び第2の実施の形態と同一構
成部品には同一符号を付してその説明を省略し、ここで
は異なる点についてのみ述べる。
FIG. 5 is a schematic structural view showing a third embodiment for explaining a method and an apparatus for cooling a stator of a rotating electric machine according to the present invention. The same components as those in the first and second embodiments are shown. Are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted, and only different points will be described here.

【0031】第3の実施の形態では、図5に示すように
冷却媒体ガス取出口15に冷却媒体ガス10bの温度を
検出するための温度センサ17を設け、この温度センサ
17の出力信号を中央演算装置18に入力する。この中
央演算装置18は温度センサ17によって検出された温
度に基づいて冷却媒体ガス10bの適正な供給流量をそ
の都度演算処理し、この演算処理信号は電圧増幅器19
により増幅されてコントローラ部20に入力された後、
回転数制御信号として圧縮機9を駆動する電源装置21
に与えるものである。
In the third embodiment, a temperature sensor 17 for detecting the temperature of the cooling medium gas 10b is provided at the cooling medium gas outlet 15 as shown in FIG. Input to the arithmetic unit 18. The central processing unit 18 calculates an appropriate supply flow rate of the coolant gas 10b based on the temperature detected by the temperature sensor 17 each time.
After being amplified by the controller and input to the controller unit 20,
Power supply device 21 for driving compressor 9 as a rotation speed control signal
To give.

【0032】このような構成とすれば、冷却媒体ガス1
0bの検出温度を反映した圧縮機9の回転数制御によ
り、冷却媒体ガス10bの流量をリアルタイムで調整
し、固定子巻線5の冷却性能を絶えず適正値に調整する
ことができる。
With this configuration, the cooling medium gas 1
By controlling the rotation speed of the compressor 9 reflecting the detected temperature of 0b, the flow rate of the cooling medium gas 10b can be adjusted in real time, and the cooling performance of the stator winding 5 can be constantly adjusted to an appropriate value.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、固定
子巻線に配設された冷却管にガスを圧縮送風することに
より、固定子巻線の冷却性能の向上を図ることができる
回転電機の固定子冷却方法及び装置を提供できる。
As described above, according to the present invention, the cooling performance of the stator winding can be improved by compressing and blowing the gas to the cooling pipe provided in the stator winding. A method and an apparatus for cooling a stator of a rotating electric machine can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による回転電機の固定子冷却方法及び装
置の第1の実施の形態を示す概略構成図。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of a method and an apparatus for cooling a stator of a rotating electric machine according to the present invention.

【図2】図1のA−A線に沿う矢視断面図。FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 1;

【図3】同実施の形態における固定子巻線の温度分布を
示す特性曲線図。
FIG. 3 is a characteristic curve diagram showing a temperature distribution of a stator winding in the embodiment.

【図4】本発明による回転電機の固定子冷却方法及び装
置の第2の実施の形態を示す概略構成図。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment of a method and an apparatus for cooling a stator of a rotating electric machine according to the present invention.

【図5】本発明による回転電機の固定子冷却方法及び装
置の第3の実施の形態を示す概略構成図。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a third embodiment of a method and an apparatus for cooling a stator of a rotating electric machine according to the present invention.

【図6】従来の回転電機の要部の断面構造と機内通風経
路の状態を示す概略図。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a main part of a conventional rotary electric machine and a state of an in-machine ventilation path.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1……回転子 2……回転子巻線 3……励磁機 4……固定子 4a,4b……固定子端部 5……固定子巻線 5a,5b……固定子巻線エンドターン部 6……回転子ファン 7……冷却媒体ガス 8……熱交換器 9……圧縮機 10a,10b……冷却媒体ガス 11a,11b……輸送管 12……冷却媒体ガス取入口 13……冷却管 14a,14b……冷却管群 15……冷却媒体ガス取出口 16……熱交換器 17……温度センサ 18……中央演算装置 19……電圧増幅器 20……コントローラ部 21……電源装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rotor 2 ... Rotor winding 3 ... Exciter 4 ... Stator 4a, 4b ... Stator end 5 ... Stator winding 5a, 5b ... Stator winding end turn part 6 Rotor fan 7 Coolant gas 8 Heat exchanger 9 Compressor 10a, 10b Coolant gas 11a, 11b Transport pipe 12 Coolant gas inlet 13 Cooling Pipes 14a, 14b Cooling pipe group 15 Coolant gas outlet 16 Heat exchanger 17 Temperature sensor 18 Central processing unit 19 Voltage amplifier 20 Controller unit 21 Power supply unit

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 機内を循環通風する冷却媒体ガスにより
固定子巻線の冷却を行う回転電機の固定子冷却方法にお
いて、 固定子鉄心スロット内に固定子巻線と隣接し、且つ前記
固定子巻線全長にわたって配設された冷却管に、機内を
循環通風させる冷却媒体ガスの一部を分流して加圧し、
固定子巻線以外を循環通風する他の機内冷却媒体ガスの
一部と混在しないように、輸送管を通して固定子巻線の
エンドターン部の冷却媒体取入口から冷却管へ供給し、
反対側のエンドターン部の冷却媒体取出口から上記と別
の輸送管を通して熱交換器へ導くことを特徴とする回転
電機の固定子冷却方法。
1. A stator cooling method for a rotating electric machine, wherein a stator winding is cooled by a cooling medium gas circulating in the machine, wherein the stator winding is adjacent to the stator winding in a stator core slot. A part of the cooling medium gas that circulates and blows the inside of the machine is divided and pressurized to the cooling pipe arranged over the entire length of the line,
In order not to be mixed with a part of other in-machine cooling medium gas that circulates and passes other than the stator winding, it is supplied to the cooling pipe from the cooling medium intake at the end turn part of the stator winding through the transport pipe,
A method for cooling a stator of a rotating electric machine, wherein the cooling medium is guided from a cooling medium outlet of an opposite end turn section to a heat exchanger through another transport pipe.
【請求項2】 機内を循環通風する冷却媒体ガスにより
固定子巻線の冷却を行う回転電機の固定子冷却方法にお
いて、 固定子鉄心スロット内に固定子巻線と隣接し、且つ前記
固定子巻線全長にわたって配設された冷却管に、機内を
循環通風させる冷却媒体ガスと異なる種類の熱容量の大
きな冷却媒体ガスを別系統で加圧し、固定子巻線以外を
循環通風する他の機内冷却媒体ガスの一部と混在しない
ように、輸送管を通して固定子巻線のエンドターン部の
冷却媒体取入口から冷却管へ供給し、反対側のエンドタ
ーン部の冷却媒体取出口から上記と別の輸送管を通して
熱交換器へ導くことを特徴とする回転電機の固定子冷却
方法。
2. A stator cooling method for a rotating electric machine in which a stator winding is cooled by a cooling medium gas circulating through the machine, wherein the stator winding is adjacent to a stator winding in a stator core slot. A cooling medium gas having a large heat capacity different from that of the cooling medium gas that circulates through the inside of the machine is pressurized in a separate system into the cooling pipes that are arranged over the entire length of the line, and other in-machine cooling medium that circulates and vents other than the stator windings Supply the cooling medium from the cooling medium inlet at the end turn section of the stator winding through the transport pipe to the cooling pipe so that it does not mix with a part of the gas, and transport it separately from the cooling medium outlet at the opposite end turn section. A stator cooling method for a rotating electric machine, wherein the stator is guided to a heat exchanger through a tube.
【請求項3】 冷却媒体ガスの取出口温度を検出し、こ
れに基づいて冷却媒体ガスの供給流量を演算処理し、こ
の演算処理信号を冷却媒体ガスを加圧する圧縮機の回転
数制御信号として用いたことを特徴とする請求項2記載
の回転電機の固定子冷却方法。
3. An outlet temperature of the cooling medium gas is detected, a supply flow rate of the cooling medium gas is calculated based on the detected temperature, and the calculation processing signal is used as a rotation speed control signal of a compressor for pressurizing the cooling medium gas. 3. The method for cooling a stator of a rotating electric machine according to claim 2, wherein the method is used.
【請求項4】 機内を循環通風する冷却媒体ガスにより
固定子巻線の冷却を行う回転電機の固定子冷却装置にお
いて、 固定子鉄心スロット内に固定子巻線と隣接し、且つ前記
固定子巻線全長にわたって配設された冷却管と、機内を
循環通風させる冷却媒体ガスの一部を分流して加圧する
圧縮機と、この圧縮機により圧縮された冷却媒体ガスを
前記固定子巻線の一方のエンドターン部に有する冷却媒
体取入口を通して前記冷却管まで導く第1の輸送管と、
前記固定子巻線の反対側のエンドターン部に有する冷却
媒体ガス取出口より取出された冷却媒体ガスを熱交換器
まで導く第2の輸送管とを備えたことを特徴とする回転
電機の固定子冷却装置。
4. A stator cooling device for a rotating electric machine for cooling a stator winding by a cooling medium gas circulating in the machine, wherein the stator winding is adjacent to the stator winding in a stator core slot. A cooling pipe arranged over the entire length of the wire, a compressor for diverting and pressurizing a part of a cooling medium gas that circulates and flows through the inside of the machine, and a cooling medium gas compressed by the compressor for one of the stator windings A first transport pipe leading to the cooling pipe through a cooling medium inlet provided at an end turn portion of the first transport pipe;
A second transport pipe for guiding a cooling medium gas taken out from a cooling medium gas outlet provided at an end turn portion on the opposite side of the stator winding to a heat exchanger. Child cooling device.
【請求項5】 機内を循環通風する冷却媒体ガスにより
固定子巻線の冷却を行う回転電機の固定子冷却装置にお
いて、 固定子鉄心スロット内に固定子巻線と隣接し、且つ前記
固定子巻線全長にわたって配設された冷却管と、機内を
循環通風させる冷却媒体ガスと異なる種類の熱容量の大
きな冷却媒体ガスを別系統で加圧する圧縮機と、この圧
縮機により圧縮された冷却媒体ガスを前記固定子巻線の
一方のエンドターン部に有する冷却媒体取入口を通して
前記冷却管まで導く第1の輸送管と、前記固定子巻線の
反対側のエンドターン部に有する冷却媒体ガス取出口を
通して取出された冷却媒体ガスを熱交換器まで導く第2
の輸送管とを備えたことを特徴とする回転電機の固定子
冷却装置。
5. A stator cooling device for a rotary electric machine for cooling a stator winding by a cooling medium gas circulating in the machine, wherein the stator winding is adjacent to the stator winding in a stator core slot. A cooling pipe arranged over the entire length of the line, a compressor for pressurizing a cooling medium gas having a large heat capacity of a different type from a cooling medium gas for circulating and ventilating the inside of the machine in a separate system, and a cooling medium gas compressed by the compressor. A first transport pipe leading to the cooling pipe through a cooling medium inlet at one end turn of the stator winding, and a cooling medium gas outlet at an end turn on the opposite side of the stator winding. Second to guide the extracted coolant gas to the heat exchanger
A stator cooling device for a rotating electric machine, comprising:
【請求項6】 冷却媒体ガスの取出口に温度センサと、
この温度センサにより検出された冷却媒体ガス温度に基
づいて圧縮機を駆動する電源装置に与える回転数制御信
号を演算処理する中央演算装置と、この中央演算装置の
出力信号を増幅する電圧増幅器と、この電圧増幅器によ
り増幅された出力信号を圧縮機の回転数制御信号として
前記圧縮機の電源装置に与えるコントローラ部とを備え
たことを特徴とする請求項5記載の回転電機の固定子冷
却装置。
6. A temperature sensor at an outlet of the cooling medium gas,
A central processing unit that arithmetically processes a rotation speed control signal to be supplied to a power supply device that drives the compressor based on the cooling medium gas temperature detected by the temperature sensor; a voltage amplifier that amplifies an output signal of the central processing unit; 6. The stator cooling device for a rotating electric machine according to claim 5, further comprising a controller for supplying an output signal amplified by the voltage amplifier to a power supply device of the compressor as a rotation speed control signal of the compressor.
JP35352097A 1997-12-22 1997-12-22 Method and device for cooling stator of rotary electric machine Pending JPH11187619A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004072980A (en) * 2002-08-09 2004-03-04 Denso Corp Vehicle-mounted flywheel battery
CN107618260A (en) * 2017-11-14 2018-01-23 武汉红金龙印务股份有限公司 A kind of cooling system suitable for typography
CN110867993A (en) * 2018-08-28 2020-03-06 马勒国际有限公司 Annular stator of electric motor

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