KR101694542B1 - 회전 전기 기계 및 로터 - Google Patents

회전 전기 기계 및 로터 Download PDF

Info

Publication number
KR101694542B1
KR101694542B1 KR1020100041837A KR20100041837A KR101694542B1 KR 101694542 B1 KR101694542 B1 KR 101694542B1 KR 1020100041837 A KR1020100041837 A KR 1020100041837A KR 20100041837 A KR20100041837 A KR 20100041837A KR 101694542 B1 KR101694542 B1 KR 101694542B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ducts
coils
group
spindle
baffle
Prior art date
Application number
KR1020100041837A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100120267A (ko
Inventor
사미르 아르만도 살라마
에릭 스티븐 버스커크
비누 매튜 문자나투
프라션트 프라카쉬 핌팔카
레빈쓰 호세 로빈
데븐 월터 스토리
Original Assignee
제너럴 일렉트릭 캄파니
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 제너럴 일렉트릭 캄파니 filed Critical 제너럴 일렉트릭 캄파니
Publication of KR20100120267A publication Critical patent/KR20100120267A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101694542B1 publication Critical patent/KR101694542B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/24Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors with channels or ducts for cooling medium between the conductors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H77/00Protective overload circuit-breaking switches operated by excess current and requiring separate action for resetting
    • H01H77/02Protective overload circuit-breaking switches operated by excess current and requiring separate action for resetting in which the excess current itself provides the energy for opening the contacts, and having a separate reset mechanism
    • H01H77/10Protective overload circuit-breaking switches operated by excess current and requiring separate action for resetting in which the excess current itself provides the energy for opening the contacts, and having a separate reset mechanism with electrodynamic opening
    • H01H77/107Protective overload circuit-breaking switches operated by excess current and requiring separate action for resetting in which the excess current itself provides the energy for opening the contacts, and having a separate reset mechanism with electrodynamic opening characterised by the blow-off force generating means, e.g. current loops
    • H01H77/108Protective overload circuit-breaking switches operated by excess current and requiring separate action for resetting in which the excess current itself provides the energy for opening the contacts, and having a separate reset mechanism with electrodynamic opening characterised by the blow-off force generating means, e.g. current loops comprising magnetisable elements, e.g. flux concentrator, linear slot motor
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/32Rotating parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/46Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/52Fastening salient pole windings or connections thereto
    • H02K3/527Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to rotors only
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)

Abstract

발전기 로터 코일(120)을 냉각시키는데 도움이 되는 시스템이 개시된다. 이 시스템은 스테이터(20)와, 스테이터(20) 내에 위치 설정된 로터(10)를 포함하며, 로터(10)는 스핀들(100)과, 스핀들(100) 주위에 배치되며 각각 복수의 덕트(110)를 구비하는 코일(120)의 그룹과, 스핀들(100) 주위에 배치되는 복수의 서브슬롯(140)으로서, 각각 스핀들(100)과 코일(120)의 그룹 중 하나 사이에서 연장되며 코일(120)의 그룹 중 하나와 유체 연통되는 복수의 서브슬롯(140)과, 복수의 서브슬롯(140) 중 하나 내에 배치되어 복수의 덕트(110) 중 적어도 하나 내로 냉각제(125)를 유도하는 제 1 배플(150)을 포함한다.

Description

회전 전기 기계 및 로터{GENERATOR COIL COOLING BAFFLES}
본 명세서에 개시된 발명은 발전기 코일 냉각용 배플에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 발전기 로터 내의 발전기 코일 냉각용 배플에 관한 것이다.
발전기와 같은 회전 전기 기계(dynamoelectric machines)는 통상적으로 로터와 스테이터를 포함한다. 로터는 통상적으로 여기원(excitation source)으로부터 전류를 수취하면서 발전기를 여기시키는 계자 권선(로터 코일)을 구비한다. 스테이터는 그로부터 전력이 출력되는 권선을 구비한다. 작동 동안, 로터 코일을 통해 이동하는 전류가 열을 발생시킨다. 이러한 열이 로터 코일로부터 방출되도록 전도되지 않으면, 발전기의 성능을 약화시킬 수도 있다.
발전기 로터 코일의 냉각을 보조하는 시스템이 개시된다.
일 실시예에서, 시스템은 스테이터와, 스테이터 내에 위치 설정된 로터를 포함하며, 로터는 스핀들(spindle)과, 스핀들 주위에 배치되며 각각 복수의 덕트를 구비하는 코일의 그룹과, 스핀들 주위에 배치되는 복수의 서브슬롯(subslots)으로서, 각각 스핀들과 코일의 그룹 중 하나 사이에서 연장되며 코일의 그룹 중 하나와 유체 연통되는 복수의 서브슬롯과, 복수의 서브슬롯 중 하나 내에 배치되어 복수의 덕트 중 적어도 하나 내로 냉각제를 유도하는 제 1 배플을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태는, 스테이터와, 스테이터 내에 위치 설정된 로터를 포함하며, 로터는 스핀들과, 스핀들 주위에 배치되며 각각 복수의 덕트를 구비하는 코일의 그룹과, 스핀들 주위에 배치되는 복수의 서브슬롯으로서, 각각 스핀들과 코일의 그룹 중 하나 사이에서 연장되며 코일의 그룹 중 하나와 유체 연통되는 복수의 서브슬롯과, 복수의 서브슬롯 중 하나 내에 배치되어 복수의 덕트 중 적어도 하나 내로 냉각제를 유도하는 제 1 배플을 포함하는 회전 전기 기계를 제공한다.
본 발명의 제 2 실시형태는, 스핀들과, 스핀들 주위에 배치되며 각각 복수의 덕트를 구비하는 코일의 그룹과, 스핀들 주위에 배치되는 복수의 서브슬롯으로서, 각각 스핀들과 코일의 그룹 중 하나 사이에서 연장되며 코일의 그룹 중 하나와 유체 연통되는 복수의 서브슬롯과, 복수의 서브슬롯 중 하나 내에 배치되어 복수의 덕트 중 적어도 하나 내로 냉각제를 유도하는 제 1 배플을 포함하는 로터를 제공한다.
상기의 본 발명의 특징 및 그 밖의 특징들은 본 발명의 다양한 실시예를 도시한 첨부 도면과 함께 본 발명의 다양한 실시형태에 대한 하기의 상세한 설명으로부터 보다 용이하게 이해할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발전기 로터의 부분의 3차원 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 발전기의 부분의 개략적인 단면도,
도 3은 도 2의 코일 냉각용 배플의 실시예를 도시하는 개략적인 단면도,
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실시예에 따른 코일 냉각용 배플의 단면도,
도 5 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 유체 유동 차단의 실시예를 도시하는 개략적인 단면도.
본 발명의 도면은 일정 비율로 도시되지 않음을 유의해야 한다. 도면은 단지 본 발명의 전형적인 실시형태를 도시할 의도이며, 따라서 발명의 범위를 한정하는 것으로 간주해서는 안 된다. 도면에서, 유사한 도면부호는 유사한 요소를 지시한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시형태는 발전기 코일 냉각용 배플을 제공한다. 도 1 내지 도 8은 발전기의 상이한 실시형태를 도시하며, 특히 발전기 코일(120)의 냉각에 대비한 구성을 도시한다. 도 1은 로터(10)의 부분에 대한 3차원 사시도이다. 로터(10)는 스핀들(100)과, 스핀들(100)의 주위에 배치된 코일(120)의 그룹을 포함할 수도 있다. 각 그룹의 코일(120)은 복수의 덕트(110)를 포함할 수도 있다. 또한, 로터(10)는 스핀들(100) 주위에 배치된 복수의 서브슬롯(140)을 포함할 수도 있다. 각 서브슬롯(140)은 스핀들(100)과 코일(120)의 그룹 사이에서 연장될 수 있으며, 코일(120)의 그룹과 유체 연통될 수도 있다. 발전기 및 로터(10)의 추가 실시형태는 도 2 내지 도 8과 관련하여 기술될 것이다.
도 2는 스테이터(20)와, 스테이터(20) 내에 위치 설정된 로터(10)를 포함하는 발전기(5)의 부분에 대한 개략적인 단면도이다. 로터(10)의 부분의 단면도는, 하나는 스핀들(100) 위에 위치 설정되어 있고 하나는 스핀들(100) 아래에 위치 설정되어 있는 두 그룹의 코일(120)의 단면도를 포함한다. "위에(above)" 및 "아래에(below)"의 용어는 단지 설명을 위한 것이며 코일(120)의 그룹은 스핀들(100) 주위의 어느 곳에나 배치될 수 있음을 이해해야 한다. 도시된 바와 같이, 로터(10)는 스핀들(100)과, 스핀들(100) 주위에 배치된 코일(120)의 그룹을 구비할 수도 있다. 스핀들(100)은 예컨대 철로 제조될 수도 있다. 또한, 스핀들(100)은 스테이터(20)를 향해 반경 방향 외측으로 연장되는 복수의 치형부(teeth)(도시되지 않음)를 포함할 수도 있다. 각 그룹의 코일(120)은 복수의 덕트(110)를 포함할 수도 있다. 또한, 로터(10)는 스핀들(100)과 코일(120)의 그룹 사이에서 연장되는 서브슬롯(140)을 포함할 수도 있다. 서브슬롯(140)은 복수의 덕트(110)와 유체 연통될 수도 있다. 서브슬롯(140)은 냉각제(125)의 유입을 허용할 수 있는 적어도 하나의 개구부(102)를 구비할 수도 있다. 나아가, 로터(10)는 서브슬롯(140) 내에 배치된 제 1 배플(150)을 포함할 수도 있다. 제 1 배플(150)은 냉각제를 복수의 덕트(110) 중 적어도 하나 내로 유도할 수도 있다. 로터(10)가 스테이터(20)에 대하여 회전할 때, 코일(120)의 그룹 내에 전류가 생성되어 전기가 생산된다. 이러한 전기는 예컨대 가정 및/또는 건물에 전력을 공급하는 등의 다양한 분야에서 사용될 수 있다.
발전기(5)는 중앙부(121)와 2개의 단부(111)를 가질 수도 있다. "단부(end portion)" 및 "중앙부(middle portion)"의 용어는 본 명세서에서 발전기(5), 로터(10), 코일(120)의 그룹 또는 서브슬롯(140)의 단부 및 중앙부를 언급하는데 사용될 수도 있다. 나아가, "단부"의 용어가 개략적으로 개구부(102)에 가장 근접한 발전기(5)의 부분을 지칭하는 반면에, "중앙부"의 용어는 개략적으로 단부(111)보다 개구부(102)로부터 더 멀리 있는 발전기(5)의 부분을 지칭한다. 단부(111)는 당업자들이 일반적으로 권선 단부(end-winding)라 칭하는 영역을 포함하지는 않으며, 오히려 권선 단부에 인접한 영역이다. 단부(111) 및 중앙부(121)는 발전기(5)에 있어서 도면에 도시된 것보다 더 큰 부분 또는 더 작은 부분을 포함할 수도 있다. 발전기(5)의 기능, 구체적으로는 로터(10)의 제 1 배플(150) 및 서브슬롯(140)의 기능은 도 3을 참조하여 후술될 것이다.
도 3은 단부(111)(도 2 참조)의 부분에 대한 확대 단면도이다. 구체적으로, 도 3은 단부(111)에서의 일 그룹의 코일(120)의 부분에 대한 확대 단면도를 도시한다. 단부(111)는 스핀들(100)의 부분과, 스핀들(100) 주위에 배치된 일 그룹의 코일(120)뿐만 아니라, 서브슬롯(140) 및 제 1 배플(150)을 포함할 수도 있다. 본 명에 기술되는 바와 같이, 서브슬롯(140)은 복수의 덕트(110)와 유체 연통될 수도 있다. 제 1 배플(150)은 서브슬롯(140) 내에 배치될 수도 있다. 일 실시예에서, 제 1 배플(150)은 하나 이상의 실질적으로 평면형상의 부재를 포함할 수도 있다. 그러나, 도 4a 내지 도 4d와 관련하여 기술되는 바와 같이, 제 1 배플(150)은 다양한 배열로 복수의 부재를 포함할 수도 있다. 제 1 배플(150)은 예컨대 금속, 플라스틱 및/또는 복합 재료로 제조될 수도 있다. 또한, 도 3에는 서브슬롯(140) 내에 제 2 배플(152)(점선으로 도시됨)이 포함된 선택적인 실시예가 도시되어 있다. 제 2 배플(152)은 크기, 형상 및/또는 재료의 타입에 있어서 실질적으로 제 1 배플(150)과 동일할 수도 있고, 또는 그와 상이할 수도 있다. 또한, 3개 이상의 배플이 서브슬롯(140) 내에 포함될 수도 있다.
또한, 유체 유동 화살표에 의해 도시된 바와 같이, 복수의 덕트(110)가 공극(air gap)(104)과 유체 연통될 수도 있다. 공극(104)은, 냉각제가 복수의 덕트(104)로부터 배출되게 하는 코일(120)의 그룹 외측의 임의의 영역일 수도 있다. 예컨대, 공극(104)은 침니(chimney)(도시되지 않음)로의 입구를 제공할 수도 있다. 이 침니는 가열된 냉각제가 발전기(5)(도 2 참조)로부터 배출되게 하여 발전기(5)의 성능 저하를 방지할 수도 있다.
도 3은 단부(111)를 통해 공극(104) 쪽으로 흐르는 냉각제(125)의 유동을 표시하는 유동 화살표를 추가로 도시한다. 실제로, 냉각제(125)는 서브슬롯(140) 및 복수의 덕트(110)를 거쳐 공극(104)으로 유동하며, 이에 의해 코일(120)의 그룹으로부터의 열을 복수의 덕트(110)를 통해 전달한다. 복수의 덕트(110)는 코일(120)의 그룹 내로 천공된 구멍으로서 형성될 수도 있으며, 이에 의해 코일(120)의 그룹으로부터 냉각제(125)로의 열의 전달이 허용된다. 코일(120)의 그룹이 구리를 포함하는 경우, 복수의 덕트(110)는 구리를 천공하는 임의의 종래 방법에 의해 형성될 수도 있다.
냉각제(125)는 예컨대 대기 또는 수소를 포함할 수도 있다. 그러나, 냉각제(125)는 복수의 덕트(110)를 통해 코일(120)의 그룹으로부터 열을 전달할 수 있는 임의의 가스 형태를 취할 수도 있다. 냉각제(125)는 저장소(reservoir) 또는 타워(도시되지 않음)로부터 공급될 수도 있으며, 코일(120)의 그룹을 둘러싸거나 및/또는 그와 나란히 연장되는 공동(도시되지 않음)을 통해 유동할 수도 있다. 제 1 배플(150)은 중앙부(121)에 위치한 복수의 덕트보다 단부(111)에 위치한 복수의 단부(110)를 통해 더 많은 냉각제(125)가 유동할 수 있게 한다. 단부(111)에 위치한 복수의 덕트(110)에 보다 많은 냉각제(125)가 공급되는 경우, 보다 많은 열이 단부(111)에 있는 코일(120)의 그룹으로부터 전달된다. 이는 단부(111)에 있는 코일(120)의 그룹을 더 냉각된 상태로 유지시키며, 단부(111)에서의 과열의 영향을 방지하는데 도움이 된다.
도 4a 내지 도 4d를 참조하면, 복수의 배플 형상이 도시되어 있다. 도 4a 내지 도 4c는 제 1 배플(150)(도 3 참조)과 유사하게 복수의 덕트(110) 중 적어도 2개의 길이에 걸쳐서 연장될 수도 있는 상이한 배플(250, 350, 450)을 도시한다. 배플(250, 350)은 하나 이상의 실질적으로 평면형상의 부재를 포함할 수도 있거나, 및/또는 하나 이상의 실질적으로 평면형상의 부재와 둔각을 이뤄서 배향된 추가 부재를 포함할 수도 있다. 또한, 배플(450)은, 각각 인접한 부재에 대하여 실질적으로 수직의 각도로 배향된 복수의 실질적으로 평면형상의 부재를 포함할 수도 있다. 도 4d는 2개의 소형 배플(550, 650)을 도시하며, 이들은 복수의 개구부(160)(도 3 참조) 중 하나에 인접하여 배치될 수도 있다. 배플(550, 650)은 일 그룹의 배플의 일부일 수도 있으며, 일정 개수의 배플이 복수의 개구부(160) 중 하나에 인접하여 배치될 수도 있다. 배플(250, 350, 450, 550, 650)은 서브슬롯(140) 내에 배치될 수도 있다. 배플(250, 350, 450, 550, 650)은 코일(120)의 그룹에 작동 가능하게 연결되거나, 스핀들(100)에 부착될 수도 있다.
도 5는 선택적인 실시예에 대한 확대 단면도를 도시한다. 본 예에서, 배플(150)은 제거되어 있으며, 복수의 덕트(110) 중 일부가 대형 덕트(210)로 교체되어 있다. 대형 덕트(210)는 복수의 덕트(110)와 실질적으로 유사한 기능을 수행할 수도 있으나, 대형 개구부(260)를 구비하여 더 많은 체적 용량을 가질 수도 있다. 대형 덕트(210)는 이들 대형 개구부(260) 및 더 많은 체적 용량으로 인해 복수의 덕트(110)보다 더 많은 냉각제(125)를 소모한다. 단부(111)에 위치한 대형 덕트(210)에 보다 많은 냉각제(125)가 공급되는 경우, 보다 많은 열이 단부(111)에 있는 코일(120)의 그룹으로부터 전달된다. 이는 단부(111)에 있는 코일(120)의 그룹을 더 냉각된 상태로 유지시키며, 단부(111)에서의 과열의 영향을 방지하는데 도움이 된다.
도 6은 다른 선택적인 실시예에 대한 확대 단면도를 도시한다. 본 예에서, 배플(150)은 제거되어 있으며, 테이퍼진 서브슬롯(340)이 실질적으로 단부(111)로부터 중앙부(121)까지 테이퍼져 있다. 테이퍼진 서브슬롯(340)은 스핀들(110)이 단부(111)로부터 중앙부(121)를 향해 테이퍼지도록 구성될 수도 있다. 본 예에서, 스핀들(110)은 테이퍼진 서브슬롯(340)을 형성하도록 제조 또는 변형됨으로써, 스핀들(100)의 중앙부(121)에서의 직경이 단부(111)에서의 직경보다 클 수도 있다. 나아가, 스핀들(100)은 냉각제(125)의 유동을 방해할 수 있는 다양한 형태로 제조 또는 변형될 수도 있다. 선택적으로, 테이퍼진 서브슬롯(340)은, 조합되면 단부(111)로부터 중앙부(121)까지 테이퍼링(tapering)을 제공할 수 있는 다수의 부재로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 웨지 배플(wedge baffle; 390)(점선으로 도시됨)이 서브슬롯(340) 내에 배치됨으로써 테이퍼링을 제공하여 중앙부(121) 쪽으로의 냉각제(125)의 유동을 방해할 수도 있다. 웨지 배플(390)은 웨지형 부착물로서 도시되어 있지만, 냉각제(125)의 유동을 방해할 수 있는 다양한 형태를 취할 수도 있다. 웨지 배플(390)은 스핀들(100)에 부착되거나(점선으로 도시된 바와 같음), 또는 선택적으로 코일(120)의 그룹에 부착될 수도 있다. 어느 경우에도, 테이퍼진 서브슬롯(340)은 보다 많은 양의 냉각제(125)로 하여금 복수의 덕트(110)를 통해 유동하게 할 것이다. 단부(111)에 위치한 복수의 덕트(110)에 보다 많은 냉각제(125)가 공급되는 경우, 보다 많은 열이 단부(111)에 있는 코일(120)의 그룹으로부터 전달된다. 이는 단부(111)에 있는 코일(120)의 그룹을 더 냉각된 상태로 유지시키며, 단부(111)에서의 과열의 영향을 방지하는데 도움이 된다.
도 7은 다른 선택적인 실시예에 대한 확대 단면도를 도시한다. 본 예에서, 서브슬롯 커버(490)가 도 6의 웨지 배플(390)과 유사한 기능을 수행할 수도 있다. 그러나, 도 7의 서브슬롯 커버(490)는 코일(120)의 그룹에 보다 더 근접하여 배치될 수도 있다. 서브슬롯 커버(490)는 계단형 커버로서 도시되어 있지만, 다양한 형태를 취할 수도 있다. 또한, 서브슬롯 커버(490)는 하나의 부재 또는 복수의 부재로 형성될 수도 있다. 예컨대, 서브슬롯 커버(490)는 하나 이상의 실질적으로 각도 형성 부재(angled members) 또는 하나 이상의 실질적으로 둥글게 된 부재를 포함할 수도 있다. 서브슬롯 커버(490)는 로터 조립의 일부 동안 서브슬롯(140) 내에 배치될 수도 있다. 예컨대, 서브슬롯 커버(490)는 스핀들(100)과 코일(120)의 그룹이 상호 분리된 후에 서브슬롯(140) 내에 삽입될 수도 있다. 서브슬롯 커버(490)는 독립적으로 이동 가능할 수도 있으며, 서브슬롯(140)의 일부를 가로막을 수도 있다. 서브슬롯 커버(490)는 서브슬롯(140)의 단부(111)의 상이한 부분 내에 배치될 수도 있다. 어느 경우에도, 서브슬롯 커버(490)는 보다 많은 양의 냉각제(125)로 하여금 단부(111)에 위치한 복수의 덕트(110)를 통해 유동하게 한다. 단부(111)에 위치한 복수의 덕트(110)에 보다 많은 냉각제(125)가 공급되는 경우, 보다 많은 열이 단부(111)에 있는 코일(120)의 그룹으로부터 전달된다. 이는 단부(111)에 있는 코일(120)의 그룹을 더 냉각된 상태로 유지시키며, 단부(111)에서의 과열의 영향을 방지하는데 도움이 된다.
도 8은 다른 선택적인 실시예에 대한 확대 단면도를 도시한다. 본 예에서, 복수의 덕트(110) 사이의 피치(1)는, 단부(111) 가까이에 위치한 복수의 덕트(110)의 부분이 중앙부(121) 가까이에 위치한 부분보다 더 작은 피치를 갖도록 변경될 수도 있다. 해당 기술 분야에서 공지된 바와 같이, "피치(pitch)"라는 용어는 2개의 유사한 개구부 사이의 직선 거리를 가리킬 수도 있다. 본 예에서, 피치(1) 및 피치(1')는 2개의 세트의 개구부(160) 사이의 상이한 직선 거리를 나타낸다. 도 3과 관련하여 기술된 실시예와 유사하게, 단부(111) 근처에 위치한 복수의 덕트(110) 사이의 보다 작은 피치에 의해 단부(111)가 더 많이 냉각된다. 이는 단부(111) 근처에서의 냉각제(125)의 유동에 대하여 보다 큰 총 단면적이 허용되기 때문에 가능하다. 피치(1)가 피치(1')보다 작은 경우, 보다 많은 수의 복수의 덕트(110)가 단부(111) 근처에 배치된다. 이는 복수의 덕트(110) 각각을 통과하는 냉각제(125)의 유동을 상대적으로 더 많이 제공하지 않을 수도 있지만, 단부(111)를 통해 유동하는 냉각제(125)의 총 량이 더 많아지게 한다. 단부(111)에 위치한 복수의 덕트(110)에 공급되는 냉각제(125)의 총 량이 증가하는 경우, 보다 많은 열이 단부(111)에 있는 코일(120)의 그룹으로부터 전달된다. 이는 단부(111)에 있는 코일(120)의 그룹을 더 냉각된 상태로 유지시키며, 단부(111)에서의 과열의 영향을 방지하는데 도움이 된다.
본 명세서에는 일 그룹의 코일(120) 및 하나의 서브슬롯(140)과 관련하여 본 발명의 몇몇 실시형태가 도시 및 기술되어 있지만, 이들 실시형태는 스핀들(100) 주위에 배치된 2 이상의 서브슬롯(140) 및 2 이상의 그룹의 코일(120)에 적용할 수도 있음을 이해해야 한다. 또한, 동일한 스핀들(100) 주위에 배치된 상이한 그룹의 코일(120) 및 서브슬롯(140) 내에서 본 발명의 실시형태의 조합 및 변형이 사용될 수도 있다. 예컨대, 스핀들(100) 주위에 배치된 일 그룹의 코일(120)이 서브슬롯(140) 내의 제 1 배플(150)을 사용하여 복수의 덕트(110)를 통해 유동하는 냉각제를 증가시킬 수도 있는 반면에, 스핀들(100) 주위에 배치된 다른 그룹의 코일(120)은 복수의 덕트(110) 사이의 변경된 피치를 사용하여 복수의 덕트(110)를 통해 유동하는 냉각제를 증가시킬 수도 있다. 이러한 예는 단지 예시적이며, 본 발명의 실시형태는 다양한 방식으로 조합 및 상호 교환될 수도 있음을 이해해야 한다.
본 상세한 설명은, 최선의 모드를 포함하여 본 발명을 개시하기 위해, 그리고 또한 임의의 장치 또는 시스템의 제조 및 사용과 임의의 통합된 방법의 수행을 포함하여 당업자로 하여금 본 발명을 실시할 수 있게 하기 위해, 예를 사용한다. 본 발명의 특허 가능한 범위는 특허청구범위에 의해 한정되며, 당업자가 인식하는 다른 예를 포함할 수도 있다. 그러한 다른 예는 특허청구범위 기재로부터 벗어나지 않는 구조적 요소를 구비하거나 또는 특허청구범위의 기재로부터 피상적인 차이를 갖는 균등한 구조적 요소를 포함하는 경우 특허청구범위 내에 포함될 의도이다.
5 : 발전기 10 : 로터
20 : 스테이터 100 : 스핀들
102 : 개구부 104 : 공극
110 : 덕트 111 : 단부
120 : 코일 121 : 중앙부
125 : 냉각제 140 : 서브슬롯
150 : 제 1 배플 152 : 제 2 배플
160 : 개구부 210 : 대형 덕트
260 : 대형 개구부 340 : 테이퍼진 서브슬롯
390 : 웨지 배플 490 : 서브슬롯 커버

Claims (10)

  1. 회전 전기 기계(5)에 있어서,
    스테이터(20)와,
    상기 스테이터(20) 내에 위치 설정된 로터(10)를 포함하며,
    상기 로터는,
    스핀들(100)과,
    상기 스핀들(100) 주위에 배치되는 코일의 그룹으로서, 상기 코일의 그룹의 각각은 복수의 덕트(110)를 구비하는, 상기 코일(120)의 그룹과,
    상기 스핀들(100) 주위에 배치되는 복수의 서브슬롯(subslots)(140)으로서, 상기 복수의 서브슬롯(140)의 각각은 상기 스핀들(100)과 상기 코일(120)의 그룹 중 하나 사이에서 연장되며 상기 코일(120)의 그룹 중 하나와 유체 연통되는, 상기 복수의 서브슬롯(140)과,
    상기 복수의 서브슬롯(140) 중 하나 내에 배치되어, 상기 복수의 덕트(110) 중 적어도 하나의 내부로 냉각제(125)를 유도하는 제 1 배플(150)을 포함하고,
    상기 제 1 배플(150)은 서로 다른 반경 방향 위치에 배치되는 복수의 평면형상의 부재를 포함하는
    회전 전기 기계.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 배플(150)은 상기 평면형상의 부재와 둔각을 이루도록 배향된 적어도 하나의 부재를 더 포함하는
    회전 전기 기계.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 배플(150)은 상기 코일(120)의 그룹에 연결되는
    회전 전기 기계.
  5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 서브슬롯(140)은 중앙부(121) 및 2개의 단부(111)를 구비하며, 상기 서브슬롯(140)은 상기 2개의 단부(111)로부터 상기 중앙부(121)까지 테이퍼져 있는
    회전 전기 기계.
  6. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 배플(150)은 상기 복수의 덕트(110) 중 적어도 2개의 축방향 길이에 걸쳐서 연장되는
    회전 전기 기계.
  7. 로터(10)에 있어서,
    스핀들(100)과,
    상기 스핀들(100) 주위에 배치되는 코일의 그룹으로서, 상기 코일의 그룹의 각각은 복수의 덕트(110)를 구비하는, 상기 코일(120)의 그룹과,
    상기 스핀들(100) 주위에 배치되는 복수의 서브슬롯(subslots)(140)으로서, 상기 복수의 서브슬롯(140)의 각각은 상기 스핀들(100)과 상기 코일(120)의 그룹 중 하나 사이에서 연장되며 상기 코일(120)의 그룹 중 하나와 유체 연통되는, 상기 복수의 서브슬롯(140)과,
    상기 복수의 서브슬롯(140) 중 하나 내에 배치되어, 상기 복수의 덕트(110) 중 적어도 하나로 냉각제(125)를 유도하는 제 1 배플(150)을 포함하고,
    상기 제 1 배플(150)은 서로 다른 반경 방향 위치에 배치되는 복수의 평면형상의 부재를 포함하는
    로터.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 덕트(110)는 상이한 크기로 형성된 덕트의 그룹을 포함하며, 상기 서브슬롯(140)의 단부(111)에 인접하여 배치된 덕트(210)의 그룹이 상기 서브슬롯(140)의 중앙부(121)에 인접하여 배치된 덕트(110)의 그룹보다 더 큰
    로터.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 덕트(110)는 덕트의 그룹을 포함하며, 덕트의 각 그룹은 덕트(110) 간의 피치가 상이한
    로터.
  10. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 배플(150)은, 독립적으로 이동 가능하며 상기 서브슬롯(140)의 일부를 가로막는 서브슬롯 커버(490)를 포함하는
    로터.
KR1020100041837A 2009-05-05 2010-05-04 회전 전기 기계 및 로터 KR101694542B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/435,586 US7893576B2 (en) 2009-05-05 2009-05-05 Generator coil cooling baffles
US12/435,586 2009-05-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100120267A KR20100120267A (ko) 2010-11-15
KR101694542B1 true KR101694542B1 (ko) 2017-01-09

Family

ID=42271032

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100041837A KR101694542B1 (ko) 2009-05-05 2010-05-04 회전 전기 기계 및 로터

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7893576B2 (ko)
JP (1) JP5690079B2 (ko)
KR (1) KR101694542B1 (ko)
DE (1) DE102010016701A1 (ko)
GB (1) GB2470107B (ko)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2474944C2 (ru) 2011-01-20 2013-02-10 Закрытое Акционерное Общество "Нефтьстальконструкция" Ротор синхронной неявнополюсной электрической машины
JP2013070572A (ja) * 2011-09-26 2013-04-18 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp 回転電機
EP2860852A1 (de) * 2013-10-14 2015-04-15 Siemens Aktiengesellschaft Einrichtung zum Ablenken von zumindest einem Teil eines axial in einem zwischen einem Rotor und einem Stator einer rotierenden elektrischen Maschine angeordneten Zwischenraum strömenden Kühlfluids
EP2884630A1 (en) * 2013-12-12 2015-06-17 ABB Technology AG An electric machine
US10277086B2 (en) 2014-11-26 2019-04-30 Siemens Energy, Inc. Thermo pump-cooled generator end windings with internal cooling passages
KR101755822B1 (ko) 2015-08-11 2017-07-07 두산중공업 주식회사 베인 구조의 로터 어셈블리
KR101757051B1 (ko) 2015-08-24 2017-07-11 두산중공업 주식회사 개선된 냉각 유로를 갖는 로터 어셈블리
KR101783098B1 (ko) 2015-09-01 2017-09-28 두산중공업 주식회사 냉각 유로를 갖는 로터 어셈블리
KR101758989B1 (ko) 2015-09-02 2017-07-17 두산중공업 주식회사 발전기용 로터 어셈블리
KR101756535B1 (ko) 2015-09-09 2017-07-10 두산중공업 주식회사 개선된 냉각 유로를 갖는 로터 어셈블리
EP3200322B1 (en) * 2016-01-28 2020-02-26 General Electric Technology GmbH A rotor for an electric machine
EP3300215A1 (de) * 2016-09-21 2018-03-28 Siemens Aktiengesellschaft Anordnung zur kühlung einer dynamoelektrischen maschine
EP3300217A1 (de) * 2016-09-21 2018-03-28 Siemens Aktiengesellschaft Anordnung zur kühlung einer dynamoelektrischen maschine
EP3300216A1 (de) * 2016-09-21 2018-03-28 Siemens Aktiengesellschaft Anordnung zur kühlung einer dynamoelektrischen maschine
US10326335B2 (en) 2016-10-20 2019-06-18 General Electric Technology Gmbh Radial counter flow jet cooling system
US10415834B2 (en) 2016-10-26 2019-09-17 General Electric Technology Gmbh Tempering air system for gas turbine selective catalyst reduction system
JP6878129B2 (ja) * 2017-04-28 2021-05-26 株式会社東芝 回転電機の回転子
EP3772160A1 (en) * 2019-07-31 2021-02-03 General Electric Renovables España S.L. A stator structure
US11387699B2 (en) 2020-12-15 2022-07-12 General Electric Renovables Espana, S.L. Rotating cooling system for wind turbine generator
EP4106152A1 (en) 2021-06-17 2022-12-21 General Electric Company Magnetic mass for a rotor, associated rotor and rotating electric machine

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001178050A (ja) * 1999-12-14 2001-06-29 Meidensha Corp 回転電機の回転子

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2019956A1 (de) * 1970-04-24 1971-11-04 Siemens Ag Anordnung zur Kuehlung von Rotationskoerpern
DE2220266A1 (de) * 1972-04-25 1973-11-08 Siemens Ag Anordnung zur kuehlung des laeufers einer elektrischen maschine mittels eines waermerohrs
US3995180A (en) * 1975-03-10 1976-11-30 General Electric Company Generator rotor outlets for increased ventilation
JPS56118564U (ko) * 1980-02-12 1981-09-10
JPS58116042A (ja) * 1981-12-28 1983-07-11 Toshiba Corp 回転電機
JPS5995751U (ja) * 1982-12-16 1984-06-29 株式会社東芝 回転電機の回転子
US4547688A (en) * 1984-05-07 1985-10-15 Westinghouse Electric Corp. Dynamoelectric machine with rotor ventilation system including prewhirl inlet guide vanes
JP2855616B2 (ja) * 1988-06-21 1999-02-10 富士電機株式会社 タービン発電機の回転子巻線冷却装置
US4900956A (en) * 1988-11-14 1990-02-13 Westinghouse Electric Corp. Closed channel axial vent for radially ventilated generator rotor
US4922147A (en) * 1988-11-25 1990-05-01 Westinghouse Electric Corp. Apparatus and method for thermal balancing of the rotor of a dynamo-electric machine
JPH04255442A (ja) 1991-02-01 1992-09-10 Toshiba Corp 回転電機の回転子
US5652469A (en) * 1994-06-16 1997-07-29 General Electric Company Reverse flow ventilation system with stator core center discharge duct and/or end region cooling system
US5633543A (en) * 1994-12-12 1997-05-27 General Electric Co. Pressure equalizer and method for reverse flow ventilated armature in power generator
JPH1014148A (ja) 1996-06-18 1998-01-16 Toshiba Corp 回転電機の回転子
DE19653839A1 (de) * 1996-12-21 1998-06-25 Asea Brown Boveri Rotor eines Turbogenerators mit direkter Gaskühlung
JPH11146587A (ja) 1997-11-04 1999-05-28 Toshiba Corp 回転電機の回転子
JP2001086679A (ja) * 1999-09-17 2001-03-30 Hitachi Ltd 回転電機
US6252318B1 (en) * 2000-02-09 2001-06-26 General Electric Co. Direct gas cooled longitudinal/cross-flow rotor endwinding ventillation scheme for rotating machines with concentric coil rotors
US6204580B1 (en) * 2000-02-09 2001-03-20 General Electric Co. Direct gas cooled rotor endwinding ventilation schemes for rotating machines with concentric coil rotors
JP3590849B2 (ja) * 2000-11-07 2004-11-17 株式会社日立製作所 回転電機回転子
US6734585B2 (en) * 2001-11-16 2004-05-11 Honeywell International, Inc. Rotor end caps and a method of cooling a high speed generator
GB2399231A (en) * 2003-03-07 2004-09-08 Alstom Multi-path cooling of a turbo-generator rotor winding
US6956313B2 (en) * 2004-01-23 2005-10-18 General Electric Company Method and apparatus for reducing hot spot temperatures on stacked field windings
US6965185B1 (en) * 2004-05-26 2005-11-15 General Electric Company Variable pitch manifold for rotor cooling in an electrical machine
US7462962B2 (en) * 2005-06-13 2008-12-09 General Electric Company Cooling system for an electrical machine with center rotor cooling dusts
JP4417970B2 (ja) 2007-03-29 2010-02-17 株式会社東芝 回転電機および回転電機の回転子
JP4486114B2 (ja) 2007-09-03 2010-06-23 株式会社日立製作所 回転電機
US7791230B2 (en) 2008-10-21 2010-09-07 General Electric Company Heat transfer enhancement of dynamoelectric machine rotors
JP2010104202A (ja) 2008-10-27 2010-05-06 Toshiba Corp 回転電機の回転子

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001178050A (ja) * 1999-12-14 2001-06-29 Meidensha Corp 回転電機の回転子

Also Published As

Publication number Publication date
GB201007170D0 (en) 2010-06-09
KR20100120267A (ko) 2010-11-15
US20100283335A1 (en) 2010-11-11
DE102010016701A1 (de) 2010-11-18
US7893576B2 (en) 2011-02-22
JP5690079B2 (ja) 2015-03-25
GB2470107A (en) 2010-11-10
GB2470107B (en) 2015-11-11
JP2010263779A (ja) 2010-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101694542B1 (ko) 회전 전기 기계 및 로터
JP4961533B2 (ja) 空気冷却システムを備えた電気機械
EP2514077B1 (en) Arrangement and method for cooling an electrical machine
EP2573906A2 (en) Electrical machine with reduced windage loss
JP2006353086A (ja) 中央ロータ冷却ダクトを備えた電気機械用の冷却システム
JP2010104225A (ja) 電動機械ロータの伝熱強化
EP3136550A1 (en) Rotor assembly having improved cooling path
KR101995849B1 (ko) 냉각유체 공급 회수 장치 및 이를 구비한 전동기
CN109149826A (zh) 串并联变截面式的发电机副槽通风冷却结构
JP2013034332A (ja) 回転電機
US11349373B2 (en) Radial counter flow jet cooling system
EP3070816B1 (en) Method and assembly for cooling an electric machine
CN106712353B (zh) 用于电机的环
CA2754524A1 (en) A generator, in particular for a wind turbine
JP2006074866A (ja) 回転電機
JP6169496B2 (ja) 永久磁石式回転電機
EP1544979A2 (en) Thermal management of rotor endwinding coils
JP2010029060A (ja) ダイナモ発電機械ロータ用の通気煙突の伝熱促進
RU2379813C1 (ru) Турбогенератор с системой газового охлаждения
KR101758989B1 (ko) 발전기용 로터 어셈블리
JP2018102018A (ja) 回転電機の回転子
CN110233544A (zh) 旋转电机
EP2642406A1 (en) Ventilation system for an electric machine (variants)
JP7082957B2 (ja) 回転子冷却構造およびタービン発電機
JP6612102B2 (ja) 回転電機

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200102

Year of fee payment: 4