RU2449451C1 - Система вентиляции ротора электрической машины - Google Patents

Система вентиляции ротора электрической машины Download PDF

Info

Publication number
RU2449451C1
RU2449451C1 RU2011112457/07A RU2011112457A RU2449451C1 RU 2449451 C1 RU2449451 C1 RU 2449451C1 RU 2011112457/07 A RU2011112457/07 A RU 2011112457/07A RU 2011112457 A RU2011112457 A RU 2011112457A RU 2449451 C1 RU2449451 C1 RU 2449451C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
coils
shell
cooling
zones
Prior art date
Application number
RU2011112457/07A
Other languages
English (en)
Inventor
Владимир Григорьевич Шалаев (RU)
Владимир Григорьевич Шалаев
Original Assignee
Закрытое Акционерное Общество "Нефтьстальконструкция"
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 Закрытое Акционерное Общество "Нефтьстальконструкция" filed Critical Закрытое Акционерное Общество "Нефтьстальконструкция"
Priority to RU2011112457/07A priority Critical patent/RU2449451C1/ru
Priority to EP11862450.1A priority patent/EP2696473B1/en
Priority to PCT/RU2011/000288 priority patent/WO2012134328A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2449451C1 publication Critical patent/RU2449451C1/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/50—Fastening of winding heads, equalising connectors, or connections thereto
    • H02K3/51—Fastening of winding heads, equalising connectors, or connections thereto applicable to rotors only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/24—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors with channels or ducts for cooling medium between the conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/32—Rotating parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области электротехники и касается вентиляции лобовых частей обмотки ротора крупной электрической машины, в частности турбогенератора с воздушным охлаждением. Согласно изобретению ротор содержит оболочку (1), охватывающую вал (2) с образованием пространства (3) для подачи охлаждающего потока в ротор. Между катушками (4) в лобовой части обмотки размещены продольные распорки (5) с U-образными вентиляционными каналами (6) для охлаждения катушек (4). В пространстве (7) между оболочкой (1) и нижними витками катушек (4) лобовой части обмотки напротив зубцов (8) ротора установлены продольные перегородки (9) с шагом в одно пазовое деление ротора. Перегородки (9) разделяют пространство (7) на зоны впуска (10) охлаждающего потока в вентиляционные каналы (6) и зоны выпуска (11) охлаждающего потока из вентиляционных каналов (6). В зонах впуска (10) в оболочке (1) выполнены радиальные каналы (12) с шагом в два пазовых деления ротора. Технический результат, достигаемый настоящим изобретение, состоит в увеличении мощности электрической машины за счет увеличения плотности тока в обмотке ротора благодаря повышению эффективности охлаждения лобовой части обмотки ротора. 2 ил.

Description

Техническое решение относится к области электромашиностроения и касается вентиляции лобовых частей обмотки ротора крупной электрической машины, в частности турбогенератора с воздушным охлаждением.
В роторе электрической машины [1] охлаждающий поток проходит вдоль вала в пространство под цилиндрической оболочкой, и через радиальные каналы оболочки, выполненные в области перегиба катушек, поступает в лобовую часть обмотки. Установленные между катушками радиальные распорки образуют протяженные зигзагообразные вентиляционные каналы вдоль боковых поверхностей катушек.
За прототип принята система вентиляции ротора электрической машины [2] с размещенными под лобовыми частями катушками обмотки и охватывающей вал оболочкой. Через пространство между оболочкой и валом охлаждающий поток поступает в пазовую часть ротора, через пространство над оболочкой - к лобовым частям обмотки ротора. Между боковыми поверхностями соседних катушек установлены радиальные распорки. В пространстве между оболочкой и нижними витками катушек с помощью продольных перегородок организованы зоны впуска и выпуска охлаждающего потока, сообщающиеся с протяженными вентиляционными каналами, выполненными в проводниках обмотки. Отвод охлаждающего потока от лобовых частей обмотки осуществлен в сторону бочки ротора.
Общим недостатком известных систем вентиляции ротора является то, что охлаждающий поток проходит вдоль катушек лобовых частей обмотки по длинным вентиляционным каналам малого сечения. Такие каналы обладают большим аэродинамическим сопротивлением и невысокой пропускной способностью. В этой связи известные системы вентиляции ротора оказываются неэффективны в применении к машинам большой мощности.
Задачей заявляемого решения является повышение эффективности охлаждения лобовой части обмотки ротора.
Технический результат заключается в увеличении единичной мощности электрической машины.
Поставленная задача решается тем, что в известной системе вентиляции ротора электрической машины, содержащей размещенную под лобовыми частями катушек обмотки оболочку, пространство между оболочкой и валом для подачи охлаждающего потока в ротор, радиальные распорки между боковыми поверхностями соседних катушек, вентиляционные каналы для охлаждения лобовых частей катушек, пространство между оболочкой и нижними витками лобовых частей катушек, разделенное установленными в нем продольными перегородками на зоны впуска охлаждающего потока в вентиляционные каналы и зоны выпуска охлаждающего потока из вентиляционных каналов, упомянутые продольные перегородки установлены напротив зубцов ротора с шагом в одно пазовое деление ротора, в оболочке в зонах впуска охлаждающего потока в вентиляционные каналы выполнены радиальные каналы с шагом в два пазовых деления ротора, при этом вентиляционные каналы выполнены в радиальных распорках и имеют U-образную форму.
Из уровня техники не выявлено:
- размещение продольных перегородок напротив зубцов ротора с шагом в одно пазовое деление ротора;
- выполнение радиальных каналов в оболочке с шагом в два пазовых деления ротора.
Изобретение поясняется чертежами, где на фигуре 1 представлен фрагмент поперечного сечения лобовой части ротора электрической машины, на фигуре 2 - вариант размещения продольных перегородок.
Ротор электрической машины, например турбогенератора, содержит оболочку 1 (см. фиг.1), охватывающую вал 2 с образованием пространства 3 для подачи охлаждающего потока в ротор. Между катушками 4 в лобовой части обмотки размещены продольные распорки 5 с U-образными вентиляционными каналами 6 для охлаждения катушек 4. В пространстве 7 между оболочкой 1 и нижними витками катушек 4 лобовой части обмотки напротив зубцов 8 ротора (фиг.2) установлены продольные перегородки 9 с шагом в одно пазовое деление ротора (τ). Перегородки 9 разделяют пространство 7 на зоны впуска 10 охлаждающего потока в вентиляционные каналы 6 и зоны выпуска 11 охлаждающего потока из вентиляционных каналов 6. В зонах впуска 10 в оболочке 1 выполнены радиальные каналы 12 с шагом в два пазовых деления ротора (2τ). Перегородки 9 могут быть размещены на оболочке 1 вдоль всей области установки распорок 5 до кольцевой перегородки 13. На чертежах движение охлаждающего потока обозначено стрелками.
Охлаждающий поток проходит в ротор под оболочкой 1 вдоль вала 2, часть его поступает на охлаждение лобовых частей катушек. Через радиальные каналы 12 в оболочке 1 поток попадает в зоны впуска 10, проходит по вентиляционным каналам 6, охлаждая лобовые части катушек, и выходит в зоны выпуска 11. Короткие U-образные каналы 6 обладают сравнительно небольшим аэродинамическим сопротивлением и повышенной пропускной способностью. Через них проходит больший охлаждающий поток, и эффективность охлаждения ротора электрической машины увеличивается. Выход потока из зон выпуска 11 может быть организован как в сторону торцевого закрытия лобовых частей катушки (например, установкой перегородки 13), так и в сторону пазовой части ротора.
Технические преимущества заявленной системы вентиляции заключаются в возможности повышения плотности тока в обмотке и, соответственно, увеличения мощности машины.
Источники информации
1. Патент DE 3700508, фирма Siemens, H02K 9/12, приоритет 09.01.1987, опубликован 21.07.1988.
2. Патент US 3005119, фирма General Electric, H02K, приоритет 05.08.1960, опубликован 17.10.1961.
3. Патент DE 1613196, H02K, приоритет от 23.01.1967, опубликован 21.01.1971.
4. Патент DE 4021861, фирма Siemens, H02K 9/00, приоритет от 09.07.1990, опубликован 16.01.1992.
5. Патент EP 1841042, фирма Hitachi, H02K 3/24, H02K 3/51, приоритет 27.03.2006, опубликован 03.10.2007.
6. Патент EP 1171938, фирма General Electric, H02K 1/32, приоритет 09.02.2000, опубликован 16.08.2001.
7. Патент EP 160887, фирма Kraftwerk Union AG - Siemens, H02K 9/12, приоритет 08.05.1984, опубликован 13.11.1985.
8. Патент US 6346754, фирма Hitachi, H02K 3/24, H02K 3/26, приоритет 26.05.2000, опубликован 12.02.2002.
9. Патент US 6087745, фирма Siemens, H02K 3/24, приоритет 19.10.1998, опубликован 11.07.2000.
10. Патент JP 52027504, фирма Hitachi, H02K 1/32, H02K 9/06, приоритет от 27.08.1975, опубликован 01.03.1977.
11. Патент EP 1850458, фирма Toshiba, H02K 3/24, H02K 9/08, приоритет от 28.04.2006, опубликован 15.11.2007.

Claims (1)

  1. Система вентиляции ротора электрической машины, содержащая размещенную под лобовыми частями катушек обмотки оболочку, пространство между оболочкой и валом для подачи охлаждающего потока в ротор, радиальные распорки между боковыми поверхностями соседних катушек, вентиляционные каналы для охлаждения лобовых частей катушек, пространство между оболочкой и нижними витками лобовых частей катушек, разделенное установленными в нем продольными перегородками на зоны впуска охлаждающего потока в вентиляционные каналы и зоны выпуска охлаждающего потока из вентиляционных каналов, отличающаяся тем, что продольные перегородки установлены напротив зубцов ротора с шагом в одно пазовое деление ротора, в оболочке в зонах впуска охлаждающего потока в вентиляционные каналы выполнены радиальные каналы с шагом в два пазовых деления ротора, при этом вентиляционные каналы выполнены в радиальных распорках и имеют U-образную форму.
RU2011112457/07A 2011-04-01 2011-04-01 Система вентиляции ротора электрической машины RU2449451C1 (ru)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011112457/07A RU2449451C1 (ru) 2011-04-01 2011-04-01 Система вентиляции ротора электрической машины
EP11862450.1A EP2696473B1 (en) 2011-04-01 2011-04-29 Ventilation system for a rotor of an electric machine
PCT/RU2011/000288 WO2012134328A1 (ru) 2011-04-01 2011-04-29 Система вентиляции ротора электрической машины

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011112457/07A RU2449451C1 (ru) 2011-04-01 2011-04-01 Система вентиляции ротора электрической машины

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2449451C1 true RU2449451C1 (ru) 2012-04-27

Family

ID=46297682

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011112457/07A RU2449451C1 (ru) 2011-04-01 2011-04-01 Система вентиляции ротора электрической машины

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2696473B1 (ru)
RU (1) RU2449451C1 (ru)
WO (1) WO2012134328A1 (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104065186B (zh) * 2014-06-13 2017-10-17 新疆金风科技股份有限公司 一种用于电机的定子、电机及其通风冷却方法
BR112022014746A2 (pt) * 2020-01-31 2022-10-11 Weg Equipamentos Eletricos S/A Rotor e máquina elétrica girante

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3005119A (en) * 1960-08-05 1961-10-17 Gen Electric Ventilation of the end windings of large dynamoelectric machine rotors
DE1613196A1 (de) * 1967-01-23 1971-01-21 Licentia Gmbh Elektromaschinenlaeufer,insbesondere Turbogeneratorinduktor,mit Laeuferwicklung,die uebereinanderliegende Leiter und Kuehlgas-Laengskanaele in Laengsnuten des Laeufers aufweist
DE3700508A1 (de) * 1987-01-09 1988-07-21 Siemens Ag Einrichtung zur gaskuehlung des wickelkopfbereiches von rotorwicklungen dynamoelektrischer maschinen
DE4021861A1 (de) * 1990-07-09 1992-01-16 Siemens Ag Gasgekuehlter laeufer einer elektromaschine mit erhoehter variabilitaet der kuehlwege durch multifunktionsleiter
RU2085004C1 (ru) * 1992-02-28 1997-07-20 Владимир Григорьевич Шалаев Электрическая машина
RU2101836C1 (ru) * 1996-03-22 1998-01-10 Владимир Григорьевич Шалаев Электрическая машина
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
RU2220491C2 (ru) * 2000-11-30 2003-12-27 Акционерное общество открытого типа "Электросила" Система вентиляции электрической машины
EP1841042A2 (en) * 2006-03-27 2007-10-03 Hitachi, Ltd. Rotor for rotary electrical device
RU89300U1 (ru) * 2009-05-29 2009-11-27 Закрытое Акционерное Общество "Нефтьстальконструкция" Система вентиляции ротора электрической машины

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5227504B1 (ru) 1971-04-24 1977-07-20
DE3416943A1 (de) 1984-05-08 1985-11-14 Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim Einrichtung zur forcierten rotorwicklungs-gaskuehlung dynamoelektrischer maschinen, insbesondere von turbogeneratoren
WO1997039513A1 (de) * 1996-04-17 1997-10-23 Siemens Aktiengesellschaft Rotorwicklung für eine elektrische maschine
JP3707250B2 (ja) * 1997-08-06 2005-10-19 富士電機システムズ株式会社 回転電気機械の円筒形回転子
JP2000350412A (ja) 1999-06-02 2000-12-15 Hitachi Ltd 回転電機
RU2246786C1 (ru) * 2003-07-09 2005-02-20 Закрытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Ленинградский электромашиностроительный завод" (ЗАО "НПО"ЛЭЗ") Система охлаждения статора электрической машины
US6844637B1 (en) * 2003-08-13 2005-01-18 Curtiss-Wright Electro-Mechanical Corporation Rotor assembly end turn cooling system and method
JP5016843B2 (ja) 2006-04-28 2012-09-05 株式会社東芝 回転電機の回転子

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3005119A (en) * 1960-08-05 1961-10-17 Gen Electric Ventilation of the end windings of large dynamoelectric machine rotors
DE1613196A1 (de) * 1967-01-23 1971-01-21 Licentia Gmbh Elektromaschinenlaeufer,insbesondere Turbogeneratorinduktor,mit Laeuferwicklung,die uebereinanderliegende Leiter und Kuehlgas-Laengskanaele in Laengsnuten des Laeufers aufweist
DE3700508A1 (de) * 1987-01-09 1988-07-21 Siemens Ag Einrichtung zur gaskuehlung des wickelkopfbereiches von rotorwicklungen dynamoelektrischer maschinen
DE4021861A1 (de) * 1990-07-09 1992-01-16 Siemens Ag Gasgekuehlter laeufer einer elektromaschine mit erhoehter variabilitaet der kuehlwege durch multifunktionsleiter
RU2085004C1 (ru) * 1992-02-28 1997-07-20 Владимир Григорьевич Шалаев Электрическая машина
RU2101836C1 (ru) * 1996-03-22 1998-01-10 Владимир Григорьевич Шалаев Электрическая машина
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
RU2220491C2 (ru) * 2000-11-30 2003-12-27 Акционерное общество открытого типа "Электросила" Система вентиляции электрической машины
EP1841042A2 (en) * 2006-03-27 2007-10-03 Hitachi, Ltd. Rotor for rotary electrical device
RU89300U1 (ru) * 2009-05-29 2009-11-27 Закрытое Акционерное Общество "Нефтьстальконструкция" Система вентиляции ротора электрической машины

Also Published As

Publication number Publication date
EP2696473A4 (en) 2014-03-05
WO2012134328A1 (ru) 2012-10-04
EP2696473A1 (en) 2014-02-12
EP2696473B1 (en) 2015-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10148154B2 (en) Rotary electric generator stator, rotary electric generator comprising said stator and wind turbine incorporating said rotary electric generator
JP2010263779A (ja) 発電機コイル冷却用バッフル
EP3174180B1 (en) Rotating electric machine
CN111919357B (zh) 定子区段
RU2015126783A (ru) Электрическая машина с комбинированным воздушно-водяным охлаждением
RU2449451C1 (ru) Система вентиляции ротора электрической машины
JP5691759B2 (ja) 分布巻き型回転電機
CN107041164A (zh) 车用交流发电机
CN103683663A (zh) 旋转电机
EP2398129B1 (en) A generator, in particular for a wind turbine
CN107078604B (zh) 车用交流发电机
US20100237723A1 (en) System and method for thermal management in electrical machines
CN109951024A (zh) 定子及包括其的电机
JP2006074866A (ja) 回転電機
DK2477311T3 (en) Generator, especially for a wind turbine
RU2438224C1 (ru) Система вентиляции электрической машины
RU2437195C1 (ru) Система вентиляции электрической машины (варианты)
RU2284626C1 (ru) Электрическая машина с газовым охлаждением
EP2442060B1 (en) A generator, in particular for a wind turbine
JP2010029060A (ja) ダイナモ発電機械ロータ用の通気煙突の伝熱促進
RU124853U1 (ru) Электрическая машина
BG66662B1 (bg) Безчетков алтернатор с ротор с клюнообразни полюси
KR20150128454A (ko) 모터의 냉각구조
CN103997161A (zh) 车用交流发电机
RU89300U1 (ru) Система вентиляции ротора электрической машины

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150402

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20160227

PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20170920