SE443480B - Rotor till elektrisk maskin - Google Patents

Description

20 25 30 35 40 7909022-1 z manget av interna kanaler beskrivs i den franska patentskriften 1 449 036, enligt vilken kylkanalerna är anordnade alternerande.

Ett andra ventilationssystem beskrivs i den franska patent- skriften 2 241 905, enligt vilken de lägre delarna av spåret kyls genom gasen, som cirkulerar i transversella kanaler, mata- de från ett underspår via en radiell mittkanal, varvid gasen strömmar mot luftgapet genom radiella sidokanaler (den radiella riktningen är riktningen för en rät linje, som bildar rät vinkel med rotoraxeln; den längsgående eller axiella riktningen är den riktning, som är parallell med rotoraxeln, och den transversella riktningen är den riktning, som är vinkelrät mot både den längs- gående riktningen och den radiella riktningen). I detta andra system kyls spårets högre delar genom den gas, som cirkulerar i de transversella kanalerna, vilka parallellt matas från luft- gapet genom en radiell sidokanal, varvid gasen återgår till luftgapet genom en annan sidokanal. De radiella sidokanalerna i de lägre och högre delarna av spåret bildar ett sammanhängande system, så att i vissa transversella kanaler kommer den från luftgapet kommande gasen att blandas med gasen från underspâret.

Det första ventilationssystemet har en olägenhet, som är förbunden med den omständigheten, att den i spârets högre del cirkulerande gasen redan uppvärmts i den lägre delen. Olägen- heten är att kylningen av den högre delen genom en redan upp- värmd gas blir mindre effektiv än kylningen av den lägre delen genom en fortfarande kall gas, så att en temperaturskillnad uppstår mellan ledarna i den högre och den»lägre delen.

Det andra ventilationssystemet har speciellt två olägen- heter. Den första är att systemet är komplicerat och därmed dyr- bart, eftersom det kräver dels ett underspår och en matnings- anordning för detta och dels en aerodynamisk anordning, som ut- nyttjar rotorns rotation för att utta kylgasen från luftgapet och återföra den till detta. Den andra olägenheten är att den korrekta fördelningen av gasens tryck och flöden i kanalerna är beroende av förhållandet mellan två storheter. Rotorns varv- tal bestämmer den första av dessa storheter, vilken är det differentialtryck, som åstadkommas av de aerodynamiska anord- ningarna för uttagning och återföring av gasen i luftgapet. Den andra storheten är tryckskillnaden mellan underspåret och luft- gapet. Den beror i synnerhet av den sträcka, som gasen skall genomlöpa i underspåret efter sitt inträde i rotorn. En rela- 20 25 30 35 40 3 Å 7909022-1 tivt stor ändring i dessa båda storheter kan i vissa fall leda till en olämplig fördelning av gasflödet och bristfällig kyl- ning av vissa av de transversella kanalerna.

Syftet med uppfinningen är att på enkelt sätt förbättra effektiviteten hos ventilationssystemet och samtidigt minska såväl den genomsnittliga temperaturstegringen hos lindningen som skillnaden i temperatur mellan de högre och lägre ledarna i spåret. ' Detta syfte uppnås genom att rotorn enligt uppfinningen er- hållit de i patentkravet 1 angivna kännetecknen.

Enligt uppfinningen har man funnit det vara fördelaktigt att modifiera arrangemanget av kylkanalerna i den övre delen av spåret, medan man i den undre delen bibehåller det arrange- mang, som beskrivs i den franska patentskriften 1 449 035, eller en liknande anordning.

Sålunda sker i den övre delen av spåret cirkuleringen av gas i de transversella kanalerna, dvs vinkelrätt mot både rotor- axeln och radien, vilka transversella kanaler är anordnade i kopparledarna och parallellkopplade utmed en axiell enhetsdel- ning med två radiella kanaler för tillförseln resp avgivning av gasen.

Ur aerodynamisk synpunkt bildas således i serie utmed spärets höjd ett radiellt alternerande arrangemang och ett radiator- arrangemang (dvs med parallella kanaler). ' Uppfinningen beskrivs närmare nedan under hänvisning till bifogade ritningar. Det bör observeras att de beskrivna och visade elementen utan överskridande av uppfinningens ram kan ersättas med andra element, som har samma tekniska funktioner.

Där samma element förekommer på flera figurer, har det givits samma hänvisningsbeteckning.

På ritningarna visar íig_l i snitt en delvy av en känd rotor, vars axel står vinkelrätt mot figurens plan och under detta, fig_§ isnitt en delvy av en enligt uppfinningen utförd rotor, vars axel står vinkelrätt mot figurens plan och under detta, íig_§ en perspektivvy av kanalarrangemanget för rotorn enligt fig 2 över en axialdelning, varvid allt materialet om- kring kanalerna antas vara transparent, fig_í i perspektiv en delvy av en ledare i zonen B i fig 2, fig_§ en delvis uppskuren planvy av två superponerade ledare av den i fig 4 visade typen, jig_§ en planvy av en ledare i den lägre delen av zonen A i 10 15 20 25 30 35 40 7909022-1 fig 2, fig_l ett alternativ till den i fig 4 visade ledaren, varvid de radiella kanalerna är utförda som urtag vid 34 och 38 i kanten av ledaren 19 och fig_§ ett schematiskt snitt genom rotorn enligt uppfinningen, visande läget för spåren 20, som är vinkelfördelade omkring rotorns axel 50.

Fig 1 återger arrangemanget enligt nämnda franska patent- skrift, där den inre förläggningen av kanalerna är utförd en- ligt det radiellt alternerande systemet.

Enligt detta system är en lindning 102 placerad i ett axiellt förlöpande urtag 104 i ytterdelen av en rotor 106 till en turboväxelströmsmaskin. Rotorn roterar i pilens 108 riktning omkring en mot figurens plan vinkelrät axel. Lindningen kyls genom en kylgas, som inträder i axiell led genom ett underspâr 110, som är placerat axiellt under spåret. Denna gas strömmar väsentligen radiellt mot rotorns periferi, Gasflödet leds alte- nerande genom en radiell mittkanal (först 112 sedan 113) och två radiella och inbördes parallella sidokanaler (först 114 och 116, därefter 118 och 120). Den utträder därefter i luft- gapet genom en spårkil 122, som håller ledarna på plats mot centrifugalkraftens verkan.

I fig 2 och 3 visas ett exempel på praktiserandet av upp- finningen vid en rotor av samma typ som den i anslutning till fig 1 beskrivna. .

Utmed en axialdelning P i rotorns järnkärna matar under- spåret 1 i form av en axiell kanal underspâret 20 kylgas till en grupp kanaler, som löper genom lindningens kopparledare 2.

I en första del, som svarar mot zonen A vid bottnen av spåret är de radiella, rektangulära kanalerna 3 och 4, som är utformade i kopparledarna, arrangerade enligt det radiellt alternerande systemet. ' I en andra del B, som befinner sig upptill på spåret, ombe- sörjer de radiella sidokanalerna 6 och 7 cirkulering av gasen i de transversella kanalerna 8, vilka har litet tvärsnitt och bildar den verksamma delen av kylsystemet i zonen B. Antalet transversella-kanaler 8 är såväl utmed zonens B radiella höjd som den äxiella delningen P hos det sålunda bildade radiator- systemet så valt, att bästa möjliga effektivitet i kylningen av denna zon erhålls.

Förbindelsen mellan zonerna A och B bildas av en transversell kanal S, som förbinder de radiella kanalerna 4 och 6 med varand- 10 15 20 25 30 35 40 5 7909022-1 ra.

Siutiigen ïâter den radieiia kanalen 7 gasen utströmma mot ïuftgapet 13 via zonen C genom kanaierna 9 och 10 samt hå1 11, som är utformade i kiiarna 12 för tiiisiutning av rotorspâren.

Enïigt uppfinningen är koppariedarna i den undre deïen av spåret perforerade, medan koppariedarna i den övre deien av spåret är försedda med kanaier och perforerade.

Det inre arrangemanget av kanaïerna i zonerna A och B kan modifieras eniigt föïjandez - i zonen A kan man nöja sig med ett system, som består av bïott en enda radie11 kanai och ej ett aïternerande system, - i zonen B kan de radielïa kanaierna 6 och 7 befinna sig antingen inuti koppariedarna e11er på dessas sidor. Likaså be- höver koppariedarnas tvärsnitt ej vara konstant utmed ïängden av sin radie11a bana; dvs i det praktiska fa11et sku11e tvär- snittet kunna avta uppåt för inïoppskanaïen 6 och öka uppåt för utioppskanaien 7.

Vidare är enïigt uppfinningen avståndet meiian zonerna A och B beroende av den disponibia spårhöjden hos rotorn tiil växeïströmsmaskiner med två och fyra poier samt det inre arran- gemanget i vardera av dessa båda zoner.

Ventiiantionssystemet eniigt uppfinningen är tili specieïi fördei i de fa11 där spåren är höga, dvs har en höjd överstigan- de 15 cm. ' I sådana fa11 har man vid ett ventiiationssystem, som_i huvudsak består av transverseiia kanaier utmed heia höjden av spåret, att väija me11an två svårigheter: antingen ge de transverseiia kana1erna oïika tvärsnitt upp- ifrån och nedåt, viiket i hög grad kompiicerar framstäiiningen, e11er acceptera avsevärda skiiinader i f1ödet me11an de oiika transverse11a kana1erna.

Den i fig 4 visade iedaren har formen av ett kopparband, vars bredd upptar den iängd av ett spår, som iämnas disponibeit av isoïerande sidoiindningar (ej visade). I varje de] av 1edar- ens iängd, som svarar mot en axiaideining, är två passager ut- förda ti11 biidande av sidokanaierna 6 och 7.

Dessa passager är ïångsträckta och föriöper para1Te11t med 1edarens iängdriktning, dvs para11e11t med rotoraxeïn.

Uversidan av varje iedare resp varannan e11er var tredje iedare är även försedd med transverseïia rännor 40, krökta i 5 7909022-1 6 cirkeïbågar med samma radie och samma riktning på konkaviteten.

Såsom däremot visas i fig 5 växlar konkavitetsriktningen från den ena ïedaren ti11 den över1iggande eïïer underïiggande ledaren i syfte att förhindra att superponeringen av rännor ïeder ti11 deformationer på grund av centrifugaïkraften.

Claims (2)

7 7909022-1 Patentkrav

1. Rotor till elektrisk maskin, kyld genom cirkulering av gas i kanaler (3,4,6,7,8), vilka är anordnade på insidan av spår (20), som innehåller induktionslindningen, varvid ledarna i den i spåren (20) förlagda lindningen är av två typer: - de i spârets undre del befintliga ledarna, vilka bildas av en stapel av ledare, som genomlöps av radiella kanaler (3,4) i form av slitsar till bildande av en väsentligen radiell bana för gasen i ett enkelt radiellt eller alternerande radiellt arrangemang, - de i spàrets övre del befintliga ledarna, vilka består av en stapel av ledare, som har urtag till bildande av trans- versella kanaler (8) och genomlöps av radiella kanaler (6,7) för parallell matning av de transversella kanalerna (8) till erhållande av en väsentligen transversell ventílationskrets i form av en radiator, k ä n n e t e c k n a d av att de radiel- la kanalerna (3,4) i spårets undre del och de transversella kanalerna (8) i spårets övre del är lagda i serie och anslutna till ett enda, i ett underspår (1) placerat inlopp för kylgas.

2. Rotor enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att spåret har en höjd överstigande 15 cm.