SE521663C2 - Sätt att förbättra utnyttjningen av en roterande elektrisk likströmsmaskin i vilken kylfluid leds genom axiella kylkanaler i rotorn samt roterande elektrisk likströmsmaskin och rotor i en sådan maskin - Google Patents
Sätt att förbättra utnyttjningen av en roterande elektrisk likströmsmaskin i vilken kylfluid leds genom axiella kylkanaler i rotorn samt roterande elektrisk likströmsmaskin och rotor i en sådan maskinInfo
- Publication number
- SE521663C2 SE521663C2 SE9900227A SE9900227A SE521663C2 SE 521663 C2 SE521663 C2 SE 521663C2 SE 9900227 A SE9900227 A SE 9900227A SE 9900227 A SE9900227 A SE 9900227A SE 521663 C2 SE521663 C2 SE 521663C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- rotor
- cooling
- cooling channels
- machine
- groups
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Description
1355 tf' DO ...A CN M :y LN delbart med poltalet blir avstånden mellan rotorlindningsspåren oc.. -otorkylkanalema i te lika någonstans runt rotoms omkrets. Detta leder i sin tur till att magnetkretsen får olika flödesdelning vid respektive lindningsspår runt rotorns omkrets och för att minimera de negativa effektema av detta på maskinens elektriska egenskaper måste man göra avståndet mellan lindningsspåren och kylkanalema relativt stort, med åtföljande dålig kylning och starkt begränsat effekt- och momentuttag.
För att enligt ovan öka effekt- och momentuttaget i en dylik likströmsmaskin med konventionell kylhålskonfiguration i rotorn måste såsom nämnts rotorledarnas area och därmed lindningsspårens dimensioner ökas samtidigt som avstånden mellan lindningsspåren och 'kylkanalerna minskas. Genom den ovan beskrivna ojämna flödesfördelningen försämrar dessa åtgärder emellertid maskinens elektriska egenskaper, vilket i synnerhet visar sig i form av avsevärt försämrad kommuteringsförmåga vid höga effektuttag. Det är därvid inte ovanligt att roterande elektriska likströmsmaskiner med konventionell kylning uppvisar så kraftigt ökade elektriska påkänningar att kontaktfunktionen mellan elborste och kommutator när en övre gräns, och i avsaknad av marginal i denna kontaktfunktion blir likströmsmotorn mycket känslig för yttre störningar.
Sammanfattningsvis kan således konstateras att det konventionella utförandet, även om det i och för sig fungerat väl, med de ovan diskuterade begränsningarna, ändock bygger på den olyckliga kompromissen mellan å ena sidan en önskan att uppnå en effektiv kylning och å andra sidan strävan efter att erhålla en maskin med goda elektriska egenskaper.
REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Mot bakgrund av ovanstående redogörelse är ett grundläggande syfte med uppfinningen att finna ett enkelt sätt att kombinera höga prestanda för en likströmsmaskin med en förbättring av de elektriska egenskaperna för denna, och närmare bestämt att åstadkomma detta genom tillhandahållande av vida gnistgränser, dvs låga kommuteringspåkänningar för den elektriska maskinen för att därigenom uppnå en funktionsstabil drift med lågt underhåll. Uttryckt på annat sätt är syftet att eliminera behovet av att kompromissa mellan effektiv kylning och goda elektriska egenskaper. 10 15 20 521 663 Qflqq Uppfinningen baserar sig på insikten om att kan eliminera behovet av nämnda kompromiss och i stället samtidigt kan optimera både kylning och elektriska egenskaper genom att skapa symmetri i den elektriska motoms magnetkrets. Enligt uppfinningen åstadkommes detta genom att åtminstone de huvudsakligen verksamma, yttre axiella kylkanalema i maskinens rotor anordnas väsentligen symmetriskt med avseende på de magnetiska flödesvägarna i rotorn, varigenom man uppnår en symmetrisk utformning av den magnetiska kretsen i maskinen. Därigenom erhålles en god elektromagnetisk motorfunktion med lågt driftunderhåll av elborstar och kommutator samtidigt som stora shuntområden kan uppnås utan reduktion av märkeffekten.
Enligt en utföringsform av uppfinningen kombineras den symmetriska utformningen av den magnetiska kretsen enligt uppfinningens grundläggande syfte med ett anordnande av ett stort antal yttre kylkanaler i rotorn, placerade nära rotorlindningsspâren, dvs på ett stort radiellt avstånd från axelcentrum för rotorn. Genom kombinationen av symmetrin i magnetkretsen och ett högt antal yttre kylkanaler tillhandahålles en mycket god möjlighet för förbättring av utnyttjningen av en roterande elektrisk likströmsmaskin, och detta närmare bestämt genom att de goda elektriska egenskaperna som åstadkommes enligt uppfmningens grundläggande syfte kan bibehållas och till och med ytterligare förbättras genom den ökade kylförmågan som i sin tur medför att lindningsspårens storlek kan minskas. Genom den symmetriska placeringen av kylkanalerna kan nämligen deras antal göras stort samtidigt som de kan flyttas nära lindningsspåren, och därmed nära effektförlustkällan i form av resistansförluster i rotorledare i rotorlindningsspår och magnet- eller järnförluster i rotorspärtänder.
Enligt ytterligare föredragna utföranden av uppfinningen anordnas de yttre kylkanalerna i ett antal som motsvarar hälften av antalet rotorlindningsspår när det sistnämnda är jämnt eller alternativt i ett antal som är en heltalsmultipel av antalet rotorlindningsspår.
Enligt ett annat utförande är kylkanalerna försedda med förstorad mantelyta och/eller tvärsnittsarea, vilket åstadkommes dels genom kylkanalernas placering längre ut från axel- centrum för maskinen, vilket medger kylkanaler med större tvärsnittsarea, och dels genom att kylkanalerna förses med en radiellt sett långsträckt form och/eller utföres med en profilerad, exempelvis mångkantig eller vågig mantelyta. 10 15 20 663 Härigenom uppnås en ytterligare förbättrad kylningsjjrinåga som medger "tt strömtätlieteii i rotorlindningen kan höjas, vilket i sin tur bidrar ytterligare till att rotorlindningsspårens dimensioner kan begränsas, varigenom kommuteringspåkänningen kan reduceras.
Andra fördelar som uppnås medelst uppfinningen är att temperaturgradienten radiellt genom rotorplåten kan minskas, vilket möjliggör att större rotorplåtar kan kallpressas på rotoraxeln, jämfört med plåtar med konventionell kylkonfiguration, eftersom rotorplåtens axelhål inte expanderar så mycket i driftvarmt tillstånd att greppet mellan axel och rotorplåt går förlorat.
Eftersom kylytoma enligt dessa utföranden ökar och förläggs närmare värmekällan/- effektförlustkällan kan vidare temperaturtoppar i lindningsspåren minskas vid kortvariga överibelastningar.
Enligt en annan aspekt av uppfinningen tillhandahålles en rotor för en roterande elektrisk likströmsmaskin, utnyttjande principerna för föreliggande uppfinning. Ännu en aspekt av uppfinningen avser en användning av en roterande elektrisk likströms- maskin konstruerad i enlighet med uppfinningens grundläggande principer, för motordrift.
Ytterligare syften, särdrag och fördelar med uppfinningen framgår av de oberoende patentkraven samt av den efterföljande beskrivningen av exemplifierande utföringsformer.
FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall nu beskrivas närmare i detalj i anslutning till de bifogade ritningama, på vilka: Fig.l ytterst schematiskt visar en partiell planvy av en rotorplåt i en roterande elektrisk maskin och uppvisande en kylhålskonfiguration enligt känd teknik, Fig.2 i en vy motsvarande fig. 1 visar en första utföringsform av en kylhålskonfiguration enligt uppfinningen, F ig. 3 visar en altemativ utföringsform av kylhålskonfigurationen enligt uppfinningen, 10 15 20 30? Sfïl 665 5 Fig. 4-7 visar ytterligare varianter av kylhålskonfigurationen enligt uppfinningen, Fig. 8 är ett diagram som visar skillnader i fältförsvagningsorriråde för likströmsmotorer med hög respektive låg kommuteringspåkänning, Fig. 9 är ett diagram som visar skillnader i gnistgränser mellan konventionellt konstruerade likströmsmaskíner och en maskin enligt uppfinningen, Fig. 10 visar ytterligare ett alternativt utförande av kylhålskonfigurationen enligt föreliggande uppfinning, och Fig.l1a-c visar exempel på altemativa utföranden av kylkanaler.
BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL Med hänvisning nu till i första hand figurerna l-3 skall uppfimiingens grundläggande principer beskrivas med hjälp av två utföringsformer (Fig. 2-3) och skall samtidigt skillnaderna gentemot konventionellt utförda likströmsmaskiner (Fig. 1) förklaras. I samtliga dessa flgurer, liksom i Fig. 4-7 och 10 åskådliggöres uppfinningen med hjälp av ett mycket schematiskt visat radiellt parti av en rotorplät i en laminerad rotor i en likströmsmaskin. varvid det är underförstått att rotorplåtama i ett plåtpaket är utförda med samma kylhålskonfiguration och med kylhålen inriktade i linje med varandra för bildande av axiella kylmedelskanaler.
Såsom angivits inledningsvis är det grundläggande syftet med uppfinningen att åstadkomma en symmetri i magnetkretsen för den elektriska likströmsmaskinen. Enligt det första utföringsexemplet av föreliggande uppfinning som visas i Fig. 2 åstadkommes detta genom att de för kylning av maskinen huvudsakligen verksamma kylkanalema 15 i rotorplåten 10 anordnas symmetriskt i förhållande till rotorlindningsspåren 14. I detta sammanhang skall klargöras att de för kylningen huvudsakligen verksamma kylkanalema 15 är de yttre kylkanalema, dvs de som är placerade närmast rotorlindningsspåren 14. För uppnående av uppfinningens syften är det således väsentligt framför allt att de för kylningen huvudsakligen verksamma kylkanalema 15 är symrnetriskt placerade, och uppfinningen omfattar följaktligen även utföranden där dessutom lO 15 20 30 521 6:53 andra kylkanaler som är av underordnad betydelse för kylningen, är placerade på ett icke symmetriskt sätt, på ett mindre radiellt avstånd från rotoraxelns 12 centrum C och/eller är anordnade med en annan delning än huvudkylkanalema 15.
För uppnående av den enligt uppfinningen åstadkomna symmetrin är kylkanalerna 15 i det i Fig. 2 visade utförandet anordnade i ett antal motsvarande antalet rotorlindningsspår 14, och således motsvarande antalet spårtänder 13. Detta medger symmetri oavsett om antalet rotorlindningsspår 14 är udda eller jämnt.
Med utförandet av kylhålskonflgurationen enligt uppfinningen kan kylkanalema anordnas i ett större antal jämfört med konventionell teknik, kan de förläggas längre ut från rotoraxelns l2 centrum C, vilket i sig ger plats för större kylkanaler och kan de således utan att störa eller försämra de elektriska egenskapema åstadkomma en kraftigt förbättrad kylning, dels genom förstorad yta och dels genom att flyttas närmare källan för effektförlustema, dvs värmekällan.
I utföriiigsforrnen enligt Pig. 2 är kylkanalema 15 utförda med en långsträckt form i radiell riktning för åstadkommande av en ytterligare förstorad kylyta, men nämnda ytförstoring kan även utföras på annat sätt, såsom exemplifieras i fig. llb och llc genom den däri visade månghömiga resp. vågiga formen på kylkanalens inre mantelyta.
Till skillnad mot den ovan beskrivna första utföringsformen av föreliggande uppfinning uppvisar den i F ig. l visade, konventionellt stansade rotorplåten l relativt få yttre kylkanaler 5 placerade förhållandevis långt från rotorlindningsspåren 4 och de däremellan liggande spårtändema 3.
Dessutom är en uppsättning inre kylkanaler 6 anordnade på ett mindre radiellt avstånd från motoraxelns centrum C.
Den i Fig. l visade kylhålskonfigurationen är konventionell vid dagens likströmsmotorer vilka, såsom nämnts, i normalfallet utförs med samma standardiserade hålkonfiguration för alla olika antal lindningsspår som används till en given rotordiameter i en viss motorserie. Antalet yttre kylhål 5 liksom antalet inre kylhål 6 är i normalfallet var för sig en heltalsmultipel av maskinens poltal för att man ska få ett relativt konstant summaflöde i magnetkretsen genom rotom, oavsett rotoms polära läge. Detta innebär således att antalet yttre kylkanaler 5 liksom antalet inre 10 15 20 30 _521 ess " 17-- .. kylkanaler var för sig är en heltalsmultipel av poltalet. Detta får till följd att avstånden mellan rotorlindningsspåren 4 och rotorkylkanalema 5, 6 inte blir lika varandra någonstans runt rotoms omkrets. Såsom nämnts måste man för att undvika ojämn flödesfördelning i likströmsmaskiner med konventionell kylhålskonfiguration tillse att avståndet mellan lindningsspåren 4 och kylkanalema 5, 6 är relativt stort med därpå följande dålig kylning och begränsat effekt- och momentuttag.
Det framsteg avseende förbättringen av de elektriska egenskaperna som åstadkommes medelst uppfinningens principer åskådliggöres tydligare i fig. 8 och 9, där fig. 8 visar en jämförelse mellan prestanda för en likströmsmotor utförd i enlighet med principema för föreliggande uppfinning (kurva A) och en likströmsmotor tillverkad i enlighet med konventionell teknik (kurva B), och fig. 9 visar en jämförelse mellan gnistgränser för en likströmsmotor konstruerad enligt föreliggande uppfinnings principer (kurva A) och för en likströmsmotor av konventionellt utförande (kurva B).
Med hänvisning till fig. 8 skall till att börja med konstateras att rent allmänt begränsar höga kommuteringspåkänningar starkt möjligheten att varvtalsreglera likströmsmotorer genom ”fältförsvagningfl och att när större fåltförsvagningsområde erfordras för en likströmsmotor med höga kommuteringspåkänningar måste märkeffekten reduceras, innebärande att motorn måste ha högre ursprunglig märkeffekt än en motor som har så låga kommuteringspåkänningar att den ej behöver effektreduceras för att kunna varvtalsregleras genom faltförsvagning.
I fig. 8 påvisas specifikt skillnadema i fåltförsvagningsorriråde för den konventionella motom med hög kommuteringspåkärining enligt kurva B jämfört med en motor enligt uppfinningen, vilken uppvisar låg kommuteringspåkårrning. Det finns visserligen likströmsmotorer på marknaden som uppvisar hög utnyttjning relativt motorns storlek, men dessa uppvisar oftast ett karakteristiskt litet shuntområde motsvarande kurva B. Endast ett fåtal likströmsmotorer på marknaden uppvisar fåltförsvagningsorriråden liknande det enligt kurva A för motom enligt uppfinningen, men dessa har då vanligen klart lägre prestanda relativt motoms storlek. lO 15 20 (_T'l PC- ...A n.. - OQCN .Cfl (A Utmärkande för en likströmsmotor konstruerad enligt föreliggande uppfinnings principer är däremot att mycket höga märkeffekter och märkvridmoment kan tas ut samtidigt som fältförsvagningsområdet , dvs varvtalsområdet med konstant effekt, är stort. Även för likströmsmotorer som varvtalsregleras genom spänningsreglering eller körs med relativt konstant varvtal är låga kommuteringspåkänningar önskvärda, eftersom detta är en grundförutsättning för uppnåendet av en funktionsstabil drift med lågt underhåll. Med konventionell konstruktion och hög utnyttjning får man ofta små, smala, gnistgränser, dvs man får ett litet område inom vilket likströmsmotorn går gnistfritt när en viss störning i form av en på- eller avförd ström (boost, buck, se frg. 9) läggs över kommuteringskretsen, varvid det i samband med hög utnyttjning till och med kan inträffa att gnistgränserna i det närmaste försvinner. Såsom angivits ovan visar kurva B i fig. 9 specifikt typiska gnistgränser för en dylik konventionell likströmsmotor och dessa skall jäinföras med kurva E som visar erforderliga gnistgränser för en funktionsstabil drift med lågt underhåll. Gnistgränsema enligt kurva B är visserligen tillräckliga för gnistfri gång i laboratoriemiljö, men för att gnistring ej skall uppstå i praktisk drift där stömingar tillkommer i förrn av strömrippel, miljöpåverkan på patinan, mekaniska vibrationer från driften etc. erfordras en högre nivå enligt kurva E. I annat fall uppstår gnistring som orsakar slitage både på elborstar och kommutator och därmed ställer krav på ökat underhåll.
Utmärkande för likströmsmotorer tillverkade enligt föreliggande uppfinnings principer är däremot stabila och vida gnistgränser inom hela arbetsområdet, såsom åskådliggöres med hjälp av kurva A, och det framgår således tydligt att gnistgränsema är klart bättre för motom enligt uppfinningen än för den konventionella motom, och detta även om endast den konventionella motom skulle förses med en fördyrande kompenseringslindning i statöm. Sammanfattningsvis ger således de vida gnistgränser som uppnås med en likströmsmotor konstruerad enligt upp- ñnningens principer följande fördelar gentemot en typisk, konventionell likströmsmotor: o Eliminerad gnistring och därmed minskat elborstslitage, minskat kommutatorslitage och minskat behov av rengöring från koldamm orsakat av elborstslitage u Minskat tillsynsbehov under drift o Ökad tillgänglighet genom längre intervall mellan driftstopp för underhåll lO 15 20 Ro o Ökad tålighet för den extra störning i form av gnistgränsreduktion som uppstår genom strömriktarens strömpulsationer, rippel, i både ankarkretsen och fältkretsen o Ökad tålighet för den extra störning i form av gnistgrånsreduktion som förorsakas av mekaniska vibrationer o Medger ett bibehållande av en gnistfri drift även i fall där elborstar med sämre gnistgränser måste utnyttjas till följd av aktuella driftbetingelser.
I Fig. 3 visas ett alternativt utförande av kylhålskonflgurationen enligt uppfinningen, varvid i detta fall de yttre kylkanalema 25 är anordnade på samma radiella avstånd från rotoraxelns 22 centrum C och i ett antal som motsvarar halva antalet rotorlindningsspår 24. Symmetrin i förhållande till strörnningsvägama åstadkoms därvid genom att kylkanalema i detta fall är placerade på en radie centralt genom varannan spårtand 23.
Fig. 4-7 visar ytterligare, alternativa utföranden av kylhålskonfigurationen enligt uppfinningen, varvid utföringsformen enligt Fig. 4 motsvarar den enligt Fig. 2 genom att de yttre kylkanalema 35 är anordnade i ett antal motsvarande antalet rotorlindningsspår 34, oavsett udda eller jämnt antal spår, men med de yttre kylkanalema 35 förskjutna i förhållande därtill så att de ligger på en radie från rotoraxelns 32 centrum C genom centrum av varje spårtand 33.
Utförandet enligt Fig. 5 motsvarar det enligt Fig. 3 genom att antalet kylkanaler 45 även här motsvarar halva antalet rotorlindningsspår 44 i rotorplåten 40, med den skillnaden att kylkanalema 45 är anordnade på en radie från rotöraxelns 42 centrum C genom centrum av vartannat rotorlindningsspår 44.
Enligt upptinningens principer kan antalet yttre kylkanaler vara en annan heltalsmultipel av antalet rotorspår, exempelvis tre, fyra, fem, sex osv gånger antalet rotorlindningsspår, och detta åskådliggöres allmänt i Fig. 6 och 7, vilka visar två olika utföranden med dubbelt så många kylkanaler som antal rotorlindningsspår men med kylkanalema placerade antingen i linje med varje rotorlindningsspår och en i linje med varje spårtand (Fig. 6), eller med en kylkanal anordnad vid varje övergång mellan spår och spårtand. 10 15 20 25 521 45633 TO..
I de uttöringsforrner av uppfinningen som visats i fig. 2-7 är de för kylningen huvudsakligen verksamma, närmast rotorlindningsspåren placerade yttre kylkanalerna samtliga anordnade på samma radiella avstånd från rotoraxelns centrum. Uppfinningen är emellertid inte begränsad till ett dylikt utförande, och i syfte att åskådliggöra detta visas i fig. 10 en utföringsforrn där kyl- kanalerna 85, 85', vilka i exemplet är anordnade på samma sätt som enligt fig. 4 med avseende på deras antal och polära placering, är anordnade förskjutna i förhållande till varandra i rotoms radiella riktning. Uttryckt på annat sätt är de anordnade på två olika radiella avstånd Rr och R; från rotoraxelns centrum, varvid dessa radiella avstånd i denna beskrivning beräknas med utgångspunkt från den punkt på kylkanalens vägg som befinner sig närmast rotorplåtens yttre omkrets.
Det skall understrykas att principerna för utföringsforrnen enligt fig. 10 likaväl kan appliceras på utföranden där kylkanalernas antal och polära placering motsvarar de enligt någon av de övriga utföringsforrnema enligt fig. 2, 3, 5, 6 eller 7 och/eller där deras form är en annan än den som visas i figurema 2-7, och exempelvis motsvarar den enligt figurerna l la-c.
Denna utföringsfonn enligt fig. 10 exemplifrerar således generellt att enligt uppfinningen omfattar begreppen ”yttre, huvudsakligen verksamma kylkanaler" eller ”kylkanaler närmast rotorlindningsspåren” samtliga kylkanaler som ligger mellan de två radiema Rg och R; när dessa ligger i området R2-R1§8+D*0,03mm, där R; och R; anger radier från axelcentrum C i mm och D anger rotorplåtens diameter i mm och där R; alltid är den större av de två radierna.
I synnerhet i de fall där höga krav ställs på kylningen av rotorn är det särskilt fördelaktigt om samtliga ”yttre, huvudsakligen verksamma kylkanaler” eller ”kylkanaler närmast rotorlindningsspåren”, i en variant av utföringsforrnen enligt fig. 10 befinner sig mellan de två radiema R; och R; när dessa ligger i det snävare området R2-R1g5+D*O,02mm.
En annan variant av uppfinningen visas i fig. lla, där de enskilda yttre kylkanalerna enligt frg. 2- 7 ersatts av en grupp av kylkanaler 55 som var för sig kan vara anordnade asymmetriskt, men som grupp betraktat faller inom den grundläggande uppfinningsidén. I figuren visas en grupp 55 bestående av tre kanaler, men antalet kan vara från två och uppåt, varvid den övre gränsen bestäms av praktiska begränsningar. lO 15 2,0 (f: t* Q -A Q\ ç;\ 04 ll I utförandena enligt fig. 2-7 har de enskilda kylkanalema, förutom den ytförstoring som uppnås genom placeringen på ett jämförelsevis stort radiellt avstånd från rotoraxelns centrum, visats utformade med en radiellt långsträckt form. Ifig. 1 lb och llc visas alternativa utföranden för att uppnå denna ytterligare ytförstoring genom att de yttre kylkanalemas inre mantelyta utförts med en mångkantig form, kylkanalen 65 enligt fig. 1 lb, eller med en vågig form, kylkanalen 75 enligt fi g. llc. Det är uppenbart att även andra fonner än de specifikt visade omfattas av uppfinningen.
Uppfinningen bedöms för näivarande ha sin största användning i samband med en maskin för motordrift, för vilken man eftersträvar höga prestanda samtidigt med ett minimum av underhåll av elborstar och kommutator och/eller ett stort varvtalområde. Ett exempel på detta är en applikation i en haspelmotor. Det skall dock vara uppenbart att uppfinningens principer likväl är applicerbara på en maskin för generatordrifi.
Ytterligare en, icke på figiirerna visad, variant som faller inom de grundläggande principerna för uppfinningen är ett utförande med yttre kylkanaler placerade asymmetriskt med avseende på rotorlindningsspåren, anpassade efter specifika applikationer, för att åstadkomma eller kompen- sera för olika elektromagnetiska egenskaper i olika rotationsiiktningar Fackmannen inser att olika modifieringar och förändringar kan göras vid föreliggande uppfinning utan avvikelse från uppfinningens ram, som den definieras av de bifogade patentkraven.
Claims (22)
1. Sätt att förbättra utnyttjningen av en roterande elektrisk likströmsmaskin i vilken en kylfluid leds genom axiella kylkanaler (l5; 25; 35; 45; 55; 65; 75; 85, 85”) i rotorn, radiellt innanför rotorlindningsspåren (l4; 24; 34; 44), kännetecknat av att den för kylningen av maskinen huvudsakligen verksamma kylfluiden leds genom yttre axiella kylkanaler (l5; 25; 35; 45; 65; 75; 85, 85”), alternativt grupper av kylkanaler (55), vilka anordnas väsentligen symmetriskt med avseende på de magnetiska flödesvägarna i rotorn, för åstadkommande av symmetri i magnetkretsen och därmed goda elektriska egenskaper för maskinen.
2. i Sätt enligt krav 1, kännetecknat av att ett stort antal av yttre, axiella kylkanaler (1 5; 25; 35; 45; 65; 75; 85, 85”), altemativt grupper av kylkanaler (55), placeras nära rotorlindnings- spåren (l4; 24; 34; 44).
3. Sätt enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att den för kylningen av maskinen huvudsakligen verksamma kylfluiden leds genom kylkanaler(15; 25; 35; 45; 65; 75; 85, 85”), alternativt grupper av kylkanaler (55) i rotorn, vilka anordnas i ett antal som är hälften av antalet rotorspår (24; 44) när det sistnämnda är jämnt eller i ett antal som är en heltalsmultipel av antalet rotorspår (l4; 34).
4. Sätt enligt något eller några av kraven 1-3, kännetecknat av att den för kylningen av maskinen huvudsakligen verksamma kylfluiden leds genom kylkanaler (l5; 65; 75) som formas med en förstorad mantelyta och/eller tvärsnittsarea.
5. Sätt enligt något eller några av kraven 1-4, kännetecknat av att i beroende av den för maskinen avsedda applikationen leds den för kylningen av maskinen huvudsakligen verksamma kylfluíden genom axiella yttre kylkanaler placerade symmetriskt eller asymmetriskt med avseende på rotorlindningsspåren (l4; 24; 34; 44).
6. Roterande elektrisk likströmsmaskin med en rotor försedd med rotorlindningsspår (l4; 24; 34; 44) anordnade runt Omkretsen, med en rotorn omgivande stator (11) och med kylkanaler(15; 25; 35; 45; 55; 65; 75; 85, 85°) formade i rotom och utsträckta i rotorns axiella lO 15 20 25 30 13 riktning, kännetecknad av att e för kylningen av rnaskirien huvudsakligen verksamma kylkanalema (15; 25; 35; 45; 65; 75; 85, 85°), alternativt grupperna av kylkanaler (55) är anordnade fördelade runt maskinens längdaxel (C), symmetriskt med avseende på de magnetiska flödesvägarna i rotorn, för åstadkommande av syrnrnetri i magnetkretsen och därmed goda elektriska egenskaper för maskinen.
7. Roterande elektrisk maskin enligt krav 6, kännetecknad av att de för kylningen av maskinen huvudsakligen verksamma kylkanalema (15; 25; 35; 45; 65; 75; 85, 85'), alternativt grupperna av kylkanaler (55) i rotorn är anordnade i ett antal som är hälften av antalet rotorspår (24; 44) när det sistnämnda är jämnt eller i ett antal som är en heltalsmultipel av antalet rotorspår (l4; 34).
8. Roterande elektrisk maskin enligt krav 7, kännetecknad av att var och en av de för kylningen av maskinen huvudsakligen verksamma kylkanalema (15 ; 45; 65; 75), alternativt grupperna av kylkanaler (55), är anordnad huvudsakligen i ett radialplan som går genom det längsgående centrumplanet för respektive rotorspår (l4; 44).
9. Roterande elektrisk maskin enligt krav 7, kännetecknad av att var och en av de för kylningen av maskinen huvudsakligen verksamma kylkanalerna (25; 35; 65; 75; 85, 85”), alternativt grupperna av kylkanaler (55) är anordnad huvudsakligen i ett radialplan som går mitt emellan två angränsande rotorspår (24; 34).
10. Roterande elektrisk maskin enligt något eller några av kraven 6-9, kännetecknad av att de för kylningen av maskinen huvudsakligen verksamma kylkanalerna uppvisar en i radiell riktning för rotorn långsträckt tvärsnittsforrn ( 15 ; 25 ; 35; 45; 85, 85”) och/eller en profilerad inre mantelyta (65; 75).
11. ll. Roterande elektrisk maskin enligt något eller några av kraven 6-10, kännetecknad av att de för kylningen av maskinen huvudsakligen verksamma kylkanalerna (85, 85')/grupperna av kylkanaler (5 5) är anordnade på ett radiellt avstånd från en centrumaxel (C) hos rotom som ligger i området R2-R158+D*O,03mm, där R; och Ri anger radier från axel- centrum C i mm och D anger rotorplåtens diameter i mm och där R; alltid är större än Ri. lO 15 20 E25 5:30
12. Roterande elektrisk maskin enligt något eller några av kraven 6-10, kännetecknad av att de för kylningen av maskinen huvudsakligen verksamma kylkanalerna (85, 85')/ grupperna av kylkanaler (55) är anordnade på ett radiellt avstånd från en centrumaxel (C) hos rotorn som ligger i området R2-R1§5+D*0,02_mm, där R; och R; anger radier från axelcentmm C i mm och D anger rotorplåtens diameter i mm och där Rz alltid är större än R1.
13. Roterande elektrisk maskin enligt något eller några av kraven 6-12, kännetecknad av att i beroende av den för maskinen avsedda applikationen är de för kylningen av maskinen huvudsakligen verksamma kylkanalerna (15; 25; 35; 45; 65; 75; 85, 85”), alternativt grupperna av kylkanaler (55) anordnade symmetriskt eller asymmetriskt med avseende på rotorspåren (14; 24; 34; 44).
14. Rotor för en roterande elektrisk likströmsmaskin, försedd med rotorlindningsspår (14; 24; 34; 44) anordnade runt omkretsen och med kylkanaler (15; 25; 35; 45; 55; 65; 75; 85, 85”) utsträckta i rotorns axiella riktning, kännetecknad av att de för kylningen av rotorn huvudsakligen verksamma kylkanalerna (15; 25; 35; 45; 65; 75; 85, 85°), alternativt grupperna av kylkanaler (55) är anordnade fördelade runt maskinens längdaxel (C), symmetriskt med avseende på de magnetiska flödesvägarna i rotorn, varigenom erhålles symmetri i rotorns magnetkrets.
15. Rotor enligt krav 14, kännetecknar! av att de för kylningen huvudsakligen verksamma kylkanalerna (15; 25; 35; 45; 65; 75; 85, 85°), alternativt grupperna av kylkanaler (55) i rotorn är anordnade i ett antal som är hälften av antalet rotorspår (24; 44) när det sistnämnda är jämnt eller är en heltalsmultipel av antalet rotorspår (14; 34).
16. Rotor enligt- krav 15, kännetecknad av att var och en av de för kylningen huvudsakligen verksamma kylkanalerna (15; 45; 65; 75 ), alternativt grupperna av kylkanaler (55), är anordnad huvudsakligen i ett radialplan som går genom det längsgående centrumplanet för respektive rotorspår (14; 44).
17. Rotor enligt krav 15, kännetecknad av att var och en av de för kylningen huvudsakligen verksamma kylkanalerna (25; 35; 65; 75; 85, 85”), alternativt grupperna av 10 15 20 “_25 'ao (IW k) ...à ON Ü\ (JJ kylkanaler (55), är anordnad huvudsakligen i ett radialplan som går mitt emellan två angränsande rotorspår (24; 34).
18. Rotor enligt något eller några av kraven 14-17, kännetecknad av att de för kyl- ningen huvudsakligen verksamma kylkanalerna uppvisar en i radiell riktning för rotorn lång- sträckt tvärsnittsform (15; 25; 35; 45; 85, 85”) och/eller en profilerad inre mantelyta (65; 75).
19. Rotor enligt något eller några av kraven 14-18, kännetecknad av att de för kylningen av maskinen huvudsakligen verksamma kylkanalerna (15; 25; 35; 45; 65; 75; 85, 85°), altemativt grupperna av kylkanaler (55) år anordnade på ett radiellt avstånd från en ceritrumaxel (C) hos rotorn som ligger i området R2-R|g8+D*0,03mm, där Rg och R; anger radier från axelcentrum C i mm och D anger rotorplåtens diameter i mm och där Rz alltid är större än Ri.
20. Rotor enligt något eller några av kraven 14-18, kännetecknad av att de för kylningen av maskinen huvudsakligen verksamma kylkanalerna (15; 25; 35; 45; 65; 75; 85. 85”), alternativt grupperna av kylkanaler (55) är anordnade på ett radiellt avstånd från en centrumaxel (C) hos rotorn som ligger i området R2-R1g5+D*0,O2_mm, där Rg och R; anger radier från axelcentrum C i mm och D anger rotorplåtens diameter i mm och där R; alltid är större än Ri.
21. Rotor enligt något eller några av kraven 14-20, kännetecknad av att i beroende av den avsedda applikationen är de för kylningen av maskinen huvudsakligen verksamma kylkanalerna (15; 25; 35; 45; 65; 75; 85, 85”), alternativt grupperna av kylkanaler (55) anordnade symmetriskt eller asymmetriskt med avseende på rotorspåren (14; 24; 34; 44).
22. Användning av en roterande elektrisk maskin enligt något eller några av kraven 6-13 i motordrift.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9900227A SE521663C2 (sv) | 1999-01-26 | 1999-01-26 | Sätt att förbättra utnyttjningen av en roterande elektrisk likströmsmaskin i vilken kylfluid leds genom axiella kylkanaler i rotorn samt roterande elektrisk likströmsmaskin och rotor i en sådan maskin |
| SE9900621A SE521616C2 (sv) | 1999-01-26 | 1999-02-22 | Sätt att förbättra utnyttjningen av en roterande elektrisk asynkronmaskin i vilken kylfluid leds genom axiella kylkanaler i rotorn samt roterande elektrisk asynkronmaskin och rotor i en sådan maskin |
| EP20000200159 EP1024580B1 (en) | 1999-01-26 | 2000-01-17 | Rotary electric machine |
| DE2000614199 DE60014199T2 (de) | 1999-01-26 | 2000-01-17 | Elektrische Drehmaschine |
| US09/489,849 US6483210B1 (en) | 1999-01-26 | 2000-01-24 | Rotary electric machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9900227A SE521663C2 (sv) | 1999-01-26 | 1999-01-26 | Sätt att förbättra utnyttjningen av en roterande elektrisk likströmsmaskin i vilken kylfluid leds genom axiella kylkanaler i rotorn samt roterande elektrisk likströmsmaskin och rotor i en sådan maskin |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE9900227D0 SE9900227D0 (sv) | 1999-01-26 |
| SE9900227L SE9900227L (sv) | 2000-07-27 |
| SE521663C2 true SE521663C2 (sv) | 2003-11-25 |
Family
ID=20414223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE9900227A SE521663C2 (sv) | 1999-01-26 | 1999-01-26 | Sätt att förbättra utnyttjningen av en roterande elektrisk likströmsmaskin i vilken kylfluid leds genom axiella kylkanaler i rotorn samt roterande elektrisk likströmsmaskin och rotor i en sådan maskin |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6483210B1 (sv) |
| SE (1) | SE521663C2 (sv) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112004001107T5 (de) * | 2003-06-26 | 2006-10-05 | Siemens Energy & Automation, Inc. | Industriemotoranordnung mit einer belüfteten Motorwelle |
| US8138642B2 (en) * | 2009-06-17 | 2012-03-20 | Hamilton Sundstrand Corporation | Oil cooled generator |
| US9312733B2 (en) * | 2010-11-03 | 2016-04-12 | Regal Beloit America, Inc. | High power density SRM |
| US9559569B2 (en) | 2012-02-13 | 2017-01-31 | Ge Aviation Systems Llc | Arrangement for cooling an electric machine with a layer of thermally conducting and electrically insulating material |
| US9158872B2 (en) * | 2012-09-13 | 2015-10-13 | Siemens Industry, Inc. | Apparatus, systems, and methods for increasing airflow through induction motors |
| CN111130237A (zh) * | 2020-01-10 | 2020-05-08 | 万高(南通)电机制造有限公司 | 一种高功率密度感应电动机转子冲片及转子和电动机 |
| CN117353481A (zh) * | 2023-09-26 | 2024-01-05 | 华为数字能源技术有限公司 | 具有周向流道的定子冲片、电机、动力总成及电动汽车 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1739137A (en) | 1928-03-26 | 1929-12-10 | Frazer W Gay | Heat-transfer means for rotating electrical machinery |
| US4499660A (en) * | 1979-11-16 | 1985-02-19 | General Electric Company | Method of making a laminated rotor for a dynamoelectric machine |
| US4739202A (en) * | 1986-03-12 | 1988-04-19 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Superconducting electric rotary machine having grooved insulation for carrying coolant |
| US4908537A (en) * | 1988-04-27 | 1990-03-13 | Westinghouse Electric Corp. | Pole ventilation of radially ventilated rotors |
| 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 |
| US5189325A (en) * | 1990-06-15 | 1993-02-23 | General Electric Company | Liquid cooling the rotor of an electrical machine |
| FR2719423B1 (fr) | 1994-04-29 | 1996-07-05 | Abb Ind | Machine électrique synchrone à pôles lisses et à entrefer constant. |
| US5861700A (en) * | 1996-04-30 | 1999-01-19 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Rotor for an induction motor |
| US6091168A (en) * | 1998-12-22 | 2000-07-18 | Hamilton Sundstrand Corporation | Rotor for a dynamoelectric machine |
-
1999
- 1999-01-26 SE SE9900227A patent/SE521663C2/sv unknown
-
2000
- 2000-01-24 US US09/489,849 patent/US6483210B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE9900227D0 (sv) | 1999-01-26 |
| SE9900227L (sv) | 2000-07-27 |
| US6483210B1 (en) | 2002-11-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6703743B2 (en) | Motor or generator | |
| US20040095035A1 (en) | Electric motor | |
| US20170047804A1 (en) | Electric machine | |
| US20160028284A1 (en) | Electric machine | |
| SE512783C2 (sv) | Statoraggregat för en elektrisk maskin | |
| CN103999328A (zh) | 电机 | |
| EP4220907A1 (en) | Method and apparatus for cooling a rotor assembly | |
| US10389194B2 (en) | Permanent magnet electrical rotating machine with protection members arranged between permanent magnets and rotor cores | |
| SE521663C2 (sv) | Sätt att förbättra utnyttjningen av en roterande elektrisk likströmsmaskin i vilken kylfluid leds genom axiella kylkanaler i rotorn samt roterande elektrisk likströmsmaskin och rotor i en sådan maskin | |
| JP2017127179A (ja) | 固定子を備えた回転電機 | |
| CN114175457A (zh) | 用于电机的定子装置和电机 | |
| SE521616C2 (sv) | Sätt att förbättra utnyttjningen av en roterande elektrisk asynkronmaskin i vilken kylfluid leds genom axiella kylkanaler i rotorn samt roterande elektrisk asynkronmaskin och rotor i en sådan maskin | |
| US7759829B2 (en) | Industrial motor assembly comprising a vented rotor shaft | |
| CN212462963U (zh) | 一种驱动电机的水套式水冷结构 | |
| US20220255374A1 (en) | Stator with liquid-cooled stator core | |
| US4562397A (en) | Squirrel-cage induction motor | |
| US20240195251A1 (en) | Direct slot cooling in electric machines | |
| EP1223661B1 (en) | Automotive alternator | |
| EP4422036A1 (en) | Rotor assembly for an electric machine | |
| US20220263360A1 (en) | Motor stator core design with integral cooling duct within teeth | |
| EP1017153B1 (en) | Forced convection cooling arrangement for rotary electrical machines | |
| CN116134703A (zh) | 电机的冷却式转子 | |
| RU2847591C1 (ru) | Синхронная электрическая машина с аксиальным потоком | |
| US20230246495A1 (en) | Method and apparatus for cooling a rotor assembly | |
| JP2024019974A (ja) | 電動モータ |