RU2282927C1 - Method for gas cooling of electric machine and an electric machine - Google Patents
Method for gas cooling of electric machine and an electric machine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2282927C1 RU2282927C1 RU2004139164/09A RU2004139164A RU2282927C1 RU 2282927 C1 RU2282927 C1 RU 2282927C1 RU 2004139164/09 A RU2004139164/09 A RU 2004139164/09A RU 2004139164 A RU2004139164 A RU 2004139164A RU 2282927 C1 RU2282927 C1 RU 2282927C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stator core
- gas
- chamber
- channels
- stator
- Prior art date
Links
Landscapes
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
Abstract
Description
Заявляемая группа изобретений относится к электромашиностроению, а именно к системам газового охлаждения электрической машины, преимущественно турбогенератора, с замкнутым циклом вентиляции, при котором в качестве напорных элементов используют вентиляторы.The claimed group of inventions relates to electrical engineering, and in particular to gas cooling systems of an electric machine, mainly a turbogenerator, with a closed ventilation cycle, in which fans are used as pressure elements.
Известна вытяжная система вентиляции электрической машины, описанная в статье "Type-tested air-cooled turbo-generator in the 500 MVA range" R.Joho, J.Baumgartner, T.Hinkel, C.E.Stephan, M.Jung Cigre-2000, в которой при помощи напорных элементов, например, двух вентиляторов, размещенных с обеих сторон бочки ротора, и каналов ротора, входы и выходы которых расположены на разных радиусах вращения ротора, охлаждающий газ от охладителей подают тремя параллельными потоками в вентиляционные каналы статора и ротора, а подогретый в них газ направляют на охладители через камеру сбора подогретого газа, причем организуют камеру сбора подогретого газа в пространстве между охладителями и наружной поверхностью сердечника статора.Known exhaust system of ventilation of an electric machine, described in the article "Type-tested air-cooled turbo-generator in the 500 MVA range" R. Joho, J. Baumgartner, T. Hinkel, CEStephan, M.Jung Cigre-2000, in which using pressure elements, for example, two fans located on both sides of the rotor barrel, and rotor channels, the inputs and outputs of which are located at different radii of rotation of the rotor, the cooling gas from the coolers is supplied in three parallel flows to the ventilation ducts of the stator and rotor, and heated in gas is directed to coolers through the heated gas collection chamber, p They organize a chamber for collecting heated gas in the space between the coolers and the outer surface of the stator core.
Два основных потока охлаждающего газа направляют от охладителей через камеру сбора охлажденного газа, которая расположена в зоне размещения лобовых частей обмотки статора, в воздушный зазор между статором и ротором и вентиляционные каналы ротора.The two main flows of cooling gas are directed from the coolers through the chilled gas collection chamber, which is located in the area of the frontal parts of the stator winding, into the air gap between the stator and the rotor and the rotor ventilation ducts.
Первый поток газа подогревается в зазоре между статором и ротором, и по радиальным каналам крайних зон сердечника статора его направляют в камеру сбора подогретого газа.The first gas stream is heated in the gap between the stator and the rotor, and it is directed through the radial channels of the extreme zones of the stator core to the heated gas collection chamber.
Второй поток газа попадает в зазор между статором и ротором, подогретым после прохождения каналов ротора, а из зазора по радиальным каналам, размещенным в средней зоне сердечника статора, подогретый газ направляют в ту же камеру сбора подогретого газа.The second gas stream enters the gap between the stator and the rotor, heated after the passage of the rotor channels, and from the gap through the radial channels located in the middle zone of the stator core, the heated gas is sent to the same heated gas collection chamber.
Третий поток газа сразу после охладителей поступает в специальные вентиляционные каналы, размещенные в средней части сердечника статора между радиальными каналами. У этих вентиляционных каналов вход и выход организован со стороны наружной поверхности сердечника статора, поэтому выход подогретого в этих каналах газа организован прямо в камеру сбора подогретого газа.The third gas stream immediately after the coolers enters special ventilation ducts located in the middle of the stator core between the radial ducts. For these ventilation ducts, the inlet and outlet are organized from the side of the outer surface of the stator core, therefore the outlet of the gas heated in these channels is organized directly into the heated gas collection chamber.
Таким образом, все три потока подогретого газа смешиваются в камере сбора подогретого газа, откуда весь поток газа направляют через вентиляторы на охладители.Thus, all three heated gas streams are mixed in the heated gas collection chamber, from where the entire gas stream is directed through coolers to the coolers.
Данный способ газового охлаждения реализуется в сердечнике статора, в средней части которого имеются чередующиеся между собой радиальные каналы и специальные каналы, вход и выход которых расположен на наружной поверхности сердечника статора.This method of gas cooling is implemented in the stator core, in the middle part of which there are alternating radial channels and special channels, the input and output of which is located on the outer surface of the stator core.
Такая система вентиляции сердечника статора не обеспечивает в достаточной степени интенсивность охлаждения обмотки и активной стали в средней части сердечника статора (наиболее напряженной в тепловом отношении), так как между специальными каналами, в которые подают охлажденный газ непосредственно от охладителей, размещены радиальные каналы, питаемые подогретым газом из зазора между статором и ротором.Such a system of ventilation of the stator core does not provide a sufficient degree of cooling intensity for the windings and active steel in the middle part of the stator core (the most heat-stressed), since between the special channels that supply the cooled gas directly from the coolers, there are radial channels fed by the heated gas from the gap between the stator and the rotor.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ газового охлаждения электрической машины с замкнутым циклом нагнетательной вентиляции, описанный в Патенте US 6538351 на изобретение "Вращающаяся машина с охладителями в вентиляционных каналах" фирмы Hitachi, Ltd., авторов Kenichi Hattori, Takashi Watanabe и других (дополнительная информация об указанном способе раскрыта в статье этих же авторов: Kenichi Hattori, Kazumasa Ide, Kenji Kobashi, and Takashi Watanabe, Cigre-2002. Air-cooled Large Turbine Generator with Inner Cooler Ventilation System (Japan)).Closest to the technical nature of the claimed invention is a method of gas cooling of an electric machine with a closed discharge cycle, described in US Patent No. 6,538,351 for the invention of "Rotating Machine with Coolers in Ventilation Ducts" by Hitachi, Ltd., authors Kenichi Hattori, Takashi Watanabe and others (Additional information about this method is disclosed in an article by the same authors: Kenichi Hattori, Kazumasa Ide, Kenji Kobashi, and Takashi Watanabe, Cigre-2002. Air-cooled Large Turbine Generator with Inner Cooler Ventilation System (Japan)).
В данном изобретении в качестве напорных элементов используют два вентилятора, размещенные с обеих сторон бочки ротора, и вентиляционные каналы ротора с входами и выходами, расположенными на разных радиусах вращения ротора, а в сердечнике статора для организации вентиляции используют радиальные каналы.In this invention, two fans are used as pressure elements, located on both sides of the rotor barrel, and rotor ventilation channels with inputs and outputs located at different radii of rotation of the rotor, and radial channels are used in the stator core to organize ventilation.
Схема охлаждения выполнена следующим образом.The cooling circuit is as follows.
Охлаждающий газ от основных охладителей посредством вентиляторов подают в камеру сбора охлаждающего газа, организованную в зонах расположения лобовых частей обмотки статора.The cooling gas from the main coolers through the fans is fed into the cooling gas collection chamber, organized in the areas of the frontal parts of the stator winding.
Из этой камеры охлаждающий газ тремя путями направляют на охлаждение статора и ротора.From this chamber, the cooling gas is sent in three ways to cool the stator and rotor.
Первый поток охлаждающего газа направляют прямо в воздушный зазор между статором и ротором, где он подогревается потерями в зазоре.The first flow of cooling gas is directed directly into the air gap between the stator and the rotor, where it is heated by losses in the gap.
Второй поток охлаждающего газа направляют в вентиляционные каналы ротора, после прохождения которых подогретый газ поступает в воздушный зазор между статором и ротором.The second flow of cooling gas is directed into the ventilation ducts of the rotor, after passing through which heated gas enters the air gap between the stator and the rotor.
Третий поток охлаждающего газа направляют на дополнительное охлаждение, а дополнительно охлажденный газ направляют в радиальные вентиляционные каналы средней части сердечника статора, подогретый в этих каналах газ направляют также в воздушный зазор между статором и ротором.The third stream of cooling gas is directed to additional cooling, and the additionally cooled gas is sent to the radial ventilation channels of the middle part of the stator core, the gas heated in these channels is also sent to the air gap between the stator and the rotor.
Таким образом, в воздушном зазоре между статором и ротором все три потока подогретого газа смешиваются и по радиальным каналам сердечника статора, размещенным в его крайних частях, направляются на основные охладители.Thus, in the air gap between the stator and the rotor, all three streams of heated gas are mixed and sent to the main coolers along the radial channels of the stator core located in its extreme parts.
Дополнительное охлаждение потока газа, предназначенного для охлаждения средней части сердечника статора, введено для того, чтобы повысить эффективность охлаждения средней части сердечника и обмотки статора.Additional cooling of the gas stream intended for cooling the middle part of the stator core is introduced in order to increase the cooling efficiency of the middle part of the core and the stator winding.
Электрическая машина, позволяющая осуществить указанный способ газового охлаждения, описана в изобретении по Патенту US 6538351 "Вращающаяся машина с охладителями в вентиляционных каналах" фирмы Hitachi, Ltd. (дополнительная информация об электрической машине по указанному изобретению раскрыта в статье авторов: Kenichi Hattori, Kazumasa Ide, Kenji Kobashi, and Takashi Watanabe Cigre-2002. Air-cooled Large Turbine Generator with Inner Cooler Ventilation System (Japan)).An electric machine capable of carrying out this gas cooling method is described in the invention of US Pat. No. 6,538,351 to "Rotating Machine with Coolers in Ventilation Ducts" of Hitachi, Ltd. (Additional information about the electric machine according to the invention is disclosed in an article by Kenichi Hattori, Kazumasa Ide, Kenji Kobashi, and Takashi Watanabe Cigre-2002. Air-cooled Large Turbine Generator with Inner Cooler Ventilation System (Japan)).
Известная электрическая машина включает корпус с размещенными в нем последовательно основными и дополнительными охладителями, сердечник статора, выполненный с радиальными вентиляционными каналами, ротор, установленный в статоре с зазором и имеющий каналы с входом и выходом на разных радиусах вращения ротора, а также вентиляторы, размещенные с обеих сторон бочки ротора.A well-known electric machine includes a casing with main and additional coolers placed in it in series, a stator core made with radial ventilation channels, a rotor installed in the stator with a gap and having channels with input and output at different radii of rotation of the rotor, as well as fans placed with both sides of the rotor barrel.
Газовое охлаждение в такой машине обеспечивается за счет организации между основными узлами машины камер, обеспечивающих заданное способом направление движения газовых потоков.Gas cooling in such a machine is ensured by arranging chambers between the main components of the machine, which ensure the direction of movement of gas flows in a given way.
Первая камера организована в зонах расположения лобовых частей обмотки статора и служит для сбора охлаждающего газа, поступающего из основных охладителей.The first chamber is organized in the areas of the frontal parts of the stator winding and serves to collect cooling gas from the main coolers.
Эта камера с одной стороны сообщается с вентиляторами, а с другой стороны - с дополнительными охладителями, воздушным зазором между статором и ротором и вентиляционными каналами ротора.This chamber on the one hand communicates with the fans, and on the other hand with additional coolers, an air gap between the stator and the rotor and the ventilation ducts of the rotor.
Вторая камера организована между дополнительными охладителями и средней частью сердечника статора и служит для подачи дополнительно охлажденного газа в среднюю часть сердечника статора.The second chamber is organized between additional coolers and the middle part of the stator core and serves to supply additionally cooled gas to the middle part of the stator core.
Третья камера организована между крайними частями сердечника статора и основными охладителями и служит для сбора подогретого газа.The third chamber is organized between the extreme parts of the stator core and the main coolers and serves to collect heated gas.
Радиальные вентиляционные каналы сердечника статора и каналы ротора сообщаются с одной стороны с воздушным зазором между статором и ротором. С другой стороны радиальные вентиляционные каналы средней части сердечника статора соединены через вторую камеру с дополнительными охладителями, которые через первую камеру последовательно соединены с основными охладителями, а радиальные каналы крайних частей сердечника статора соединены с третьей камерой.The radial ventilation ducts of the stator core and the rotor channels communicate on one side with an air gap between the stator and the rotor. On the other hand, the radial ventilation channels of the middle part of the stator core are connected through the second chamber to additional coolers, which are connected in series with the main coolers through the first chamber, and the radial channels of the extreme parts of the stator core are connected to the third chamber.
Известная система вентиляции электрической машины, включающая способ газового охлаждения электрической машины и электрическую машину, за счет введения дополнительного охлаждения позволяет снизить температуру охлаждающего газа, поступающего в среднюю часть сердечника статора на величину подогрева газа, обусловленного вентиляционными потерями, потерями в меди лобовых частей обмотки статора и на трение бандажей ротора о газ. В результате чего снижается уровень температур обмотки и активной стали в наиболее напряженной в тепловом отношении средней части сердечника статора.The known ventilation system of an electric machine, including a method of gas cooling of an electric machine and an electric machine, by introducing additional cooling, reduces the temperature of the cooling gas entering the middle part of the stator core by the amount of gas heating caused by ventilation losses, losses in the copper of the frontal parts of the stator winding and the friction of the rotor bandages on gas. As a result, the temperature level of the winding and active steel in the most heat-stressed middle part of the stator core decreases.
Недостатком данной системы вентиляции является встречное действие двух источников давления в воздушном зазоре - вентилятора и каналов ротора в средней части машины. Следствием этого является снижение расхода охлаждающего газа через среднюю часть сердечника статора.The disadvantage of this ventilation system is the counter action of two pressure sources in the air gap - the fan and the rotor channels in the middle of the machine. The consequence of this is a decrease in the flow of cooling gas through the middle part of the stator core.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая группа изобретений, является увеличение интенсивности охлаждения обмотки и активной стали сердечника статора в средней его части за счет применения специальных каналов.The task to which the claimed group of inventions is directed is to increase the cooling intensity of the winding and active steel of the stator core in its middle part through the use of special channels.
Указанная задача решается за счет того, что в заявляемом способе газового охлаждения электрической машины с замкнутым циклом нагнетательной вентиляции, в котором в качестве напорных элементов используют вентиляторы и вентиляционные каналы ротора с входами и выходами, расположенными на разных радиусах вращения ротора, а в качестве вентиляционных каналов сердечника статора используют радиальные каналы в крайних его частях, а в средней его части - каналы, входы и выходы которых находятся на наружной поверхности сердечника статора, охлаждающий газ от охладителей посредством вентиляторов подают в камеру сбора охлаждающего газа, которую конструктивно размещают в зонах расположения лобовых частей обмотки статора.This problem is solved due to the fact that in the inventive method of gas cooling of an electric machine with a closed discharge ventilation cycle, in which fans and ventilation ducts of the rotor with inputs and outputs located at different radii of rotation of the rotor are used as pressure elements, and as ventilation ducts stator core use radial channels in its extreme parts, and in its middle part - channels whose inputs and outputs are on the outer surface of the stator core, cooling The flue gas from the coolers is fed through fans to the cooling gas collection chamber, which is structurally placed in the areas of the frontal parts of the stator winding.
Из этой камеры охлаждающий газ тремя потоками направляют на охлаждение электрической машины.From this chamber, the cooling gas is sent in three streams to cool an electric machine.
При этом первый поток охлаждающего газа направляют в воздушный зазор между статором и ротором.In this case, the first flow of cooling gas is directed into the air gap between the stator and the rotor.
Второй поток охлаждающего газа направляют в вентиляционные каналы ротора, из которых он поступает в воздушный зазор.The second flow of cooling gas is directed into the ventilation ducts of the rotor, from which it enters the air gap.
Третий поток охлаждающего газа перед подачей в среднюю часть сердечника статора дополнительно охлаждают, используя для этого дополнительный канал, организованный непосредственно в охладителях. Третий поток газа подают в камеру сбора дополнительно охлажденного газа, откуда он поступает на охлаждение средней части сердечника статора со стороны его наружной поверхности. При этом в средней части сердечника статора третий поток охлаждающего газа проходит по вентиляционным каналам, имеющим выход также как и вход со стороны наружной поверхности сердечника статора. За счет использования таких каналов становится возможным подогретый в этих каналах газ направить в камеру сбора подогретого газа, расположенную со стороны наружной поверхности сердечника статора.The third stream of cooling gas is further cooled before being fed to the middle part of the stator core, using an additional channel organized directly in the coolers. The third gas stream is fed into the collection chamber for additionally cooled gas, from where it enters for cooling the middle part of the stator core from the side of its outer surface. At the same time, in the middle part of the stator core, a third flow of cooling gas passes through ventilation ducts having an outlet as well as an entrance from the side of the outer surface of the stator core. Due to the use of such channels, it becomes possible to direct the gas heated in these channels into the heated gas collection chamber located on the outer surface of the stator core.
Таким образом, удается изолировать третий поток газа от потока газа, поступающего в воздушный зазор между статором и ротором из каналов ротора.Thus, it is possible to isolate the third gas stream from the gas stream entering the air gap between the stator and the rotor from the rotor channels.
В камеру сбора подогретого газа по радиальным каналам крайних частей сердечника статора отводят смешанные в воздушном зазоре между статором и ротором первые два потока газа.The first two gas flows mixed in the air gap between the stator and the rotor are diverted to the heated gas collection chamber through the radial channels of the extreme parts of the stator core.
В камере сбора подогретого газа все три потока смешиваются и далее их подают на вход охладителей.In the heated gas collection chamber, all three streams are mixed and then they are fed to the inlet of the coolers.
Новым в заявляемом способе является то, что прохождение третьего потока газа обеспечивают внутри средней части сердечника статора при помощи вентиляционных каналов, с выходов которых посредством, например, газосборных воздуховодов, подогретый в этих каналах газ отводят со стороны наружной поверхности сердечника статора в камеру сбора подогретого газа, расположенную также со стороны наружной поверхности сердечника статора.New in the claimed method is that the passage of the third gas stream is provided inside the middle part of the stator core using ventilation channels, from the outputs of which, for example, gas collection ducts, the gas heated in these channels is removed from the outer surface of the stator core to the heated gas collection chamber also located on the outer surface of the stator core.
Предложенный способ охлаждения электрической машины позволяет снизить уровень температур обмотки и активной стали статора в средней части сердечника статора (наиболее напряженной в тепловом отношении) за счет исключения связи по газовым потокам этой зоны с воздушным зазором между статором и ротором.The proposed method of cooling an electric machine makes it possible to reduce the temperature level of the stator winding and active steel in the middle part of the stator core (the most heat-stressed) due to the elimination of the connection between the stator and the rotor through the gas flows of this zone.
Известен признак способа, согласно которому третий поток охлаждающего газа сразу после охладителей направляют в вентиляционные каналы средней части сердечника статора и отводят, подогретый в этих каналах газ, также с наружной стороны сердечника статора (см. статью "Type-tested air-cooled turbo-generator in the 500 MVA range" R.Joho, J.Baumgartner, T.Hinkel, C.E.Stephan, M.Jung Cigre-2000).A feature of the method is known, according to which the third stream of cooling gas immediately after the coolers is directed into the ventilation channels of the middle part of the stator core and the gas heated in these channels is removed also from the outside of the stator core (see the article "Type-tested air-cooled turbo-generator in the 500 MVA range "R. Joho, J. Baumgartner, T. Hinkel, CEStephan, M.Jung Cigre-2000).
В этом решении через вентиляционные каналы средней части сердечника статора помимо третьего потока газа, поступающего из охладителей, циркулирует поток газа из воздушного зазора между статором и ротором, подогретый потерями в обмотке ротора и воздушном зазоре. Из-за чередования специальных и радиальных каналов существенно снижается интенсивность охлаждения указанной части сердечника статора.In this solution, in addition to the third gas stream coming from the coolers, through the ventilation channels of the middle part of the stator core, a gas stream circulates from the air gap between the stator and the rotor, heated by losses in the rotor winding and the air gap. Due to the alternation of special and radial channels, the cooling rate of the indicated part of the stator core is significantly reduced.
Способ газового охлаждения электрической машины с замкнутым циклом нагнетательной вентиляции, в котором третий поток охлаждающего газа из зоны расположения лобовых частей обмотки статора направляют на дополнительное охлаждение и далее в вентиляционные каналы средней части сердечника статора со стороны его наружной поверхности, из которых его отводят также со стороны наружной поверхности сердечника статора, не выявлен в существующем уровне техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого способа условию патентоспособности "изобретательский уровень".A method of gas cooling of an electric machine with a closed injection cycle, in which a third stream of cooling gas from the area of the frontal parts of the stator winding is directed to additional cooling and then to the ventilation ducts of the middle part of the stator core from the side of its outer surface, from which it is also diverted from the side the outer surface of the stator core, is not identified in the existing level of technology, which allows us to conclude that the proposed method meets the patent condition Nosta "inventive step".
Электрическая машина, позволяющая осуществить указанный способ газового охлаждения, включает корпус, в котором расположены охладители, оборудованные каналом дополнительного охлаждения третьего потока газа, сердечник статора, выполненный с вентиляционными каналами двух типов: радиальными и каналами, имеющими вход и выход на наружной поверхности сердечника статора; ротор, установленный в статоре с зазором и имеющий каналы с входом и выходом на разных радиусах вращения ротора; вентиляторы, установленные на валу с обеих сторон бочки ротора, и несколько камер для обеспечения газового охлаждения по указанному способу.An electric machine that allows the gas cooling method to be carried out includes a housing in which coolers are located, equipped with a channel for additional cooling of the third gas stream, a stator core made with two types of ventilation channels: radial and channels having an input and an output on the outer surface of the stator core; a rotor installed in the stator with a gap and having channels with input and output at different radii of rotation of the rotor; fans mounted on the shaft on both sides of the rotor barrel, and several chambers for gas cooling according to the specified method.
Первая камера размещена в зонах расположения лобовых частей обмоток статора и сообщается с одной стороны с вентиляторами, с другой стороны:The first chamber is located in the areas of the frontal parts of the stator windings and communicates on the one hand with the fans, on the other hand:
- с входом в канал дополнительного охлаждения, выполненный в охладителях,- with the entrance to the channel for additional cooling, made in coolers,
- с воздушным зазором между статором и ротором,- with an air gap between the stator and the rotor,
- с вентиляционными каналами ротора.- with ventilation ducts of the rotor.
Вторая камера размещена между средней частью сердечника статора и каналом дополнительного охлаждения газа, организованного в охладителях.The second chamber is located between the middle part of the stator core and the channel for additional gas cooling, organized in coolers.
Третья камера размещена между крайними частями сердечника статора и охладителями.The third chamber is located between the extreme parts of the stator core and coolers.
Вентиляционные каналы ротора сообщаются с одной стороны с первой камерой, а с другой стороны - с воздушным зазором.The ventilation ducts of the rotor communicate on the one hand with the first chamber, and on the other hand with an air gap.
Канал дополнительного охлаждения размещен в охладителях, причем он сообщается с одной стороны с первой камерой, а с другой стороны - со второй камерой, которая в свою очередь сообщается с вентиляционными каналами средней части сердечника статора.The additional cooling channel is located in the coolers, and it communicates on the one hand with the first chamber, and on the other hand with the second chamber, which in turn communicates with the ventilation channels of the middle part of the stator core.
С другой стороны эти каналы сообщаются посредством газосборных воздуховодов с третьей камерой, расположенной между охладителями и крайними частями сердечника статора.On the other hand, these channels communicate via gas collection ducts with a third chamber located between the coolers and the extreme parts of the stator core.
Радиальные вентиляционные каналы крайних частей сердечника статора сообщаются с одной стороны с воздушным зазором между статором и ротором, а с другой стороны - с третьей камерой, расположенной между охладителями и крайними частями сердечника статора.The radial ventilation ducts of the extreme parts of the stator core communicate with, on the one hand, the air gap between the stator and the rotor, and on the other hand, with a third chamber located between the coolers and the extreme parts of the stator core.
При таком конструктивном решении электрической машины исключена связь газового потока, протекающего через среднюю часть сердечника статора под действием давления, создаваемого вентиляторами, с потоком газа, протекающим через каналы ротора под действием давления, создаваемого этими каналами.With such a constructive solution of the electric machine, the gas flow flowing through the middle part of the stator core under the pressure generated by the fans with the gas flow flowing through the rotor channels under the pressure created by these channels is excluded.
Новым в заявляемом устройстве является:New in the claimed device is:
- выполнение устройства дополнительного охлаждения в виде дополнительного канала охлаждения, размещенного в охладителях;- the implementation of the additional cooling device in the form of an additional cooling channel, placed in coolers;
- использование в средней части сердечника статора вентиляционных каналов, имеющих входы и выходы, расположенные со стороны наружной поверхности сердечника статора;- use in the middle part of the stator core of ventilation channels having inputs and outputs located on the side of the outer surface of the stator core;
- введение в конструкцию газосборных воздуховодов, обеспечивающих сбор подогретого газа из каналов средней части сердечника статора и транспортировку его в третью камеру.- introduction to the design of gas collection ducts, ensuring the collection of heated gas from the channels of the middle part of the stator core and its transportation to the third chamber.
Использование в средней части сердечника статора вентиляционных каналов, имеющих входы и выходы, расположенные со стороны наружной поверхности сердечника статора, известно из решения, описанного в вышеуказанной статье "Type-tested air-cooled turbo-generator in the 500 MVA range". Однако решить задачу, поставленную в предлагаемом изобретении, возможно лишь, если использовать этот признак в совокупности с другими признаками, а именно: с выполнением дополнительного канала охлаждения, размещенного в охладителях, и выполнением газосборных воздуховодов, размещенных со стороны наружной поверхности сердечника статора. Вышесказанное позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого устройства условию патентоспособности "изобретательский уровень".The use of ventilation ducts having inputs and outputs located on the outer surface of the stator core in the middle part of the stator core is known from the solution described in the above article "Type-tested air-cooled turbo-generator in the 500 MVA range". However, to solve the problem posed in the present invention, it is only possible if this feature is used in conjunction with other features, namely, with the implementation of an additional cooling channel located in the coolers and gas-collecting ducts located on the side of the outer surface of the stator core. The above allows us to conclude that the inventive device meets the patentability condition "inventive step".
Предлагаемое техническое решение поясняется чертежом, где изображена электрическая машина, в которой использовано газовое охлаждение с замкнутым циклом нагнетательной вентиляции.The proposed technical solution is illustrated by the drawing, which shows an electric machine that uses gas cooling with a closed discharge ventilation cycle.
Электрическая машина включает корпус 1, размещенные в нем статор 2, имеющий сердечник с радиальными вентиляционными каналами 3 и каналами 4, имеющими вход и выход на наружной поверхности сердечника статора 2, ротор 5, имеющий вентиляционные каналы 6 и установленный в статоре 2 с воздушным зазором 7, охладители 8, имеющие канал дополнительного охлаждения 9, а также вентиляторы 10, установленные с обеих сторон бочки ротора 5.The electric machine includes a housing 1, a stator 2 located therein, having a core with radial ventilation channels 3 and channels 4 having an input and an output on the outer surface of the stator core 2, a rotor 5 having ventilation channels 6 and installed in the stator 2 with an air gap 7 , coolers 8 having an additional cooling channel 9, as well as fans 10 mounted on both sides of the barrel of the rotor 5.
Газовое охлаждение электрической машины обеспечивается за счет организации трех камер: первой камеры 11, размещенной в зонах расположения лобовых частей обмотки статора 2, второй камеры 12, размещенной между средней частью сердечника статора 2 и каналом дополнительного охлаждения 9, и третьей камеры 13, размещенной между крайними частями сердечника статора 2 и охладителями 8.Gas cooling of the electric machine is ensured by the organization of three chambers: the first chamber 11, located in the areas of the frontal parts of the stator winding 2, the second chamber 12, located between the middle part of the stator core 2 and the additional cooling channel 9, and the third chamber 13, located between the extreme parts of the stator core 2 and coolers 8.
Радиальные каналы 3 крайних частей сердечника статора 2 сообщаются с одной стороны с воздушным зазором 7, с другой стороны - с камерой 13. Каналы 4 в средней части сердечника статора 2 с одной стороны сообщаются с камерой 12, с другой стороны при помощи газосборных воздуховодов 14 сообщаются с камерой 13.The radial channels 3 of the extreme parts of the core of the stator 2 communicate on one side with an air gap 7, on the other hand, with the chamber 13. The channels 4 in the middle part of the core of the stator 2 communicate with the camera 12 on the one hand, and communicate with gas collection ducts 14 with camera 13.
Заявляемый способ осуществляется следующим образом.The inventive method is as follows.
Поток газа от охладителей 8 подают посредством вентиляторов 10 в камеру 11.The gas stream from the coolers 8 is fed through the fans 10 into the chamber 11.
Из камеры 11 первый поток охлаждающего газа подают в воздушный зазор 7, второй поток охлаждающего газа - в каналы 6 ротора 5, из которых второй поток газа направляется в воздушный зазор 7.From the chamber 11, the first flow of cooling gas is fed into the air gap 7, the second flow of cooling gas is fed into the channels 6 of the rotor 5, from which the second gas flow is directed into the air gap 7.
Третий поток охлаждающего газа из камеры 11 подают через канал дополнительного охлаждения 9, организованный в охладителях 8, в камеру 12, из которой этот поток газа направляется в каналы 4, входящие в среднюю часть сердечника статора 2, откуда по газосборным воздуховодам 14 он поступает в камеру 13. В воздушном зазоре 7 первый и второй потоки подогретого газа смешиваются, и их отводят через радиальные каналы 3, входящие в крайние части сердечника статора, в камеру 13.The third stream of cooling gas from the chamber 11 is fed through an additional cooling channel 9, organized in coolers 8, into the chamber 12, from which this gas stream is directed to the channels 4, which are included in the middle part of the stator core 2, from where it enters the chamber through the gas collection ducts 14 13. In the air gap 7, the first and second streams of heated gas are mixed, and they are diverted through the radial channels 3 included in the extreme parts of the stator core into the chamber 13.
Все три газовых потока смешиваются в камере 13, после чего их подают на основное охлаждение в охладители 8.All three gas flows are mixed in the chamber 13, after which they are fed to the main cooling in coolers 8.
Таким образом, указанное техническое решение может быть осуществлено в совокупности заявленных признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию патентоспособности "промышленная применимость".Thus, the specified technical solution can be implemented in the totality of the claimed features, which allows us to conclude that the claimed invention meets the patentability condition "industrial applicability".
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004139164/09A RU2282927C1 (en) | 2004-12-31 | 2004-12-31 | Method for gas cooling of electric machine and an electric machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004139164/09A RU2282927C1 (en) | 2004-12-31 | 2004-12-31 | Method for gas cooling of electric machine and an electric machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004139164A RU2004139164A (en) | 2006-06-10 |
| RU2282927C1 true RU2282927C1 (en) | 2006-08-27 |
Family
ID=36712700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004139164/09A RU2282927C1 (en) | 2004-12-31 | 2004-12-31 | Method for gas cooling of electric machine and an electric machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2282927C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2358371C1 (en) * | 2008-07-09 | 2009-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Центртехкомплект" | Method of air cooling sectioned inverter-fed induction motor and sectioned inverter-fed induction motor equipped with air cooling system |
| RU2800043C1 (en) * | 2022-12-20 | 2023-07-17 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет транспорта" (ФГАОУ ВО РУТ (МИИТ), РУТ (МИИТ) | Traction motor |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1598057A1 (en) * | 1989-05-29 | 1990-10-07 | Ленинградское Производственное Электромашиностроительное Объединение "Электросила" Им.С.М.Кирова | Gas-cooled electric machine |
| RU2047257C1 (en) * | 1992-02-19 | 1995-10-27 | Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт тяжелого электромашиностроения Харьковского завода "Электротяжмаш" им.В.И.Ленина | Electrical machine stator |
| RU2095916C1 (en) * | 1996-03-22 | 1997-11-10 | Владимир Григорьевич Шалаев | Ventilation system for electric motor |
| EP1122865A1 (en) * | 2000-02-02 | 2001-08-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Rotating electrical machine, rotating electrical machine arrangement as well as procedure for the operation of an electrical rotary machine |
| US6538351B2 (en) * | 1998-11-25 | 2003-03-25 | Hitachi, Ltd. | Rotating machine with plural coolers in plural ventilation passages |
-
2004
- 2004-12-31 RU RU2004139164/09A patent/RU2282927C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1598057A1 (en) * | 1989-05-29 | 1990-10-07 | Ленинградское Производственное Электромашиностроительное Объединение "Электросила" Им.С.М.Кирова | Gas-cooled electric machine |
| RU2047257C1 (en) * | 1992-02-19 | 1995-10-27 | Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт тяжелого электромашиностроения Харьковского завода "Электротяжмаш" им.В.И.Ленина | Electrical machine stator |
| RU2095916C1 (en) * | 1996-03-22 | 1997-11-10 | Владимир Григорьевич Шалаев | Ventilation system for electric motor |
| US6538351B2 (en) * | 1998-11-25 | 2003-03-25 | Hitachi, Ltd. | Rotating machine with plural coolers in plural ventilation passages |
| EP1122865A1 (en) * | 2000-02-02 | 2001-08-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Rotating electrical machine, rotating electrical machine arrangement as well as procedure for the operation of an electrical rotary machine |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2358371C1 (en) * | 2008-07-09 | 2009-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Центртехкомплект" | Method of air cooling sectioned inverter-fed induction motor and sectioned inverter-fed induction motor equipped with air cooling system |
| RU2800043C1 (en) * | 2022-12-20 | 2023-07-17 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет транспорта" (ФГАОУ ВО РУТ (МИИТ), РУТ (МИИТ) | Traction motor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004139164A (en) | 2006-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2332579C2 (en) | Turbine air cooling circuit heat exchanger | |
| US6943469B2 (en) | Supplemented zonal ventilation system for electric generator | |
| JP6671858B2 (en) | Electric motor driven compressor with bidirectional coolant passage | |
| US5652469A (en) | Reverse flow ventilation system with stator core center discharge duct and/or end region cooling system | |
| RU2298276C2 (en) | Superconducting synchronous machine with narrowing air gap between rotor and stator, method for its cooling and method for forming of gap | |
| US4051400A (en) | End gas gap baffle structure for reverse flow cooled dynamoelectric machine | |
| HUP9801901A2 (en) | Turbogenerator | |
| JPH09119320A (en) | Integral type power converter cooling system using turbine intake | |
| US7294943B2 (en) | Electric rotating machine | |
| RU2291545C2 (en) | Cooling system for dynamoelectric machine rotor | |
| US7071586B2 (en) | Dynamo-electric machine | |
| RU2410818C1 (en) | Electric machine with system of air cooling | |
| RU2282927C1 (en) | Method for gas cooling of electric machine and an electric machine | |
| RU2258295C2 (en) | Electrical machine gas cooling method and electrical machine | |
| CN1044018A (en) | Bore pack exciter cooling system | |
| US6914355B2 (en) | Common radial plane motor cooling | |
| JP2018532936A (en) | Method for cooling a compressor or vacuum pump and compressor or vacuum pump applied to such a method | |
| RU2309512C1 (en) | Method for cooling an electric machine and an electric machine | |
| RU2438224C1 (en) | Electrical machine ventilation system | |
| RU2267214C2 (en) | Method for gas cooling of electric machine and electric machine with gas cooling | |
| RU2003113260A (en) | METHOD OF GAS COOLING OF ELECTRIC MACHINE AND ELECTRIC MACHINE | |
| RU2226027C2 (en) | Water-and-air cooled electrical machine | |
| CA1301819C (en) | Shroud for dynamoelectric machine | |
| RU2524160C1 (en) | Method for gas cooling of electrical machine, and electrical machine | |
| RU2231195C1 (en) | Cooling system of electric machine |