RU2449451C1 - Система вентиляции ротора электрической машины - Google Patents
Система вентиляции ротора электрической машины Download PDFInfo
- Publication number
- RU2449451C1 RU2449451C1 RU2011112457/07A RU2011112457A RU2449451C1 RU 2449451 C1 RU2449451 C1 RU 2449451C1 RU 2011112457/07 A RU2011112457/07 A RU 2011112457/07A RU 2011112457 A RU2011112457 A RU 2011112457A RU 2449451 C1 RU2449451 C1 RU 2449451C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- coils
- shell
- cooling
- zones
- Prior art date
Links
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 title claims description 25
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 11
- 239000011295 pitch Substances 0.000 abstract 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
- H02K3/50—Fastening of winding heads, equalising connectors, or connections thereto
- H02K3/51—Fastening of winding heads, equalising connectors, or connections thereto applicable to rotors only
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
- H02K3/24—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors with channels or ducts for cooling medium between the conductors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/32—Rotating parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
- Windings For Motors And Generators (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники и касается вентиляции лобовых частей обмотки ротора крупной электрической машины, в частности турбогенератора с воздушным охлаждением. Согласно изобретению ротор содержит оболочку (1), охватывающую вал (2) с образованием пространства (3) для подачи охлаждающего потока в ротор. Между катушками (4) в лобовой части обмотки размещены продольные распорки (5) с U-образными вентиляционными каналами (6) для охлаждения катушек (4). В пространстве (7) между оболочкой (1) и нижними витками катушек (4) лобовой части обмотки напротив зубцов (8) ротора установлены продольные перегородки (9) с шагом в одно пазовое деление ротора. Перегородки (9) разделяют пространство (7) на зоны впуска (10) охлаждающего потока в вентиляционные каналы (6) и зоны выпуска (11) охлаждающего потока из вентиляционных каналов (6). В зонах впуска (10) в оболочке (1) выполнены радиальные каналы (12) с шагом в два пазовых деления ротора. Технический результат, достигаемый настоящим изобретение, состоит в увеличении мощности электрической машины за счет увеличения плотности тока в обмотке ротора благодаря повышению эффективности охлаждения лобовой части обмотки ротора. 2 ил.
Description
Техническое решение относится к области электромашиностроения и касается вентиляции лобовых частей обмотки ротора крупной электрической машины, в частности турбогенератора с воздушным охлаждением.
В роторе электрической машины [1] охлаждающий поток проходит вдоль вала в пространство под цилиндрической оболочкой, и через радиальные каналы оболочки, выполненные в области перегиба катушек, поступает в лобовую часть обмотки. Установленные между катушками радиальные распорки образуют протяженные зигзагообразные вентиляционные каналы вдоль боковых поверхностей катушек.
За прототип принята система вентиляции ротора электрической машины [2] с размещенными под лобовыми частями катушками обмотки и охватывающей вал оболочкой. Через пространство между оболочкой и валом охлаждающий поток поступает в пазовую часть ротора, через пространство над оболочкой - к лобовым частям обмотки ротора. Между боковыми поверхностями соседних катушек установлены радиальные распорки. В пространстве между оболочкой и нижними витками катушек с помощью продольных перегородок организованы зоны впуска и выпуска охлаждающего потока, сообщающиеся с протяженными вентиляционными каналами, выполненными в проводниках обмотки. Отвод охлаждающего потока от лобовых частей обмотки осуществлен в сторону бочки ротора.
Общим недостатком известных систем вентиляции ротора является то, что охлаждающий поток проходит вдоль катушек лобовых частей обмотки по длинным вентиляционным каналам малого сечения. Такие каналы обладают большим аэродинамическим сопротивлением и невысокой пропускной способностью. В этой связи известные системы вентиляции ротора оказываются неэффективны в применении к машинам большой мощности.
Задачей заявляемого решения является повышение эффективности охлаждения лобовой части обмотки ротора.
Технический результат заключается в увеличении единичной мощности электрической машины.
Поставленная задача решается тем, что в известной системе вентиляции ротора электрической машины, содержащей размещенную под лобовыми частями катушек обмотки оболочку, пространство между оболочкой и валом для подачи охлаждающего потока в ротор, радиальные распорки между боковыми поверхностями соседних катушек, вентиляционные каналы для охлаждения лобовых частей катушек, пространство между оболочкой и нижними витками лобовых частей катушек, разделенное установленными в нем продольными перегородками на зоны впуска охлаждающего потока в вентиляционные каналы и зоны выпуска охлаждающего потока из вентиляционных каналов, упомянутые продольные перегородки установлены напротив зубцов ротора с шагом в одно пазовое деление ротора, в оболочке в зонах впуска охлаждающего потока в вентиляционные каналы выполнены радиальные каналы с шагом в два пазовых деления ротора, при этом вентиляционные каналы выполнены в радиальных распорках и имеют U-образную форму.
Из уровня техники не выявлено:
- размещение продольных перегородок напротив зубцов ротора с шагом в одно пазовое деление ротора;
- выполнение радиальных каналов в оболочке с шагом в два пазовых деления ротора.
Изобретение поясняется чертежами, где на фигуре 1 представлен фрагмент поперечного сечения лобовой части ротора электрической машины, на фигуре 2 - вариант размещения продольных перегородок.
Ротор электрической машины, например турбогенератора, содержит оболочку 1 (см. фиг.1), охватывающую вал 2 с образованием пространства 3 для подачи охлаждающего потока в ротор. Между катушками 4 в лобовой части обмотки размещены продольные распорки 5 с U-образными вентиляционными каналами 6 для охлаждения катушек 4. В пространстве 7 между оболочкой 1 и нижними витками катушек 4 лобовой части обмотки напротив зубцов 8 ротора (фиг.2) установлены продольные перегородки 9 с шагом в одно пазовое деление ротора (τ). Перегородки 9 разделяют пространство 7 на зоны впуска 10 охлаждающего потока в вентиляционные каналы 6 и зоны выпуска 11 охлаждающего потока из вентиляционных каналов 6. В зонах впуска 10 в оболочке 1 выполнены радиальные каналы 12 с шагом в два пазовых деления ротора (2τ). Перегородки 9 могут быть размещены на оболочке 1 вдоль всей области установки распорок 5 до кольцевой перегородки 13. На чертежах движение охлаждающего потока обозначено стрелками.
Охлаждающий поток проходит в ротор под оболочкой 1 вдоль вала 2, часть его поступает на охлаждение лобовых частей катушек. Через радиальные каналы 12 в оболочке 1 поток попадает в зоны впуска 10, проходит по вентиляционным каналам 6, охлаждая лобовые части катушек, и выходит в зоны выпуска 11. Короткие U-образные каналы 6 обладают сравнительно небольшим аэродинамическим сопротивлением и повышенной пропускной способностью. Через них проходит больший охлаждающий поток, и эффективность охлаждения ротора электрической машины увеличивается. Выход потока из зон выпуска 11 может быть организован как в сторону торцевого закрытия лобовых частей катушки (например, установкой перегородки 13), так и в сторону пазовой части ротора.
Технические преимущества заявленной системы вентиляции заключаются в возможности повышения плотности тока в обмотке и, соответственно, увеличения мощности машины.
Источники информации
1. Патент DE 3700508, фирма Siemens, H02K 9/12, приоритет 09.01.1987, опубликован 21.07.1988.
2. Патент US 3005119, фирма General Electric, H02K, приоритет 05.08.1960, опубликован 17.10.1961.
3. Патент DE 1613196, H02K, приоритет от 23.01.1967, опубликован 21.01.1971.
4. Патент DE 4021861, фирма Siemens, H02K 9/00, приоритет от 09.07.1990, опубликован 16.01.1992.
5. Патент EP 1841042, фирма Hitachi, H02K 3/24, H02K 3/51, приоритет 27.03.2006, опубликован 03.10.2007.
6. Патент EP 1171938, фирма General Electric, H02K 1/32, приоритет 09.02.2000, опубликован 16.08.2001.
7. Патент EP 160887, фирма Kraftwerk Union AG - Siemens, H02K 9/12, приоритет 08.05.1984, опубликован 13.11.1985.
8. Патент US 6346754, фирма Hitachi, H02K 3/24, H02K 3/26, приоритет 26.05.2000, опубликован 12.02.2002.
9. Патент US 6087745, фирма Siemens, H02K 3/24, приоритет 19.10.1998, опубликован 11.07.2000.
10. Патент JP 52027504, фирма Hitachi, H02K 1/32, H02K 9/06, приоритет от 27.08.1975, опубликован 01.03.1977.
11. Патент EP 1850458, фирма Toshiba, H02K 3/24, H02K 9/08, приоритет от 28.04.2006, опубликован 15.11.2007.
Claims (1)
- Система вентиляции ротора электрической машины, содержащая размещенную под лобовыми частями катушек обмотки оболочку, пространство между оболочкой и валом для подачи охлаждающего потока в ротор, радиальные распорки между боковыми поверхностями соседних катушек, вентиляционные каналы для охлаждения лобовых частей катушек, пространство между оболочкой и нижними витками лобовых частей катушек, разделенное установленными в нем продольными перегородками на зоны впуска охлаждающего потока в вентиляционные каналы и зоны выпуска охлаждающего потока из вентиляционных каналов, отличающаяся тем, что продольные перегородки установлены напротив зубцов ротора с шагом в одно пазовое деление ротора, в оболочке в зонах впуска охлаждающего потока в вентиляционные каналы выполнены радиальные каналы с шагом в два пазовых деления ротора, при этом вентиляционные каналы выполнены в радиальных распорках и имеют U-образную форму.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011112457/07A RU2449451C1 (ru) | 2011-04-01 | 2011-04-01 | Система вентиляции ротора электрической машины |
| PCT/RU2011/000288 WO2012134328A1 (ru) | 2011-04-01 | 2011-04-29 | Система вентиляции ротора электрической машины |
| EP11862450.1A EP2696473B1 (en) | 2011-04-01 | 2011-04-29 | Ventilation system for a rotor of an electric machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011112457/07A RU2449451C1 (ru) | 2011-04-01 | 2011-04-01 | Система вентиляции ротора электрической машины |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2449451C1 true RU2449451C1 (ru) | 2012-04-27 |
Family
ID=46297682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011112457/07A RU2449451C1 (ru) | 2011-04-01 | 2011-04-01 | Система вентиляции ротора электрической машины |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2696473B1 (ru) |
| RU (1) | RU2449451C1 (ru) |
| WO (1) | WO2012134328A1 (ru) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104065186B (zh) * | 2014-06-13 | 2017-10-17 | 新疆金风科技股份有限公司 | 一种用于电机的定子、电机及其通风冷却方法 |
| EP4099546A4 (en) * | 2020-01-31 | 2023-10-18 | Weg Equipamentos Elétricos S/A | ROTOR AND ROTATING ELECTRIC MACHINE |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3005119A (en) * | 1960-08-05 | 1961-10-17 | Gen Electric | Ventilation of the end windings of large dynamoelectric machine rotors |
| DE1613196A1 (de) * | 1967-01-23 | 1971-01-21 | Licentia Gmbh | Elektromaschinenlaeufer,insbesondere Turbogeneratorinduktor,mit Laeuferwicklung,die uebereinanderliegende Leiter und Kuehlgas-Laengskanaele in Laengsnuten des Laeufers aufweist |
| DE3700508A1 (de) * | 1987-01-09 | 1988-07-21 | Siemens Ag | Einrichtung zur gaskuehlung des wickelkopfbereiches von rotorwicklungen dynamoelektrischer maschinen |
| DE4021861A1 (de) * | 1990-07-09 | 1992-01-16 | Siemens Ag | Gasgekuehlter laeufer einer elektromaschine mit erhoehter variabilitaet der kuehlwege durch multifunktionsleiter |
| RU2085004C1 (ru) * | 1992-02-28 | 1997-07-20 | Владимир Григорьевич Шалаев | Электрическая машина |
| RU2101836C1 (ru) * | 1996-03-22 | 1998-01-10 | Владимир Григорьевич Шалаев | Электрическая машина |
| US6204580B1 (en) * | 2000-02-09 | 2001-03-20 | General Electric Co. | Direct gas cooled rotor endwinding ventilation schemes for rotating machines with concentric coil rotors |
| RU2220491C2 (ru) * | 2000-11-30 | 2003-12-27 | Акционерное общество открытого типа "Электросила" | Система вентиляции электрической машины |
| RU89300U1 (ru) * | 2009-05-29 | 2009-11-27 | Закрытое Акционерное Общество "Нефтьстальконструкция" | Система вентиляции ротора электрической машины |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5227504B1 (ru) | 1971-04-24 | 1977-07-20 | ||
| DE3416943A1 (de) | 1984-05-08 | 1985-11-14 | Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim | Einrichtung zur forcierten rotorwicklungs-gaskuehlung dynamoelektrischer maschinen, insbesondere von turbogeneratoren |
| EP0894358B1 (de) * | 1996-04-17 | 1999-11-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Rotorwicklung für eine elektrische maschine |
| JP3707250B2 (ja) * | 1997-08-06 | 2005-10-19 | 富士電機システムズ株式会社 | 回転電気機械の円筒形回転子 |
| JP2000350412A (ja) | 1999-06-02 | 2000-12-15 | Hitachi Ltd | 回転電機 |
| RU2246786C1 (ru) * | 2003-07-09 | 2005-02-20 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Ленинградский электромашиностроительный завод" (ЗАО "НПО"ЛЭЗ") | Система охлаждения статора электрической машины |
| US6844637B1 (en) * | 2003-08-13 | 2005-01-18 | Curtiss-Wright Electro-Mechanical Corporation | Rotor assembly end turn cooling system and method |
| JP4682893B2 (ja) * | 2006-03-27 | 2011-05-11 | 株式会社日立製作所 | 回転電機の回転子 |
| JP5016843B2 (ja) | 2006-04-28 | 2012-09-05 | 株式会社東芝 | 回転電機の回転子 |
-
2011
- 2011-04-01 RU RU2011112457/07A patent/RU2449451C1/ru active IP Right Revival
- 2011-04-29 EP EP11862450.1A patent/EP2696473B1/en not_active Not-in-force
- 2011-04-29 WO PCT/RU2011/000288 patent/WO2012134328A1/ru not_active Ceased
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3005119A (en) * | 1960-08-05 | 1961-10-17 | Gen Electric | Ventilation of the end windings of large dynamoelectric machine rotors |
| DE1613196A1 (de) * | 1967-01-23 | 1971-01-21 | Licentia Gmbh | Elektromaschinenlaeufer,insbesondere Turbogeneratorinduktor,mit Laeuferwicklung,die uebereinanderliegende Leiter und Kuehlgas-Laengskanaele in Laengsnuten des Laeufers aufweist |
| DE3700508A1 (de) * | 1987-01-09 | 1988-07-21 | Siemens Ag | Einrichtung zur gaskuehlung des wickelkopfbereiches von rotorwicklungen dynamoelektrischer maschinen |
| DE4021861A1 (de) * | 1990-07-09 | 1992-01-16 | Siemens Ag | Gasgekuehlter laeufer einer elektromaschine mit erhoehter variabilitaet der kuehlwege durch multifunktionsleiter |
| RU2085004C1 (ru) * | 1992-02-28 | 1997-07-20 | Владимир Григорьевич Шалаев | Электрическая машина |
| RU2101836C1 (ru) * | 1996-03-22 | 1998-01-10 | Владимир Григорьевич Шалаев | Электрическая машина |
| US6204580B1 (en) * | 2000-02-09 | 2001-03-20 | General Electric Co. | Direct gas cooled rotor endwinding ventilation schemes for rotating machines with concentric coil rotors |
| RU2220491C2 (ru) * | 2000-11-30 | 2003-12-27 | Акционерное общество открытого типа "Электросила" | Система вентиляции электрической машины |
| RU89300U1 (ru) * | 2009-05-29 | 2009-11-27 | Закрытое Акционерное Общество "Нефтьстальконструкция" | Система вентиляции ротора электрической машины |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2696473A4 (en) | 2014-03-05 |
| WO2012134328A1 (ru) | 2012-10-04 |
| EP2696473B1 (en) | 2015-10-28 |
| EP2696473A1 (en) | 2014-02-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2806537B1 (en) | Rotary electric generator stator, rotary electric generator comprising said stator, and wind turbine incorporating said rotary electric generator | |
| EP1850458A2 (en) | Dynamo-electric machine rotor | |
| EP3174180B1 (en) | Rotating electric machine | |
| RU2449451C1 (ru) | Система вентиляции ротора электрической машины | |
| JP5691759B2 (ja) | 分布巻き型回転電機 | |
| CN102290886B (zh) | 发电机，特别是用于风力涡轮机的发电机 | |
| CN107041164B (zh) | 车用交流发电机 | |
| CN114123591A (zh) | 电机 | |
| CN1387692A (zh) | 包括带有绕组的定子的电机 | |
| JP2010029060A (ja) | ダイナモ発電機械ロータ用の通気煙突の伝熱促進 | |
| CN103683663A (zh) | 旋转电机 | |
| CN107078604B (zh) | 车用交流发电机 | |
| CN108110954A (zh) | 一种正压型防爆发电机的冷却系统 | |
| US20100237723A1 (en) | System and method for thermal management in electrical machines | |
| DK2477311T3 (en) | Generator, especially for a wind turbine | |
| RU2438224C1 (ru) | Система вентиляции электрической машины | |
| RU2437195C1 (ru) | Система вентиляции электрической машины (варианты) | |
| CN118589720A (zh) | 定子机构及轴向磁通电机 | |
| US20120091722A1 (en) | Generator in particular for a wind turbine | |
| RU2284626C1 (ru) | Электрическая машина с газовым охлаждением | |
| BG66662B1 (bg) | Безчетков алтернатор с ротор с клюнообразни полюси | |
| RU2523444C1 (ru) | Узел осевого вентилятора электрической машины | |
| RU124853U1 (ru) | Электрическая машина | |
| JP2009183057A (ja) | 回転電機 | |
| RU89300U1 (ru) | Система вентиляции ротора электрической машины |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150402 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20160227 |
|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20170920 |