Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

DE2724421A1 - Kuehlanordnung fuer rotorwickelkoepfe von dynamoelektrischen maschinen - Google Patents

Kuehlanordnung fuer rotorwickelkoepfe von dynamoelektrischen maschinen

Info

Publication number
DE2724421A1
DE2724421A1 DE19772724421 DE2724421A DE2724421A1 DE 2724421 A1 DE2724421 A1 DE 2724421A1 DE 19772724421 DE19772724421 DE 19772724421 DE 2724421 A DE2724421 A DE 2724421A DE 2724421 A1 DE2724421 A1 DE 2724421A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rotor
channels
gas
shaft
cooling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19772724421
Other languages
English (en)
Inventor
William Lee Darby
Stephen John Molis
Robert Herman Monz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of DE2724421A1 publication Critical patent/DE2724421A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/10Arrangements for cooling or ventilating by gaseous cooling medium flowing in closed circuit, a part of which is external to the machine casing
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T408/00Cutting by use of rotating axially moving tool
    • Y10T408/03Processes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Description

Kühlanordnung für Rotorwickelköpfe von dynamoelektrischen Maschinen.
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf mit Rückwärtsströmung gekUhlte dynamoelektrische Maschinen und insbesondere auf eine Anordnung zum Kühlen der Wickelköpfe der Rotorwicklung derartiger Maschinen.
Grosse dynamoelektrische Maschinen, wie beispielsweise Turbinengeneratoren, werden mit einem Kühlgas, wie beispielsweise Wasserstoff, unter Druck gesetzt, das durch einen auf dem Rotor angebrachten Lüfter durch die Maschine gepumpt wird. Das Kühlgas wird durch den Lüfter durch KUhlkanale in einem geschichteten oder geblechten Statorkern und von dort in einen Gasspalt gepumpt, der durch das Innere des Statorkerns und die Rotoroberfläche gebildet wird. Das Kühlgas kann durch den Ro-
70985070992
_ Jf „ 272U21
lor an seiner ausseren Oberfläche aufgenommen werden, wie es in der US-Patentschrift 3 348 O81 beschrieben ist, und durch die Kühlkanale, die durch die Feldspulen innerhalb des Rotor gebildet sind, hindurchgepumpt werden, wie es in der US-PS 2 986 beschrieben ist.
Ein bestimmtes, in dynamoelektrischen Maschinen verwendetes Kühlsystem ist als eine RUckwärtsströmungskühlung bekannt, wie sie in der US-PS 3 739 208 beschrieben ist. In einem derartigen Rilckwa'rtsströmungs-KUhlsystem wird Kühlgas von dem Ende des Gasspaltes in den Lüfter hineingezogen und durch den Lüfter zu einem oder mehreren GaskUhlern gepumpt, die üblicherweise im oberen Abschnitt der Maschine angeordnet sind. Von den GaskUhlern wird die Strömung des KUhlgases aufgespalten, wobei ein Teil in das Innere des Endabschnittes des Rotors geleitet und der Rest in KUhlkanHle geführt wird, die innerhalb der Lamellen bzw. Bleche des Statorkernes angeordnet sind. Der Lüfter ist normalerweise auf einem LUfterring angebracht, der auf einer Welle des Rotors befestigt ist.
Das in das Rotorinnere geleitete Kühlgas wird durch Gasströmungskanäle hineingepumpt, die in der Rotorwelle ausgebildet sind und von dem LUfterring zu den Wickelköpfen der Rotorwicklung führen. Wenn der LUfterring auf die Welle aufgeschrumpft ist, können die Kanäle in axialer Richtung aus dem Schmiedestück des Rotors ausgebohrt werden. An dem einen Ende des Maschinenrotors befindet sich jedoch eine Kopplung, um den Rotor mit einer Antriebsturbine zu verbinden. Diese Kopplung hat einen Durchmesser, der viel zu gross ist, damit der LUfterring Über die Kopplung passt und auf die Welle aufgeschrumpft werden kann. Deshalb muss am Turbinenende des Rotors der LUfterring einstückig mit der Welle ausgebildet werden. Um die Gaskanffle auszubilden, durch die hindurch das Kühlgas zu den Wickelköpfen der Rotorwicklung gepumpt wird, muss der LUfterring durchbohrt werden. Jedoch stört die Turbinenkopplung das axiale Bohren der Kanäle.
70985070992
-X-
Derjenige Teil des Gases, der von den Gaskühlern zum Rotor geleitet wird, trifft auf den Lüfterring auf, wenn das Gas in die Kühlkanäle eintritt, die für die Leitung des Gases zu den Wickelköpfen der Rotorwicklung dienen. Unter normalen Betriebsbedingungen erteilt der umlaufende Lüfterring diesem Kühlgas eine tangentiale Geschwindigkeitskomponente, d.h. eine Komponente quer zur Bewegungsrichtung des Gases, wenn es sich dem LUfterring nähert. Wenn also longitudinaIe Gaskanäle, d.h. Kanäle, die parallel zur Rotorachse verlaufen, verwendet werden, treten wesentliche Druckverluste in der Gasströmung auf, da sich die Richtung dieser Kanäle von der Richtung unterscheidet, in der das Gas durch die erteilte Geschwindigkeit gedrückt wird.
Durch die vorliegende Erfindung werden die oben beschriebenen Probleme bei den bekannten Anordnungen vermieden und es wird eine Lösung vorgeschlagen, bei der die Rotorkaniile, durch die Kühlgas zu den Wickelköpfen der Rotorwicklung gepumpt werden, in einer Richtung verlaufen, die weitestgehend an die Richtung der in die Kanäle eintretenden Kühlgasströmung angepasst ist. Ferner sind die Kanäle in einer Richtung vorgesehen, die es ermöglicht, dass sie durch Bohren durch den LUfterring und einen Teil der Rotorwelle hindurch ausgebildet sind, ohne dass eine Störung mit der Turbinenkopplung auftritt.
Es ist demzufolge eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine mit Rückwärtsströmung gekühlte dynamoelektrische Maschine mit Kühlgaskanälen zu schaffen, die von dem LUfterring zu den Wickelköpfen der Rotorwicklung in einer Richtung verlaufen, die Druckverluste in der Gasströmung verkleinert oder auf ein Minimum herabsetzt.
Weiterhin soll eine dynamoelektrische Maschine mit Rotorkühlgaskanälen geschaffen werden, die durch Bohren durch den Lüfterring hindurch ausgebildet werden können, ohne dass eine Störung von der Turbinenkopplung hervorgerufen wird.
10985070992 original inspect«)
6 272U21
-A-
Gemäss einem Aus f iihrungsbeispie 1 der Erfindung wird eine dynamoelektrische Maschine mit Kiih lgaskanälen geschaffen, die von der iiusseren Oberfläche des Lüfterringes zu den Wickelköpfen der Rotorwicklung in einer Richtung verlaufen, die weitestgehend der Richtung des in die Kanüle eintretenden Kilhlgases entsprechen. Diese Richtung ist die Vektorsumme longitudina ler und tangentialer Geschwindigkeitskomponenten der Gasströmung, wenn diese in die Kühlkanäle eintritt. Das Ausgangsende jedes Kanales ist in Umfangsrichtung versetzt gegenüber seinem Einlassende entgegen der Drehrichtung des Rotors. Die Mittellinien der Gaskanüle liegen in Ebenen um die Rotorachse herum, wobei diese Ebenen parallel zur Rotationsachse liegen.
Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnung von \usfiihrungsbeispielen nriher erlfiutert.
Figur 1 ist eine Teilschnittansicht von dem einen Ende einer mit Rückwärtsströmung gekühlten dynamoelektrischen Maschine, bei der die verbesserte Kühlanordnung gemäss der Erfindung verwendet ist.
Figur 2 ist eine isometrische Ansicht von einem Teil der dynamoelektrischen Maschine gemäss der Erfindung und zeigt die Lage eines Bohrwerkzeuges in Bezug auf den Rotor der dynamoelektrischen Maschine, der Kühlkanäle und der Turbinenkopplung bei der Ausführung des Verfahrens gemäss der Erfindung.
Figur 3 ist eine teilweise im Schnitt gezeigte Ansicht entlang der Linie Ά-Ί in Figur 1, wobei der Klarheit halber nur ein Kühlkanal gezeigt ist.
Figur 4 ist eine Draufsicht auf einen Teil des Rotors mit einem Lüfterring und einer Turbinenkopplung, um eine andere Ansicht des in Figur 3 gezeigten KUhlkanales darzustellen.
In Figur 1 ist das Turbinenende eines mit Rückwärtsströmung gekühlten Turbinengenerators dargestellt, ähnlich wie er in
709850/0992
272U2
der US-PS 3 739 208 gezeigt ist. Der Generator weist ein gasdichtes Gehäuse 1 auf, das mit einem Kühlgas, wie beispielsweise Wasserstoff, unter Druck gefüllt ist. In dem Gehäuse 1 ist ein Stator 4 mit einem Kern angeordnet, der aus zahlreichen geschichteten Lamellen bzw. Blechen gebildet ist, die in Paketen 7 montiert sind. In diesen Blechen sind zahlreiche axial beabstandete und radial verlaufende KUhlkanäle 10 und 11 gebildet, die eine hindurchtretende Gasströmung für die Kühlung des Kernes aufnehmen. Die Kanäle 10 leiten Kühlgas durch den Rotor in einer Richtung radial nach innen. Die Kanäle 11 leiten das Gas radial nach aussen durch den Kern hindurch. Der Turbinengenerator weist ferner ein umlaufendes Feld 12 auf, das in einem Rotor 14 eingeschlossen ist, der innerhalb des Stators 4 angeordnet und von diesem durch einen Gasspalt 15 beabstandet ist. Weiterhin befindet sich in dem Gehäuse 1 ein GaskUhler 17, der in obere und untere Abschnitte 18 bzw. 19 unterteilt ist. Ein Lüfter 22 ist an dem Rotor 14 befestigt und zieht Kühlgas aus dem Spalt 15 durch eine Reihe von Einlass f Uhrungsschau fein, von denen eine bei 23 gezeigt ist, und pumpt so das KUhlgas durch einen Kanal 24 hindurch zum Kühler 17.
Zur Kühlung des Stators 4 bilden Kanäle 26 und 28, die mit den unteren Abschnitt 19 des Kühlers 17 in Verbindung stehen, Kanäle für die KUhlgasströmung vom Kühler zu den Einlasskammern 30 bzw. 32. Von diesen Kammern wird das Gas durch die KUhlkanäle 10 hindurch zum Spalt und zum Rotor gepumpt. Eine dritte Einlasskammer 33, die direkt mit dem unteren Abschnitt 19 des Kühlers 17 in Verbindung steht, liefert Gas an axial äussere KUhlkanäle 34.
Das KUhlgas wird vom Spalt 17 durch KUhlkanäle 11 im Stator 4 nach aussen gepumpt und tritt von diesen KUhlkanälen in Auslasskammern 35, 36 und 37 und Rohrleitungen 40, 42 und 44 aus, die dieses Gas zurück zum Lüfter leiten. Somit ist ersichtlich, dass der Spalt 15 in Auslasströmungsbereiche 46 und Einlasströmungsbereiche 48 unterteilt ist. Die Aus lasströmungs-
709*507099?
bereiche sind diejenigen Bereiche, durch die Kühlgas vom Rotor zu den Kühlkanälen 11 gepumpt wird. Die Einlasströmungsbereiche sind diejenigen, durch die das Gas von den Kühlkanälen 10 zum Rotor gepumpt wird.
Der Rotor 14 weist einen Haupt- bzw. Ballenabschnitt 5O auf, der durch aus dem Spalt 15 aufgenommenes Gas gekühlt ist, wie es in der US-PS 3 348 081 beschrieben ist. Das Gas wird durch Kühlkanäle in dem Hauptabschnitt 5O des Rotors durch interne diagonale KUhlkanale hindurchgepumpt, die in den Feldwicklungen ausgebildet sind. Ein derartiger Aufbau ist in der US-PS 2 986 664 beschrieben.
Im Betrieb wird Kühlgas mit Hilfe des Lüfters 22 durch die Leitung 24 und durch den Kühler 17 gepumpt. Derjenige Anteil des Gases, der durch den unteren Abschnitt 19 des Kühlers 17 gepumpt wird, wird in Einlasskammern 30 und 32 über Kanäle 26 und 28 eingeführt, die um die Leitungen 40 und 42 herum angeordnet sind. Kühlgas wird an die Einlasskammer 33 direkt vom Auslass des Kühlers 17 geliefert, indem es um die Leitung 44 herum strömt. Von den Einlasskammern 30, 32 und 33 strömt das Kühlgas durch die StatorkUhlkanäle 10, die direkt mit diesen in Verbindung stehen, durch den Spalt 15 und wird von dem Rotor 14 aufgenommen.
Die Rotation des Rotors sorgt für eine Pumpwirkung des KUhI-gases durch die Feldspulen hindurch, wie es in den vorstehend angegebenen Patentschriften beschrieben ist. Nachdem das Gas durch die Feldwicklungen geströmt ist, tritt es aus dem Rotor zum Spalt hin aus, wo es durch die Kühlkanäle 11 im Statorkern zu den Auslasskammern 35, 36 und 37 gedrückt wird. Das Gas wird von diesen Auslasskammern durch die Leitungen 40,42 und 44 hindurch zum Einlass des Lüfters 22 zurückgeleitet.
Aus den Figuren 1 und 2 ist ersichtlich, dass der Rotor 14 eine Welle 53 mit einem verminderten Durchmesser aufweist, auf der eine Turbinenkopplung 55 angeordnet ist, durch die
709850/0992
-X-
der Rotor einer dynamoelektrischen Maschine mit dem Rotor einer geeigneten Antriebsturbine (nicht gezeigt) verbunden ist. Die Kopplung 55 ist ein zylindrischer Körper mit einem wesentlich grösseren Durchmesser als der Durchmesser der Welle 53. Diese Kopplung ist an zahlreichen Stellen, wie sie in Figur 2 bei 57 gezeigt sind, durchbohrt, und diese Bohrungen nehmen Bolzen auf, die die Turbinenkopplung mit einer ähnlichen Kopplung auf dem Turbinenrotor (nicht gezeigt) verbinden. Um den Lüfter in einem radialen Abstand auf der Rotationsachse des Rotors zu halten, um für eine optimale Zirkulation des Kühlgases zu sorgen, ist ein Lüfterring 60 auf der Welle 53 axial innen von der Turbinenkopplung vorgesehen. Auf dem Kollektorende der Maschine kann der LUfterring ein getrenntes Teil von der Welle sein, das auf die Welle aufgeschrumpft ist. Auf dem Turbinenende des Maschinenrotors stört jedoch die Turbinenkopplung 55 die Schrumpfpassung des Lüfterringes auf die Welle. Deshalb ist es am Turbinenende von mit Rückwärtsströmung gekühlten dynamoelektrischen Maschinen erforderlich, den LUfterring einstückig mit der Rotorwelle auszubilden.
Das Feld 12 weist Wickelköpfe auf, die allgemein bei G2 gezeigt sind. Über diesen Wickelköpfen liegt ein Haltering P>5, der die Wickelköpfe entgegen der Zentrifugalkraft und der Betriebsbedingungen in ihrer Lage hält. Zur Kühlung dieser Wickelköpfe sind ein oder mehrere Leitungen 70 innerhalb des Gehäuses 1 vorgesehen, die mit dem oberen Abschnitt 18 des Kühlers 17 und mit einer Gasleitung 75 in Verbindung stehen, die zum Bereich der Welle 23 führt.
Auf dem Kollektorende des Rotors, wo der Lüfterring auf die Welle aufgeschrumpft sein kann, können Kanäle für das Kühlgas in Längsrichtung in die Welle gebohrt werden, bevor der Lüfterring auf die Welle aufgeschrumpft wird, obwohl die Längsanordnung der Kanäle aus den eingangs genannten Gründen zu hohen Druckverlusten in der Gasströmung führen würde. Eine derartige Anordnung ist in der eingangs genannten US-Patentschrift 3 739 2O8 gezeigt. Auf dem Turbinenende des Rotors
709850/0992 ORIGINAL INSPECTED
beeinträchtigt jedoch die Turbinenkopplung 55 die Verwendung von Bohrwerkzeugen in dieser Weise, um derartige Kanäle in die Welle zu schneiden. Durch die vorliegende Erfindung wird dieses Problem des Bohrens zufriedenstellender Kanäle für Kühlgas trotz der möglichen Beeinträchtigung der Turbinenkopplung überwunden. Darüber hinaus wird das Problem in einer Weise überwunden, dass eine verbesserte Strömung von Kühlgas mit verminderten Druckverlusten in der Gasströmung erreicht wird.
Der verwendete Aufbau und das Verfahren, durch das dieses herbeigeführt wird, wird aus den Figuren 2, 3 und 4 besser verständlich. Es ist ersichtlich, dass zahlreiche Kanäle 8O an in Umfangsrichtung beabstandeten Stellen vorgesehen sind, um für eine Übertragung von Kühlgas von dem Kanal 75 zum Bereich 85 zwischen den Wickelköpfen Π2 und der Welle 53 zu sorgen. Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, sind die Kanäle in der Weise g£fi£lgf/?hfi&£rs ein Bohrwerkzeug 90, wenn es in einem Winkel zum richtigen Bohren der Kanäle 80 angeordnet ist, frei ist vom Aussenumfang der Turbinenkopplung 55.
Die Anordnung der einzelnen Kanäle 80 relativ zur Rotorachse und zur Drehrichtung des Rotors wird am besten aus den Figuren 3 und 4 deutlich, in denen der Klarheit halber nur ein einzelner Kanal 80 dargestellt ist. Selbstverständlich werden zahlreiche derartige Kanäle im Abstand um den Rotor herum verwendet, wie es in Figur 2 gezeigt ist.
Aus Figur 3 ist ersichtlich, dass jeder Kanal 80 zwar seitlich relativ zur Rotorachse schräg verläuft, aber in einer Ebene liegt, die im allgemeinen parallel zur Rotorachse verläuft, d.h. der Einlass 82 und der Auslass 84 des Kanales 8O sind im wesentlichen in dem gleichen radialen Abstand von der Rotorachse angeordnet. Die Schräge bzw. Neigung des Kanales 8O relativ zur Rotorachse, wie es insbesondere in Figur 4 gezeigt ist, ist so gewählt, dass ein Bohrwerkzeug zur Ausbildung des Kanales 80 frei ist vom Aussenumfang der Turbinenkopplung 55.
709850/0992 ORIGINAL IN6PECTEQ
272U21
- & -
Darüber hinaus kann der Kanal 80 so gewählt sein, dass er in richtiger Relation steht zu den axialen und tangentialen Geschwindigkeitskomponenten des durch den Kanal 80 strömenden Gases, um darin auftretende Verluste zu verkleinern oder auf ein Minimum zu reduzieren. Schliesslich ist der Kanal in einer Richtung entgegengesetzt zur Rotorrotation gewinkelt, d.h. das Ausgangsende 64 ist in Umfangsrichtung versetzt zum Einlassende 84 in einer Richtung entgegengesetzt zur Rotorrotation.
Das durch den Kanal 75 geleitete Kühlgas wird sich der Stirnfläche 64 des LUfterringes im allgemeinen in einer longitudinalen oder axialen Richtung nähern. Wenn der Rotor in einer Richtung umläuft, wie sie in den Figuren 3, 4 und 5 durch den Pfeil 66 angegeben ist, wird dem Gas jedoch eine tangentiale Geschwindigkeitskomponente erteilt, so dass die Geschwindigkeitsrichtung des Gases die vektorielle Summe der longitudinalen Geschwindigkeitskomponente des Gases, wenn es sich dem Lufterring nähert, und der tangentialen Komponente ist, die dem Gas durch die Rotation des Rotors und des LUfterringes gegeben ist.
In einigen Fällen, beispielsweise wenn die Turbinenkopplung näher an dem Lüfterring angeordnet ist als in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel oder wenn die Turbinenkopplung einen grösseren Durchmesser hat oder wenn die Rotordrehzahl etwas kleiner ist, dann kann es unmöglich sein, das Bohrwerkzeug im optimalen Winkel zu orientieren, um die Gasverluste weitestgehend zu senken, und trotzdem noch von der Turbinenkopplung frei zu sein. Wenn in ähnlicher Weise der erforderliche Winkel der Löcher zur Rotorachse zu gross ist, können die Löcher zu eng angeordnet werden, um vom Standpunkt der Beanspruchung noch akzeptabel zu sein, oder die Löcher werden einen kleinen Querschnitt haben, was zu hohen Geschwindigkeiten und hohen Druckverlusten führt und den Vorteil eines schrägen Loches zunichte macht. In diesen Fällen kann der Winkel kleiner als optimal sein. Dies bedeutet einfach, dass ein gewisser Kompromiss geschlossen werden muss, aber in jeden
709850/0992
272U21
Fall liefert die Schrfige des Bohrwerkzeuges zwecks Freiheit (clearing) von der Turbinenkopplung immer einen gewissen zusatzlichen Vorteil bei einer Anbringung der Kanäle 80 in einer Richtung, die besser der Richtung der Vektorsumme der longitudinalen und tangentialen Geschwindigkeitskomponenten entspricht, wie es vorstehend erörtert wurde.
Aus dem speziellen, dargestellten Ausführungsbeispiel ist ersichtlich, dass der Durchmesser des Lüfterringes 60 und der Abschnitte 92 und 94 der Welle 53 so gewählt sind, dass sich jeder Kanal durch den LUfterring 60 und einen Teil 94 der Welle 53 erstreckt. Das Einlassende 82 von jedem Kanal ist in der Stirnfläche 64 des Lüfterringes nahe -dem Umfang eines Abschnittes 92 der Welle angeordnet, und das Auslassende 84 des Kanales befindet sich in der Schulter 96 des Wellenteiles 94 und erstreckt sich teilweise in die Oberfläche 98 der Welle hinein.
Bei der Ausführung des Verfahrens gemäss der Erfindung, wie es am besten in Figur 3 gezeigt ist, werden zahlreiche Markierungen, die den gewünschten Stellen der Einlassenden 82 der Kanäle 80 entsprechen, an in Umfangsrichtung beabstandeten Stellen um die Stirnfläche 64 des LUfterringes herum gemacht. Ein Bohrwerkzeug 90 wird mit einer dieser Markierungen fluchtend und in einem ausreichenden Winkel angeordnet, dass es von dem äusseren Umfang der Turbinenkopplung 55 frei ist. Weiterhin wird das Werkzeug, welche Beschränkungen auch durch die axiale Position und die Größe der Turbinenkopplung auferlegt werden, in einem Winkel angeordnet, der die Verluste der Gase vermindert, die durch die von dem Bohrwerkzeug 90 gebildeten Kanäle strömen. Das Bohrwerkzeug 90 wird in einem derartigen Winkel angeordnet, dass das Ausgangsende des entstehenden Kanales 80 vom Einlassende in Umfangsrichtung in einer Richtung versetzt ist, die der Drehrichtung des Rotors entgegengesetzt ist. Wenn das Bohrwerkzeug in dieser Lage gehalten ist, wird der erste Kanal 80 dadurch gebildet, dass der Lüfterring und der obengenannte Abschnitt der Welle bis zum
709850/0992
Λ2 2774421
-M-
Ausgangsende 84 des Kanales durchbohrt werden. Das Bohrwerkzeug wird dann zur nächsten Markierung auf dem Lüfterring versetzt und es wird ein zweiter Kanal in einem entsprechenden Winkel gebildet. Dieser Prozess wird fortgesetzt, bis die gewünschte Anzahl gleichmassig beabstandeter KühlkanuIe um den Rotor herum ausgebildet ist.
Bei der Anordnung gemäss der Erfindung wird der Winkel der Kanäle 80 so gewählt, dass er weitestgehend dem Winkel der in diese Kanäle eintretenden Gasströmung entspricht. Der Strömungswiderstand des Gases aufgrund der Kanäle 80 wird dadurch vermindert und die Druckverluste des Strömungsmittels werden durch diese Kanäle in entsprechender Weise gesenkt. Dies stellt eine signifikante Verbesserung gegenüber Kühlkanälen in bekannten Rotoren dynamoelektrischer Maschinen dar, bei denen die Kanäle vom LUfterring zu den Winkelköpfen in axialer oder Längsrichtung verlaufen. Da bei den bekannten Anordnungen die Richtung der Kanäle wesentlich von der Richtung der Kühlgasströmung abweicht, wenn diese in die Kanäle eintritt, erfährt die Gasströmung wesentliche Strömungsverluste, wodurch die Fähigkeit dieses Gases, die Wickelköpfe zu kühlen, wesentlich verkleinert wird.
Somit wird deutlich, dass der Rotoraufbau einer dynamoelektrischen Maschine gemäss der vorliegenden Erfindung für eine
sorrt
einfache und wirtschaftliche Fertigungyaufgrund der Beseitigung von jeder Störung einer Turbinenkopplung mit der maschinellen Bearbeitung von Kühlkanälen in dem Lüfterring und der Rotorwelle. Weiterhin verlaufen die Kühlkanäle
in einem Winkel schräg angeordnet, der in der Tendenz der Richtung der Gasströmung an den Einlassenden der Kanäle entspricht, wodurch das Kühlgas mit gesenkten Strömungsverlusten in den Wickelkopfbereich des Feldes gepumpt wird. Eine derartige Senkung der Strömungsverluste sorgt für eine effektivere Kühlung der Feldwickelköpfe und vergrössert infolgedessen das elektrische Leistungsvermögen der Maschine.
709850/0992
- Yl -
Schräge Kühlkanäle wurden zwar bei bekannten in Vorwärtsströmung gasgekühlten Generatoren verwendet, wobei diese Kanäle in einem Zentrierring mit einer Dicke von etwa 7,5 cm und zwischen dem Haltering und der Welle angeordnet waren. Diese bekannten schrägen Kanäle trugen, im Gegensatz zu den Kühlkanälen 80 gemäss der Erfindung, nicht zu einer leichten und wirtschaftlichen Fertigung des Rotors der dynamoelektrischen Maschine bei. Ferner wurden diese bekannten schrägen Kanäle an der Lüftersaugseite einer gasgekühlten dynamoelektrischen Maschine verwendet und nicht an der LUfterdruckseite, was zu einem Versuch führte, die Enden trotz nachteiliger Druckverteilunpien zu kühlen. Dies ist unterschiedlich gegenüber der vorliegenden Erfindung, die einen Ventilationsdruck von signifikanter Grosse zu dem normalen zentrifugalen Pumpdruck hinzufügt.
709850/0992
Le e rs e i t e

Claims (2)

Ansprache
1.' Gasgekühlte dynamoelektrische Maschine mit Rückwärts-
küh lungsströmung , die einen Stator, einen Rotor, der innerhalb des Stators angeordnet ist und mit diesem einen Gasspalt bildet und der eine Welle und eine Wicklung mit Wickelköpfen aufweist, die radial aussei) von der Welle angeordnet sind, einen einstückig mit der Welle ausgebildeten Lüfterring und einen auf dem Lüfterring angebrachten Lüfter aufweist zum Umwälzen von Kühlgas durch den Rotor und den Stator hindurch , dadurch gekennzeichnet, d;iss zahlreiche Kanäle (HO) durch den Lüfterring ((5D) und einen Teil (91) der Welle zur Leituag von Kühlgas zn den Wickelköpfei hindurchführen und d.ese Kanäle (80) in einer Richtung verlaufen, die weitestgehend der vektoriellen Summe der axialen und tangentialen Geschwindigkeitskomponenten des in die Kanäle eintretenden KUhlgases entspricht.
2. Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (80) in Kbenen, die um die Drehachse des Rotors herum beabstandet sind, und parallel zur Achse angeordnet sind.
Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kanal (HO) in einem spitzen Winkel zur Achse angeordnet
ORIGINAL INSPECTED
272U21
ist, wobei das Auslassende (81) von jedem Kanal in Umfangsrichtung versetzt ist zum Einlassende (82) in einer Richtung entgegen der Drehrichtung des Rotors.
Verfahren zur Herstellung von Kanälen für die Kühlgasströmung in einem Lüfterring und einem Teil einer Welle von einer dynamoelektrischen Maschine, die einen Rotor, den integral mit dem Rotor ausgebildeten Lüfterring und eine Turbinenkopplung aufweist, die an dem Rotor befestigt und axial von dem Lüfterring beabstandet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionen der Einlasse für die Kühlkanäle auf dem Lüfterring markiert werden, ein Bohrwerkzeug an einer der Markierungen in einer Ebene parallel zur Achse des Rotors und auf einer Linie angeordnet wird, die radial aussen von der Turbinenkopplung verläuft, ein Kanal durcli den Lüfterring und einen Teil der Welle hindurchgebohrt wird, wobei die Ausrichtung des Bohrwerkzeuges irgendeine Beeinträchtigung des Bohrwerkzeuges durch die Turbinenkopplung während des Bohrens verhindert, und das Bohrwerkzeug sukzessive an den übrigen Einlassmarkierungen in ähnlicher Ausrichtung angeordnet und der Bohrvorgang wiederholt wird.
Verfahren nach \nspruch !,dadurch gekennzeichnet , dass das Bohrwerkzeug in einem spitzen Winkel zur \chse angeordnet wird derart, dass das Ausgangsende des durch das Bohrwerkzeug gebildeten Kanales von der Einlassposition dieses Kanales in Umfangrichtung versetzt ist in einer Richtung entgegen der Drehrichtung des Rotors.
709850/095?
DE19772724421 1976-06-01 1977-05-28 Kuehlanordnung fuer rotorwickelkoepfe von dynamoelektrischen maschinen Withdrawn DE2724421A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/691,360 US4071790A (en) 1976-06-01 1976-06-01 Cooling arrangement for rotor end turns of reverse flow cooled dynamoelectric machines

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2724421A1 true DE2724421A1 (de) 1977-12-15

Family

ID=24776244

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19772724421 Withdrawn DE2724421A1 (de) 1976-06-01 1977-05-28 Kuehlanordnung fuer rotorwickelkoepfe von dynamoelektrischen maschinen

Country Status (6)

Country Link
US (2) US4071790A (de)
JP (1) JPS52155305A (de)
CH (1) CH617798A5 (de)
DE (1) DE2724421A1 (de)
FR (1) FR2353983A1 (de)
IN (1) IN147548B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3703594A1 (de) * 1987-02-06 1988-09-08 Bbc Brown Boveri & Cie Gasgekuehlte elektrische maschine

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5582063U (de) * 1978-11-30 1980-06-06
JPS5713945A (en) * 1980-06-26 1982-01-25 Toshiba Corp Reverse-current cooling type rotary electric machine
JPS5728541A (en) * 1980-07-25 1982-02-16 Toshiba Corp Rotary electric machine
JPS58100461U (ja) * 1981-12-26 1983-07-08 三菱電機株式会社 車両用交流発電機のベアリング部冷却機構
JP2539221B2 (ja) * 1987-06-10 1996-10-02 マツダ株式会社 エンジンの始動充電装置
US5844333A (en) * 1996-11-12 1998-12-01 Unifin International, Inc. Device and method for cooling a motor
DE19818149A1 (de) * 1998-04-23 1999-10-28 Asea Brown Boveri Überströmkanäle eines Generators mit direkter Saugkühlung
JP3289698B2 (ja) 1998-11-25 2002-06-10 株式会社日立製作所 回転電機
JP2000308311A (ja) * 1999-04-14 2000-11-02 Hitachi Ltd 回転電機
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
US6346753B1 (en) * 2000-04-18 2002-02-12 General Electric Company Fan and rotor dynamic gas sealing system
US6452294B1 (en) * 2000-12-19 2002-09-17 General Electric Company Generator endwinding cooling enhancement
US6495943B2 (en) * 2000-12-19 2002-12-17 General Electric Company Spaceblock scoops for enhanced rotor cavity heat transfer
US6720687B2 (en) * 2000-12-22 2004-04-13 General Electric Company Wake reduction structure for enhancing cavity flow in generator rotor endwindings
US6617749B2 (en) * 2000-12-22 2003-09-09 General Electric Company Re-entrant spaceblock configuration for enhancing cavity flow in rotor endwinding of electric power generator
WO2002071577A1 (fr) * 2001-03-07 2002-09-12 Hitachi, Ltd. Machine electrique rotative
US6703729B2 (en) 2001-08-15 2004-03-09 General Electric Company Reverse flow stator ventilation system for superconducting synchronous machine
WO2003022415A2 (en) * 2001-09-13 2003-03-20 Holl Technologies Company Methods and apparatus for transfer of heat energy between a body surface and heat transfer fluid
US20030132673A1 (en) * 2002-01-17 2003-07-17 Shijian Zhou Centrifugal liquid cooling system for an electric motor
US20050023909A1 (en) * 2002-06-13 2005-02-03 Cromas Joseph Charles Automotive generator
US20040000820A1 (en) * 2002-06-13 2004-01-01 Cromas Joseph Charles Automotive generator
US6700238B1 (en) * 2002-08-13 2004-03-02 Wei Tong Generator gas shield and related method
JP3982491B2 (ja) * 2003-12-22 2007-09-26 株式会社日立製作所 回転電機
EP1616524A4 (de) * 2004-03-29 2009-07-08 Panasonic Corp Optisches element zur messung von biologischen informationen und dieses verwendendes biologische informationen messendes instrument
DE102006002173A1 (de) * 2006-01-16 2007-08-09 Alstom Technology Ltd. Gasgekühlte elektrische Maschine, insbesondere Generator
US7948125B2 (en) * 2008-08-08 2011-05-24 GM Global Technology Operations LLC System and method for cooling an electric motor
EP2528201A1 (de) * 2011-05-24 2012-11-28 Alstom Technology Ltd Verfahren zum Anbringen eines Rückhaltesystems über einen Rotorkern einer elektrischen Maschine und Rotoranordnung
US20130002067A1 (en) * 2011-06-30 2013-01-03 Bradfield Michael D Electric Machine Module Cooling System and Method
JP2013240150A (ja) * 2012-05-11 2013-11-28 Hitachi Ltd 回転電機
US12031338B2 (en) * 2014-03-21 2024-07-09 Unilin Bv PVC composite material, foam board, and flooring
CN108321981B (zh) * 2018-02-02 2020-06-05 温州盘虎新能源有限公司 一种具有散热功能的新能源汽车电机

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR401178A (fr) * 1908-07-09 1909-08-20 Schneider & Cie Dispositif pour le refroidissement des dynamos par ventilation
FR698788A (fr) * 1929-07-12 1931-02-05 Ljungstroms Angturbin Ab Disposition de refroidissement, destinée en particulier aux rotors de turbo-généraeurs
US3110827A (en) * 1960-08-12 1963-11-12 Westinghouse Electric Corp Dynamoelectric machine
US3265912A (en) * 1964-06-15 1966-08-09 Westinghouse Electric Corp Dynamoelectric machine
US3271600A (en) * 1964-06-22 1966-09-06 Westinghouse Electric Corp Dynamoelectric machine
US3489040A (en) * 1967-08-23 1970-01-13 Donald R Westhoff Method of deep bore drilling
US3497737A (en) * 1968-06-19 1970-02-24 Westinghouse Electric Corp Connecting means for dynamoelectric machine cooling system
US3739208A (en) * 1971-12-03 1973-06-12 Gen Electric Reverse flow cooling system for a dynamoelectric machine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3703594A1 (de) * 1987-02-06 1988-09-08 Bbc Brown Boveri & Cie Gasgekuehlte elektrische maschine
US4876470A (en) * 1987-02-06 1989-10-24 Bbc Brown Boveri Ag Gas-cooled electric machine

Also Published As

Publication number Publication date
IN147548B (de) 1980-04-05
US4071790A (en) 1978-01-31
FR2353983A1 (fr) 1977-12-30
JPS52155305A (en) 1977-12-23
CH617798A5 (de) 1980-06-13
US4141669A (en) 1979-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2724421A1 (de) Kuehlanordnung fuer rotorwickelkoepfe von dynamoelektrischen maschinen
DE19749108C5 (de) Elektromotor
EP0155405B1 (de) Einrichtung zur indirekten Gaskühlung der Ständerwicklung und/oder zur direkten Gaskühlung des Ständerblechpaketes dynamoelektrischer Maschinen, vorzugsweise für gasgekühlte Turbogeneratoren
DE112011103349B4 (de) Kühlmittel-Ablasssystem und Verfahren für eine elektrische Maschine
DE2252733C3 (de) Geschlossene gasgekühlte elektrische Maschine
DE2704189C2 (de) Rückströmungsgekühlte dynamoelektrische Maschine
EP0623988B1 (de) Elektrische Maschine
DE3537643A1 (de) Verfahren und leitplatte zum steuern der kuehlgasstroemung in einer dynamomaschine
EP1649575A1 (de) Elektrische maschine mit läuferkühlung und entsprechendes kühlungsverfahren
EP0894358B1 (de) Rotorwicklung für eine elektrische maschine
DE102014018223A1 (de) Elektrische Maschine, insbesondere Asynchronmaschine
CH323433A (de) Verfahren und Einrichtung zum Kühlen von elektrischen Leitern einer ganz gekapselten, dynamoelektrischen Maschine
DE3490363T1 (de) Umlaufende elektrische Maschine
WO2019072489A1 (de) Rotorhohlwelle mit integriertem pumpenelement
DE1613102A1 (de) Kuehleinrichtung fuer elektrische Maschinen mit Gaskuehlung
CH617545A5 (de)
DE3434081A1 (de) Umlaufende elektrische maschine
DE2724422A1 (de) Dynamoelektrische maschine mit rueckwaertsstroemungskuehlung
DE1613341A1 (de) Dynamo-elektrische Maschine
DE2007194A1 (de) Kühlgasführung bei elektrischen Maschinen
DE102021111321A1 (de) Rotoreinrichtung für eine elektrische Maschine
DE3424497C2 (de)
EP0522210B1 (de) Verfahren zum Kühlen einer umlaufenden elektrischen Maschine und elektrische Maschine zur Durchführung des Verfahrens
DE2053663A1 (de) Vorrichtung zum Kühlen von Kollektorringen
DE2107535C3 (de) Rotor für eine elektrische Maschine mit einer supraleitenden Wicklung

Legal Events

Date Code Title Description
OD Request for examination
8136 Disposal/non-payment of the fee for publication/grant