RU2524160C1 - Method for gas cooling of electrical machine, and electrical machine - Google Patents
Method for gas cooling of electrical machine, and electrical machine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2524160C1 RU2524160C1 RU2013111060/07A RU2013111060A RU2524160C1 RU 2524160 C1 RU2524160 C1 RU 2524160C1 RU 2013111060/07 A RU2013111060/07 A RU 2013111060/07A RU 2013111060 A RU2013111060 A RU 2013111060A RU 2524160 C1 RU2524160 C1 RU 2524160C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stator
- channels
- rotor
- outputs
- gas
- Prior art date
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 15
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 72
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 24
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
Abstract
Description
Заявляемое изобретение относится к электромашиностроению, а именно, к системам газового охлаждения электрической машины, преимущественно турбогенераторов, с замкнутым циклом вентиляции.The claimed invention relates to electrical engineering, namely, gas cooling systems of an electric machine, mainly turbogenerators, with a closed ventilation cycle.
Известна электрическая машина и способ ее охлаждения (патент на изобретение RU 2309512 «Способ охлаждения электрической машины и электрическая машина», Н02К 9/16, 9/06, опубл. 27.10.2007, бюл. №30), в которой подача охлаждающего воздуха от охладителей статора осуществляется через камеру сбора холодного воздуха, размещенную между охладителями статора и наружной поверхностью сердечника статора, в радиальные каналы торцевых зон и в каналы нажимных плит сердечника статора, и далее подогретый в каналах воздух направляют в камеру сбора подогретого воздуха. В электрической машине, позволяющей осуществить указанный способ воздушного охлаждения, выходы охладителей статора, входы в радиальные каналы торцевых зон сердечника статора, входы в каналы нажимных плит сообщаются с камерой сбора холодного воздуха, а выходы из радиальных каналов торцевых зон и каналов нажимных плит сердечника статора сообщаются с камерой сбора подогретого воздуха.A known electric machine and its cooling method (patent for invention RU 2309512 "Method for cooling an electric machine and electric machine", N02K 9/16, 9/06, publ. 10/27/2007, bull. No. 30), in which the supply of cooling air from stator coolers are carried out through the cold air collection chamber located between the stator coolers and the outer surface of the stator core, into the radial channels of the end zones and into the channels of the stator core pressure plates, and then the air heated in the channels is sent to the heated air collection chamber. In an electric machine that allows this method of air cooling, the outputs of the stator coolers, the entrances to the radial channels of the end zones of the stator core, the entrances to the channels of the pressure plates communicate with the cold air collection chamber, and the outputs from the radial channels of the end zones and the channels of the pressure plates of the stator core with a chamber for collecting heated air.
Охлаждение обмотки и сердечника статора осуществляется водой, циркулирующей в нержавеющих трубках плоских охладителей, размещенных между пакетами основного сердечника статора.The stator winding and core are cooled by water circulating in stainless tubes of flat coolers located between the packages of the main stator core.
Охлаждение обмотки и сердечника статора при помощи воды эффективно, но неизбежное возникновение течей в системе водяного охлаждения существенно снижает надежность работы генератора.Cooling the stator winding and core with water is effective, but the inevitable occurrence of leaks in the water cooling system significantly reduces the reliability of the generator.
Известна электрическая машина с вытяжной системой вентиляции, содержащая вентиляционные каналы ротора, вход и выход которых расположен на разных радиусах вращения, U - образные вентиляционные каналы в основной зоне сердечника статора и радиальные каналы в торцевых зонах сердечника статора, вентиляторы, газоохладители и камеру, в которой расположены лобовые части обмотки статора (заявка на изобретение «Система вентиляции электрической машины» RU 2000127077, Н02К 9/00, опубл. 10.09.2002 г.)A known electric machine with an exhaust ventilation system containing rotor ventilation channels, the input and output of which is located at different radii of rotation, U - shaped ventilation channels in the main zone of the stator core and radial channels in the end zones of the stator core, fans, gas coolers and a chamber in which the frontal parts of the stator winding are located (application for the invention “The ventilation system of an electric machine” RU 2000127077, Н02К 9/00, publ. 09/10/2002)
В рассматриваемой системе вентиляции электрической машины в сердечнике статора параллельно U - образным вентиляционным каналам в основной зоне, имеющим входы и выходы на наружной поверхности сердечника статора, и радиальным каналам, размещенным в торцевых зонах сердечника, выполнены радиальные вентиляционные каналы, расположенные в центральной зоне сердечника. Выход охлаждающего газа из этих каналов организован в зазор между статором и ротором. В данной схеме вентиляции выход из каналов ротора, включая его центральную часть, также происходит в зазор между статором и ротором.In the ventilation system of the electric machine in question in the stator core, parallel to the U-shaped ventilation channels in the main zone, having inputs and outputs on the outer surface of the stator core, and radial channels located in the end zones of the core, radial ventilation channels are located in the central zone of the core. The exit of cooling gas from these channels is organized into the gap between the stator and the rotor. In this ventilation scheme, the exit from the rotor channels, including its central part, also occurs in the gap between the stator and the rotor.
Взаимное торможение встречных потоков охлаждающего газа из каналов статора и ротора в зазоре напротив центральной зоны статора приводит к значительному сокращению охлаждающего газа через радиальные каналы центральной зоны сердечника статора и чрезмерному нагреву обмотки статора в этой зоне.Mutual braking of oncoming flows of cooling gas from the stator and rotor channels in the gap opposite the central zone of the stator leads to a significant reduction in cooling gas through the radial channels of the central zone of the stator core and excessive heating of the stator winding in this zone.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ газового охлаждения электрической машины с замкнутым циклом вытяжной вентиляции и электрическая машина для осуществления указанного способа, описанные в изобретении «Способ газового охлаждения электрической машины и электрическая машина» (патент на изобретение RU 2258295, Н02К 9/06, 9/16, 9/18, опубл. 10.08.2005, Бюл. №22).The closest in technical essence to the claimed invention is a method of gas cooling of an electric machine with a closed cycle exhaust ventilation and an electric machine for implementing the specified method described in the invention "Method of gas cooling of an electric machine and an electric machine" (patent for invention RU 2258295, Н02К 9 / 06, 9/16, 9/18, publ. 10.08.2005, Bull. No. 22).
В указанном изобретении охлаждающий газ из охладителей при помощи напорных элементов (вентиляторов и вентиляционных каналов ротора, входы и выходы которых расположены на разных радиусах вращения) подается тремя путями в каналы статора и ротора, а подогретый в этих каналах газ направляется на охладители статора и ротора через камеру сбора подогретого газа, организованную в зонах расположения лобовых частей обмотки статора.In the aforementioned invention, the cooling gas from the coolers by means of pressure elements (fans and ventilation ducts of the rotor, the inputs and outputs of which are located at different radii of rotation) is supplied in three ways to the stator and rotor channels, and the gas heated in these channels is directed to the stator and rotor coolers through a heated gas collection chamber, organized in the areas of the frontal parts of the stator winding.
Первый поток охлаждающего газа направляется из охладителей статора через камеру сбора холодного газа, размещенную между охладителями статора и наружной поверхностью сердечника статора, в каналы основной зоны сердечника, из которых подогретый газ при помощи газосборных воздуховодов подается в камеру сбора подогретого газа.The first flow of cooling gas is directed from the stator coolers through the cold gas collection chamber, located between the stator coolers and the outer surface of the stator core, into the channels of the core core zone, from which heated gas is supplied to the heated gas collection chamber by means of gas collection ducts.
Второй поток газа также из охладителей статора через камеру сбора холодного газа статора поступает в радиальные каналы торцевой зоны сердечника статора, из которых подогретый газ направляется в камеру сбора подогретого газа.The second gas stream also from the stator coolers through the stator cold gas collection chamber enters the radial channels of the end zone of the stator core, from which the heated gas is directed to the heated gas collection chamber.
Третий поток газа из охладителей ротора подается в каналы ротора, а подогретый в этих каналах газ через зазор между ротором и статором поступает в камеру сбора подогретого газа.The third gas stream from the rotor coolers is fed into the rotor channels, and the gas heated in these channels through the gap between the rotor and the stator enters the heated gas collection chamber.
Для обеспечения такого способа газового охлаждения электрическая машина имеет следующие конструктивные особенности.To ensure this method of gas cooling, an electric machine has the following design features.
Электрическая машина содержит корпус, размещенные в нем охладители, статор, ротор, вентиляторы и камеры, первая из которых (камера сбора холодного газа) расположена между охладителями статора и наружной поверхностью сердечника статора, а вторая (камера сбора подогретого газа) размещена в зонах расположения лобовых частей обмотки статора.The electric machine contains a housing, coolers placed in it, a stator, a rotor, fans and chambers, the first of which (the cold gas collection chamber) is located between the stator coolers and the outer surface of the stator core, and the second (heated gas collection chamber) is located parts of the stator winding.
Выходы охладителей статора объединены с первой камерой.The outputs of the stator coolers are combined with the first chamber.
Статор имеет вентиляционные каналы основной зоны сердечника, входы и выходы которых расположены на наружной поверхности сердечника статора, и радиальные каналы в торцевой зоне сердечника статора.The stator has ventilation channels of the main core zone, the inputs and outputs of which are located on the outer surface of the stator core, and radial channels in the end zone of the stator core.
Входы для всех каналов статора открыты для прохода охлаждающего газа из охладителей статора со стороны первой камеры.The inputs for all stator channels are open for the passage of cooling gas from the stator coolers from the side of the first chamber.
При этом выходы из радиальных каналов сердечника статора организованы непосредственно во вторую камеру, а выходы из каналов основной зоны сердечника статора соединены со второй камерой при помощи газосборных воздуховодов, например системы коробов, установленных на наружной поверхности статора над указанными выходами. Выходы охладителей ротора соединены с входами в каналы ротора, выходы из каналов ротора через зазор между статором и ротором сообщаются со второй камерой.In this case, the exits from the radial channels of the stator core are organized directly into the second chamber, and the exits from the channels of the main zone of the stator core are connected to the second chamber using gas collection ducts, for example, ducts installed on the outer surface of the stator above these outputs. The outputs of the rotor coolers are connected to the entrances to the rotor channels, the exits from the rotor channels through the gap between the stator and the rotor communicate with the second chamber.
Вторая камера соединена непосредственно с входами охладителей ротора, а входами охладителей статора она соединена через зону повышенного давления вентиляторов.The second chamber is connected directly to the inputs of the rotor coolers, and it is connected to the inputs of the stator coolers through the high pressure zone of the fans.
Рассмотренная система вентиляции статора, включающая способ газового охлаждения электрической машины и электрическую машину, позволяет повысить интенсивность охлаждения обмотки и активной стали сердечника статора в электрических машинах средней мощности. Использование такого способа охлаждения при создании турбогенераторов большой мощности с воздушным охлаждением приведет к возрастанию температуры воздуха в зазоре между статором и ротором, к недопустимому нагреву поверхности зубцов сердечника статора, лобовых частей обмотки статора и бандажей ротора.The stator ventilation system considered, including the method of gas cooling of an electric machine and an electric machine, makes it possible to increase the cooling rate of the stator core winding and active steel in medium-power electric machines. The use of such a cooling method when creating high-power turbogenerators with air cooling will lead to an increase in the air temperature in the gap between the stator and the rotor, to unacceptable heating of the surface of the teeth of the stator core, the frontal parts of the stator winding and the rotor bandages.
Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в обеспечении эффективного охлаждения активных частей в турбогенераторах большой мощности с газовым охлаждением, преимущественно воздушным, повышении КПД электрической машины и оптимизации ее габаритов.The technical result, the achievement of which the present invention is directed, is to provide efficient cooling of the active parts in high-power turbogenerators with gas cooling, mainly air cooling, increasing the efficiency of an electric machine and optimizing its dimensions.
Указанный технический результат достигается за счет того, что способ газового охлаждения электрической машины с замкнутым циклом вытяжной вентиляции заключается в том, что газ от выходов охладителей статора и ротора посредством напорных элементов направляют на входы каналов статора и ротора. От охладителей статора газ подают через камеру сбора холодного газа, расположенную между охладителями статора и наружной поверхностью его сердечника, на входы каналов центральной, основных и торцевых зон сердечника статора. Газ с выходов каналов каждой из основных зон направляют в газосборные воздуховоды, размещенные на наружной поверхности сердечника статора над выходами из этих каналов, и далее в каналы, ограниченные наружным и внутренним кольцами нажимных плит сердечника статора. С выходов каналов центральной зоны газ подают в зазор между статором и ротором. От охладителей ротора газ направляют в каналы ротора, входы и выходы которых расположены на разных радиусах вращения ротора, и далее в зазор между статором и ротором, минуя его центральную часть, расположенную напротив центральной зоны сердечника статора. Далее потоки, включая потоки газа с выходов каналов торцевых зон сердечника статора, подают в соответствующие камеры сбора подогретого газа, расположенные в зонах размещения лобовых частей обмотки статора, из которых газ направляют на входы охладителей ротора и через вытяжные вентиляторы на входы охладителей статора.The specified technical result is achieved due to the fact that the method of gas cooling of an electric machine with a closed exhaust ventilation cycle consists in the fact that the gas from the exits of the stator and rotor coolers is directed through the pressure elements to the entrances of the stator and rotor channels. From the stator coolers, gas is supplied through the cold gas collection chamber located between the stator coolers and the outer surface of its core to the channel inputs of the central, main and end zones of the stator core. Gas from the channel exits of each of the main zones is directed to gas collecting ducts located on the outer surface of the stator core above the exits from these channels, and then to the channels bounded by the outer and inner rings of the pressure plates of the stator core. From the outputs of the channels of the central zone, gas is supplied into the gap between the stator and the rotor. From the rotor coolers, the gas is sent to the rotor channels, the inputs and outputs of which are located at different radii of rotation of the rotor, and then into the gap between the stator and the rotor, bypassing its central part, opposite the central zone of the stator core. Further, flows, including gas flows from the channel outlets of the end zones of the stator core, are supplied to the corresponding heated gas collection chambers located in the areas of the frontal parts of the stator winding, from which the gas is directed to the inputs of the rotor coolers and through exhaust fans to the inputs of the stator coolers.
Целесообразно для более эффективного охлаждения наружного кольца нажимной плиты дополнительно направлять газ из каналов, ограниченных наружным и внутренним кольцами нажимных плит сердечника статора, в камеры сбора подогретого газа через отверстия, выполненные в наружном кольце нажимной плиты.It is advisable for more efficient cooling of the outer ring of the pressure plate to additionally direct gas from the channels bounded by the outer and inner rings of the pressure plates of the stator core to the collection chambers of the heated gas through openings made in the outer ring of the pressure plate.
Для осуществления предлагаемого способа газового охлаждения электрическая машина с газовым охлаждением содержит корпус с размещенными в нем охладителями статора и ротора, статор, имеющий каналы в центральной, основных и торцевых зонах сердечника, ротор, установленный в статоре с зазором и имеющий каналы с входами и выходами на разных радиусах вращения, вытяжные вентиляторы, расположенные с обеих сторон ротора, камеры сбора подогретого газа, расположенные в зонах размещения лобовых частей обмотки статора, и камеру сбора холодного газа, расположенную между охладителями и наружной поверхностью сердечника статора. Камера сбора холодного газа сообщается с выходами охладителей статора и входами в каналы сердечника статора, расположенными на его наружной поверхности. Выходы каналов центральной зоны сердечника статора через зазор между статором и ротором, выходы каналов основных зон через газосборные воздуховоды, расположенные на наружной поверхности сердечника статора, и далее каналы, ограниченные внутренним и наружным кольцами нажимных плит сердечника статора, а также выходы каналов каждой из торцевых зон сообщаются с соответствующими камерами сбора подогретого газа. Входы в каналы ротора соединены с выходами охладителей ротора, а выходы каналов ротора через зазор между статором и ротором сообщаются с соответствующими камерами сбора подогретого газа, при этом напротив центральной зоны сердечника статора выходы каналов ротора отсутствуют. Камеры сбора подогретого газа сообщаются с входами охладителей ротора и через вытяжные вентиляторы с входами охладителей статора.To implement the proposed method of gas cooling, an electric gas-cooled machine comprises a housing with stator and rotor coolers located in it, a stator having channels in the central, main and end zones of the core, a rotor installed in the stator with a gap and having channels with inputs and outputs to different radii of rotation, exhaust fans located on both sides of the rotor, heated gas collection chambers located in the areas of the frontal parts of the stator winding, and a cold gas collection chamber, aspolozhennuyu between refrigerants and the outer surface of the stator core. The cold gas collection chamber communicates with the outputs of the stator coolers and the entrances to the stator core channels located on its outer surface. The outputs of the channels of the central zone of the stator core through the gap between the stator and the rotor, the outputs of the channels of the main zones through gas collecting ducts located on the outer surface of the stator core, and then the channels bounded by the inner and outer rings of the pressure plates of the stator core, as well as the channel outputs of each of the end zones communicate with the appropriate heated gas collection chambers. The entrances to the rotor channels are connected to the outputs of the rotor coolers, and the outputs of the rotor channels through the gap between the stator and the rotor communicate with the corresponding heated gas collection chambers, while there are no rotor channel outputs opposite the central zone of the stator core. Heated gas collection chambers communicate with rotor cooler inlets and through exhaust fans with stator cooler inlets.
Целесообразно в наружных кольцах нажимных плит выполнить отверстия, выходы которых сообщаются с камерами сбора подогретого газа, для их более эффективного охлаждения.It is advisable to make holes in the outer rings of the pressure plates, the outlets of which communicate with the heated gas collection chambers, for their more efficient cooling.
Выполнение в центральной зоне сердечника статора радиальных вентиляционных каналов с выходами в зазор между статором и ротором при отсутствии выходов в зазор вентиляционных каналов ротора позволило исключить взаимное торможение встречных потоков охлаждающего газа из каналов статора и ротора и обеспечить дополнительным расходом газа зазор между статором и ротором. За счет этого снижается температура газа в зазоре и достигается эффективное охлаждение поверхности зубцов сердечника статора, лобовых частей обмотки статора и бандажных колец ротора.The implementation in the central zone of the stator core of radial ventilation channels with exits into the gap between the stator and the rotor in the absence of exits into the gap of the ventilation channels of the rotor made it possible to exclude mutual braking of oncoming flows of cooling gas from the stator and rotor channels and provide an additional gas flow rate between the stator and rotor. Due to this, the gas temperature in the gap is reduced and effective cooling of the surface of the teeth of the stator core, the frontal parts of the stator winding and the retainer rings of the rotor is achieved.
Подача охлаждающего газа из основной зоны сердечника статора при помощи газосборных воздуховодов, размещенных на наружной поверхности сердечника, через каналы, ограниченные наружным и внутренним кольцами нажимных плит сердечника статора, непосредственно в лобовые части обмотки статора дает возможность интенсифицировать их охлаждение.The supply of cooling gas from the main zone of the stator core using gas collection ducts located on the outer surface of the core through channels limited by the outer and inner rings of the pressure plates of the stator core directly to the frontal parts of the stator winding makes it possible to intensify their cooling.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, где изображена половина электрической машины в аксиальном направлении относительно плоскости симметрии.The invention is illustrated in the drawing, which shows half of the electric machine in the axial direction relative to the plane of symmetry.
Электрическая машина включает корпус 1, размещенные в нем статор 2 и ротор 3, установленный в статоре 2 с зазором 4, охладители 5 статора 2 и охладители 6 ротора 3, вытяжные вентиляторы 7, размещенные с обеих сторон ротора 3.The electric machine includes a housing 1, a stator 2 and a rotor 3 located therein, installed in the stator 2 with a gap 4, coolers 5 of the stator 2 and coolers 6 of the rotor 3, exhaust fans 7 located on both sides of the rotor 3.
Конструкция вытяжного вентилятора 7 может быть выполнена, как описано в патенте «Gas-cooled electrical machine having an axial fan» (US 6392320, H02K 9/08, 21.05.2002). В указанной конструкции для подачи потока охлаждающего газа из активной зоны электрической машины к осевому вентилятору предусмотрен подводящий канал, ограниченный внутренней перегородкой и разделительной перегородкой, а для направления потока газа от вентилятора в зону расположения охладителей - отводящий канал, ограниченный разделительной и наружной перегородками. Перед осевым вентилятором установлен направляющий аппарат, выполненный в виде конфузора для направления потока охлаждающего газа из радиального направления в осевое направление, а после осевого вентилятора установлен спрямляющий аппарат, выполненный в виде диффузора для направления потока охлаждающего газа из осевого направления в радиальное направление.The design of the exhaust fan 7 can be performed as described in the patent "Gas-cooled electrical machine having an axial fan" (US 6392320, H02K 9/08, 05.21.2002). In this design, for supplying a flow of cooling gas from the core of the electric machine to the axial fan, a supply channel is provided, limited by an internal partition and a separation wall, and for directing the gas flow from the fan to the cooler location zone, a discharge channel, limited by a separation and external partitions. A directing apparatus is installed in front of the axial fan, made in the form of a confuser for directing the flow of cooling gas from the radial direction to the axial direction, and after the axial fan there is a directing apparatus made in the form of a diffuser for directing the flow of cooling gas from the axial direction in the radial direction.
Камера сбора холодного газа 8 размещена между охладителями 5 и наружной поверхностью сердечника статора 2, а камеры сбора подогретого газа 9 размещены в зонах расположения лобовых частей обмотки 10 статора с обеих сторон электрической машины.The cold gas collection chamber 8 is located between the coolers 5 and the outer surface of the stator core 2, and the heated gas collection chambers 9 are located in the areas of the frontal parts of the stator winding 10 on both sides of the electric machine.
Статор 2 имеет в основных зонах сердечника статора вентиляционные каналы 11, входы и выходы которых выполнены на наружной поверхности сердечника статора (каналы U-образной формы), радиальные вентиляционные каналы 12 в торцевой зоне сердечника статора и радиальные вентиляционные каналы 13 в центральной зоне сердечника статора.Stator 2 has ventilation channels 11 in the main zones of the stator core, the inputs and outputs of which are made on the outer surface of the stator core (U-shaped channels), radial ventilation channels 12 in the end zone of the stator core and radial ventilation channels 13 in the central zone of the stator core.
Количество радиальных вентиляционных каналов 13 центральной зоны сердечника статора 2 выбирается на основании теплового и вентиляционного расчетов турбогенератора.The number of radial ventilation channels 13 of the central zone of the stator core 2 is selected based on the thermal and ventilation calculations of the turbogenerator.
Ротор 3 имеет вентиляционные каналы 14 с входами и выходами, расположенными на разных радиусах вращения ротора, при этом в центральной части ротора, которая расположена напротив центральной зоны сердечника статора 2, выходы каналов ротора отсутствуют.The rotor 3 has ventilation channels 14 with inputs and outputs located at different radii of rotation of the rotor, while in the Central part of the rotor, which is located opposite the Central zone of the core of the stator 2, the outputs of the rotor channels are absent.
Выходы охладителей 5 статора 2 объединены с камерой сбора холодного газа 8, в которой расположены входы в вентиляционные каналы 11, 12, 13.The outputs of the coolers 5 of the stator 2 are combined with a cold gas collection chamber 8, in which the entrances to the ventilation ducts 11, 12, 13 are located.
Над выходами каналов 11 в основной зоне сердечника статора 2 размещены газосборные воздуховоды 15, выполненные, например в виде системы коробов, которые соединяются с каналом 16 между внутренним и наружным кольцами нажимной плиты. Канал 16 имеет выход в камеру сбора подогретого газа 9. В наружном кольце нажимной плиты выполнены отверстия 18, которые также сообщаются с камерой сбора подогретого газа 9.Above the exits of the channels 11 in the main zone of the core of the stator 2 are gas collecting ducts 15, made, for example, in the form of ducts that are connected to the channel 16 between the inner and outer rings of the pressure plate. Channel 16 has an exit to the heated gas collection chamber 9. In the outer ring of the pressure plate, holes 18 are made, which also communicate with the heated gas collection chamber 9.
Выходы из каналов 12 сообщаются непосредственно с камерой сбора подогретого газа 9, а выходы из каналов 13 сообщаются с зазором 4 между статором 2 и ротором 3 и далее с камерой сбора подогретого газа 9.The exits from the channels 12 communicate directly with the heated gas collection chamber 9, and the exits from the channels 13 communicate with a gap 4 between the stator 2 and the rotor 3 and further with the heated gas collection chamber 9.
Камера сбора подогретого газа 9 сообщается с входами в вытяжной вентилятор 7, а зона высокого давления 17 вытяжного вентилятора 7 сообщается с входами охладителей 5 статора 2.The heated gas collection chamber 9 communicates with the inlets of the exhaust fan 7, and the high pressure zone 17 of the exhaust fan 7 communicates with the inputs of the coolers 5 of the stator 2.
Камера сбора подогретого газа 9 сообщается с входами охладителей 6 ротора 3.The heated gas collection chamber 9 communicates with the inputs of the coolers 6 of the rotor 3.
Выходы охладителей 6 ротора 3 сообщаются с входами в каналы 14 ротора 3. Выходы из каналов 14 через зазор 4 между статором 2 и ротором 3 соединены с камерой сбора подогретого газа 9, причем выходы каналов 14 сообщаются с воздушным зазором 4 между статором и ротором, минуя центральную часть ротора 3, расположенную напротив центральной зоны сердечника статора 2, где выходы каналов ротора в зазор отсутствуют.The outputs of the coolers 6 of the rotor 3 communicate with the entrances to the channels 14 of the rotor 3. The outputs of the channels 14 through the gap 4 between the stator 2 and the rotor 3 are connected to the collection chamber of the heated gas 9, and the outputs of the channels 14 communicate with the air gap 4 between the stator and the rotor, bypassing the Central part of the rotor 3, located opposite the Central zone of the core of the stator 2, where the outputs of the rotor channels into the gap are absent.
Заявляемый способ осуществляется следующим образом.The inventive method is as follows.
Посредством напорных элементов (вытяжных вентиляторов 7, расположенных с обеих сторон ротора 3, и каналов 14 ротора 3, расположенных на разных радиусах вращения ротора) охлаждающий газ от охладителей 5 статора 2 и охладителей 6 ротора 3 направляют разными путями в вентиляционные каналы статора 2 и ротора 3.By means of pressure elements (exhaust fans 7 located on both sides of the rotor 3 and channels 14 of the rotor 3 located at different radii of rotation of the rotor), the cooling gas from the coolers 5 of the stator 2 and coolers 6 of the rotor 3 is directed in different ways to the ventilation ducts of the stator 2 and the rotor 3.
Один поток охлаждающего газа из охладителей 5 статора 2 направляют на входы каналов 11 основной зоны сердечника статора, с выходов которых при помощи газосборных воздуховодов 15, подогретый в каналах 11 газ направляют в канал 16, ограниченный внутренним и наружным кольцами нажимной плиты, откуда часть охлаждающего газа направляется непосредственно в камеру сбора подогретого газа 9, а другая его часть через отверстия 18, выполненные в наружном кольце нажимной плиты, также поступает в камеру 9.One flow of cooling gas from the coolers 5 of the stator 2 is directed to the inputs of the channels 11 of the main zone of the stator core, from the outputs of which using gas collection ducts 15, the gas heated in the channels 11 is sent to the channel 16, bounded by the inner and outer rings of the pressure plate, from which part of the cooling gas sent directly to the chamber for collecting heated gas 9, and another part of it through holes 18 made in the outer ring of the pressure plate also enters the chamber 9.
Другой поток охлаждающего газа из охладителей 5 статора направляют на входы каналов 12 торцевых зон сердечника статора, с выходов которых подогретый газ поступает в камеру сбора подогретого газа 9.Another stream of cooling gas from the stator coolers 5 is directed to the inlet channels 12 of the end zones of the stator core, from the outputs of which the heated gas enters the collection chamber of the heated gas 9.
Еще один поток охлаждающего газа от охладителей 5 статора подают на входы каналов 13 центральной зоны сердечника статора, с выходов которых подогретый газ направляют в зазор 4 между статором 2 и ротором 3 и далее в камеру сбора подогретого газа 9.Another stream of cooling gas from the stator coolers 5 is fed to the inputs of the channels 13 of the central zone of the stator core, from the outputs of which the heated gas is sent to the gap 4 between the stator 2 and the rotor 3 and then to the heated gas collection chamber 9.
Поток газа от охладителей 6 ротора поступает на входы каналов 14 ротора 3, а с выходов каналов 14 подогретый газ через зазор 4 между ротором 3 и статором 2 направляют в камеру сбора подогретого газа 9, минуя центральную часть ротора 3, расположенную напротив центральной зоны сердечника статора 2.The gas flow from the rotor coolers 6 enters the inputs of the channels 14 of the rotor 3, and from the outputs of the channels 14, the heated gas through the gap 4 between the rotor 3 and the stator 2 is sent to the heated gas collection chamber 9, bypassing the central part of the rotor 3, located opposite the central zone of the stator core 2.
Из камеры сбора подогретого газа 9 часть подогретого газа направляют на вход охладителей 6 ротора 3, а другую часть на входы вытяжных вентиляторов 7 и через камеру высокого давления 17 на входы охладителей 5 статора 2.From the collection chamber of the heated gas 9, part of the heated gas is directed to the inlet of the coolers 6 of the rotor 3, and the other part to the inlets of the exhaust fans 7 and through the high-pressure chamber 17 to the inputs of the coolers 5 of the stator 2.
Такая система охлаждения позволяет организовать эффективное охлаждение активных частей электрической машины, оптимизировать габариты электрической машины и повысить КПД электрической машины.Such a cooling system allows you to organize effective cooling of the active parts of an electric machine, optimize the dimensions of the electric machine and increase the efficiency of the electric machine.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013111060/07A RU2524160C1 (en) | 2013-03-12 | 2013-03-12 | Method for gas cooling of electrical machine, and electrical machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013111060/07A RU2524160C1 (en) | 2013-03-12 | 2013-03-12 | Method for gas cooling of electrical machine, and electrical machine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2524160C1 true RU2524160C1 (en) | 2014-07-27 |
Family
ID=51265256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013111060/07A RU2524160C1 (en) | 2013-03-12 | 2013-03-12 | Method for gas cooling of electrical machine, and electrical machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2524160C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2700280C1 (en) * | 2018-05-07 | 2019-09-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | High-revving electromechanical energy converter with air cooling (versions) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3724186A1 (en) * | 1987-07-17 | 1989-01-26 | Siemens Ag | ELECTRIC MACHINE WITH CLOSED COOLING CIRCUIT |
| RU2080731C1 (en) * | 1991-11-25 | 1997-05-27 | Асеа Браун Бовери АГ | Gas-cooled electrical machine |
| 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 |
| US6392230B1 (en) * | 1998-04-06 | 2002-05-21 | Seiko Instruments Inc. | Focused ion beam forming method |
| RU2000127077A (en) * | 2000-10-23 | 2002-09-10 | Владимир Григорьевич Шалаев | ELECTRIC MACHINE VENTILATION SYSTEM |
| RU2226027C2 (en) * | 2002-06-03 | 2004-03-20 | Открытое акционерное общество "Энергомашкорпорация" | Water-and-air cooled electrical machine |
| RU2258295C2 (en) * | 2003-05-05 | 2005-08-10 | Открытое Акционерное Общество "Силовые Машины - Зтл, Лмз, Электросила, Энергомашэкспорт" (Оао "Силовые Машины") | Electrical machine gas cooling method and electrical machine |
| RU2309512C1 (en) * | 2006-05-02 | 2007-10-27 | Открытое акционерное общество "Силовые машины-ЗТЛ, ЛМЗ, Электросила, Энергомашэкспорт" (ОАО "Силовые машины") | Method for cooling an electric machine and an electric machine |
-
2013
- 2013-03-12 RU RU2013111060/07A patent/RU2524160C1/en active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3724186A1 (en) * | 1987-07-17 | 1989-01-26 | Siemens Ag | ELECTRIC MACHINE WITH CLOSED COOLING CIRCUIT |
| RU2080731C1 (en) * | 1991-11-25 | 1997-05-27 | Асеа Браун Бовери АГ | Gas-cooled electrical machine |
| US6392230B1 (en) * | 1998-04-06 | 2002-05-21 | Seiko Instruments Inc. | Focused ion beam forming method |
| 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 |
| RU2000127077A (en) * | 2000-10-23 | 2002-09-10 | Владимир Григорьевич Шалаев | ELECTRIC MACHINE VENTILATION SYSTEM |
| RU2226027C2 (en) * | 2002-06-03 | 2004-03-20 | Открытое акционерное общество "Энергомашкорпорация" | Water-and-air cooled electrical machine |
| RU2258295C2 (en) * | 2003-05-05 | 2005-08-10 | Открытое Акционерное Общество "Силовые Машины - Зтл, Лмз, Электросила, Энергомашэкспорт" (Оао "Силовые Машины") | Electrical machine gas cooling method and electrical machine |
| RU2309512C1 (en) * | 2006-05-02 | 2007-10-27 | Открытое акционерное общество "Силовые машины-ЗТЛ, ЛМЗ, Электросила, Энергомашэкспорт" (ОАО "Силовые машины") | Method for cooling an electric machine and an electric machine |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2700280C1 (en) * | 2018-05-07 | 2019-09-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | High-revving electromechanical energy converter with air cooling (versions) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5883448A (en) | Gas-cooled electric machine | |
| BR102016007559B1 (en) | ELECTRICAL MACHINE AND COOLING METHOD OF AN ELECTRICAL MACHINE | |
| US2618756A (en) | Liquid cooled electrical machine | |
| JP2649931B2 (en) | Electric machine | |
| RU2638562C2 (en) | Electric machine with combined air-water cooling | |
| KR102083362B1 (en) | Electric machine | |
| US20140321971A1 (en) | Internally-cooled centrifugal compressor with cooling jacket formed in the diaphragm | |
| WO2018196003A1 (en) | Motor ventilation structure and motor | |
| CN102064636A (en) | Steam turbine generator with stator multiloop reciprocating ventilation system | |
| RU2309512C1 (en) | Method for cooling an electric machine and an electric machine | |
| RU2350006C1 (en) | Electrical machine stator | |
| CN116830433A (en) | Stators, simulation methods, computer program products | |
| JP2016036234A (en) | Rotary electric machine | |
| CN113014038A (en) | Novel two-side multistage counter-flow type axial-radial ventilation cooling system of half-speed steam turbine generator | |
| RU2524160C1 (en) | Method for gas cooling of electrical machine, and electrical machine | |
| RU2438224C1 (en) | Electrical machine ventilation system | |
| CN108110954A (en) | A kind of cooling system of positive voltage type anti-explosion generator | |
| RU2258295C2 (en) | Electrical machine gas cooling method and electrical machine | |
| CN105264753A (en) | An air-to-air heat exchanger | |
| RU2226027C2 (en) | Water-and-air cooled electrical machine | |
| RU2003113260A (en) | METHOD OF GAS COOLING OF ELECTRIC MACHINE AND ELECTRIC MACHINE | |
| US10763727B2 (en) | Heat exchanger for electric machines with double end to center cooling | |
| RU2396667C1 (en) | Electrical machine stator | |
| RU2437195C1 (en) | Electrical machine ventilation system (versions) | |
| CN210380472U (en) | Water-cooling machine shell with internal circulation wind path |