ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА С КОМБИНИРОВАННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА С КОМБИНИРОВАННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ


RU (11) 2226027 (13) C2

(51) 7 H02K9/16, H02K9/06 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 13.11.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 2002114622/09 
(22) Дата подачи заявки: 2002.06.03 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2002.06.03 
(45) Опубликовано: 2004.03.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: ФИЛИППОВ И.Ф. Основы теплообмена в электрических машинах. Энергия. Ленинградское отделение, 1974, с.102 и 103, рис.6- 3(б), рис.6-4(б).
RU 93017330 А, 27.08.1995.
RU 93003490 А, 10.03.1995.
RU 2107377 С1, 20.03.1998.
RU 99125762 С1, 27.10.2001.
US 4510409 А, 09.04.1985.
Сборник "Электросила", № 39, 2000. с.14-21, рис.3. 
(71) Заявитель(и): Открытое акционерное общество "Энергомашкорпорация" 
(72) Автор(ы): Хуторецкий Г.М.; Андреев А.В.; Доманская Е.Ю.; Шиловская Т.А. 
(73) Патентообладатель(и): Открытое акционерное общество "Энергомашкорпорация" 
Адрес для переписки: 198188, Санкт-Петербург, ул.Возрождения, 20а, Инженерный центр, патентно-лицензионное бюро, Г.В.Чужину 

(54) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА С КОМБИНИРОВАННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах охлаждения высоковольтных электрических машин, в частности, турбогенераторов с применением высоковольтных кабелей для обмотки статора с большим числом витков и глубоким пазом. Сущность изобретения состоит в следующем. Система охлаждения электрической машины выполнена комбинированной, то есть интенсивное охлаждение сердечника статора и высоковольтной обмотки статора осуществляется собственной жидкостной системой охлаждения, выполненной в виде плоских охладительных элементов, располагаемых между аксиальными пакетами сердечника статора. Лобовые же части высоковольтной обмотки статора и обмотка ротора охлаждаются воздухом, причем расход воздуха и вентиляционные потери существенно уменьшаются поскольку сердечник статора имеет водяные охладительные элементы, а интенсивность охлаждения ротора улучшается, так как выход нагретого роторного газа в воздушный зазор не встречает противодействия со стороны сердечника статора. Технический результат от использования данного изобретения состоит в существенном повышении эффективности охлаждения активного объема высоковольтной электрической машины. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электрическим машинам с системами охлаждения, соответствующими специфике высоковольтных электрических машин с применением высоковольтных кабелей для обмотки статора с большим числом витков и глубоким пазом.

Известны системы охлаждения электрических машин, например, турбогенераторов с применением 3 независимых источников водяного охлаждения: непосредственного обмотки статора, непосредственного обмотки ротора и сердечника статора с помощью плоских водяных охладителей, расположенных между пакетами сердечника (Л.1). Такая схема является достаточно эффективной с точки зрения охлаждения, однако, она обладает недостаточно надежным элементом водяного охлаждения вращающегося ротора. Кроме того, она практически не применима в части использования непосредственного водяного охлаждения для высоковольтной обмотки статора, т.к. в этом случае трудно обеспечить необходимую электрическую прочность обмотки в местах подвода и отвода воды.

Наиболее близкой к заявляемой является электрическая машина (Л.2), содержащая сердечник статора с обмоткой, разделенный на аксиальные пакеты радиальными вентиляционными каналами, ротор с обмоткой и вентиляционными каналами, симметрично расположенные на концах вала ротора вентиляторы, воздухоохладители и корпус, разделенный на зоны охлаждения. В электрической машине используется система газового (в частности, воздушного) охлаждения, когда обмотка статора и сердечник статора и ротора охлаждаются по вытяжной схеме, т.е. когда нагретый в машине газ вытягивается вентиляторами и подается на газо-(воздухо-) охладители. Суть охлаждения состоит в том, что холодный воздух после газоохладителей разделяется на два потока: первый подается на наружный диаметр спинки статора и лобовые части обмотки статора и через радиальные вентиляционные каналы в сердечнике поступает в зазор между ротором и статором, при этом происходит охлаждение активной стали статора и обмотки статора. Нагретый воздух из зазора поступает на вентиляторы и под их напором на газоохладители. Второй поток холодного газа после газоохладителей поступает в зону охлаждения лобовых частей обмотки ротора и затем в зазор, нагретый газ из зазора поступает на вентиляторы. При этом основной расход охлаждающего газа идет через сердечник статора. Такая система охлаждения надежна и проста в производстве. Однако применительно к высоковольтным электрическим машинам она обладает тем недостатком, что при очень высоком статорном пазе высоковольтной обмотки, больших потерях в пазовой части обмотки статора и в зубцах и при встречном направлении движения газа из ротора система становится мало эффективной для охлаждения обмотки статора в пазовой части и самого сердечника в этой зоне.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности системы охлаждения высоковольтной электрической машины.

Технический результат изобретения достигается тем, что в электрической машине с комбинированным охлаждением, содержащей сердечник статора, разделенный на аксиальные пакеты, ротор с обмоткой и с вентиляционными каналами, вентиляторы, расположенные симметрично на противоположных концах вала ротора, воздухоохладители и корпус, разделенный на зоны охлаждения, система охлаждения машины выполнена комбинированной, при этом лобовые части обмотки статора и ротор имеют воздушное охлаждение, так что зоны холодного воздуха охладителей соединены с холодными зонами лобовых частей обмотки статора и холодными зонами вентиляционных каналов ротора, а зоны нагретого воздуха лобовых частей статора и зоны нагретого воздуха ротора, образованные зазором между статором и ротором, примыкают к вытяжным зонам вентиляторов, сердечник статора выполнен с высоковольтной обмоткой и снабжен собственной жидкостной системой охлаждения в виде плоских охладительных элементов, расположенных между аксиальными пакетами.

Сущность изобретения поясняется примером конкретного выполнения, представленного на чертеже, где

1 - сердечник статора, разделенный на пакеты;

2 - водоохладители сердечника статора;

3 - лобовые части обмотки ротора;

4 - ротор с обмоткой;

5 - вентиляторы;

6 - вентиляционные каналы ротора;

7 - газоохладители;

8 - зона холодного воздуха после газоохладителей;

9 - зона холодного воздуха лобовых частей;

10 - зона холодного воздуха ротора;

11 - зона нагретого воздуха лобовых частей;

12 - зона нагретого воздуха ротора (воздушный зазор между статором и ротором).

Система охлаждения является симметричной. На чертеже, поз.1 показан сердечник статора, разделенный на пакеты, между которыми расположены плоские водоохладители 2. Два газоохладителя 7 расположены в корпусе. Лобовые части многорядной высоковольтной обмотки статора 3 выступают за сердечник статора 1. Ротор с обмоткой 4 снабжен двумя вентиляторами 5. В обмотке и теле ротора выполнены вентиляционные каналы 6. Сразу после газоохладителей 7 холодный газ попадает в зоны холодного газа 8, из которых один поток через отверстие в корпусе направляется в холодную зону 9 лобовых частей обмотки статора, а другой поток 8 в холодную зону вентиляционных каналов ротора 10, расположенную под лобовыми частями обмотки ротора. Из зоны 9 газ проходит решетку лобовых частей 3, охлаждая их, и поступает в зону нагретого газа 11, которая непосредственно примыкает к вытяжной зоне (зоне разряжения) вентилятора 5. Из зоны 10 охлаждающий газ поступает в вентиляционные каналы ротора 6, охлаждает обмотку ротора и выбрасывается в зону нагретого газа ротора 12 (в воздушный зазор между статором и ротором), которая также непосредственно примыкает к нагретой зоне лобовых частей 11 и к вытяжной зоне вентилятора 5. После вентилятора под его напорным действием нагретый газ поступает на газоохладители 7.

Благодаря применению комбинированной системы охлаждения интенсивное охлаждение сердечника статора и высоковольтной обмотки статора осуществляется с помощью плоских водяных охладителей, располагаемых между пакетами сердечника. Лобовые же части высоковольтной обмотки статора и обмотка ротора охлаждаются воздухом, причем расход воздуха и вентиляционные потери существенно уменьшаются по сравнению с прототипом, поскольку сердечник статора имеет водяные охладители. При этом интенсивность охлаждения ротора улучшается, так как выход роторного газа в воздушный зазор не встречает противодействия со стороны сердечника статора. Схема движения газа выполнена вытяжной, т.е. в зоны охлаждения лобовых частей статора и обмотки ротора поступает холодный газ непосредственно после воздухоохладителей.

Предлагаемое техническое решение позволит существенно повысить эффективность охлаждения активного объема высоковольтной электрической машины, соответствуя ее специфике.

Литература

1. Сборник “Электросила” №39, 2000, с. 14-21, рис.3.

2. Филиппов И.Ф., Основы теплообмена в электрических машинах. Энергия. ЛО., 1974, с. 102 и 103, рис.6-3,б, рис.6-4б. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Электрическая машина с комбинированным охлаждением, содержащая сердечник статора, разделенный на аксиальные пакеты, ротор с обмоткой и с вентиляционными каналами, вентиляторы, расположенные симметрично на противоположных концах вала ротора, воздухоохладители и корпус, разделенный на зоны охлаждения, отличающаяся тем, что система охлаждения машины выполнена комбинированной, при этом лобовые части обмотки статора и ротор имеют воздушное охлаждение, так что зоны холодного воздуха охладителей соединены с холодными зонами лобовых частей обмотки статора и холодными зонами вентиляционных каналов ротора, а зоны нагретого воздуха лобовых частей статора и зоны нагретого воздуха ротора, образованные зазором между статором и ротором, примыкают к вытяжным зонам вентиляторов, сердечник статора выполнен с высоковольтной обмоткой и снабжен собственной жидкостной системой охлаждения в виде плоских охладительных элементов, расположенных между аксиальными пакетами.






ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru