用于電機(jī)的轉(zhuǎn)子和用于改進(jìn)的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及用于電機(jī)的轉(zhuǎn)子和用于改進(jìn)的方法。用于電機(jī)(1)的轉(zhuǎn)子(4)包括軸(6)、位于軸(6)的輻臂(7)、位于輻臂(7)的疊層鼓(8)。輻臂(7)具有多個(gè)分隔元件(13)，其限定了彼此之間的管(14)。疊層鼓(8)具有連接至管(14)的多個(gè)冷卻通道(17)。轉(zhuǎn)子(4)還具有與至少一個(gè)管(14)和/或冷卻通道(17)相關(guān)聯(lián)的節(jié)流元件(25)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于電機(jī)的轉(zhuǎn)子和用于改進(jìn)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開(kāi)涉及用于電機(jī)的轉(zhuǎn)子和用于改進(jìn)轉(zhuǎn)子的方法。
[0002]電機(jī)可為旋轉(zhuǎn)電機(jī)，例如同步發(fā)電機(jī)或異步發(fā)電機(jī)(優(yōu)選連接至水力渦輪)或同步電動(dòng)機(jī)或異步電動(dòng)機(jī)或其它類(lèi)型的電機(jī)。另外，電機(jī)可具有帶凸極(salient pole)的轉(zhuǎn)子或不帶凸極的轉(zhuǎn)子。
【背景技術(shù)】
[0003]電機(jī)例如水力發(fā)電機(jī)具有定子和連接至水力渦輪的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子和定子通常以垂直軸線進(jìn)行組裝。
[0004]轉(zhuǎn)子包括軸、位于軸的福臂(spider)和位于福臂的疊層鼓(laminated drum)。
[0005]輻臂限定了多個(gè)軸向管，且疊層鼓具有連接至管的多個(gè)徑向冷卻通道，使得氣體(例如空氣)在運(yùn)行期間循環(huán)經(jīng)過(guò)管和冷卻通道以冷卻轉(zhuǎn)子和定子。
[0006]空氣循環(huán)造成了應(yīng)當(dāng)減小的損失。
[0007]損失尤其依賴(lài)于:
-循環(huán)經(jīng)過(guò)機(jī)器的總的空氣容積流量，以及 -機(jī)器內(nèi)的空氣容積流量分布。
[0008]為了減少循環(huán)損失，設(shè)計(jì)傳統(tǒng)電機(jī)以?xún)?yōu)化空氣容積循環(huán)；然而，在設(shè)計(jì)如此的電機(jī)的冷卻特征時(shí)，存在某些不能預(yù)先計(jì)算的不確定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本公開(kāi)的一方面包括提供一種用于電機(jī)的轉(zhuǎn)子并指示一種用于改進(jìn)轉(zhuǎn)子的方法，由此，可減少循環(huán)損失。
[0010]這些及其它方面可通過(guò)提供一種根據(jù)所附的權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)子和方法來(lái)達(dá)成。
[0011]有利地，該轉(zhuǎn)子和方法還允許溫度的優(yōu)化。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]根據(jù)轉(zhuǎn)子和方法的優(yōu)選但非排外性的實(shí)施例的描述，將更清楚本發(fā)明的進(jìn)一步的特征和優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)附圖中的非限制性的示例來(lái)說(shuō)明，在附圖中:
圖1是第一實(shí)施例中的電機(jī)的示意圖，
圖2和圖3顯示了圖1的電機(jī)的細(xì)節(jié)；
圖4是第二實(shí)施例中的電機(jī)的示意圖，
圖5至圖8顯示了圖1的電機(jī)的細(xì)節(jié)；以及 圖9顯示了電機(jī)的不同實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0013]參照附圖，這些附圖顯示了電機(jī)1，例如水力發(fā)電機(jī)。[0014]電機(jī)I具有帶有定子孔3的定子2以及容納在定子孔3中的轉(zhuǎn)子4。
[0015]定子2和轉(zhuǎn)子4都容納在外殼中，該外殼包含氣體，例如空氣(但其它氣體也是可能的)。包含在外殼中的氣體循環(huán)經(jīng)過(guò)電機(jī)I用于將其冷卻。
[0016]轉(zhuǎn)子4包括軸6，其支撐輻臂7。輻臂7支撐疊層鼓8，其包括機(jī)械部分9和電氣部分10，電氣部分10帶有槽，其容納傳導(dǎo)棒U。
[0017]輻臂7具有多個(gè)分隔元件13，例如徑向板，其限定了彼此之間的管14。
[0018]優(yōu)選地，管14平行于縱向轉(zhuǎn)子軸線15而延伸。
[0019]疊層鼓8具有冷卻通道17，其優(yōu)選徑向地且垂直于轉(zhuǎn)子軸線15而延伸。
[0020]冷卻通道17連接至管14。
[0021]定子2具有疊層核芯19，并且具有冷卻通道20。疊層核芯連接至支撐件21和冷卻器22。
[0022]轉(zhuǎn)子包括節(jié)流元件25，其與一個(gè)或多個(gè)管14和/或一個(gè)或多個(gè)冷卻通道17相關(guān)聯(lián)。
[0023]節(jié)流元件25容許調(diào)節(jié):
-循環(huán)經(jīng)過(guò)電機(jī)I的總的空氣容積流量，以及 -機(jī)器內(nèi)的空氣容積流量分布，從而可優(yōu)化循環(huán)損失。
[0024]例如，可調(diào)節(jié)空氣容積流量，使得循環(huán)經(jīng)過(guò)機(jī)器(例如轉(zhuǎn)子和定子)的空氣容積流量是冷卻所需的空氣容積流量；換言之，防止了任何對(duì)冷卻所需的空氣容積流量而言過(guò)量的空氣容積流量循環(huán)經(jīng)過(guò)電機(jī)I。
[0025]節(jié)流元件25可設(shè)于管14內(nèi)。
[0026]在該情況下，節(jié)流元件優(yōu)選限定了連接至第一組28冷卻通道17的、管14的第一區(qū)域27和連接至第二組30冷卻通道17的、管14的第二區(qū)域29。
[0027]例如節(jié)流元件25可由設(shè)于管14的板限定，板限定了用于使氣體流經(jīng)管14的路徑31。
[0028]路徑31優(yōu)選由板中的孔來(lái)限定。
[0029]備選地或此外，該實(shí)施例中的節(jié)流元件還可為任何可使空氣容積流量節(jié)流的元件，例如電動(dòng)、液壓或氣動(dòng)地控制的節(jié)流閥。
[0030]備選地或除了部分地關(guān)閉管14的節(jié)流元件之外，節(jié)流元件還可設(shè)于冷卻通道17。
[0031]在該情況下，節(jié)流元件25優(yōu)選容納在管14中，并連接至至少其中某些冷卻通道17的端。
[0032]例如，節(jié)流元件25包括一個(gè)或多個(gè)可相對(duì)于疊層鼓8移動(dòng)的壁35。各個(gè)壁35可為伸長(zhǎng)的板，其容納在管14中，并可在疊層鼓8滑動(dòng)。
[0033]各個(gè)壁35具有孔口 36，并且連接至示意性地以37表示的激勵(lì)系統(tǒng)。
[0034]激勵(lì)系統(tǒng)37可調(diào)節(jié)壁35的位置，使得孔口 36與冷卻通道17對(duì)準(zhǔn)，或者，部分地或完全地關(guān)閉它們。
[0035]備選地或此外，該實(shí)施例中的節(jié)流元件還可為任何使空氣容積流量節(jié)流的元件，例如與各個(gè)冷卻通道17相關(guān)聯(lián)的電動(dòng)、液壓或氣動(dòng)地控制的節(jié)流閥。
[0036]冷卻通道17還可具有連接至管14的端，該端為擴(kuò)張的，并且在其最大直徑處優(yōu)選設(shè)有節(jié)流元件25。[0037]在該實(shí)施例中，節(jié)流元件25的調(diào)節(jié)容許對(duì)冷卻通道17的入口調(diào)節(jié)壓力損失，從而在例如完全地打開(kāi)節(jié)流元件25的情況下，獲得比在部分地打開(kāi)節(jié)流元件25或甚至沒(méi)有任何空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的情況下更大的經(jīng)過(guò)冷卻通道17的流量。
[0038]同樣在該情況下，節(jié)流元件25例如可為電動(dòng)或氣動(dòng)或液壓地驅(qū)動(dòng)的節(jié)流閥。其它類(lèi)型的節(jié)流元件無(wú)論如何都是可能的。
[0039]根據(jù)描述和說(shuō)明，將清楚電機(jī)的運(yùn)行，并基本為以下。
[0040]在運(yùn)行期間，冷卻氣體例如空氣進(jìn)入管14，流經(jīng)管14，并進(jìn)入冷卻通道17，以冷卻傳導(dǎo)棒11和疊層鼓8。然后冷卻氣體傳送至定子2的冷卻通道20中，以還冷卻定子棒和定子疊層核芯19。
[0041]因而冷卻氣體進(jìn)入冷卻器22以被冷卻。
[0042]箭頭F指示空氣循環(huán)。
[0043]在循環(huán)期間，節(jié)流元件25限制了經(jīng)過(guò)機(jī)器的空氣容積流量，使得實(shí)際上僅冷卻所需的空氣容積進(jìn)行循環(huán)。這限制了循環(huán)損失。
[0044]本公開(kāi)還涉及一種用于為電機(jī)改進(jìn)轉(zhuǎn)子的方法。
[0045]該方法包括提供至少一個(gè)節(jié)流元件25，其與至少一個(gè)管14和/或冷卻通道17相關(guān)聯(lián)。
[0046]例如，在提供節(jié)流元件 25之前運(yùn)行轉(zhuǎn)子4。在轉(zhuǎn)子運(yùn)行時(shí)(在提供節(jié)流元件25之前)，檢測(cè)空氣循環(huán)損失和/或溫度。
[0047]因而基于所檢測(cè)到的空氣循環(huán)損失和/或溫度而提供節(jié)流元件25 (從而例如減小循環(huán)損失并/或優(yōu)化溫度)。
[0048]當(dāng)然，可彼此獨(dú)立地提供所述的特征。
[0049]實(shí)際上，可根據(jù)需求和技術(shù)狀態(tài)而任意選擇所使用的材料和尺寸。
[0050]參考數(shù)字
1:電機(jī)
2:定子
3:定子孔 4:轉(zhuǎn)子
6-M
7:福臂
8:疊層鼓
9:機(jī)械部分
10:電氣部分
11:傳導(dǎo)棒
13:元件
14:管
15:轉(zhuǎn)子軸線 17:冷卻通道
19:疊層核芯
20:冷卻通道22:冷卻器25:節(jié)流元件
27:第一區(qū)域
28:第一組
29:第二區(qū)域
30:第二組
31:路徑
35:壁
36:孔口
37:激勵(lì)系統(tǒng)F:冷卻氣體
【權(quán)利要求】
1.一種用于電機(jī)(I)的轉(zhuǎn)子(4)，所述轉(zhuǎn)子⑷包括軸(6)、位于所述軸(6)的輻臂(7)、位于所述輻臂(7)的疊層鼓(8)， 其中，所述輻臂(7)具有多個(gè)分隔元件(13)，所述多個(gè)分隔元件(13)限定了彼此之間的管(14)，其中，所述疊層鼓(8)具有連接至所述管(14)的多個(gè)冷卻通道(17)， 其特征在于，包括與至少一個(gè)管(14)和/或冷卻通道(17)相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)節(jié)流元件(25)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子(4)，其特征在于，所述至少一個(gè)節(jié)流元件(25)設(shè)于至少一個(gè)管(14)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)子(4)，其特征在于，所述至少一個(gè)節(jié)流元件(25)限定了: 連接至第一組(28)冷卻通道(17)的所述管(14)的第一區(qū)域(27)，以及 連接至第二組(30)冷卻通道(17)的所述管(14)的第二區(qū)域(29)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)子(4)，其特征在于，所述至少一個(gè)節(jié)流元件(25)為設(shè)于所述管(14)的板，所述板限定了用于流經(jīng)所述管(14)的氣體的路徑(31)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)子(4)，其特征在于，所述路徑(31)被所述板中的孔限定。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子(4)，其特征在于，所述至少一個(gè)節(jié)流元件(25)設(shè)于至少一個(gè)冷卻通道(17)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)子(4)，其特征在于，所述至少一個(gè)節(jié)流元件(25)容納于至少一個(gè)管(14)，并連接至至少一個(gè)冷卻通道(17)的端。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)子(4)，其特征在于，所述至少一個(gè)節(jié)流元件(25)包括: 至少一個(gè)能夠相對(duì)于所述疊層鼓(8)移動(dòng)的壁(35)， 位于所述至少一個(gè)壁(35)的孔口(36)， 用于所述至少一個(gè)壁(35)的激勵(lì)系統(tǒng)(37)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子(4)，其特征在于，所述至少一個(gè)節(jié)流元件包括節(jié)流閥。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的轉(zhuǎn)子(4)，其特征在于，所述節(jié)流閥為電動(dòng)、液壓或氣動(dòng)地控制的節(jié)流閥。
11.一種用于為電機(jī)(I)改進(jìn)轉(zhuǎn)子(4)的方法，所述轉(zhuǎn)子(4)包括軸(6)、位于所述軸(6)的輻臂(7)、位于所述輻臂(7)的疊層鼓(8)， 其中，所述輻臂(7)具有多個(gè)分隔元件(13)，所述多個(gè)分隔元件(13)限定了彼此之間的管(14)， 其中，所述疊層鼓(8)具有連接至所述管(14)的多個(gè)冷卻通道(17)， 所述方法的特征在于，提供與至少一個(gè)管(14)和/或冷卻通道(17)相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)節(jié)流元件(25)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于: 在提供所述節(jié)流元件(25)之前運(yùn)行所述轉(zhuǎn)子(4)，并且 在運(yùn)行所述轉(zhuǎn)子(4)時(shí)檢測(cè)空氣循環(huán)損失和/或溫度， 并且，基于所檢測(cè)到的空氣循環(huán)損失和/或溫度而提供所述節(jié)流元件(25)。
【文檔編號(hào)】H02K1/32GK103475128SQ201310223027
【公開(kāi)日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月6日
【發(fā)明者】A.施維里, S.鮑邁斯特 申請(qǐng)人:阿爾斯通再生能源技術(shù)公司