[發明專利]具有頻率適應單元的多相發電機

無效

• 申請號: 200910147580.6
• 申請日: 2009-06-12
• 公開（公告）號: CN101604883A
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發明（設計）人: R·約霍;A·阿恩特
• 申請（專利權）人: 阿爾斯托姆科技有限公司
• 主分類號: H02K11/00
• 分類號: H02K11/00;H02K9/19;H02K9/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 朱鐵宏;劉華聯

技術領域

本發明涉及發電機。更具體而言，本發明涉及具有三相或多相的氫冷式發電機，其連接到基于大功率半導體的靜態頻率轉換器類型的頻率適應單元上。

背景技術

在普通的發電機裝置中，電流從繞組端傳送至容納在氣冷式外殼中的相位環，該相位環之后進一步連接到用于穿過外殼壁傳送電流的套管上。為了將發電機多個相位的頻率轉換為電網頻率，套管還連接到形成單獨的頻率適應單元的半導體裝置上。

期望最大限度地減小發電機的整個軸向長度，且因此將套管布置成以便徑向向外地穿過外殼延伸。然而，該結果是一種徑向空間低效的設計，其需要復雜的總線管道在行進至用于連接到頻率適應單元上的共用點之前還進一步從外殼向外延伸。

EP?0707372中所述針對該問題的部分解決方案涉及：將頻率適應單元的至少一部分定位在端外殼內，以便顯著地減少所需套管的數量，從而提供徑向空間更為高效的設計。然而，該布置的缺點在于，外殼中的可用空間有限，且因此不便接近，使得檢查和更換構件變得困難。當發電機為氫冷時，給予了更多的接近限制，使得該缺點更為嚴重。雖然外殼中的頻率適應零件可以連同其它發電機構件一起冷卻，但對于氫冷式發電機而言，期望根據由這些零件所產生的熱量而利用例如去離子水來分別對其冷卻。然而，在充有氫的外殼內這樣做增加了復雜性和成本。此外，如果例如因短路而使得頻率適應單元的零件失效，則它們或會爆炸。如果這發生在外殼內，則可能產生嚴重的機器損傷。

發明內容

本發明旨在提供一種用于具有頻率適應單元的氫冷式發電機的空間高效的布局，該布局解決了本領域已知的其中至少一些缺點。

該難題通過獨立權利要求的主題內容而得以解決。從屬權利要求給出了有利的實施例。

本發明所基于的總體構思在于，使套管朝向發電機軸線傾斜，使得套管端接在形成于發電機外殼上的環形管道內，在該發電機外殼中，設有頻率適應單元的整流部。

一個方面，本發明提供了具有三相或多相的氫冷式發電機。該發電機包括裝入定子的外殼主區以及用于容納繞組端的外殼端區，所述發電機的特征在于：

環形管道，其形成在端外殼和/或主外殼上，具有底壁和側壁，其中至少一個壁與外殼端區共用；

套管，其穿透其中的一個共用壁，朝向發電機軸線傾斜并具有連接到繞組端上的第一端和端接在管道內的第二端；以及

頻率適應單元的整流部，其位于管道內，具有連接到各套管的第二端上的輸入端；

正極收集環和負極收集環，其分別連接到各整流部的輸出端上，

其中，頻率適應單元的整流部形成位于多個發電機相位和收集環之間的整流橋裝置。該裝置的優點在于，很容易接近整個的頻率適應單元且仍具有徑向空間效率的屬性，因為該裝置不需要因安裝而特別要求在套管之間的冗長的多相電纜，具有整個在外部的頻率適應單元。

在本發明的一個方面，套管朝向主外殼區傾斜，因而降低了發電機的總體長度且在徑向上仍然緊湊。該長度還在提供與主外殼共用的管道底壁方面得到進一步優化。

在又一方面，位于管道內的整流部是水冷的。通過將整流部單元放置在端外殼外，可能使得該冷卻方式更為有效。

本發明的另一方面提供帶有一個或多個開口的被覆蓋的管道，穿過該開口迫使冷卻空氣用以在與充有氫的環境不具有相同設計要求的環境中對于收集環提供空氣冷卻。

本發明的其它方面提供位于管道內以其空間效率為特征的各種布置。這些包括：套管的第二端布置成兩個或多個在周向上不同的排列(row)；收集環布置成多于一個的層；以及收集環布置成一個或多個平行的堆組(stack)。

本發明的另一目的是為了克服或至少改善現有技術的缺點和不足或提供有用的備選方案。

本發明的其它目的和優點通過以下描述并結合附圖將變得清楚，其中，通過圖示和示例，公開了本發明的實施例。

附圖說明

在下文中，結合附圖，通過示例來更全面地描述本發明的實施例，其中：

圖1是顯示本發明的實施例的氫冷式發電機的一端的側截面圖；

圖2是穿過圖1的II-II區的端截面圖；

圖3至圖5是本發明的各種頻率適應單元的電路結構；

圖6是穿過圖1的VI-VI區的管道的放大截面圖；以及

圖7是圖1的管道的截面圖，顯示了該管道的空氣冷卻。零件清單

10定子芯

11繞組端

20外殼主區

21外殼端區

30套管

34收集環絕緣隔離件

35收集環

36收集環管道