[發明專利]發電機

無效

• 申請號: 201080041497.1
• 申請日: 2010-09-21
• 公開（公告）號: CN102577046A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 亞歷山大·孔茨;京特·茲瓦格;盧德格爾·克德丁;霍爾格·亨寧;托馬斯·希爾丁格;馬庫斯·沃爾夫
• 申請（專利權）人: 沃依特專利有限責任公司
• 主分類號: H02K9/19
• 分類號: H02K9/19;H02K5/10
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;李慧

技術領域

本發明涉及一種發電機，特別是用于具有驅動發電機的水輪機的水利發電廠。本發明特別涉及發電機的冷卻系統。

背景技術

這種發電機例如是由DE?10?2009?19?295?A1已知的。

發電機包括轉子，此外還有環繞轉子的定子。定子例如設計為疊片組。轉子和定子由殼體包圍。冷卻裝置既可以用空氣也可以用水作為冷卻介質運行。

此外，殼體具有用于冷卻水的入口。轉子和定子包括管道，冷卻水可以被引導通過這些管道。冷卻水由冷卻水入口進入，流過前述管道，并通過冷卻水出口再度流出殼體。

以同樣的方式，冷卻空氣通過冷卻空氣入口被導入殼體，流過發電機內包括的自由空間并在此沖刷轉子和定子，在這里被加熱并通過冷卻空氣出口再度排出殼體。

這種利用冷卻空氣和冷卻水運行的冷卻裝置存在問題。由此達到的冷卻效果經常不夠理想。這會導致發電機的參與組件的不被允許地升溫，并且因此有時會造成發電機故障。

發明內容

本發明的目的在于，這樣設計開頭提到的結構類型的發電機，即提高冷卻效率并由此使冷卻效果足夠充分，以便將發電機的所有組件保持在允許達到的最高溫度以下。此外，應減少與冷卻相聯系的建造消耗。

該目的通過一種具有根據權利要求1所述特征的發電機來實現。

相應地，發電機的殼體是封閉的。冷卻裝置只包括水冷裝置，因而不包括空氣冷卻裝置。

發明人認識到，在發電機的殼體封閉時可以放棄空氣冷卻裝置。對此還認識到以下原因：在根據本發明的發電機中，由殼體包圍的、在轉子和定子周圍的空氣被顯著地加熱，其強度大于在常規發電機中空氣流過發電機的情況。所以在冷卻水的溫度和被封閉在殼體內的空氣的溫度之間存在較大的溫度梯度。因此從空氣到冷卻水的熱傳遞特別有利。冷卻水吸收空氣中所含有的熱量，并將其可靠地導出。在此可能適合的或者必須的是，增加冷卻水的通過量。但是這并不成問題。

以下是由本發明帶來的優點：

-單獨利用水運行的冷卻系統這樣有效，即排除了發電機的實際組件的、更確切地說也在例如超過300MVA的大功率的大型機器中的過熱情況。

-由于省略了冷卻空氣裝置，與常規發電機相比，投資成本也大幅降低；不需要殼體上的空氣接口以及用于水和空氣之間的熱交換的管路。

-同樣降低了發電機的空間需求。

附圖說明

根據附圖進一步說明本發明以及現有技術。圖中詳細顯示了如下內容：

圖1在軸向剖面圖中示意性地示出了根據本發明的轉子。

圖2再次在軸向剖面圖中示出了根據現有技術的發電機。

圖3在軸向剖面圖中示出了凸極電機的根據本發明的轉子。

圖4示出了凸極電機的放大截面。

具體實施方式

圖1中示出的發電機包括轉子1、定子2以及殼體3。軸未被示出，而是僅僅示出了旋轉軸4。

根據本發明的最重要的元件是冷卻裝置。該冷卻裝置只利用水來運行。殼體3具有入水口5.1以及出水口5.2。冷卻水的走向沒有被示出。但顯而易見的是，冷卻水流經轉子1和定子2中的管道，還可能流經沒有在這里示出的繞組端部。

在殼體內封閉有空氣。例如參見在轉子1和定子2之間的氣隙6。被封閉的空氣在運行時被顯著加熱，這是因為沒有外部的氣流循環，而只有外部的水流循環。基于空氣和水之間較大的溫度梯度，在空氣和水之間非常有效地進行熱傳遞。冷卻水吸取熱量并將其向外導出。那里通常布置有降低冷卻水溫度的換熱器。

鑒于完整性還參照了發電機的其他組件。因此設置了制動器7，以及兩個壓板8.1，8.2。

這里提到殼體是封閉的，這并不是指殼體3相對于外部環境氣密地封閉。完全可能存在由于制造產生的縫隙，這些縫隙同樣使空氣能夠進出。然而空氣的通過量格外小，因此其無關緊要。起決定性作用的是，大量空氣滯留在由殼體3包圍起來的空間里。泄漏是這樣小，即不進行值得注意的空氣交換。所以例如在一個工作小時后至少還存在超過百分之五十的被殼體封閉的空氣體積。

殼體可以分別具有一個空氣入口和一個空氣出口。這兩個中的至少一個應該是能調節的或者是能調整的，因此可實現被定義的空氣泄漏。

根據圖2的發電機具有轉子1。輪轂1.1承載轉子疊片組1.2。該轉子疊片組借助于壓板8被軸向夾緊。轉子疊片的槽內嵌入繞組1.3中。這些繞組利用軸向的中間頭從轉子疊片組1.2伸出。輪轂1.1在其軸向端部處-圖中上方-支撐繞組端部1.4。轉子1圍繞旋轉軸4轉動。

在圖3和圖4中示出的發電機是凸極電機。