[发明专利]用于旋转电机的装置无效
申请号: | 98809644.7 | 申请日: | 1998-09-29 |
公开(公告)号: | CN1272244A | 公开(公告)日: | 2000-11-01 |
发明(设计)人: | 马茨·莱昂;古纳·凯兰德 | 申请(专利权)人: | ABB股份公司 |
主分类号: | H02K9/00 | 分类号: | H02K9/00 |
代理公司: | 中国国际贸易促进委员会专利商标事务所 | 代理人: | 王茂华 |
地址: | 瑞典韦*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 用于 旋转 电机 装置 | ||
本发明不仅涉及高压旋转电机,例如同步电机,而且还涉及双端馈电电机,异步转换器级的应用,外极电机和同步流量电机,并且还有交流电机,它们主要用作产生电力的发电厂中的发电机。更具体地说,本发明涉及空气导管之内的冷却,以及在这样的电机中的转子与定子之间,通过冷却导管输送冷却剂的装置。
这样的电机常规上为15-30kV范围内的电压而设计,并且30kV通常认为是上限。这意味着就发电机来说,必须通过变压器使发电机与电力网连接,变压器使电压升高到电力网的电压等级,即130-400kV范围内的电压等级。本发明预备在高压下,即主要超过10kV的电压下使用。根据本发明的电机的典型操作范围可以是36kV到800kV的电压。
高压旋转电机通常备有冷却系统,以强制冷却电机,这里高压即为超过10kV且最大达30-35kV的电压。对于常规冷却存在两种不同类型的空气冷却系统:径向冷却和轴向冷却,在径向冷却中,空气通过轮毂并进一步引导通过转子中的径向导管,而在轴向冷却中,空气由轴向风扇吹入极隙。
高压旋转电机通常由设有槽的定子构成,这些槽即为定子槽,其中安排AC绕组或定子绕组。这些槽通常为矩形或梯形。在槽之间形成所谓的定子齿。各绕组相由多个串联连接的线圈组所组成,而各线圈组由多个串联连接的线圈所组成。线圈的不同部分指定为线圈边和端绕组,线圈边是布置在定子之内的部分,而端绕组是定子之外的部分。一个线圈由一个或多个导体组成,使导体在高度和/或宽度成为一起。在各导体之间有一层薄绝缘,例如环氧/玻璃纤维。线圈由线圈绝缘与槽电绝缘,线圈绝缘即预备耐受电机对地的额定电压的绝缘。各种塑料、漆和玻璃纤维材料可以用作绝缘材料。通常,使用所谓的云母带,它是云母和硬塑料的混合物,专门生产为对部分放电提供电阻,部分放电能快速地破坏电绝缘。通过在线圈周围缠绕若干层云母带,对线圈施加绝缘。使绝缘浸渍,并且其后使线圈边涂有基于图形的油漆,以改善与周围定子的接触,定子与地电位连接。定子可以由叠层的正交或定向钢构成,或可以由其他非晶或基于粉末的材料构成。还有一些电机,其中电力绕组布置在转子中,而磁场绕组布置在定子中。
对于大型交流电机的冷却,经常使用对定子和转子两者的气体冷却。通常使气体通过冷却导管沿径向传过定子,冷却导管由径向隔开的分隔器形成。分隔器把定子的叠片铁芯分成约30mm轴向长度的单元,它们通常是6mm高和2mm厚的直线矩形钢元件。
可以根据不同原理来安排电机中的气体循环。水力发电机是一种多极发电机,其特征在于大的定子直径和凸磁极。水力发电机中的转子可以设计具有径向冷却导管,以便空气沿径向在转子和定子两者内部输送。通常还用电机两端的风扇使气体沿轴向压入空气间隙,然后它转向90°,之后通过定子导管沿径向离开。涡轮发电机具有很少几个磁极,例如2或4个磁极,其特征在于大致圆柱形构成的转子。涡轮发电机中的转子导体经常由轴向导管之内输送的气体冷却,这些导管与导体连接。变热的气体通过径向导管释放到空气间隙中,这些径向导管经常向中央集中。涡轮发电机中的定子分成不同的冷却室,其中气体流的方向可以改变,以便冷空气可以压入某些室中的空气间隙,而热空气可以从其他室中的空气间隙排出。对某些涡轮电机应用所谓的反向冷却,这意指转子风扇使气体从空气间隙吸出,而不是把空气压入空气间隙。这样是有利的,因为按这种方式,定子是由冷空气而不是热转子空气冷却的。转子风扇叶片于是布置在转子挡圈的顶部上,而不是沿轴向安装在转子挡圈之后。
冷却空气可以由周围空气组成,但是在功率超过1MW下,通常使用具有热交换器的闭合冷却系统。在涡轮发电机和大约达400MW的大型同步调相器中,通常使用氢冷。这种冷却法以和具有热交换器的空气冷却类似的方式起作用,但是用氢气代替空气作为冷却剂。氢气比空气具有更好的冷却容量,但是在密封和监视漏泄方面出现困难。为了构成分割部分,使冲压芯盘一层布置在另一层的顶上,则通常形成转子中的冷却导管。
本发明的目的是实现一种用于旋转电机的冷却系统,这种旋转电机用于从10kV到电力网电压等级范围内的高压。这样的旋转电机将不用中间变压器而直接与电力网连接。这种新型旋转电机具有若干特点,与常规电机比较,满足了对冷却系统的特殊要求。
上述目的由根据本发明的装置实现,这种装置如所附权利要求的特征部分限定。
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