RU2485659C2 - Nonsalient pole rotor of synchronous electric machine - Google Patents
Nonsalient pole rotor of synchronous electric machine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2485659C2 RU2485659C2 RU2011123334/07A RU2011123334A RU2485659C2 RU 2485659 C2 RU2485659 C2 RU 2485659C2 RU 2011123334/07 A RU2011123334/07 A RU 2011123334/07A RU 2011123334 A RU2011123334 A RU 2011123334A RU 2485659 C2 RU2485659 C2 RU 2485659C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coils
- electric machine
- rings
- retaining rings
- synchronous electric
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электромашиностроения.The invention relates to the field of electrical engineering.
Известны неявнополюсные роторы синхронной электрической машины, где специальные меры для охлаждения лобовых частей катушек обмотки возбуждения не предусмотрены. Тепло из лобовых частей катушек в таких роторах в какой-то мере передается в охлаждающую среду через бандажные кольца с их наружной поверхности, но в основном перетекает в пазовые части обмотки и отводится в охлаждающую среду вместе с теплом, выделяемым в пазовой части обмотки ротора (см., например, Е.Видеман, В.Келленбергер. Конструкции электрических машин. Энергия, Ленинградское отделение, 1972 г., с.116, второй абзац сверху).Implicit pole rotors of a synchronous electric machine are known, where special measures for cooling the frontal parts of the field winding coils are not provided. The heat from the frontal parts of the coils in such rotors is to some extent transferred to the cooling medium through the retaining rings from their outer surface, but mainly flows into the grooved parts of the winding and is transferred to the cooling medium along with the heat released in the grooved part of the rotor winding (see ., for example, E. Videman, V. Kellenberger. Designs of electrical machines. Energy, Leningrad Branch, 1972, p. 116, second paragraph above).
Недостатком конструкции является низкая эффективность использования материала обмотки возбуждения ротора.The disadvantage of the design is the low efficiency of use of the material of the field winding of the rotor.
Известны неявнополюсные роторы синхронных электрических машин, где использовано проточное охлаждение лобовых частей катушек обмотки возбуждения (см. упомянутую монографию, с.116, рис.3-30а, 3-30б). В этих случаях охлаждающая среда в зону лобовых частей катушек обмотки возбуждения подается через осевые вентиляционные каналы в центрирующих кольцах у вала ротора. В варианте конструкции по рис.3-30б охлаждающая среда омывает в основном нижние витки катушек обмотки возбуждения и отводится в зазор между сердечником статора и ротора электрической машины через наклонные отверстия в магнитопроводящей бочке ротора.Implicit-pole rotors of synchronous electric machines are known where flow cooling of the frontal parts of the field winding coils is used (see the mentioned monograph, p.116, fig. 3-30a, 3-30b). In these cases, the cooling medium is supplied to the area of the frontal parts of the field winding coils through the axial ventilation channels in the centering rings near the rotor shaft. In the design variant in Figs. 3-30b, the cooling medium washes mainly the lower turns of the field winding coils and is diverted into the gap between the stator core and the rotor of the electric machine through inclined holes in the rotor’s magnetic barrel.
Недостаток конструкции - низкая эффективность охлаждения лобовых частей катушек обмотки возбуждения.The design drawback is the low cooling efficiency of the frontal parts of the field winding coils.
В варианте конструкции по рис.3-30а, принятой за прототип, охлаждающая среда омывает и нижние витки катушек обмотки возбуждения, и боковые стороны катушек и выходит из камер лобовых частей катушек обмотки возбуждения через радиальные отверстия в бандажных кольцах ротора.In the design variant of Figs. 3-30a adopted as a prototype, the cooling medium washes both the lower turns of the field coil coils and the sides of the coils and leaves the chambers of the frontal parts of the field coil coils through radial holes in the retainer rings of the rotor.
Недостатками является то, что в зоне лобовых частей катушек обмотки возбуждения во избежание смещения проводников катушек при работе электрической машины по всей высоте катушки расклинены многочисленными дистанционными распорками с образованием сторонами катушек и самими дистанционными распорками многочисленных «камер», закрытых сверху бандажными кольцами, обдув охлаждающей средой боковых сторон катушек возможен только при выполнении в бандажных кольцах радиальных отверстий напротив если не каждой такой «камеры», то по крайней мере большого их количества, что крайне сложно, особенно с учетом того, что соответствующие отверстия должны быть выполнены и в подбандажной изоляции.The disadvantages are that in the area of the frontal parts of the field winding coils, in order to avoid displacement of the coil conductors during operation of the electric machine, the entire coil height is wedged by numerous distance spacers with the sides of the coils forming and the distance spacers themselves of the numerous “chambers” closed from the top with retaining rings, having blown cooling medium the sides of the coils is possible only if radial holes are made in the retaining rings opposite, if not every such "chamber", then at least a large number of them, which is extremely difficult, especially considering that the corresponding holes must be made in the bandage insulation.
Радиальные отверстия в бандажных кольцах являются мощными концентраторами механических напряжений в кольцах, что может чрезмерно затруднить выполнение бандажных колец с необходимым запасом механической прочности.Radial holes in the retaining rings are powerful concentrators of mechanical stresses in the rings, which can make it difficult to make retaining rings with the necessary margin of mechanical strength.
Задачей предлагаемого изобретения является улучшение охлаждения лобовых частей катушек обмотки возбуждения неявнополюсного ротора синхронной электрической машины.The task of the invention is to improve the cooling of the frontal parts of the coils of the excitation winding of the implicit pole rotor of a synchronous electric machine.
Технический результат достигается тем, что в неявнополюсном роторе синхронной электрической машины, содержащем вал с магнитопроводящим сердечником (бочкой) ротора, катушки обмотки возбуждения, уложенные в пазы магнитопроводящего сердечника (бочки) ротора, кольца центрирующие с осевыми вентиляционными каналами в зоне их внутреннего диаметра, кольца бандажные, а также подбандажную изоляцию, бандажные кольца и элементы подбандажной изоляции выполнены с тангенциально ориентированными радиальными прорезями, расположенными на длине колец в несколько рядов преимущественно напротив осевых промежутков между торцевыми частями катушек обмотки возбуждения.The technical result is achieved by the fact that in an implicit pole rotor of a synchronous electric machine containing a shaft with a magnetically conductive core (barrel) of the rotor, field winding coils laid in the grooves of the magnetically conductive core (barrel) of the rotor, rings centering with axial ventilation channels in the area of their inner diameter, rings bandage as well as bandage isolation, retaining rings and elements of bandage isolation are made with tangentially oriented radial slots located along the length of the ring preferably in several rows opposite axial spacing between the end portions of the field winding coils.
Заявляемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показано продольное сечение, на фиг.2 - поперечное сечение (по А-А на фиг.1), на фиг.3 - вид на бандажное кольцо (по Б на фиг.2).The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a longitudinal section, Fig. 2 is a cross section (along A-A in Fig. 1), Fig. 3 is a view of a retaining ring (according to B in Fig. 2).
Неявнополюсный ротор синхронной электрической машины содержит вал 1 с магнитопроводящим сердечником (бочкой) 2, в пазах которого размещены катушки 3 обмотки возбуждения. Лобовые части катушек 3 защищены от разрушения центробежными силами при работе электрической машины бандажными кольцами 4, которые посажены на центрирующие кольца 5, имеющие в зоне их внутреннего диаметра аксиальные вентиляционные каналы 6. Кольца бандажные 4 выполнены с несколькими рядами тангециально ориентированных радиальных прорезей 7, отделенных друг от друга в каждом ряду перемычками 8.The implicit pole rotor of a synchronous electric machine comprises a shaft 1 with a magnetically conducting core (barrel) 2, in the grooves of which are placed 3 coils of the field winding. The frontal parts of the
На фиг.1 показан вариант исполнения неявнополюсного ротора синхронной электрической машины с нагнетательной системой вентиляции. Охлаждающая среда (ее движение показано стрелками) из зоны повышенного давления у внешних торцов центрирующих колец 5 по аксиальным вентиляционным каналам 6 поступает в зону лобовых частей катушек 3 обмотки возбуждения, проходит под катушками 3 обмотки возбуждения вдоль вала 1, разветвляется в осевые промежутки 9 между торцевыми частями катушек 3 обмотки возбуждения, в осевые промежутки 10 и 11 между катушками 3 обмотки возбуждения и центрирующими кольцами 5 с одной стороны и между катушками 3 обмотки возбуждения и торцами магнитопроводящего сердечника (бочки) 2 с другой стороны, а также в промежутки 12 между боковыми сторонами прямолинейных вылетов катушек 3 обмотки возбуждения из магнитопроводящего сердечника (бочки) 2. Далее через тангенциально ориентированные радиальные прорези 7 в кольцах бандажных 4 и в элементах подбандажной изоляции (на рисунке не показано) выбрасывается из зон лобовых частей катушек 3 обмотки возбуждения.Figure 1 shows an embodiment of an implicit pole rotor of a synchronous electric machine with a discharge ventilation system. The cooling medium (its movement is shown by arrows) from the pressure zone at the outer ends of the centering rings 5 through axial ventilation channels 6 enters the frontal area of the
Улучшение охлаждения лобовых частей катушек обмотки достигается за счет того, что тангециально ориентированные радиальные прорези 7 в бандажных кольцах 4 предлагаемого изобретения обеспечивают:Improving the cooling of the frontal parts of the winding coils is achieved due to the fact that tangentially oriented
- большое суммарное сечение для прохода охлаждающей среды;- large total cross-section for the passage of the cooling medium;
- уменьшенное аэродинамическое сопротивление зон лобовых частей катушек 3 обмотки возбуждения;- reduced aerodynamic resistance of the zones of the frontal parts of the
- увеличенный расход охлаждающей среды через зоны лобовых частей катушек 3;- increased flow rate of the cooling medium through the zones of the frontal parts of the
- интенсивный обдув боковых сторон катушек 3, тем более, что эти радиальные прорези 7 в бандажных кольцах 4 «открывают» если не все, то абсолютное большинство упомянутых выше «камер», образованных боковыми сторонами катушек 3 и дистанционными распорками между ними.- intensive blowing of the sides of the
Количество прорезей 7 в каждом ряду, количество рядов прорезей 7, размеры перемычек 8 между прорезями 7 в каждом ряду, осевые размеры прорезей 7 (их ширина) могут выбираться конструктивно и достаточно произвольно. Определяющей в подобных конструкциях почти всегда является механическая прочность бандажных колец 4. Следует отметить в связи с этим то обстоятельство, что тангенциально ориентированные радиальные прорези 7 не являются мощными концентраторами механических напряжений, как цилиндрические отверстия в бандажных кольцах ротора-прототипа. Поэтому механические напряжения в бандажных кольцах 4 предлагаемого ротора могут быть обеспечены на достаточно низком уровне.The number of
К достоинствам предлагаемой конструкции можно отнести и то, что в ряде случаев бандажные кольца 4 с тангенциально ориентированными радиальными прорезями 7 могут использоваться как вентиляторы с лопатками в виде перемычек 8, обеспечивающие необходимый расход охлаждающей среды. При этом отдельные вентиляторы становятся ненужными, что упрощает и удешевляет и неявнополюсный ротор, и электрическую машину в целом.The advantages of the proposed design include the fact that in some cases the
Заявленное изобретение применяется в синхронных машинах серии СДП, СДР, ТГГ-2500.The claimed invention is used in synchronous machines of the SDP, SDR, TGG-2500 series.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011123334/07A RU2485659C2 (en) | 2011-06-08 | 2011-06-08 | Nonsalient pole rotor of synchronous electric machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011123334/07A RU2485659C2 (en) | 2011-06-08 | 2011-06-08 | Nonsalient pole rotor of synchronous electric machine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011123334A RU2011123334A (en) | 2012-12-20 |
RU2485659C2 true RU2485659C2 (en) | 2013-06-20 |
Family
ID=48786644
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011123334/07A RU2485659C2 (en) | 2011-06-08 | 2011-06-08 | Nonsalient pole rotor of synchronous electric machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2485659C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2669592C2 (en) * | 2017-03-30 | 2018-10-12 | ООО "Инжиниринговый центр "Русэлпром" | Asynchronous motor rotor |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1538803A1 (en) * | 1966-02-05 | 1970-01-29 | Ganz Villamossagi Muevek | Device for supporting and direct cooling of the rotor winding heads of turbo generators |
US4365177A (en) * | 1980-04-02 | 1982-12-21 | Asea Aktiebolag | Gas-cooled rotor for a turbo-generator |
SU1246249A1 (en) * | 1984-10-07 | 1986-07-23 | Всесоюзный Научно-Исследовательский,Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Электровозостроения | Rotor of electric machine |
SU1584035A1 (en) * | 1988-06-16 | 1990-08-07 | Центральное Конструкторское Бюро По Модернизации Действующего Оборудования Электростанций | Rotor of synchronous non-salient pole electric machine |
EP1171937A1 (en) * | 2000-02-09 | 2002-01-16 | General Electric Company | Direct gas cooled longitudinal/cross-flow endwinding ventilation schemes for machines with concentric coil rotors |
RU2253935C1 (en) * | 2003-10-28 | 2005-06-10 | Аврух Владимир Юрьевич | Rotor for synchronous electric machine without predetermined poles (variants) |
RU2410819C1 (en) * | 2009-12-21 | 2011-01-27 | Научно-производственное объединение "ЭЛСИБ" Открытое акционерное общество | Nonsalient pole rotor of synchronous electric machine |
-
2011
- 2011-06-08 RU RU2011123334/07A patent/RU2485659C2/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1538803A1 (en) * | 1966-02-05 | 1970-01-29 | Ganz Villamossagi Muevek | Device for supporting and direct cooling of the rotor winding heads of turbo generators |
US4365177A (en) * | 1980-04-02 | 1982-12-21 | Asea Aktiebolag | Gas-cooled rotor for a turbo-generator |
SU1246249A1 (en) * | 1984-10-07 | 1986-07-23 | Всесоюзный Научно-Исследовательский,Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Электровозостроения | Rotor of electric machine |
SU1584035A1 (en) * | 1988-06-16 | 1990-08-07 | Центральное Конструкторское Бюро По Модернизации Действующего Оборудования Электростанций | Rotor of synchronous non-salient pole electric machine |
EP1171937A1 (en) * | 2000-02-09 | 2002-01-16 | General Electric Company | Direct gas cooled longitudinal/cross-flow endwinding ventilation schemes for machines with concentric coil rotors |
RU2253935C1 (en) * | 2003-10-28 | 2005-06-10 | Аврух Владимир Юрьевич | Rotor for synchronous electric machine without predetermined poles (variants) |
RU2410819C1 (en) * | 2009-12-21 | 2011-01-27 | Научно-производственное объединение "ЭЛСИБ" Открытое акционерное общество | Nonsalient pole rotor of synchronous electric machine |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
ВИДЕМАН Е., КЕЛЕНБЕРГЕР В. Конструкции электрических машин, Энергия, Ленинградское отделение, 1972, с.116, рис.3-30а. * |
ВИДЕМАН Е., КЕЛЕНБЕРГЕР В. Конструкции электрических машин, Энергия, Ленинградское отделение, 1972, с.116, рис.3-30б. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2669592C2 (en) * | 2017-03-30 | 2018-10-12 | ООО "Инжиниринговый центр "Русэлпром" | Asynchronous motor rotor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011123334A (en) | 2012-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7449592B2 (en) | Axial flux machine stator cooling mechanism | |
US10116178B2 (en) | Rotor with embedded permanent magnet having adhesive on one side and cooling channels on the other side | |
US8427018B2 (en) | Stator for a rotary electric machine having flow channels for passing a cooling fluid | |
JP4471553B2 (en) | Direct gas-cooled coil-end ventilation for machines with concentric coil rotors | |
JP2003523157A (en) | Direct gas-cooled longitudinal / transverse coil end ventilation for machines with concentric coil rotors | |
CN101841212B (en) | Dynamoelectric machine coil spacerblock having flow deflecting channel in coil facing surface thereof | |
JP2016515799A5 (en) | ||
DE102011053299A1 (en) | Cooling system for a highly used high-speed rotating synchronous electric machine | |
US10418872B2 (en) | Rotary electric machine | |
RU2015136221A (en) | AXIAL ENGINE COOLING CLEARANCE FOR AXIAL ENGINE | |
US20130307358A1 (en) | Laminated rotor structure for a permanent magnet synchronous machine | |
US20110167623A1 (en) | Method for assembling the rotor of an electric machine | |
CN103036331A (en) | Rotor comprising pole shoes with cooling channels | |
US20110204736A1 (en) | Electric rotary machine | |
RU2005139946A (en) | ELECTRIC MOTOR | |
RU2485659C2 (en) | Nonsalient pole rotor of synchronous electric machine | |
CN102624175A (en) | Disc type motor without rotor yoke or stator yoke | |
KR20120035112A (en) | Dynamoelectric machine coil spaceblock having flow deflecting structure in coil facing surface thereof | |
RU2410819C1 (en) | Nonsalient pole rotor of synchronous electric machine | |
EP2477311B1 (en) | Generator, in particular for a wind turbine | |
EP2503675A1 (en) | Ventilation system for an electric machine | |
US20030151326A1 (en) | Stator for an axial flux electrical machine | |
RU2396667C1 (en) | Electrical machine stator | |
KR101208318B1 (en) | Motor rotor for automobile | |
CN106411084A (en) | High power mixed excitation motor with novel water-cooling structure |