電氣發(fā)電機(jī)的冷卻裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電氣發(fā)電機(jī)的冷卻裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電氣發(fā)電機(jī)長期以來已經(jīng)是已知的。其作用基于將動能或機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，其中通過電導(dǎo)體在磁場中的運(yùn)動在導(dǎo)體中感應(yīng)產(chǎn)生電壓。隨著電氣發(fā)電機(jī)的發(fā)展才實(shí)現(xiàn)電氣化的成功推進(jìn)并且進(jìn)入我們的日常生活中。
[0003]為了產(chǎn)生電能，現(xiàn)今使用大的電氣的發(fā)電廠發(fā)電機(jī)。在其運(yùn)行中，由于因渦流損耗而造成的損耗功率、因磁滯作用而造成的磁滯損耗或因軸承和密封件而造成的摩擦損耗等導(dǎo)致電氣發(fā)電機(jī)的明顯變熱，所述明顯變熱對所述電氣發(fā)電機(jī)的有效系數(shù)進(jìn)而對所述電氣發(fā)電機(jī)的效率具有負(fù)面影響。
[0004]因此，必須將以熱量形式出現(xiàn)的損耗功率導(dǎo)出，因?yàn)榉駝t會使電氣發(fā)電機(jī)過熱。因此，電氣發(fā)電機(jī)的冷卻是尤其所期望的。
[0005]然而，至今為止用于冷卻電氣發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)方案還有更多的改進(jìn)潛能。例如，借助于強(qiáng)制空氣冷卻裝置來冷卻功率直至300MW的發(fā)電廠發(fā)電機(jī)。在這種功率級的電氣發(fā)電機(jī)中，這種類型的冷卻達(dá)到物理極限，因?yàn)閷τ诶鋮s電氣發(fā)電機(jī)所需的空氣速度大至，使得在電氣發(fā)電機(jī)中冷卻作用通過空氣的摩擦損耗抵消。用于改進(jìn)冷卻作用的考慮對電氣發(fā)電機(jī)的幾何形狀提出非常高的要求。該方法的缺點(diǎn)是電氣發(fā)電機(jī)的例如位于電氣發(fā)電機(jī)中部的部件未充分地冷卻。
[0006]而功率自大約300MW起的大多數(shù)電氣發(fā)電機(jī)通常用液體冷卻。具有如此高的功率的液體冷卻的電氣發(fā)電機(jī)不再具有定子繞組而是需要定子棒。吸收或?qū)С鰮p耗熱量的冷卻流體因此流過定子棒。
[0007]在進(jìn)一步的考慮中，嘗試將溫差循環(huán)冷卻裝置裝入電氣發(fā)電機(jī)中。而這種冷卻方法具有下述缺點(diǎn):不能主動地影響冷卻流體如何在各個(gè)定子棒中分布。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種電氣發(fā)電機(jī)，所述電氣發(fā)電機(jī)改進(jìn)在運(yùn)行時(shí)的效率和電氣發(fā)電機(jī)的有效系數(shù)。
[0009]該目的借助于具有用于至少一個(gè)空心的管路的至少一個(gè)入口和出口的電氣發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)，所述空心的管路用于容納冷卻流體，其中空心的管路可設(shè)置在電氣發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子和/或定子和/或軸和/或殼體中或轉(zhuǎn)子和/或定子和/或軸和/或殼體上，并且其中空心的管路設(shè)立為用于借助于冷卻流體吸收來自電氣發(fā)電機(jī)的熱能的蒸發(fā)器。在此，主要的優(yōu)點(diǎn)是，設(shè)有空心的導(dǎo)體的電氣發(fā)電機(jī)能夠直接用冷卻流體冷卻。這例如能夠在其導(dǎo)體或定子棒中設(shè)有空心的管路的電氣發(fā)電機(jī)中特別有效地且有效率地實(shí)施。
[0010]因此，本發(fā)明提出，電氣發(fā)電機(jī)的空心的導(dǎo)體或定子棒或空心的殼體以及空心的軸用作為熱泵的蒸發(fā)器。由此，通過簡單的方式方法可以提高電驅(qū)動器或電氣發(fā)電機(jī)的效率。此外，能夠更緊湊地制造這種電氣發(fā)電機(jī)。
[0011]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，電氣發(fā)電機(jī)設(shè)立用于，經(jīng)由管路的出口將冷卻流體傳導(dǎo)給壓縮機(jī)以用于壓縮，所述壓縮機(jī)再將冷卻流體輸送給冷凝器以用于散熱，緊接著冷卻流體可從冷凝器繼續(xù)傳導(dǎo)給節(jié)流器以用于膨脹，并且可從節(jié)流器重新經(jīng)由入口輸送給電氣發(fā)電機(jī)的起蒸發(fā)器作用的空心的管路以用于吸收熱能，其中壓縮機(jī)設(shè)立用于，通過吸收機(jī)械功來保持冷卻流體的繼續(xù)傳導(dǎo)。
[0012]換言之，電氣發(fā)電機(jī)利用壓縮制冷機(jī)的特性。由此，利用在聚集狀態(tài)從液態(tài)變化為氣態(tài)時(shí)的蒸發(fā)熱的效應(yīng)。在此，在閉合的循環(huán)中運(yùn)動的冷卻流體經(jīng)受一個(gè)接一個(gè)的不同的聚集狀態(tài)的改變。在此，在這種情況下，氣態(tài)的冷卻流體首先通過壓縮機(jī)壓縮。冷卻流體從壓縮機(jī)離開在散熱的情況下被輸送給冷凝器。緊接著，液態(tài)的冷卻流體繼續(xù)傳導(dǎo)到節(jié)流器上以用于膨脹，其中同時(shí)減少其壓力。此時(shí)降壓的冷卻流體重新經(jīng)由入口被輸送給電氣發(fā)電機(jī)的起蒸發(fā)器作用的空心的管路以用于吸收熱能。現(xiàn)在，能夠從頭開始上文所述的循環(huán)。所述過程必須從外部通過經(jīng)由壓縮機(jī)輸送機(jī)械功來保持繼續(xù)運(yùn)行。
[0013]以這種方式方法，冷卻流體(在此經(jīng)由電氣發(fā)電機(jī)的起蒸發(fā)器作用的空心的管路)以低的溫度水平吸收熱功率，并且緊接著在(由壓縮機(jī))輸送機(jī)械功的條件下將熱功率以較高的溫度水平釋放給周圍環(huán)境。在此，電氣發(fā)電機(jī)的作用為壓縮制冷機(jī)的冷卻裝置的效率隨著周圍環(huán)境的溫度的降低而升高。
[0014]在本發(fā)明的一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，電氣發(fā)電機(jī)設(shè)立用于，使得經(jīng)由管路的出口借助于噴射泵抽取冷卻流體，在所述冷卻流體中可借助于噴射泵的加速的工作介質(zhì)可產(chǎn)生負(fù)壓進(jìn)而可經(jīng)由出口抽吸膨脹的冷卻流體，并且其中可借助于噴射泵的工作介質(zhì)將所抽吸的冷卻流體輸送給冷凝器以用于冷卻，冷卻流體緊接著可從所述冷凝器重新經(jīng)由空心的管路的入口輸送給蒸發(fā)器。該實(shí)施方式的特殊的優(yōu)點(diǎn)在于，不需要壓縮機(jī)，而是僅需要相對簡單地構(gòu)造的泵。
[0015]在一個(gè)尤其優(yōu)選的實(shí)施方式中，噴射泵的工作介質(zhì)是離子液體。因?yàn)殡x子液體僅具有極其小的蒸汽壓，所以可以借助于噴射泵達(dá)到大的負(fù)壓以從電氣發(fā)電機(jī)的空心的管路中抽吸冷卻流體。這種效應(yīng)用于蒸發(fā)冷卻流體。在此，在蒸發(fā)冷卻流體時(shí)從周圍環(huán)境中吸收熱量。以這種方式，實(shí)現(xiàn)電氣發(fā)電機(jī)的冷卻。
[0016]為了提高冷卻的效率，冷卻流體是易揮發(fā)物質(zhì)。由此，能夠尤其有效地且有效率地進(jìn)行冷卻。
[0017]在另一個(gè)實(shí)施方式中，熱量不直接釋放給周圍環(huán)境，而是能夠釋放給連接在中間的載熱體、即另一個(gè)冷卻循環(huán)，所述冷卻循環(huán)如上文中提到的電氣發(fā)電機(jī)的“周圍環(huán)境”那樣能夠具有較低的溫度。在此，在冷卻流體和在連接在中間的載熱體、即另一個(gè)冷卻循環(huán)之間的溫度差越高，電氣發(fā)電機(jī)的冷卻的效率就越高。
【附圖說明】
[0018]在下文中，根據(jù)附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明和示例的實(shí)施方式。
[0019]附圖示出:
[0020]圖1不出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電氣發(fā)電機(jī)，所述電氣發(fā)電機(jī)具有集成的、空心的定子棒以用于冷卻；
[0021]圖2根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式示出用于冷卻電氣發(fā)電機(jī)的噴射泵及其執(zhí)行方案的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]在圖1中示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電氣發(fā)電機(jī)I。電氣發(fā)電機(jī)I在圖1中示出的實(shí)施方式中構(gòu)成為電機(jī)。在此簡化地示出電氣發(fā)電機(jī)I的主要部件。在此，所述主要部件是位于軸8上的轉(zhuǎn)子6，所述轉(zhuǎn)子可轉(zhuǎn)動地安裝在具有空心的定子棒17的定子7之內(nèi)，其中各個(gè)部件容納在殼體9中。
[0023]在電氣發(fā)電機(jī)I運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)損耗功率，所述損耗功率造成各個(gè)部件的變熱進(jìn)而減少電氣發(fā)電機(jī)I的有效系數(shù)。為了抵抗所述現(xiàn)象，在該實(shí)施方式中，定子7或其定子棒17設(shè)有空心的管路4，所述管路適合于容納和引導(dǎo)冷卻流體5。在圖1中僅簡化地示出少量管路4，以便圖解說明電氣發(fā)電機(jī)的冷卻裝置的工作方式。
[0024]為了實(shí)現(xiàn)電氣發(fā)電機(jī)I的盡可能高且均勻的冷卻，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的電氣發(fā)電機(jī)I在電氣發(fā)電機(jī)I的多個(gè)或所有的部件中能夠具有用于容納冷卻流體5的空心的管路4(在此未示出)?？招牡墓苈?具有入口 2和出口 3，通過所述入口和出口將冷卻流體5輸送給空心的管路4和從中導(dǎo)出。在此，空心的管路4借助于位于其中的冷卻流體5承擔(dān)用于吸收來自電氣發(fā)電機(jī)I的熱能的蒸