专利名称:涡轮发电机转子激励绕组一端的定位轴套下面的一种冷却气体分配装置的制作方法
本发明涉及涡轮发电机转子激励绕组一端的定位轴套下面的一种冷却气体分配装置，这一装置有一个用电绝缘材料作成的、直接装在绕组端部下面的圆筒，该圆筒开有进气口进气口位于上述绕组的线圈之间。该装置还在圆筒和转子轴之间装有径向的和环状的隔板，以便把圆筒和转筒之间的环形间隙隔成径向的集流腔，用作冷空气的入口和热空气的出口。上述集流腔与位于线圈端部之间的入口、出口通道相连。
关于在绕组端部轴套下面分配冷却气体，已有如下一种办法使冷却气体进入绕组线圈和轴的间隙处的端部，之后经由前端线圈侧面的小孔，进入在导线中加工成的风冷管道，轴向地导入。在冷却每一根导线之后，气体经由导线壁上的径向通道，并通过定位轴套端部之外的盖槽楔上的小孔排出。
这种冷却装置要求在导线内部有长的轴向冷却通道，因此端部的冷却不如槽内部分好，从而导致其端部之间产生显著的温度差。
关于在绕组端部轴套下面分配冷却气体，还有另外一种办法使冷却气体在作为气体出、入口的，加工在转子轴上的径向集流腔内循环流动。每一个集流腔与绕组线圈之间的一个相应空间连通，这个空间或作为气体入口，或作为气体出口。冷空气由导线的一侧进入其上的多重横向细槽内，并由另一侧排出，借助该细槽使导线横向冷却，与导线接触后被加热的气体流入一个较低的出口集流腔内，并且轴向地流入轴套支承板和最大线圈之间的环形空间，热空气被排风扇由轴套的端部排出。
这种装置需要对转子轴进行昂贵的机加工，以便在定位轴套下面的端部作成入口冷却通道，同时作成包括该轴套端部排风扇在内的出口集流腔系统。
英国第805，878号书推荐了一种冷却气体分配装置，在其绕组端部下面有一个用电绝缘材料作成的圆筒，其上有许多开口，与冷却气体的多个进气、排气通道连接。这使得该装置结构复杂、造价昂贵。
本发明的优先实施例提出一种冷却气体分配装置，它缩短了转子端部的冷却气体通道，并能保证在激励绕组线圈中的温度非常均匀，从而避免出现热点，而且，它仍然具有简单的结构，而且便于制造。
本发明的冷却气体分配装置包含有这样一种改进，它使进气道和排气道本身经导线侧壁上的开孔与导线内部通道相连通，并使排气通道与每一磁极中心的唯一的出口集流腔相连通。
本发明的优点是，它至少包含如下所述的一个特点至少有一些热气出口通道和转子带槽部分的排气槽孔相连通，该排气槽孔通到转子空气隙;
上述排气槽孔是采用在转子带槽部分，紧靠磁极中心、铣槽的方法做成的;
至少有一些端部绕组导线的内通道，延伸通向转子槽里的导线的内通道，并与穿过盖槽楔、开口于空气隙的径向小孔相连通;
径向冷气进口集流腔与无槽孔的通道相连，无槽孔通道经绕组线圈直线部分之间的径向窗口向外开口，而在该线圈的直线部分开有通往其内通道的侧向进气孔，与转子轴垂直的线圈部分的内通道，向热空气径向出口集流腔的进气窗口开有小孔。
转子带槽部分的导线内通道延伸到端部定位轴套的边缘之外，并且经由径向通道穿过盖槽楔，开口于空气隙。
端部线圈带有横向细槽，所述线圈中的冷却气体通路与线圈的轴向垂直。线圈中心区域在径向出口集流腔中有进气窗口，该出口集流腔本身与转子带槽部分的、通向空气隙的排气槽孔相连通。而转子带槽部分近槽区域既有使气体在导线和槽缘缘之间流动的通道(它穿过盖槽楔，开口于排气小孔，且通向空气隙)，又有环形通道(它开口于热空气径向出口集流腔中);
垂直于转轴的端部导线有横向细槽，转子带槽部分的近槽的导线有内部通道，在垂直于转轴的导线之间开有交替相间的冷空气进口和热空气出口，这些热空气出口是通向出口集流腔的，而转子带槽部分的近槽导线有侧向的冷空气进口通向内部通道，并与径向排气通道相连通，径向排气通道则通向定位轴套边缘以外的空气隙。垂直于转轴的端部绕组之间的通道以密封的方式与转子带槽部分的近槽导线之间的通道隔开。
下面，通过举例并参照附图对本发明的一个实施例加以说明，其中图1是本发明的冷却气体分配网路的部分剖透视图;
图2是包括绕组内部的轴向通道的第一个局部视图;
图3是第二个局部展开视图，在这个图中，端部线圈刻了细槽，冷却气体或朝向中心的出口集流腔沿着该槽流动，或在线圈之间沿着该槽轴向地流动。
图4是示出两种不同的气体通路(即一个轴向通路和一个垂直于转子轴的通路)的第三个局部展开视图;
图5是图4中的第一部分气体通过轴向通路的轴向剖面图。
图1表示在涡轮发电机转子激励绕组端部的定位轴套下面的冷却气体分配网路。转子由轴1，带槽部分2，和定位轴套3限制的两个端部(图1中只示出其中的一个)组成。端部绕组4是转子带槽部分中中的汇流条(图中不可见)的延伸部分，汇流条装在盖槽楔5的下面。
冷却气流用箭头表示，并且被电绝缘材料作成的圆筒6所限制。上述圆筒和转子轴之间的间隙被径向隔板8和环形隔板9分隔成冷空气入口集流腔10和热空气出口集流腔11。气体经集流腔入口10(箭头10A)，通过开在圆筒6上的槽孔7，进入线圈端部之间的通道，然后经由侧边的开孔进入绕组的内部通道。
上述气流的第一部分环形地流动，在绕组之间通过，然后向下通过出口集流腔11里的、限流楔12对面的窗口(箭头11A)，之后又通过轴套3端部下面的、轴向槽孔13之间的上述窗口，被分散开，并且经该槽孔的未端，排入空气隙。槽孔13是在转子带槽部分的磁极中心铣出的。
气流的第二部分沿轴向流到靠近定位轴套边缘的、转子带槽部分的导线端部的内通道，然后由径向通道和穿过盖槽楔5的小孔14排入空气隙。
在图2中，冷却气体到达转子轴和圆筒之间，并且经由轴向延伸的径向孔20，穿过圆筒，再从一侧分配到绕组内。转子带槽部分导线的直线部分里的第一部分气体流入定位轴套边缘以外的导线内部的通道(箭头21)，然后经由槽中的径向纽孔形通道径向地排出，以便经盖槽楔上的小孔22逸入空气隙，这些将根据图5在下面作更详细的叔述。
在定位轴套下面的线圈前部中的第二部分气体流入该前部线圈的内通道(箭头23)，再经由上述绕组的对边逸入位于两绕组之间的出口通道25，再经径向横孔26进入出口集流腔12A，然后气体被分配(箭头13A)，进入轴向槽孔(这些槽孔铣在转子定位轴套以外带横部分的磁极附近)，并排入空气隙，这些已根据图1说明了。
这种对线圈端部的冷却方式最好同对槽中导线的直线部分进行轴-径向或径向风冷结合起来。
在图3中，端部绕组有许多横向细槽30，冷却气体沿箭头31到达这里，并且被绕组之间径向延伸的槽孔(或是纵向槽孔32，或是环形槽孔33)所分配，冷却气体经一侧进入这些绕组，又经其对侧排入导线之间的空间35(箭头38)。然后该气体以两种不同的方式排出a).在对应于磁极中心的中心区域，热空气经径向开口36进入圆筒的中部出口集流腔，然后经铣在转子带槽部分的槽孔，由磁极处逸入定位轴套以外的空气间隙(箭头37);
b)在转子槽对面区域，热空气沿着绕组之间的空间轴向地朝转子带槽部分流动，并且分成两部分。第一部分气体沿着位于导线和槽绝缘之间的转子槽流动，然后经由盖槽楔上的排气小孔14排入定位轴套部分以外的空气隙。它也可以流向铣在磁极中心的槽孔第二部分气体从多用途圆筒经出口孔流出，由靠近转子带槽部分的第二个金属集流腔导走。这样，气体切向地(箭头39)流到磁极的中心区域，以便经由上述铣在磁极中心的槽孔逸入空气隙。
这种对于绕组端部风冷的形式可以同对于转子槽中导线的直线部分的风冷结合起来，其形式可以是由空气隙获取气体，也可以是由轴-径向或纯轴向形式。
图4表示采用内部气体通道对端部绕组进行风冷的装置，这些内部通道一部分在导线轴向，一部分为横向。那些槽外区域的导线的轴向部分具有轴向内通道。
垂直于转子轴的导线部分具有横向细横40。
冷空气配气圆筒将气体分配入绕组之间的入口空间。
在导线的直线部分，轴向通道的气体入口位于靠近轴向延伸部分和横向部分之间的转角处的导线一侧(箭头41)。导线内的轴向通道在槽内开口，并从那里经定位轴套以外的径向排气纽孔42通到空气隙。这些在下面将根据图5作更详细的叙述。导线的直线部分之间没有热空气出口通道。
只要顺序地向大多数导线横向供给冷空气导线前部绕组之间的通道就交替相间地成为气体的入口区和出口区，这个区域和导线直线部分的区域用密封楔43隔开，密封楔使两个冷却网路彼此隔离。
配气圆筒上的开口提供冷却气体的进口和出口，进气口44对着转子槽，而排气口45处于磁极中心区。
一旦进入入口绕组之间的空间，冷空气就流过导线前部的细槽，然后进入在那之间的通道(箭头46)。它经排气口45进入配气圆筒的出口集流腔，被导入端部绕组和转子带槽部分之间的空间(箭头47)然后从磁极中心逸入开口于空气隙的通道(箭头48)，这些将根据图5作更详细的叙述。
这些风冷形式可以同对转子激励绕组直线部分的轴-径向或径向风冷形式结合起来。
图5表示在适用于图2和图4叙述的分配装置时，在冷却了导线的直线部分和前部以后，气体穿过盖槽楔排入空气隙过程中，两部分冷却气体的流动情况。
沿着定位轴套3下面的导线的轴向通道51流动的气体在此流过，通到径向通道52，然后经小孔53穿出盖楔5。
象54这样在转子带槽部分铣出的通道，用来排出冷却前部导线的气体，这些通道与径向通道55及通向空气隙的小孔56相连通。
权利要求
1.一种在涡轮发电机转子激励绕组一端的定位轴套下面的冷却气体分配装置，这一装置有一个用电绝缘材料作成的、直接装在绕组端部下面的圆筒，该圆筒开有进气口，进气口位于上述绕组的线圈之间。该装置还在绝缘材料圆筒和转子轴之间装有径向的和环形的隔板，以便把圆筒和转轴之间的环形间隙隔成径向的集流腔，用作冷空气的入口和热空气的出口。上述集流腔与位于线圈端部之间的入口、出口通道相连。这一装置所作改进的特征是，进气通道和排气通道本身经由导线的侧壁开孔与导线的内部通道相连通，以及，排气通道和每一磁极中心区的唯一的出口集流腔相连通。
2.根据权利要求
1的装置，其特征在于，至少有一些热空气出口腔与通向转子带槽部分的空气隙的排气槽孔相连通。
3.根据权利要求
2的装置，其特征在于，所述排气槽孔是采用在转子带槽部分靠近磁极中心处铣槽的方法制成的。
4.根据权利要求
1的装置，其特征在于，至少在绕组端部导线内部的某些通道为转子槽里的导线内部通道所延伸，与穿过盖槽楔开口于空气隙的径向小孔相连通。
5.根据权利要求
1的簿置，其特征在于，径向冷空气进口集流腔与无槽孔的通道相连，无槽孔通道经绕组线圈直线部分之间的径向开口向外连通，而该线圈具有通向其内通道的侧向进气孔。垂直于转轴的线圈部分的内通道向径向热空气出口集流腔的进气口开口。
6.根据权利要求
5的装置，其特征在于，转子带槽部分附近的导线内部通道延伸到端部定位轴套的边缘以外，并且经由穿过盖槽楔的径向通道向空气隙开口。
7.根据权利要求
1的装置，其特征在于，端部线圈带有横向细槽所述线圈中的冷却气体通路与线圈的轴向垂直，线圈的中心区域包含有径向出口集流腔的进气口，而该出口集流腔本身与转子带槽部分的、通向空气隙的排气槽孔相连通，而转子带槽部分接近于槽的区域包含有两种气体通道一种通道使气体在导线和槽绝缘之间流动，从穿过盖槽楔的排气孔流出，到达空气隙;另一种通道是环形通道，它开口于热空气径向出口集流腔。
8.根据权利要求
1的装置，其特征在于，垂直于转子轴的端部导线具有横向细槽，转子带槽部分的近槽导线具有内通道，在垂直于转子轴的导线之间开有交替相间的冷空气进口和热空气出口，热空气出口与出口集流腔相通，而转子带槽部分的近槽导线具有侧向冷空气进气孔通向其内部通道，并与径向排气通道相连通，径向排气通道则通向端部定位轴套边缘以外的空气隙。垂直于转子轴的端部绕组之间的通道和转子带槽部分的近槽导线之间的通道以密封的方式相互隔开。
专利摘要
一种在涡轮发电机转子激励绕组一端的定位轴套3下面的冷却气体分配装置，包括一个用电绝缘材料作成的，直接装在绕组端部下面的圆筒6，该圆筒开有进气口7，它们位于该绕组线圈之间，在圆筒6和转子轴1之间装有径向隔板8和环状隔板9，以把圆筒和转轴之间的环形空间隔成径向集流腔，用作冷空气的入口10和热空气的出口11。上述集流腔与线圈端部之间的入口出口通道相连。这一装置所作改进的特点是，进气通道和排气通道本身经导线的侧壁开孔与导线的内通道连通，并且，排气通道与每一磁极中心的唯一出口集流腔相连通。
文档编号H02K3/24GK85105308SQ85105308
公开日1987年1月14日 申请日期1985年7月10日
发明者伊弗斯·戴芬巴克 申请人:阿尔斯汤姆大西洋有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan