[发明专利]空气冷却电动发电机和运行这种电动发电机的方法

说明书

技术领域

本发明涉及转动电机的领域。本发明涉及根据权利要求1的前序部分的空气冷却电动发电机及所述电动发电机的操作方法。

背景技术

空气冷却电动发电机通常通过闭合空气回路冷却。所需要的空气量由将要耗散的损耗量确定。由于不能预先准确地确定发生的损耗量及所产生的冷却空气体积流量，需要在计划中包括关于体积流量的储存信息。过低的空气量导致发电机过热。过高的体积流量导致与通风相关的不必要的损失。因此，目标是将冷却空气体积流量选择为按照需要的大小，但是也尽可能地小。总体上，体积流量受空气回路中人工产生的压降限制(节流原理)。

本发明简化并优化该步骤。目的在于使冷却空气体积流量与冷却要求尽可能精确地匹配，不管是当发电机首次投入使用时匹配一次，或者在发电机的不同载荷的情况中经常地匹配，比如在异步发电机的情况中出现的不同载荷。常规地，例如在文献EP 740402A1的图1中所公开的，在水力发电机的情况中，通过在气体通路中收缩特定的截面实现该匹配。在大规模水力发电机的情况中，收缩通常在通往转子支架的入口处发生。借助于另外的分层，入口截面被收缩并且因此限制了冷却空气的量。

但是，该步骤具有若干缺点：

●根据安装有转子的发动机的构造，不再能够将机盖薄片安装在转子支架上。因此，即使在转子安装之前，也需要固定地限定通往转子支架的入口处的开口面积。

●如果在安装有转子的状态下可以引入附加的薄片，这仅能够在发电机停止时发生。这很耗时，并且仍不能精确地影响体积流量。

●机盖薄片增大了轴承的载荷重量。另外，由于层状结构位于发动机的转动部分，相应地需要仔细地固定薄片。

●对于发电机中的冷却均匀性具有决定性作用、并且因此对温度的均匀性具有决定性作用的体积流量分布会受到不利影响。

●不能适用于发电机的不同的载荷情况。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种电动发电机，该电动发电机在冷却方面避免了常规方案的缺点并且特别使得可以在运行过程中进行节流或者使冷却空气的体积流量与各个要求精确匹配，并且特别针对不同载荷动态地进行匹配。在这种情况下，发电机的轴承将不承受任何附加载荷。另外的目的在于确定运行这种电动发电机的方法。

所述目的通过权利要求1和权利要求13中的特征的组合而实现。根据本发明，空气冷却电动发电机包括：带有转子轴的转子，所述转子绕机器轴线可转动地布置并且转子绕组布置在所述转子上；定子，所述定子带有定子层状叠片组和布置在所述定子中的定子绕组，所述定子绕组同心地环绕转子绕组；运行时提供冷却空气的闭合冷却回路，其中冷却回路中的冷却空气从内向外径向地流过转子绕组和定子绕组，冷却空气在布置在定子外部的冷却器中冷却并且被回送到转子。根据本发明的电动发电机的特征在于，设置可调节节流装置以用于在冷却器处调节冷却回路中的冷却空气的体积流量。

本发明使得能够在运行操作过程中进行节流。因此，体积流量能够与各个要求精确地匹配。如果需要，还可以对不同的载荷进行动态地匹配。额外需要的部件不位于发电机的转动部分且因此不会对轴承产生非必要的载荷。在本发明中，实际上在冷却回路的“端部”即在冷却器的上游或者下游进行节流。

根据本发明的一种结构，节流装置布置于冷却器的入口侧。

根据本发明的另一个结构，节流装置布置于冷却器的出口侧。

本发明的另一个结构的特征在于节流装置包括多个薄片，该薄片布置为在与流动方向垂直的平面中互相平行。

根据所述结构的发展例，每个薄片均设计成能够绕它们的纵轴枢转。

在有利的发展例中，薄片能够单独枢转。由此使得不仅可以整体上影响体积流量，还能够影响在整个截面上的分布。

本发明的再一个结构的特征在于薄片在冷却器的整个宽度上和/或冷却器的整个高度上延伸。

本发明的另一个结构的特征在于节流装置具有大量的布置成在与流动方向垂直的平面中分布的节流元件，其中每个节流元件包括通孔。

根据优选实施方式，能够绕转动轴线枢转的节流阀以片状活门的方式布置在至少一些通孔中。

同样在本情况中，节流元件能够被单独致动。

根据本发明的用于运行电动发电机的方法的特征在于，在电动发电机的运行过程中，冷却空气的体积流量通过节流装置的连续调节来调节。

根据本发明的结构，体积流量通过节流装置按照在电动发电机处测量的温度得以调节。

另一个结构的特征在于体积流量在电动发电机被首次使用时调节一次。