Охлаждаемая текучей средой активная часть, электрическая машина и приводная система

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат – повышение надежности. Активная часть машины выполнена в форме полого цилиндра, имеющей проходящие в осевом направлении канавки, по меньшей мере один электрический проводник, который расположен в соответствующей канавке и состоит из нескольких частичных проводников. Основная изоляция расположена между проводником и канавкой. Кроме того, изоляция окружает частичный проводник. Охлаждающий канал расположен между основной изоляцией и изоляцией частичного проводника. Основная изоляция покрывает большую часть дна и две стенки канавки. В канавке расположены друг над другом в радиальном направлении по меньшей мере два электрических проводника. Предусмотрена оболочка проводника, которая его окружает в плоскости, перпендикулярной осевому направлению. При этом как канавка в зоне нижнего электрического проводника, так и оболочка нижнего электрического проводника сужается в направлении дна канавки так, что оболочка нижнего проводника фиксирована с геометрическим замыканием в направлении дна канавки, а между дном канавки и указанной оболочкой остается первое проходящее в осевом направлении полое пространство для первого впускного канала. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 13 ил.

 

Изобретение относится к охлаждаемой текучей средой активной части для электрической машины, при этом активная часть выполнена по существу в форме цилиндра или в форме полого цилиндра, имеющей

- проходящие в осевом направлении канавки,

- по меньшей мере один электрический проводник, который по меньшей мере на некоторых участках расположен в соответствующей канавке и который состоит из нескольких частичных проводников,

- соответствующую основную изоляцию, которая расположена между соответствующим проводником и соответствующей канавкой, и

- соответствующую изоляцию частичного проводника, которая окружает соответствующий частичный проводник.

Кроме того, изобретение относится к электрической машине, имеющей

- такую выполненную в виде статора охлаждаемую текучей средой активную часть, и/или

- такую выполненную в виде установленного с возможностью вращения ротора охлаждаемую текучей средой активную часть,

при этом электрическая машина предназначена для работы с помощью электрического напряжения в диапазоне по меньшей мере в несколько киловольт, предпочтительно несколько 10 кВ.

Наконец, изобретение относится к приводной системе, имеющей такую электрическую машину и машину для придания энергии текучей среде, при этом машина для придания энергии текучей среде выполнена, например в виде компрессора, в частности, для технологического газа, или в виде насоса, в частности, для технологической жидкости.

Такая активная часть и такая электрическая машина используются, например, для транспортировки нефти и газа. Трендом в разработке машин для нефти и газа является интегрирование приводного электродвигателя в корпус рабочей машины с первичной целью обеспечения возможности отказа от герметизации вращающихся частей. Их называют герметично уплотненными системами. Однако за счет этого возникает также возможность прихода в соприкосновение с технологическим газом компонентов электродвигателя. Во многих применениях даже желательно охлаждать электродвигатель с помощью технологического газа в первичном контуре охлаждения.

Технологические газы могут содержать химически агрессивные среды, которые затем приводят к ускоренному старению материалов. Часто в качестве технологического газа применяется мало подготовленный природный газ, добываемый из скважины. Кроме того, давление газа в контуре охлаждения соответствует примерно статическому давлению технологического газа и подвергается, в зависимости от выполнения процесса и особых ситуаций, сильным колебаниям. Могут возникать давления до 200 бар. Третьей проблемой является часто высокое содержание воды в газе, которое приводит к повышенной электрической проводимости. Во многих случаях входящий охлаждающий газ насыщен водой. Также другие жидкости могут быть составляющей частью охлаждающей среды. Пассивные части обычно защищены от старения с помощью металлических покрытий или за счет использования альтернативных материалов. Однако в активных частях электродвигателя другие параметры, такие как магнитная проницаемость или электрическая проводимость, имеют такое большое значение, что использование более стойких металлических материалов или покрытия такими материалами приводило бы к значительно ухудшенным рабочим характеристикам.

Для изоляции обмоток электрической машины обычно наносятся слои пленки и ткани с дополнительными компонентами, а затем пропитываются искусственной смолой. Многие из применяемых материалов не являются стойкими к указанным газам, соответственно, смесям газа и жидкости. Обычная изолирующая система может быть разрушена уже за счет высокого статического давления.

Один вариант электродвигателей для герметично уплотненных компрессоров выполняется в виде электродвигателя с разделительной трубой в воздушном зазоре. Разделительная труба служит для герметизации между охлаждающим пространством статора и ротора. В то время как ротор охлаждается технологическим газом, через статор пропускается поток нефти. Этот вариант выполнения оказался технологически сложным, и возможные основные размеры определяются пределами прочности разделительной трубы. В асинхронных машинах необходимо иногда увеличивать воздушный зазор, что, в свою очередь, на основании принципа действия машин этого типа, приводит к уменьшенному коэффициенту полезного действия, а следовательно, к большему выпрямителю переменного тока.

Во втором варианте электродвигателей ротор и статор омываются проходящим через них или над ними технологическим газом. Известные электродвигатели, которые охлаждаются газом под большим статическим давлением, изолированы с помощью пропитанных смолой пленок и лент, при этом материалы являются возможно менее чувствительными к технологическому газу. Технология для изготовления такой изолирующей системы аналогична обычной технологии изоляции и пропитки обмотки в области больших электрических машин и требует лишь некоторого согласования на основании применяемых материалов. Искусственная смола, которая обычно используется в способе вакуумной пропитки, выполняет задачи изоляции, склеивания и придания жесткости обмотке.

Недостатком является чувствительность относительно впитывания влаги, в частности, после расслоения основной изоляции. Расслоение может вызываться нагрузкой переменным давлением в процессе. Возникновение единственного проводящего канала между ветвью обмотки и потенциалом земли или другой ветвью обмотки уже приводит к полному выходу из строя машины.

Из US 2010/0264761 А1 известна машина с газовым компрессором и вращающейся электрической машиной для привода газового компрессора, при этом электрическая машина имеет первый и второй электрический изолятор с полиэфирэфиркетоном (PEEK).

Из ЕР 1 863 152 А2 известна статорная система для электрической машины, которая используется для транспортировки текучих сред, например нефти или газа, через трубопроводы.

Из ЕР 1 967 286 В1 известна герметизированная статорная система, которая может использоваться, например, для компрессоров в нефтегазовой промышленности.

Из Ер 2 267 869 В1 известна электрическая машина с уплотнительной системой для использования в коррозийных окружающих условиях.

Из DE 10 2009 003 424 А1 известен электрический привод с герметичным корпусом для применений в компрессорах для трубопроводов и накопительных резервуарах.

Одной задачей изобретения является преодоление недостатков уровня техники и создание охлаждаемой текучей средой активной части, которая является высокоэффективной, компактной и, в частности, стойкой при окружении текучей средой, соответственно технологической текучей средой. Другой задачей изобретения является создание электрической машины, соответственно, приводной системы с такой активной частью.

Задача решена относительно активной части указанного вначале вида с помощью соответствующего охлаждающего канала для направления текучей среды, в частности технологической текучей среды, при этом соответствующий охлаждающий канал расположен между соответствующей основной изоляцией и соответствующей изоляцией частичного проводника.

Другая задача относительно электрической машины, соответственно приводной системы, указанного вначале вида решена тем, что электрическая машина, соответственно приводная система, имеет такую, выполненную в виде статора охлаждаемую текучей средой активную часть и/или такую, выполненную в виде установленного с возможностью вращения ротора охлаждаемую текучей средой активную часть, соответственно, такую электрическую машину.

Предлагаемая охлаждаемая текучей средой активная часть имеет, в частности, форму цилиндра при выполнении в виде ротора и форму полого цилиндра при выполнении в виде статора для электрической машины. Соответственно, осевое направление задано вдоль оси машины, а радиальное направление задано от оси машины наружу. Соответствующая цилиндрическая система координат дополнена окружным направлением перпендикулярно радиальному направлению и вокруг оси машины.

Активная часть имеет проходящие в осевом направлении канавки, которые при выполнении в виде ротора, соответственно статора для внутреннего ротора, расположены на радиальной наружной стороне, соответственно, внутренней стороне активной части, в частности, в виде открытых канавок. В частности, канавки могут быть выполнены в листовом пакете или т.п. активной части. В соответствующей канавке расположен по меньшей мере один электрический проводник, который через зону головки обмотки выводится на соответствующей осевой торцевой стороне активной части из канавки и вводится в следующую канавку.

При этом соответствующий проводник разделяется на множество частичных проводников, при этом соответствующая изоляция для частичного проводника и основная изоляция для изоляции соответствующего проводника предусмотрены относительно соответствующей канавки, соответственно, относительно листового пакета. Предпочтительно, для соответствующей основной изоляции и/или соответствующей изоляции частичного проводника применяется так называемая высокоэффективная пластмасса, такая как, например, полиэфирэфиркетон (РЕЕК).

При этом полиэфирэфиркетон имеет ряд преимуществ, таких как, например, особая химическая и температурная стойкость. Она проявляется, например, в том, что материал можно длительно использовать при температуре до 250°С, и он имеет дополнительно высокую стойкость относительно химически агрессивных веществ, в частности, водных кислот. Таким образом, полиэфирэфиркетон особенно пригоден для применений с кислотным газом, таким как, например, не обработанный природный газ, или с кислотными жидкостями, такими как не обработанная нефть. Наряду с его стойкостью к гидролизу и его механической прочности к ползучести, его электрическая пробивная прочность 25 кВ/мм делают материал особенно пригодным для использования в предлагаемой электрической активной части, соответственно, в предлагаемой электрической машине, которая предназначена для работы с электрическим напряжением в несколько киловольт, соответственно, несколько 10 кВ.

Предлагаемая активная часть отличается, среди прочего, соответствующим охлаждающим каналом, который расположен между соответствующей основной изоляцией и соответствующей частичной изоляцией проводника, и с помощью которого текучая среда, в частности технологическая текучая среда, направляется внутри активной части. Как указывалось выше, текучая среда может быть жидкой или газообразной и, в частности, технологической жидкостью, такой как, например, нефть, или технологическим газом, таким как, например, природный газ. За счет того, что текучая среда направляется в соответствующем охлаждающем канале между соответствующей основной изоляцией и соответствующей изоляцией частичного проводника, осуществляется особенно непосредственное охлаждение соответствующего проводника. Таким образом, возникающая во время работы активной части потеря тепла отводиться практически непосредственно в месте ее возникновения, при этом препятствующие транспортировке тепла, термически изолирующие участки удерживаются возможно более небольшими.

При этом за счет подходящих изолирующих материалов, таких как, например, поясненная выше высокоэффективная пластмасса, электрическая изоляция соответствующего частичного проводника и соответствующего проводника может обеспечиваться также при вредных окружающих условиях, таких как, например, при омывании потоком технологической текучей среды. С помощью указанного непосредственного охлаждения соответствующего проводника может достигаться, несмотря на требуемое дополнительное конструктивное пространство для охлаждающих каналов в соответствующей канавке, высокая плотность мощности машины. Таким образом, данное изобретение позволяет, в частности за счет предлагаемого прохождения охлаждающего канала, создавать высокоэффективную и компактную активную часть.

Предпочтительно, также предлагаемая активная часть предназначена для работы с электрическим напряжением в диапазоне по меньшей мере в несколько киловольт, предпочтительно несколько 10 кВ. В частности, предлагаемая активная часть, соответственно, предлагаемая электрическая машина, соответственно, предлагаемая приводная система способны работать с электрической мощностью от нескольких мегаватт до нескольких 10 МВт. Предпочтительно, электрическая машина выполнена в виде электродвигателя, при этом в принципе возможно также выполнение в виде генератора.

Машина для придания энергии текучей среде может быть выполнена, в частности, в виде термической, соответственно, гидравлической турбинной или поршневой машины. В качестве термической, соответственно, гидравлической турбинной машины могут использоваться, например, турбинные компрессоры для газов, соответственно, турбинные или центробежные насосы для жидкостей. И в качестве термических, соответственно, гидравлических поршневых машин могут использоваться, например, поршневые компрессоры для газов, соответственно, поршневые насосы для жидкостей. Предпочтительно, технологическая текучая среда машины для придания энергии текучей среде применяется в качестве текучей среды для охлаждения предлагаемой активной части, соответственно, предлагаемой электрической машины. При этом технологическая текучая среда может быть газообразной, в частности, в виде природного газа, или жидкой, в частности, в виде нефти, при этом машина для придания энергии текучей среде выполнена соответствующим образом, как пояснено выше.

В одном предпочтительном варианте выполнения изобретения, соответствующий охлаждающий канал имеет впускной канал, выпускной канал, а также соответствующий соединительный канал для соединения по потоку впускного канала с выпускным каналом, при этом соответствующая канавка имеет дно канавки и две стенки канавки, при этом соответствующий впускной канал, соответственно выпускной канал, расположен между соответствующим проводником, с одной стороны, и дном канавки, соответственно противоположным дну канавки в радиальном направлении раскрывом канавки, с другой стороны, при этом соответствующий соединительный канал по меньшей мере большей частью расположен между соответствующим проводником, с одной стороны, и одной из обеих стенок канавки, с другой стороны.

За счет такого выполнения соответствующего охлаждающего канала обеспечивается, что текучая среда может проходить по боковым, при рассматривании в окружном направлении, поверхностям соответствующего проводника и осуществлять хороший отвод возникающего во время работы в соответствующем проводнике тепла потерь. Для этого предусмотрены соответствующий впускной канал между соответствующим проводником и дном канавки, а также выпускной канал между соответствующим проводником и раскрывом канавки, при этом соединительный канал создает соединение между впускным каналом и выпускным каналом. Предпочтительно, соответствующий впускной канал и соответствующий выпускной канал выполнены максимально сквозными в осевом направлении вдоль соответствующей канавки.

Соответствующий соединительный канал обеспечивает, в частности, прохождение потока текучей среды преимущественно в радиальном направлении от соответствующего впускного канала к соответствующему выпускному каналу. При этом может быть также предусмотрена составляющая потока в осевом направлении, прежде всего, когда между соответствующим входом и соответствующим выходом имеется осевое смещение. Такое смещение возникает, например, за счет того, что соответствующий вход расположен на одной из торцевых сторон соответствующей канавки, а соответствующий выход расположен на противоположной торцевой стороне или, например, в зоне осевой середины соответствующей канавки.

Для образования соответствующего охлаждающего канала может быть предусмотрена своего рода распорка или другая опорная структура.

В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения, соответствующая основная изоляция имеет две по существу С-образные изолирующие полуоболочки, которые совместно по существу окружают проводник в плоскости, перпендикулярной осевому направлению, при этом обе соответствующие изолирующие полуоболочки расположены по существу симметрично относительно середины канавки в окружном направлении соответствующей канавки, при этом обе соответствующие изолирующие полуоболочки герметизированы в радиальном направлении с помощью соответствующего уплотнительного элемента, имеющего, в частности, фторкаучук.

Таким образом, в поперечном сечении перпендикулярно осевому направлению активной части, соответствующий проводник заключен между обеими изолирующими полуоболочками. При этом соответствующая изолирующая полуоболочка имеет в этой плоскости по существу С-образное поперечное сечение, при этом обе изолирующие полуоболочки обращены друг к другу и расположены по существу симметрично относительно середины канавки. Таким образом, получаются радиально внутри и радиально снаружи две линии прилегания, соответственно, соприкосновения для обеих изолирующих полуоболочек, при этом на этих проходящих в осевом направлении линиях предусмотрен соответствующий уплотнительный элемент для герметизации соответствующей основной изоляции в радиальном направлении.

Для упрощения герметизации обеих изолирующих полуоболочек в радиальном направлении и выполнения более надежной, соответствующая изолирующая полуоболочка может иметь в зоне линий прилегания, соответственно соприкосновения, своего рода соответствующий крюк, который в радиальном направлении обращен к соответствующему проводнику. За счет этого образуется соответствующая увеличенная поверхность прилегания, соответственно соприкосновения.

В качестве уплотнительного материала для соответствующего уплотнительного элемента используется, в частности, фторкаучук, который отличается своей химической стойкостью и хорошими изолирующими свойствами. Фторкаучук (FKM) может быть также в виде перфторкаучука (FFKM).

В одном альтернативном предпочтительном варианте выполнения изобретения, соответствующая основная изоляция покрывает по меньшей мере большую часть дна канавки и две стенки соответствующей канавки, при этом множество полуоболочек канала расположены друг за другом в осевом направлении, при этом соответствующая полуоболочка канала имеет в плоскости, перпендикулярной осевому направлению, по существу U-образное поперечное сечение и окружает большую часть соответствующего проводника в этой плоскости.

Таким образом, соответствующая основная изоляции облицовывает соответствующую канавку и обеспечивает надежное разделение потенциалов между соответствующим проводником и, например, листовым пакетом активной части. Соответствующий проводник позиционируется внутри соответствующей канавки, в частности, с помощью полуоболочек канала, при этом соответствующие полуоболочки канала имеют в поперечном сечении перпендикулярно осевому направлению по существу U-образное поперечное сечение. При этом соответствующая полуоболочка канала расположена так, что она окружает соответствующий проводник, при рассматривании в поперечном сечении, его большую часть, так что соответствующее U соответствующей полуоболочки канала обращено в одном или другом окружном направлении.

Например, некоторые из полуоболочек канала расположены зеркально противоположно относительно середины канавки в окружном направлении соответствующей канавки. В соответствии с этим примером, полуоболочки канала расположены при этом так, что некоторые обращены в одном окружном направлении, а некоторые - в другом, противоположном окружном направлении. В частности, с помощью полуоболочек канала, наряду с позиционированием и электрической изоляцией соответствующего проводника, обеспечивается также направление текучей среды.

В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения, соответствующая полуоболочка канала имеет при этом, при рассматривании в плоскости, перпендикулярной осевому направлению, по меньшей мере одну радиальную перемычку, которая проходит в радиальном направлении вдоль соответствующего проводника, а также две пары направленных в окружном направлении окружных перемычек, которые соединены с помощью радиальной перемычки, при этом одна пара окружных перемычек предназначена для образования соответствующего впускного канала, а другая пара окружных перемычек - для образования соответствующего выпускного канала, при этом по меньшей мере в одной первой полуоболочке канала выполнена по меньшей мере одна из обеих средних окружных перемычек для образования по меньшей мере одной части соответствующего соединительного канала.

Поперечное сечение соответствующей полуоболочки канала перпендикулярно осевому направлению может иметь, например, форму буквы Е, которая состоит из одной вертикальной и двух горизонтальных черт. При этом радиальная перемычка, соответственно, окружная перемычка соответствующей полуоболочки канала соответствует вертикальной черте, соответственно, горизонтальной черте буквы Е. Однако в отличие от буквы Е, соответствующая полуоболочка канала имеет две пары окружных перемычек и тем самым четыре окружные перемычки вместо лишь трех горизонтальны черт в букве Е.

При этом соответствующая полуоболочка канала выполнена так, что, например, радиально внутренняя, соответственно, радиально наружная пара окружных перемычек вместе с радиальной перемычкой окружают большую часть соответствующего впускного канала, соответственно, выпускного канала. При этом соответствующий проводник предпочтительно расположен между обеими средними окружными перемычками. Соответствующая радиальная перемычка проходит в радиальном направлении вдоль соответствующего проводника и предпочтительно расположена между соответствующим проводником, с одной стороны, и одной из обеих соответствующих стенок канавки.

При этом полуоболочки канала содержат по меньшей мере одну первую полуоболочку канала, с помощью которой выполняется по меньшей мере часть соответствующего соединительного канала. В частности, соответствующая первая полуоболочка канала обеспечивает достаточное полое пространство между соответствующим проводником, с одной стороны, и соответствующей стенкой канавки, с другой стороны, для соответствующего соединительного канала. Например, соответствующее полое пространство расположено относительно соответствующей середины канавки в окружном направлении противоположно соответствующей радиальной перемычке. В частности, первая полуоболочка канала может создавать соединение соответствующего впускного канала и/или соответствующего выпускного канала с соответствующим соединительным каналом.

В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения, при этом остается между по меньшей мере одной из обеих средних окружных перемычек соответствующей первой полуоболочки канала, с одной стороны, и соответствующей основной изоляцией, с другой стороны, соответствующее проходное отверстие, и/или по меньшей мере одна из обеих средних окружных перемычек соответствующей первой полуоболочки канала имеет соответствующее проходное отверстие.

Таким образом, соответствующее проходное отверстие представляет часть соответствующего соединительного канала, с помощью которого поток текучей среды может проходить из соответствующего впускного канала в зону сбоку от соответствующего проводника, и/или поток текучей среды может проходить из зоны сбоку от соответствующего проводника в соответствующий выпускной канал. При этом зона сбоку от соответствующего проводника расположена в окружном направлении с примыканием к соответствующему проводнику.

Соответствующее проходное отверстие расположено на одной или обеих средних окружных перемычках соответствующей первой полуоболочки канала или остается между одной из этих окружных перемычек, с одной стороны, и соответствующей основной изоляцией, с другой стороны.

В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения, по меньшей мере в одной второй полуоболочке соответствующие окружные перемычки соединены с помощью соответствующей концевой перемычки так, что соответствующая вторая полуоболочка канала, при рассматривании в плоскости, перпендикулярной осевому направлению, имеет прямоугольное поперечное сечение для прохождения соответствующего охлаждающего канала.

Предпочтительно, соответствующая концевая перемычка расположена относительно соответствующей середины канавки в окружном направлении противоположно соответствующей радиальной перемычке. Соответствующая концевая перемычка обеспечивает, с одной стороны, хорошее направление проходящей текучей среды и, с другой стороны, повышенную механическую стабильность, в частности, тем, что соответствующий проводник опирается дополнительно в радиальном направлении.

В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения, в соответствующей канавке расположены друг над другом по меньшей мере два электрических проводника в радиальном направлении, при этом предусмотрен соответствующий промежуточный элемент для уплотнения и/или компенсации допусков, который расположен в радиальном направлении между одной из полуоболочек верхнего электрического проводника, с одной стороны, и одной из полуоболочек нижнего электрического проводник, с другой стороны.

Если в соответствующей канавке расположены два выполненных в виде стержневой обмотки электрических проводника, то часто тот электрический проводник называется верхним стержнем, соответственно нижним стержнем, который расположен ближе к раскрыву канавки, соответственно, ко дну канавки. Однако возможно также расположение более двух электрических проводников в соответствующей канавке.

С каждым из проводников в канавке согласованы полуоболочки канала, которые попарно окружают большей частью соответствующий проводник, при рассматривании в поперечном сечении перпендикулярно осевому направлению. При этом между полуоболочками соседних проводников предусмотрен соответствующий промежуточный элемент, который служит для уплотнения и/или компенсации допусков. При этом уплотнение предпочтительно для предотвращения не желательных потерь потока между впускным каналом и выпускным каналом соседних проводников. Компенсация допусков обеспечивает то преимущество, что допуски изготовления могут быть большими, что экономит расходы. Кроме того, вся находящаяся в соответствующей канавке система может быть зажата в радиальном направлении, например, с помощью запора канавки в соответствующем раскрыве канавки, и тем самым могут надежно предотвращаться, в частности, вибрации этой системы.

Для соответствующего промежуточного элемента можно использовать, в частности, фторкаучук, который, как указывалось выше, отличается своей химической стойкостью также во вредных окружающих условиях и хорошими электрическими изолирующими свойствами. Фторкаучук (FKM) может быть, например, в виде перфторкаучука (FFKM).

В одном альтернативном предпочтительном варианте выполнения изобретения, соответствующая основная изоляция покрывает дно канавки и две стенки соответствующей канавки по меньшей мере большей частью, при этом в соответствующей канавке расположены друг над другом по меньшей мере два электрических проводника в радиальном направлении, при этом предусмотрена соответствующая оболочка проводника, которая окружает соответствующий проводник в плоскости, перпендикулярной осевому направлению, при этом как соответствующая канавка по меньшей мере в зоне нижнего электрического проводника, так и соответствующая оболочка нижнего проводника сужается в направлении дна канавки так, что соответствующая оболочка нижнего проводника фиксируется с геометрическим замыканием относительно дна канавки, и между дном канавки и соответствующей оболочкой нижнего проводника остается первое, проходящее в осевом направлении полое пространство, в частности, для первого впускного канала.

Таким образом, соответствующая основная изоляция покрывает соответствующую канавку и обеспечивает надежное разделение потенциалов между соответствующим электрическим проводником и, например, листовым пакетом активной части. Соответствующий электрический проводник позиционируется, в частности, с помощью соответствующей оболочки проводника внутри соответствующей канавки, при этом соответствующая оболочка проводника окружает большей частью соответствующий проводник, при рассматривании в поперечном сечении перпендикулярно осевому направлению.

Если в соответствующей канавке расположены, например, два электрических проводника друг над другом, то они часто называются верхним стержнем, соответственно, нижним стержнем, когда они выполнены в виде стержневой обмотки. При этом верхний стержень, соответственно, нижний стержень является тем электрическим проводником, который расположен ближе к раскрыву канавки, соответственно, к дну канавки.

Особенно хорошая фиксация нижнего проводника в соответствующей канавке достигается, в частности, с помощью следующей системы. В принципе, соответствующая канавка может иметь в радиальном направлении изнутри наружу постоянную ширину канавки в окружном направлении. Однако по меньшей мере в зоне нижнего проводника предусмотрено сужение соответствующей канавки в направлении дна канавки, при этом также соответствующая оболочка нижнего проводника имеет соответствующее сужение в направлении дна канавки. При этом соответствующие сужения выполнены так, что соответствующая оболочка нижнего проводник фиксируется с геометрическим замыканием относительно дна в соответствующей канавке, и остается первое полое пространство между дном канавки и соответствующей оболочкой проводника. Таким образом, с одной стороны, создается первое полое пространство, в частности, для первого впускного канала, и с другой стороны, обеспечивается стабильное механическое позиционирование соответствующего нижнего проводника в соответствующей канавке.

В частности, соответствующая оболочка проводника может быть выполнена из двух частей, так что она содержит первую часть оболочки проводника, которая имеет по существу U-образное поперечное сечение в плоскости, перпендикулярной осевому направлению, а также вторую часть оболочки проводника. При этом вторая часть оболочки проводника выполнена в виде крышки для первой части оболочки проводника, так что соответствующий расположенный в оболочке проводника проводник закрывается обеим частями оболочки проводника, при рассматривании перпендикулярно осевому направлению. Особенно хорошее окружение соответствующего проводника достигается, в частности, тем, что вторая часть оболочки проводника имеет два паза, а первая часть оболочки проводника имеет соответствующие гребни для соответствующего соединения с помощью паза и гребня. Для уплотнения и тем самым для защиты соответствующего проводника от протекающей в соответствующем полом пространстве текучей среды, в зоне соединения с помощью паза и гребня может использоваться, в частности, фторкаучук на основании его указанных выше предпочтительных свойств. Кроме того, с помощью этого материала на основании его эластичности достигаться предварительное напряжение соответствующей оболочки проводника в окружном направлении, что дополнительно улучшает фиксацию соответствующего проводника в соответствующей канавке.

В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения, при этом предусмотрена по меньшей мере одна первая вкладываемая часть, которая имеет, при рассматривании перпендикулярно осевому направлению, Н-образное поперечное сечение, при этом соответствующая первая вкладываемая часть расположена между соответствующей оболочкой нижнего электрического проводника, с одной стороны, и соответствующей оболочкой верхнего электрического проводника, с другой стороны, и выполнена так, что между соответствующей оболочкой нижнего проводника, соответственно, верхнего проводника, с одной стороны, и соответствующей первой вкладываемой частью, с другой стороны, остается второе, соответственно третье, проходящее в осевом направлении полое пространство, в частности, для первого выпускного канала, соответственно, второго впускного канала.

Соответствующая первая вкладываемая часть обеспечивает механически стабильное позиционирование соответствующего верхнего проводника в соответствующей канавке и образует одновременно второе и третье полое пространство для первого выпускного канала и второго впускного канала. Для этого соответствующая первая вкладываемая часть выполнена, при рассматривании перпендикулярно осевому направлению, Н-образной, при этом соответствующая первая вкладываемая часть служит в качестве своего рода распорки между обоими соседними проводниками и при этом образует первое и третье полое пространство.

В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения, соответствующая первая вкладываемая часть имеет при этом в плоскости, перпендикулярной осевому направлению, две наружные перемычки, которые обращены к раскрыву канавки и расположены по меньшей мере на некоторых участках в окружном направлении между соответствующей оболочкой верхнего проводника, с одной стороны, и соответствующей стенкой канавки, с другой стороны, при этом обе наружные перемычки сужаются к раскрыву канавки, и соответствующая оболочка верхнего проводника на некоторых участках сужается к дну канавки так, что соответствующая оболочки верхнего проводника фиксируется с силовым замыканием в радиальном направлении.

Таким образом, соответствующая, обращенная к соответствующему раскрыву канавки наружная перемычка Н-образной первой вкладываемой части расположена между соответствующей оболочкой верхнего проводника и стенкой канавки, при этом обе наружные перемычки сужаются в направлении дна канавки. Фиксация с силовым замыканием соответствующей оболочки верхнего проводника в радиальном направлении в зоне верхнего проводника достигается за счет того, что соответствующая оболочка верхнего проводника сужается на некоторых участках в направлении дна канавки. Таким образом, можно сначала вводить соответствующую вкладываемую часть в соответствующую канавку, а затем вводить в соответствующую канавку соответствующую оболочку верхнего проводника тем, что эта оболочка проводника прижимается между обеими наружными перемычками соответствующей первой вкладываемой части к дну канавки. За счет этого достигается в целом надежное позиционирование соответствующего верхнего проводника, и одновременно образуется третье полое пространство, в частности, для второго впускного канала.

В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения, предусмотрена по меньшей мере одна вторая вкладываемая часть, которая имеет в плоскости, перпендикулярной осевому направлению, U-образное поперечное сечение, при этом соответствующая вторая вкладываемая часть расположена и выполнена так, что между соответствующей оболочкой верхнего проводника, с одной стороны, и соответствующей второй вкладываемой частью, с другой стороны, остается четвертое, проходящее в осевом направлении полое пространство, в частности, для второго выпускного канала.

Предпочтительно, соответствующая вторая вкладываемая часть расположена так, что ее U-образное поперечное сечение, при рассматривании перпендикулярно осевому направлению, обращено ко дну канавки. В принципе возможно также расположение соответствующей второй вкладываемой части, при котором ее U-образное поперечное сечение, при рассматривании перпендикулярно осевому направлению, обращено в одном из окружных направлений или к раскрыву канавки. При этом между соответствующей второй вкладываемой частью и соответствующей оболочкой верхнего проводника остается четвертое полое пространство, которое предусмотрено, в частности, для второго выпускного канала. Если U-образное поперечное сечение обращено к раскрыву канавки, то достигается, в частности, возможность закрывания четвертого полого пространство с помощью соответствующего запора канавки.

В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения, соответствующая вторая вкладываемая часть имеет в плоскости, перпендикулярной осевому направлению, две внутренние перемычки, которые обращены ко дну канавки и расположены по меньшей мере на некоторых участках в окружном направлении между соответствующей оболочкой верхнего проводника, с одной стороны, и соответствующей стенкой канавки, с другой стороны, при этом обе внутренние перемычки сужаются в направлении дна канавки, и соответствующая оболочка верхнего проводника на некоторых участках сужается в направлении раскрыва канавки так, что соответствующая оболочка верхнего проводника и соответствующая вторая вкладываемая часть фиксируются с силовым замыканием в радиальном направлении.

Таким образом, соответствующая обращенная к соответствующему дну канавки внутренняя перемычка U-образной второй вкладываемой части расположена между соответствующей оболочкой верхнего проводника и стенкой канавки, при этом обе внутренние перемычки сужаются в направлении дна канавки. Фиксация с силовым замыканием соответствующей оболочки обоих проводников в радиальном направлении достигается, соответственно, усиливается, в частности, при увеличенной ширине канавки в зоне верхнего проводника тем, что соответствующая оболочка верхнего проводника на некоторых участках сужается в направлении раскрыва канавки. Таким образом, можно сначала вводить соответствующую оболочку верхнего проводника в соответствующую канавку, а затем вводить соответствующую вторую вкладываемую часть в соответствующую канавку тем, что соответствующая внутренняя перемычка второй вкладываемой части вводится в промежуточное пространство между оболочкой верхнего проводника и стенкой канавки, и вторая вкладываемая часть отжимается в направлении дна канавки. За счет этого достигается в целом надежное позиционирование соответствующего верхнего проводника и соответствующей второй вкладываемой части, и одновременно образуется четвертое полое пространство, в частности, для второго выпускного канала.

В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения, две соответствующие вкладываемые части расположены друг за другом в осевом направлении, при этом в зоне осевой середины между обеими соответствующими вкладываемыми частями остается соответствующий осевой промежуток, при этом первое полое пространство и третье полое пространство в зоне осевой середины закрыты с помощью соответствующей крышки, при этом второе полое пространство и четвертое полое пространство закрыты на соответствующей осевой торцевой стороне с помощью соответствующей крышки.

За счет такого выполнения активной части, текучая среда подается в активную часть на ее обеих торцевых сторонах и в зоне ее осевой середины снова выводится из активной части. При этом первое и второе полое пространство служат в качестве впускного канала, соответственно, второе и четвертое полое пространство служат в качестве выпускного канала для нижнего и верхнего проводника. Для предотвращения не желательных потерь потока предусмотрены соответствующие крышки, которые закрывают первое и третье полое пространство в зоне осевой середины, и второе и четвертое полое пространство - на соответствующей осевой торцевой стороне.

В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения, соответствующая оболочка проводника имеет проходящие в радиальном направлении выемки для образования соответствующего соединительного канала.

Предпочтительно, соответствующая выемка проходит большей частью или полностью вдоль боковой поверхности соответствующего проводника, при этом боковая поверхность проходит в радиальном направлении и в осевом направлении. Выемки обеспечивают тем самым омывание соответствующего проводника текучей средой, так что может обеспечиваться хорошее охлаждение соответствующего проводника.

Для минимизации опасности возможных электрических пробоев в зоне головок обмотки на соответствующей осевой торцевой стороне активной части, предпочтительно не предусматривать такие выемки в соответствующей оболочке проводника в непосредственной близости от соответствующей осевой торцевой стороны. В зависимости от размера активной части, прикладываемого электрического напряжения и изоляционных свойств основной изоляции и изоляции частичного проводника может быть предпочтительным не предусматривать указанные выше выемки на расстоянии от соответствующей осевой торцевой стороны от несколько сантиметров до нескольких 10 см. Аналогичным образом, может быть также предпочтительно не предусматривать такие выемки в соответствующей оболочке проводника в непосредственной близости от промежутка.

В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения, соответствующая канавка в радиальном направлении в зоне раскрыва канавки закрыта с помощью запирающего канавку элемента, при этом между соответствующим запирающим канавку элементом и по меньшей мере одним проводником расположен компенсирующий допуски элемент.

Для соответствующего компенсирующего допуски элемента можно использовать, в частности, фторкаучук, который, как указывалось выше, за счет своей химической стойкости также во вредных окружающих условиях отличается хорошими электрическими изолирующими свойствами. Фторкаучук (FKM) может быть в виде перфторкаучука (FFKM).

В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения, соответствующая основная изоляция и/или соответствующая изоляция частичного проводника содержит политетрафторэтилен (PTFE).

Применение политетрафторэтилена для соответствующей основной изоляции и/или для изоляции частичного проводника обеспечивает большие преимущества, также по сравнению с указанным выше полиэфирэфиркетоном (PEEK). Например, политетрафторэтилен имеет температуру длительного использования от -200°С до +260°С. Кроме того, политетрафторэтилен имеет почти полную химическую стойкость, поскольку линейное соединение фтора и углерода с образованием политетрафторэтилена приводит за счет высокой электроотрицательности фтора к наиболее сильным связям в неорганической химии.

Политетрафторэтилен, также как и полиэфирэфиркетон является стойким к гидролизу, при этом также соответствующая стойкость к ползучести является хорошей, однако в политетрафторэтилене она регулируется с помощью добавки подходящих наполнителей. За счет близких значений статического и динамического трения политетрафторэтилена получаются отличные свойства скольжения, который предотвращают эффект движения рывками, т.е. резкую смену скольжения и остановки.

Предпочтительно, в предлагаемой охлаждаемой текучей средой активной части, в предлагаемой электрической машине, соответственно, в предлагаемой приводной системе в качестве текучей среды используется технологическая текучая среда. Как указывалось выше, технологическая текучая среда может быть жидкой или газообразной, и в частности, может быть технологической жидкостью, такой как, например, нефть, или технологическим газом, таким как, например, природный газ. Для этого могут применяться, в частности, указанные предпочтительные материалы, в частности, полиэфирэфиркетон (ЗУУЛ) или политетрафторэтилен (PTFE) для соответствующей основной изоляции и/или для соответствующей изоляции частичного проводника, и фторкаучук (FKM), соответственно, перфторкаучук (FFKM) для различных уплотнений и промежуточных частей. Таким образом, за счет использования указанных материалов данное изобретение подходит для работы в окружении кислотных или других агрессивных технологических текучих сред, которые для охлаждения направляются также в предлагаемую активную часть.

Ниже приводится более подробное описание и пояснение изобретения на основании примеров выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:

фиг. 1-12 - первый-пятый пример выполнения предлагаемой охлаждаемой текучей средой активной части; и

фиг. 13- пример выполнения предлагаемой электрической машины и предлагаемой приводной системы.

На фиг. 1 показан первый пример выполнения предлагаемой, охлаждаемой текучей средой активной части 1, при этом показана часть разреза перпендикулярно осевому направлению 50 активной части 1, в изометрической проекции.

Активная часть 10 выполнена по существу в форме полого цилиндра, так что задано осевое направление 50, радиальное направление 51 и окружное направление 52. Активная часть 1 имеет проходящие в осевом направлении канавки 2, а также электрические проводники 3, которые расположены каждый по меньшей мере на некоторых участках в соответствующей канавке 2. На фиг. 1 для наглядности показан лишь один из проводников 3.

Соответствующий проводник 3 состоит из нескольких частичных проводников 4. Между соответствующим проводником 3 и соответствующей канавкой 2 расположена соответствующая основная изоляция 5, при этом соответствующий частичный проводник 5 окружен соответствующей изоляцией 6 частичного проводника.

Кроме того, активная часть 1 имеет соответствующий охлаждающий канал 7 для прохождения текучей среды, в частности технологической текучей средой, при этом соответствующий охлаждающий канал 7 расположен между соответствующей основной изоляцией 5 и соответствующей изоляцией 6 частичного проводника.

Как показано на фиг. 1, соответствующая канавка 2 имеет дно 11 канавки, две стенки 12 канавки, а также раскрыв 13 канавки, при этом канавки 2 в рамках примера выполнения открыты радиально внутрь. В принципе, канавки 2 могут быть также открыты радиально наружу.

На фиг. 2 показан второй пример выполнения предлагаемой охлаждаемой текучей средой активной части 1. При этом одинаковые предметы обозначены теми же позициями, что и на фиг. 1.

Поскольку второй пример выполнения имеет некоторое сходство с первым примером выполнения, то ниже поясняются лишь некоторые различия. Активная часть 1 второго примера выполнения отличается, среди прочего, тем, что предусмотрено заданное направление 43 потока для текучей среды внутри соответствующей канавки 2. Соответствующий охлаждающий канал 7 содержит впускной канал 8, выпускной канал 9, а также соответствующий соединительный канал 10, который соединяет с возможностью прохождения потока впускной канал 8 с выпускным каналом 9. При этом впускной канал 8 расположен между электрическим проводником 3 и дном 11 канавки, а выпускной канал 9 расположен между соответствующим проводником и раскрывом 13 канавки.

На фиг. 3 показан третий пример выполнения предлагаемой охлаждаемой текучей средой активной части 1, при этом изображена часть разреза перпендикулярно осевому направлению 50 активной части 1.

В рамках примера выполнения, в соответствующей канавке 2 предусмотрены два электрических проводника 3А, 3В, которые расположены друг над другом в радиальном направлении 51. При этом проводник 3А является верхним, обращенным к раскрыву 13 канавки проводником, а проводник 3В является нижним, обращенным к дну 11 канавки проводником. Однако в одной модификации примера выполнения может быть также предусмотрен лишь один из обоих проводников 3А, 3В.

С каждым из обоих проводников 3А, 3В согласована соответствующая основная изоляция 5, которая имеет две по существу С-образные изолирующие полуоболочки 14. Обе изолирующие полуоболочки 14 окружают совместно соответствующий проводник 3А, 3В в плоскости, перпендикулярной осевому направлению 50. При этом обе изолирующие полуоболочки 14 расположены по существу симметрично середине 15 канавки в окружном направлении 52 соответствующей канавки 2. В радиальном направлении 51 обе соответствующие изолирующие полуоболочки 14 герметизируются с помощью соответствующего уплотнительного элемента 16, при этом соответствующий уплотнительный элемент 16 имеет, в частности, фторкаучук. При этом внутри каждой пары изолирующих полуоболочек 14 расположен впускной канал 8 и выпускной канал 9.

Для упрощения уплотнения обеих соответствующих изолирующих полуоболочек 14 и выполнения более надежным, соответствующая изолирующая полуоболочка 14 в зоне линий прилегания, соответственно, соприкосновения может иметь своего рода крюк 44, который обращен в радиальном направлении 51 к соответствующему проводнику 3А, 3В. Указанный уплотнительный элемент 16 расположен, как показано на фиг. 3, между двумя крюками 44 двух соответствующих изолирующих полуоболочек 14. При этом крюки 44 являются не обязательными. Также не обязательной является распорка 45, которая расположена между несколькими частичными проводниками 4 и соответствующей изолирующей полуоболочкой 14, которая, однако, в рамках примера выполнения создает пространство для соответствующего соединительного канала 10.

В радиальном направлении 51 между изолирующими полуоболочками 14 верхнего проводника 3А и нижнего проводника 3В может быть предусмотрен не изображенный промежуточный элемент для герметизации, соответственно, для компенсации допусков.

На фиг. 4-8 показан четвертый пример выполнения предлагаемой, охлаждаемой текучей средой активной части 1, при этом на фиг. 6 и 7 иллюстрируются некоторые детали, а на остальных фигурах показана часть разреза перпендикулярно осевому направлению 50 активной части 1.

В рамках примера выполнения в соответствующей канавке 2 предусмотрены два электрических проводника 3А, 3В, которые расположены в радиальном направлении 51 друг над другом. При этом проводник 3А является верхним, обращенным к раскрыву 13 канавки проводником, а проводник 3В является нижним, обращенным к дну 11 канавки проводником. Однако в одной модификации примера выполнения может быть также предусмотрен лишь один из обоих проводников 3А, 3В.

Соответствующая основная изоляция 5 выполнена так, что она покрывает большей частью дно 11 и обе стенки 12 соответствующей канавки.

Как показано на фиг. 5 и 8, в осевом направлении 50 расположено друг за другом несколько полуоболочек 17 канала, при этом некоторые из полуоболочек 17 канала расположены зеркально противоположно к другим полуоболочкам 17 канала относительно середины 15 канавки в окружном направлении 52 соответствующей канавки 2. При этом соответствующая полуоболочка 17 канала имеет в плоскости, перпендикулярной осевому направлению 50, по существу U-образное поперечное сечение и охватывает большей частью соответствующий проводник 3а, 3В.

При этом соответствующая полуоболочка 17 канала имеет, при рассматривании в плоскости, перпендикулярной осевому направлению 50, радиальную перемычку 18, а также две пары окружных перемычек 19. Соответствующая радиальная перемычка 18 проходит в радиальном направлении вдоль соответствующего проводника 3, а соответствующая окружная перемычка 19 обращена в окружном направлении, при этом окружные перемычки 19 соединены с помощью радиальной перемычки 18.

С помощью окружных перемычек 19 выполняется соответствующий впускной канал 8 и соответствующий выпускной канал 9 следующим образом. В зоне каждой пары окружных перемычек 19, которая находится ближе к дну 11 канавки (т.е. внизу на фиг. 4-8), расположен впускной канал 8, и в зоне каждой пары окружных перемычек 19, которая находится ближе к раскрыву 13 канавки (т.е. вверху на фиг. 4-8), расположен выпускной канал 9.

При этом активная часть 1 имеет первую полуоболочку 17А канала, которая, как показано на фиг. 7, имеет средние окружные перемычки 19, которые имеют соответствующее проходное отверстие 20 (верхнее в средних окружных перемычках 19 на фиг. 7) или образуют соответствующее проходное отверстие 20, которое остается между соответствующей, средней окружной перемычкой 19 и соответствующей основной изоляцией 5 (нижнее в средних окружных перемычках 19 на фиг. 7). Указанный последним вариант выполнения достигается тем, что соответствующая окружная перемычка 19 выполнена в окружном направлении несколько короче, чем остальные окружные перемычки 19, и тем самым образуется проходное отверстие 20. За счет такого выполнения соответствующая первая полуоболочка 17А канала образует с помощью по меньшей мере одной из обеих средних окружных перемычек 19 по меньшей мере часть соответствующего соединительного канала 10. В одной модификации примера выполнения соответствующая первая полуоболочка 17А может иметь, соответственно, образовывать лишь одно проходное отверстие 20 или два проходных отверстия 20.

Кроме того, активная часть 1 имеет вторые полуоболочки 17В канала, в которых соответствующие окружные перемычки 19 одной пары или обеих пар окружных перемычек 19 соединены с помощью соответствующей концевой перемычки 21, как показано на фиг. 6. При этом вторые полуоболочки 17В канала выполнены так, что они каждая имеют, при рассматривании в плоскости, перпендикулярной осевому направлению 50, прямоугольное поперечное сечение для прохождения соответствующего охлаждающего канала 7. В данном примере выполнения образуются два таких прямоугольных поперечных сечения, один для впускного канала 8 и один для выпускного канала 9.

В радиальном направлении 51 между полуоболочками 17 канала верхнего проводника 3А и нижнего проводника 3В предусмотрен промежуточный элемент 22 для уплотнения, соответственно, для компенсации допусков.

В соответствии с обозначенным на фиг. 8 стрелками 43 направлением потока текучей среды, текучая среда вводится в соответствующий впускной канал 8 и направляется там сначала в осевом направлении 50 с помощью средних вторых полуоболочек 17В канала. Затем текучая среда с помощью первых полуоболочек 17А канала направляется через соответствующие проходные отверстия 20 в радиальном направлении 51 в соответствующий соединительный канал 10, с целью направления в соответствующий выпускной канал 9, и вывода, наконец, в осевом направлении 51 из системы полуоболочек 17 канала.

На фиг. 9-12 показан пятый пример выполнения предлагаемой охлаждаемой текучей средой активной части 1, при этом показана часть, соответственно часть в изометрической проекции, поперечного сечения перпендикулярно осевому направлению 50 активной части 1, и на фиг. 10 показаны детали оболочки 23 проводника для верхнего электрического проводника 3А.

В рамках примера выполнения в соответствующей канавке 2 предусмотрены два электрических проводника 3А, 3В друг над другом в радиальном направлении 51. При этом проводник 3А является верхним, обращенным к раскрыву 13 канавки проводником, а проводник 3В является нижним, обращенным к дну 11 канавки проводником. Однако в одной модификации примера выполнения может быть также предусмотрен лишь один из обоих проводников 3А, 3В.

Соответствующая основная изоляции 5 выполнена так, что она большей частью покрывает дно 11 и обе боковые стенки 12 соответствующей канавки 2.

В данном примере выполнения предусмотрена соответствующая оболочка 23 проводника, которая окружает соответствующий проводник 3А, 3В в плоскости, перпендикулярной осевому направлению 50. Соответствующая канавка 2 имеет зону 47 канавки, вдоль которой уменьшается ширина 28 канавки в радиальном направлении 51 к дну 11 канавки, так что соответствующая канавка 2 сужается там в направлении дна 11 канавки. Соответствующая оболочки 23 нижнего проводника 3В сужается также в соответствующей зоне в направлении дна 11 канавки, при этом соответствующие сужения выполнены так, что соответствующая оболочка 23 нижнего проводника 3В фиксируется с геометрическим замыканием в направлении дна 11 канавки, и между дном 11 канавки и соответствующей оболочкой 23 нижнего проводника 3В остается первое, проходящее в осевом направлении полое пространство 24 для первого впускного канала 8А. В частности, ширина 28 канавки в зоне первого полого пространства 24 может оставаться постоянной.

Кроме того, предусмотрена соответствующая вкладываемая часть 25, которая в плоскости, перпендикулярной осевому направлению 50, имеет Н-образное поперечное сечение. Соответствующая первая вкладываемая часть 25 расположена между соответствующей оболочкой 23 нижнего проводника 3В и соответствующей оболочкой 23 верхнего электрического проводника 3А. При этом соответствующая первая вкладываемая часть 25 выполнена так, что между соответствующей оболочкой 23 нижнего проводника 3В, с одной стороны, и соответствующей первой вкладываемой частью 25, с другой стороны, остается второе, проходящее в осевом направлении полое пространство 26 для первого выпускного канала 9А. Кроме того, между соответствующей оболочкой 23 верхнего проводника 3А, с одной стороны, и соответствующей первой вкладываемой частью 25, с другой стороны, остается третье, проходящее в осевом направлении полое пространство 27 для второго впускного канала 8В.

В плоскости, перпендикулярной осевому направлению 50, соответствующая первая вкладываемая часть 25 имеет две наружные перемычки 29, которые обращены к раскрыву 13 канавки и расположены на некоторых участках в окружном направлении 52 между соответствующей оболочкой 23 верхнего проводника 3А, с одной стороны, и соответствующей стенкой 12 канавки, с другой стороны. Обе наружные перемычки 29 соответствующей первой вкладываемой части 25 сужаются в направлении раскрыва 13 канавки, и соответствующая оболочка 23 верхнего проводника 3А сужается на некоторых участках в направлении дна 11 канавки, при этом сужения выполнены так, что соответствующая оболочка 23 верхнего проводника 3А фиксируется с силовым замыканием в радиальном направлении 51.

Кроме того, предусмотрена соответствующая вторая вкладываемая часть 30, которая в плоскости, перпендикулярной осевому направлению 50, имеет U-образное поперечное сечение. При этом соответствующая вторая вкладываемая часть 30 расположена и выполнена так, что между соответствующей оболочкой 23 верхнего проводника 3А, с одной стороны, и соответствующей второй вкладываемой частью 30, с другой стороны, остается четвертое, проходящее в осевом направлении полое пространство 31 для второго выпускного канала 9В.

Соответствующая вторая вкладываемая часть 30 имеет в плоскости, перпендикулярной осевому направлению 50, две внутренние перемычки 32, которые обращены к дну 11 канавки и на некоторых участках в окружном направлении расположены между соответствующей оболочкой 23 верхнего проводника 3А, с одной стороны, и соответствующей стенкой 12 канавки, с другой стороны. При этом обе внутренние перемычки соответствующей второй вкладываемой части 30 сужаются в направлении дна 11 канавки, при этом соответствующая оболочка 23 верхнего проводника 3А сужается на некоторых участках в направлении раскрыва 13 канавки. При этом сужения выполнены так, что соответствующая оболочка 23 верхнего проводника 3А и соответствующая вторая вкладываемая часть 30 фиксируются с силовым замыканием в радиальном направлении 51.

В рамках примера выполнения соответствующая оболочка 23 проводника выполнена из двух частей тем, что она содержит первую часть 23А оболочки проводника, которая имеет по существу U-образное поперечное сечение в плоскости, перпендикулярной осевому направлению 50, а также вторую часть 23В оболочки проводника, как показано на фиг. 9 и 10. При этом вторая часть 23В оболочки проводника выполнена в виде своего рода крышки для первой части 23А оболочки проводника. Для особенно хорошего окружения соответствующего проводника 3А, 3В, вторая часть 23В оболочки проводник имеет два паза, а первая часть 23А оболочки проводника имеет два соответствующих гребня для соответствующего соединения в паз и гребень. Для уплотнения и тем самым для защиты соответствующего проводника 3А, 3В проходящего в соответствующем полом пространстве потока текучей среды, в зоне соединения в паз и гребень может использоваться поясненный выше, предпочтительный фторкаучук.

Как показано на фиг. 11 и 12, в рамках примера выполнения две соответствующие вкладываемые части 25, 30 расположены друг за другом в осевом направлении 50, при этом в зоне осевой середины между обеими соответствующими вкладываемыми частями 25, 30 остается соответствующий осевой промежуток 33. Первое полое пространство 24 и третье полое пространство 27 закрыты в зоне осевой середины с помощью соответствующей крышки 34. Другие крышки 34 предусмотрены для закрывания второго полого пространства 26 и четвертого полого пространства 31 на соответствующей осевой торцевой стороне.

Как показано на фиг. 10, соответствующая оболочка 23 проводника имеет выемки 35, которые проходят в радиальном направлении 51 и образуют соответствующий соединительный канал 10.

Для минимизации возможных электрических пробоев в зоне головок обмотки на соответствующей осевой торцевой стороны активной части 1, такие выемки 35 не предусмотрены в соответствующей оболочке 23 проводника в непосредственной близости от соответствующей осевой торцевой стороны. Аналогичным образом, также в непосредственной близости от поясненного промежутка 35 в соответствующей оболочке 23 проводника не предусмотрены такие выемки 35.

На фиг. 13 показан пример выполнения предлагаемой электрической машины 38 и предлагаемой приводной системы 41, при этом изображен разрез в осевом направлении 50.

Электрическая машина 38 имеет статор 39, а также установленный с возможностью вращения ротор 40, при этом статор 49 и/или ротор 40 выполнены в виде предлагаемой, охлаждаемой текучей средой активной части. Электрическая машина 39 предназначена для работы с электрическим напряжением в диапазоне нескольких киловольт, в частности, нескольких 10 кВ.

Электрическая машина 39 является частью приводной системы 41, которая имеет дополнительно машину 42 для придания энергии текучей среде, при этом машина 42 для придания энергии текучей среде выполнена в виде компрессора, в частности для технологической текучей средой, или в виде насоса, в частности для технологической жидкости. При этом стрелками 43 обозначены потоки текучей среды в электрической машине 38 и в энергетической машине 42 для текучей среды.

Таким образом, изобретение относится к охлаждаемой текучей средой активной части для электрической машины, при этом активная часть выполнена по существу в форму цилиндра или полого цилиндра, имеющей проходящие в осевом направлении канавки, по меньшей мере один электрический проводник, который по меньшей мере на некоторых участках расположен в соответствующей канавке и который состоит из нескольких частичных проводников, соответствующую основную изоляцию, которая расположена между соответствующим проводником и соответствующей канавкой, и соответствующую изоляцию частичного проводника, которая окружает соответствующий частичный проводник. Кроме того, изобретение относится к электрической машине, имеющей такую, выполненную в виде статора, охлаждаемую текучей средой активную часть, и/или такую, выполненную в виде установленного с возможностью вращения ротора, охлаждаемую текучей средой активную часть, при этом электрическая машина предназначена для работы с электрическим напряжением в диапазоне по меньшей мере в несколько киловольт, предпочтительно несколько 10 кВ. Наконец, изобретение относится к приводной системе, имеющей такую электрическую машину и машину для придания энергии текучей среде, при этом машина для придания энергии текучей среде выполнена, например, в виде компрессора, в частности для технологического газа, или в виде насоса, в частности, для технологической жидкости.

Для преодоления недостатков уровня техники и для создания охлаждаемой текучей средой активной части, которая является высокоэффективной, компактной и, в частности, стойкой в окружении текучей средой, соответственно технологической текучей средой, предлагается, что активная часть имеет соответствующий охлаждающий канал для прохождения текучей среды, в частности технологической текучей среды, при этом соответствующий охлаждающий канал расположен между соответствующей основной изоляцией и соответствующей изоляцией частичного проводника. Кроме того, предлагается соответствующая электрическая машина и соответствующая приводная система.

1. Охлаждаемая текучей средой активная часть (1) для электрической машины (38), при этом активная часть (1) выполнена по существу в форме цилиндра или в форме полого цилиндра, имеющая:

- проходящие в осевом направлении канавки (2),

- по меньшей мере один электрический проводник (3), который в каждом случае расположен в соответствующей канавке (2) по меньшей мере на некоторых участках и который состоит из нескольких частичных проводников (4),

- соответствующую основную изоляцию (5), которая расположена между соответствующим проводником (3) и соответствующей канавкой (2),

- соответствующую изоляцию (6) частичного проводника, которая окружает соответствующий частичный проводник (4),

- соответствующий охлаждающий канал (7) для прохождения текучей среды, в частности технологической текучей среды,

при этом соответствующий охлаждающий канал (7) расположен между соответствующей основной изоляцией (5) и соответствующей изоляцией (6) частичного проводника,

отличающаяся тем, что

соответствующая основная изоляция (5) покрывает по меньшей мере большую часть дна (11) канавки и две стенки (12) канавки у соответствующей канавки (2),

при этом в соответствующей канавке (2) расположены друг над другом в радиальном направлении (51) по меньшей мере два электрических проводника (3А, 3В),

при этом предусмотрена соответствующая оболочка (23) проводника, которая окружает соответствующий проводник (3) в плоскости, перпендикулярной осевому направлению (50),

при этом как соответствующая канавка (2) по меньшей мере в зоне нижнего электрического проводника (3В), так и соответствующая оболочка (23) проводника у нижнего электрического проводника (3В) сужается в направлении дна (11) канавки так, что соответствующая оболочка (23) проводника у нижнего проводника (3В) фиксирована с геометрическим замыканием в направлении дна (11) канавки, и между дном (11) канавки и соответствующей оболочкой (23) проводника у нижнего электрического проводника (3В) остается первое проходящее в осевом направлении полое пространство (24), в частности, для первого впускного канала (8А).

2. Охлаждаемая текучей средой активная часть (1) по п. 1, в которой соответствующий охлаждающий канал (7) имеет впускной канал (8), выпускной канал (9), а также соответствующий соединительный канал (10) для соединения по потоку впускного канала (8) с выпускным каналом (9),

при этом соответствующая канавка (2) имеет дно (11) канавки и две стенки (12) канавки,

при этом соответствующий впускной канал (8) или выпускной канал (9) расположен между соответствующим проводником (3), с одной стороны, и дном (11) канавки или раскрывом (13) канавки, противоположным дну (11) канавки в радиальном направлении (51), с другой стороны,

при этом соответствующий соединительный канал (10) по меньшей мере большей частью расположен между соответствующим проводником (3), с одной стороны, и одной из обеих стенок (12) канавки, с другой стороны.

3. Охлаждаемая текучей средой активная часть (1) по п. 1 или 2, в которой соответствующая основная изоляция (5) имеет две по существу С-образные изолирующие полуоболочки (14), которые совместно по существу окружают соответствующий проводник (3) в плоскости, перпендикулярной осевому направлению (50),

при этом обе соответствующие изолирующие полуоболочки (14) расположены по существу симметрично относительно центра канавки (15) в окружном направлении (52) соответствующей канавки (2),

при этом обе соответствующие изолирующие полуоболочки (14) герметизированы в радиальном направлении (51) с помощью соответствующего уплотнительного элемента (16), имеющего, в частности, фторкаучук.

4. Охлаждаемая текучей средой активная часть (1) по п. 1 или 2, в которой соответствующая основная изоляция (5) покрывает по меньшей мере большую часть дна (11) канавки и две стенки (12) канавки у соответствующей канавки (2),

при этом несколько полуоболочек (17) канала расположены друг за другом в осевом направлении (50),

при этом соответствующая полуоболочка (17) канала имеет в плоскости, перпендикулярной осевому направлению (50), по существу U-образное поперечное сечение и окружает большую часть соответствующего проводника (3) в этой плоскости.

5. Охлаждаемая текучей средой активная часть (1) по п. 2 или 4, в которой соответствующая полуоболочка (17) канала имеет, при рассматривании в плоскости, перпендикулярной осевому направлению (50), по меньшей мере одну радиальную перемычку (18), которая проходит в радиальном направлении (51) вдоль соответствующего проводника (3), а также две пары обращенных в окружном направлении (52) окружных перемычек (19), которые соединены с помощью радиальной перемычки (18),

при этом одна пара окружных перемычек (19) предназначена для образования соответствующего впускного канала (8), а другая пара окружных перемычек (19) - для образования соответствующего выпускного канала (9),

при этом по меньшей мере в одной первой полуоболочке (17А) канала в каждом случае выполнена по меньшей мере одна из обеих средних окружных перемычек (19) для образования по меньшей мере одной части соответствующего соединительного канала (10).

6. Охлаждаемая текучей средой активная часть (1) по п. 5, в которой по меньшей мере между одной из обеих средних окружных перемычек (19) соответствующей первой полуоболочки (17А) канала, с одной стороны, и соответствующей основной изоляцией (5), с другой стороны, остается соответствующее проходное отверстие (20), и/или по меньшей мере одна из обеих средних окружных перемычек (19) соответствующей первой полуоболочки (17А) канала имеет соответствующее проходное отверстие (20).

7. Охлаждаемая текучей средой активная часть (1) по п. 5 или 6, в которой по меньшей мере в одной второй полуоболочке (17В) канала в каждом случае окружные перемычки (19) по меньшей мере одной из двух пар окружных перемычек (19) соединены с помощью соответствующей концевой перемычки (21) так, что соответствующая вторая полуоболочка (17B) канала, при рассматривании в плоскости, перпендикулярной осевому направлению (50), имеет прямоугольное поперечное сечение для прохождения соответствующего охлаждающего канала (7).

8. Охлаждаемая текучей средой активная часть (1) по любому из пп. 3-7, в которой в соответствующей канавке (2) расположены друг над другом в радиальном направлении (51) по меньшей мере два электрических проводника (3А, 3В),

при этом предусмотрен соответствующий промежуточный элемент (22) для уплотнения и/или компенсации допусков, который расположен в радиальном направлении (51) между одной из полуоболочек (14, 17) верхнего электрического проводника (3А), с одной стороны, и одной из полуоболочек (14, 17) нижнего электрического проводника (3В), с другой стороны.

9. Охлаждаемая текучей средой активная часть (1) по п. 1, в которой предусмотрена по меньшей мере одна первая вкладываемая часть (25), которая имеет в каждом случае, при рассматривании в плоскости, перпендикулярной осевому направлению (50), Н-образное поперечное сечение,

при этом соответствующая первая вкладываемая часть (25) расположена между соответствующей оболочкой (23) проводника у нижнего проводника (3В), с одной стороны, и соответствующей оболочкой (23) проводника у верхнего электрического проводника (3А), с другой стороны, и выполнена так, что между соответствующей оболочкой (23) проводника у нижнего проводника (3В) или верхнего проводника (3А), с одной стороны, и соответствующей первой вкладываемой частью (25), с другой стороны, остается второе или третье проходящее в осевом направлении полое пространство (26 или 27), в частности, для первого выпускного канала (9А) и второго впускного канала (8В).

10. Охлаждаемая текучей средой активная часть (1) по п. 9, в которой соответствующая первая вкладываемая часть (25) имеет в плоскости, перпендикулярной осевому направлению (50), две наружные перемычки (29), которые обращены к раскрыву (13) канавки и расположены по меньшей мере на некоторых участках в окружном направлении (52) между соответствующей оболочкой (23) проводника у верхнего проводника (3А), с одной стороны, и соответствующей стенкой (12) канавки, с другой стороны,

при этом две наружные перемычки (29) сужаются в направлении раскрыва (13) канавки, и соответствующая оболочка (23) проводника у верхнего проводника (3А) на некоторых участках сужается в направлении дна (11) канавки так, что соответствующая оболочка (23) проводника у верхнего проводника (3А) фиксирована с силовым замыканием в радиальном направлении (51).

11. Охлаждаемая текучей средой активная часть (1) по п. 9 или 10, в которой предусмотрена по меньшей мере одна вторая вкладываемая часть (30), которая в каждом случае имеет в плоскости, перпендикулярной осевому направлению (50), U-образное поперечное сечение,

при этом соответствующая вторая вкладываемая часть (30) расположена и выполнена так, что между соответствующей оболочкой (23) проводника у верхнего проводника (3А), с одной стороны, и соответствующей второй вкладываемой частью (30), с другой стороны, остается четвертое проходящее в осевом направлении полое пространство (31), в частности, для второго выпускного канала (9В).

12. Охлаждаемая текучей средой активная часть (1) по п. 11, в которой соответствующая вторая вкладываемая часть (30) имеет в плоскости, перпендикулярной осевому направлению (50), две внутренние перемычки (32), которые обращены ко дну (11) канавки и расположены по меньшей мере на некоторых участках в окружном направлении (52) между соответствующей оболочкой (23) проводника у верхнего проводника (3А), с одной стороны, и соответствующей стенкой (12) канавки, с другой стороны,

при этом обе внутренние перемычки (32) сужаются в направлении дна (11) канавки, и соответствующая оболочка (23) проводника у верхнего проводника (23) на некоторых участках сужается в направлении раскрыва (13) канавки так, что соответствующая оболочка (23) проводника у верхнего проводника (3А) и соответствующая вторая вкладываемая часть (30) фиксированы с силовым замыканием в радиальном направлении (51).

13. Охлаждаемая текучей средой активная часть (1) по п. 11 или 12, в которой две соответствующие вкладываемые части (25, 30) расположены друг за другом в осевом направлении (50), и в зоне осевой середины между обеими соответствующими вкладываемыми частями (25, 30) остается соответствующий осевой промежуток (33),

при этом первое полое пространство (24) и третье полое пространство (27) в зоне осевой середины закрыты с помощью соответствующей крышки (34),

при этом второе полое пространство (26) и четвертое полое пространство (31) закрыты на соответствующей осевой торцевой стороне с помощью соответствующей крышки (34).

14. Охлаждаемая текучей средой активная часть (1) по любому из пп. 1-13, в которой соответствующая оболочка (23) проводника имеет проходящие в радиальном направлении (51) выемки (35) для образования соответствующего соединительного канала (10).

15. Охлаждаемая текучей средой активная часть (1) по любому из пп. 1-14, в которой соответствующая канавка (2) в радиальном направлении (51) в зоне раскрыва (13) канавки закрыта с помощью запирающего канавку элемента (36),

при этом между соответствующим запирающим канавку элементом (36) и по меньшей мере одним проводником (3) расположен компенсирующий допуски элемент.

16. Охлаждаемая текучей средой активная часть (1) по любому из пп. 1-15, в которой соответствующая основная изоляция (5) и/или соответствующая изоляция (6) частичного проводника содержит политетрафторэтилен (PTFE).

17. Электрическая машина (38), имеющая:

- выполненную в виде статора (39) охлаждаемую текучей средой активную часть (1) по любому из пп. 1-16, и/или

- выполненную в виде установленного с возможностью вращения ротора (40) охлаждаемую текучей средой активную часть (1) по любому из пп. 1-16,

при этом электрическая машина (38) предназначена для работы с электрическим напряжением в диапазоне несколько киловольт, в частности несколько десятков киловольт.

18. Приводная система (41), имеющая:

- электрическую машину (39) по п. 17, и

- машину (42) для придания энергии текучей среде,

при этом машина (42) для придания энергии текучей среде выполнена, например, в виде компрессора, в частности, для технологического газа, или в виде насоса, в частности, для технологической жидкости.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области электротехники. Статор электрической машины с жидкостным охлаждением содержит сердечник из ферромагнитного материала с установленной на нем обмоткой, внешнюю оболочку, кольцеобразные нажимные элементы, расположенные с обеих торцевых сторон сердечника и прикрепленные к оболочке с помощью сварки, развальцовки или клея, герметизированные каналы для охлаждающей жидкости, расположенные аксиально между оболочкой и наружной поверхностью сердечника в канавках, выполненных на наружной поверхности сердечника напротив его зубцов, и соединенные между собой последовательно и/или параллельно с помощью коллекторов, приспособленных для подвода и отвода охлаждающей жидкости, охлаждаемой во внешнем теплообменнике.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в обеспечении эффективного и недорогого охлаждения двигателя.

Изобретение относится к устройствам и приспособлениям силовых установок, связанных с охлаждением. Электрическое транспортное средство содержит блок управления мощностью, приводной мотор, первый и второй теплообменники, первый и второй насосы, первый и второй охлаждающие каналы.

Изобретение относится к области электротехники, в частности, к охлаждению статора обращенной машины. Технический результат - повышение надежности и КПД.

Изобретение относится к области электромашиностроения, а именно к системам охлаждения индукторных машин закрытого исполнения. Технический результат - повышение надежности и срока службы индукторных машин, улучшение их массогабаритных показателей.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам со сверхпроводниками. Технический результат – повышение эффективности работы за счет использования сверхпроводников.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к системам охлаждения закрытых электрических машин с охлаждаемым жидкостью статором. Технический результат –повышение эффективности работы машины.

Изобретение относится к области электромашиностроения. Технический результат - улучшение охлаждения статора при одновременном снижении потерь в нем.
Изобретение относится к области электротехники, в частности к асинхронной машине, имеющей охлаждаемый ротор. Технический результат - обеспечение эффективной герметизации охлаждающей среды.

Изобретение относится к двигателям. Устройство управления мотором приводной системы, содержащей мотор, трансмиссию, датчик температуры масла и механизм охлаждения, содержит контроллер, который управляет крутящим моментом мотора.

Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть использовано при изготовлении электродвигателей и генераторов. Технический результат - повышение надежности электрических машин благодаря защите от межвиткового короткого замыкания, а также повышение эффективности охлаждения обмотки.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к ротору крупной электрической машины с воздушным охлаждением. Технический результат - повышение допустимой плотности тока в обмотке ротора и повышение единичной мощности электрической машины без увеличения ее габаритов и массы.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат – улучшение охлаждения полюсных башмаков.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в повышении надежности и эффективности охлаждения.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к охлаждению электрической машины, содержащей ориентированный вдоль роторной оси (1) ротор (2), расположенный концентрично роторной оси (1) статор (3) и по меньшей мере одну расположенную концентрично роторной оси (1) лобовую часть (4) обмотки, которая выступает в осевом направлении из статора (3), для охлаждения которой потоком (5) охлаждающего средства электрическая машина содержит радиальный кольцеобразный (12) и два аксиальных направляющих элемента (6, 10), между которыми расположена соответствующая лобовая часть обмотки, при этом по меньшей мере один аксиальный направляющий элемент (10) имеет выемки, обеспечивающие увеличение скорости потока (5) охлаждающего средства к соответствующей лобовой части (4) обмотки.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электромеханических преобразователях энергии автономных объектов. Технический результат состоит в повышении надежности, энергоэффективности и минимизация тепловыделений, повышении кпд Диэлектрический остов статора выполнен в виде рубашки охлаждения с аксиальными трубками.

Изобретение относится к области электрических машин. Опорный кронштейн лобовых частей обмотки включает внутреннее кольцо (12) и наружное кольцо (10), между которыми в зоне лобовых частей обмотки (7) расположены стержни (5, 6) обмотки, наружное кольцо (10) подвержено термоусадке на внутреннем кольце (12), наружное кольцо (10) и внутреннее кольцо (12) расположены на расстоянии от пакета сердечника (3).

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании электрических машин с интенсивным охлаждением статора. Предлагаемое устройство содержит корпус (1), внутри которого сформирована герметизированная полость с циркулирующим внутри нее нагнетаемым через переходники хладагентом, в которой установлен магнитопровод (2) и обмотки (3).

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано, в частности, в гибридных автомобилях и электромобилях, электромеханических, в том числе автоматических системах управления и т.д.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к низкооборотным электрическим генераторам, и может быть использовано, в частности, в ветроэнергетических установках.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат – повышение надежности. Активная часть машины выполнена в форме полого цилиндра, имеющей проходящие в осевом направлении канавки, по меньшей мере один электрический проводник, который расположен в соответствующей канавке и состоит из нескольких частичных проводников. Основная изоляция расположена между проводником и канавкой. Кроме того, изоляция окружает частичный проводник. Охлаждающий канал расположен между основной изоляцией и изоляцией частичного проводника. Основная изоляция покрывает большую часть дна и две стенки канавки. В канавке расположены друг над другом в радиальном направлении по меньшей мере два электрических проводника. Предусмотрена оболочка проводника, которая его окружает в плоскости, перпендикулярной осевому направлению. При этом как канавка в зоне нижнего электрического проводника, так и оболочка нижнего электрического проводника сужается в направлении дна канавки так, что оболочка нижнего проводника фиксирована с геометрическим замыканием в направлении дна канавки, а между дном канавки и указанной оболочкой остается первое проходящее в осевом направлении полое пространство для первого впускного канала. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 13 ил.

Наверх