特表 2022-511440 多層ニュートラルバス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-01-31

(54)【発明の名称】多層ニュートラルバス

(51)【国際特許分類】

   H02K 3/04 20060101AFI20220124BHJP

   H02K 3/28 20060101ALI20220124BHJP

【ＦＩ】

H02K3/04 J

H02K3/28 J

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021530070

(86)(22)【出願日】2018-11-30

(85)【翻訳文提出日】2021-06-14

(86)【国際出願番号】 US2018063314

(87)【国際公開番号】W WO2020112138

(87)【国際公開日】2020-06-04

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】599078705

【氏名又は名称】シーメンス エナジー インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110003317

【氏名又は名称】特許業務法人山口・竹本知的財産事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100075166

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 巖

(74)【代理人】

【識別番号】100133167

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100169627

【弁理士】

【氏名又は名称】竹本 美奈

(72)【発明者】

【氏名】ネルソン，トーマス アイ．

(72)【発明者】

【氏名】リコ，ラウル リカルド

【テーマコード（参考）】

5H603

【Ｆターム（参考）】

5H603AA07

5H603AA12

5H603BB02

5H603BB09

5H603CA01

5H603CA10

5H603CB04

5H603CB11

5H603CE07

5H603EE06

(57)【要約】

複数の導電層および複数のブッシングを含む多層ニュートラルバスが提供される。導電層の少なくとも一部は、互いに離間して配置され、別個の電気の流れを形成する。導電層およびブッシングは、各ブッシングが互いに電気的に結合されるように配置される。ニュートラルバスの取り付け方法が用意されている。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

多層ニュートラルバスアレンジメント２１０、３１０、４１０、５１０であって、
第１の導電層要素２１２、３１２、４１２、５１２と、
第２の導電層要素２１４、３１４、４１４、５１４であって、前記第１の導電層要素２１２、３１２、４１２、５１２の少なくとも一部が、前記第２の導電層要素２１４、３１４、４１４、５１４から分離された、第２の導電層要素２１４、３１４、４１４、５１４と、
前記第１および第２の導電層要素内に配置された複数のブッシング２２０、２２２、２２４であって、それぞれが互いに電気的に接続された、複数のブッシング２２０、２２２、２２４と、
を備え、
磁界が、前記第１の電流導電層要素と前記第２の接続要素との間に生成され、
前記第１の導電層要素２１２、３１２、４１２、５１２は、第１の電流の流れを備え、前記第２の導電層要素２１４、３１４、４１４、５１４は、第２の電流の流れを備え、前記磁界は、前記導電層要素のうちの少なくとも１つに第３の電流の流れを生成する、
多層ニュートラルバスアレンジメント２１０、３１０、４１０、５１０。

【請求項2】

３つのブッシングを有し、
前記第１の導電層要素２１２、３１２、４１２、５１２及び前記第２の導電層要素２１４、３１４、４１４、５１４が導電性閉ループを介して互いに接続されている、
請求項１に記載の多層ニュートラルバスアレンジメント２１０、３１０、４１０、５１０。

【請求項3】

前記アレンジメントは、熱損失を低減するために、前記第１の導電層要素と前記第２の導電層要素との間の電流の分配を可能にする、請求項１または２に記載の多層ニュートラルバスアレンジメント２１０、３１０、４１０、５１０。

【請求項4】

前記複数のブッシングは、第１のブッシング２２０、第２のブッシング２２２及び第３のブッシング２２４の３つであり、前記第２のブッシング２２２は、前記第１及び第２のブッシング２２０、２２４の間に配置され、
前記ブッシングのそれぞれは、前記第１の導電層要素２１２に電気的に接続され、
前記第１のブッシング２２０および前記第３のブッシング２２４は、前記第２の導電層要素２１４に電気的に接続され、
前記第３のブッシング２２２は、前記第２の導電層要素２１４から電気的に絶縁された、
請求項２または３に記載の多層ニュートラルバスアレンジメント２１０、３１０、４１０、５１０。

【請求項5】

前記第１の導電層要素２１２と前記第２の導電層要素２１４との間のギャップ２５０は、前記第３のブッシング２２２に対する前記第２の導電層要素２１４からの電気的な絶縁の要因となる、請求項１から４のいずれか１項に記載の多層ニュートラルバスアレンジメント２１０、３１０、４１０、５１０。

【請求項6】

前記第１及び第２の導電層要素２３２、２１４の間に、前記第３のブッシング２２２に対する前記第２の導電層要素２１４からの電気的な絶縁の要因となる絶縁材料２５２が設けられ、請求項４または５に記載の多層ニュートラルバスアレンジメント２１０、３１０、４１０、５１０。

【請求項7】

前記第１および第２のブッシング２２０が前記第１および第２の導電層要素２３２、２１４と電気的に接触するように、導電性材料２５３が前記第１および第２の導電層要素２３２、２１４の間に設けられた、請求項４または６に記載の多層ニュートラルバスアレンジメント２１０、３１０、４１０、５１０。

【請求項8】

前記ブッシング２２０、２２２、２２４のうちの少なくとも１つは、前記第２の導電層要素２１４から電気的に絶縁される、請求項１から４のいずれか１項に記載の多層ニュートラルバスアレンジメント２１０、３１０、４１０、５１０。

【請求項9】

前記アレンジメントは、フットプリントを増加させることなく、熱損失を低減するために、前記第１の導電層要素と前記第２の導電層要素との間の電流の分配を可能にする、請求項の１から８のいずれか１項に記載の多層ニュートラルバスアレンジメント２１０、３１０、４１０、５１０。

【請求項10】

前記第１および第２の導電層要素が平面であり、並列に配置され、かつニュートラルバスアレンジメントが多層バスバー２１０である、請求項１から９のいずれか１項に記載の多層ニュートラルバスアレンジメント２１０、３１０、４１０、５１０。

【請求項11】

前記第２の導電層要素は、少なくとも部分的に前記第１の導電層要素の内側に配置される、請求項１から７のいずれか１項に記載の多層ニュートラルバスアレンジメント２１０、３１０、４１０、５１０。

【請求項12】

前記第２の導電層要素は、その全体が前記第１の導電層要素の内部に配置される、請求項１１に記載の多層ニュートラルバスアレンジメント２１０、３１０、４１０、５１０。

【請求項13】

前記第１および第２の導電層要素が、多角形であり、
前記第１および第２の多角形は、互いに相似の形状であり、前記第２がより小さい大きさを有し、前記第１の導電性要素の内側に配置され、
請求項１１または１２に記載の多層ニュートラルバスアレンジメント２１０、３１０、４１０、５１０。

【請求項14】

各相に対して１つの電気的に接地される３つのリードと、
請求項１から１３のいずれか１項に記載の多層ニュートラルバスアレンジメント２１０、３１０、４１０、５１０と、
を含む三相電気機械であって、
前記リードのそれぞれがブッシング２２０、２２２、２２４のうちの１つに接続され、
熱損失が、前記第１および第２の導電層要素間の電流の分配によって低減される、
三相電機機械。

【請求項15】

前記電気機械は、発電機である、請求項１４に記載の電気機械。

【請求項16】

電気機械を多層ニュートラルバスアレンジメントに接続し、前記多層ニュートラルバスアレンジメントは、互いに分離された複数の接続要素を備え、前記複数の接続要素に配置され、互いに電気的に接続される複数のブッシングを備え、前記接続は、前記電気機械の各相に対して、前記電気機械のリード線を前記多層ニュートラルバスアレンジメント内の前記ブッシングの１つに接続するステップと、
前記ニュートラルバスをグランドに接続するステップと、
を備える方法であって、
前記熱損失は、前記複数の導電層要素間の電流の分配によって低減される、
方法。

【請求項17】

前記接続の前に、前記電気機械から第１のニュートラルバスを切り離すステップを含み、
前記電気機械を前記多層ニュートラルバスアレンジメントに接続するステップが、前記第１のニュートラルバスを置き換え、
前記第１のニュートラルバスによるフットプリントを増加させることなく、前記多層ニュートラルバスによって熱損失が低減される、
請求項１６に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、一般に、発電に関するものであり、より詳細には、ニュートラルバス熱損失の低減に関する。

【背景技術】

【0002】

大型三相発電機では、電圧と電流を供給する固定子コイルは、電圧が公称ゼロである共通のニュートラルポイントで接続される。この一般的なニュートラルポイントは、通常、ニュートラルバスと呼ばれる。図１は、ニュートラルバスバーとして形成されたニュートラルバスアレンジメント１０を示す。バスバーは、バーとも呼ばれる金属ストリップであり、この場合、バーは、モノリシック構造として、またはコネクタ４１によって接合されたセグメント３０、３２、３４内に形成されてもよい。ニュートラルバスアレンジメント１０は多数のブッシング２０、２２、２４を含み、ブッシング２０はブッシング２２に電気的に接続され、ブッシング２２はブッシング２４に電気的に接続される。

【0003】

電流は、ブッシング２２を介してブッシング２０とブッシング２４との間の単一の流れ５４に沿って流れる。電流による熱損失は問題があり、性能や製品寿命に影響を及ぼす可能性がある。熱が減少する典型的な方法の１つは、ニュートラルバスアレンジメント１０の電流の流れに対する周囲を増加させることによって、単一の流れ５４の面積を増加させることである。電流は主に表皮の深さで流れるので、バスバー１０の厚さを増加させるか、またはニュートラルバスの断面を変化させることによって、熱が減少することはない。表皮深さは電流の周波数に関係し、基板の厚さや断面積には関係しない。

【0004】

ニュートラルバスにおける熱損失を緩和するために、種々の冷却方法を使用することができる。たとえば、空冷または水冷である。ニュートラルバスの冷却には、周囲の空気を使用してもよい。空気の循環を提供するためにファンを使用することができる。水冷は、ニュートラルバスに取り付けられたダクトを介した水の循環を使用する。空冷は、水冷よりも複雑でコストが低い一方で、空冷は、水冷よりも大きな設置面積を必要とするか、または、より小さな機械へのその現在の搬送能力に制限がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ニュートラルバスアレンジメント、発電機、発電システムは、改良によって利益を得る可能性がある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

様々に開示された実施形態は、多層ニュートラルバスに関連する。一例では、多層ニュートラルバスアレンジメントは、第１の導電層要素、第２の導電層要素、及び複数のブッシングを備える。第１の導電層要素の少なくとも一部は、第２の導電層要素から分離される。複数のブッシングは、複数のブッシングの各々が互いに電気的に接続される第１及び第２の導電層要素内に配置される。このアレンジメントは、熱損失を低減するために、第１の導電層要素と第２の導電層要素との間に電流を分配することを可能にする。

【0007】

別の実施形態では、３相電気機械が提供される。電気機械は、電気的に接地される３つのリード線、各相に対して１つ、および多層ニュートラルバスアレンジメントを備える。各リード線は、ブッシングの１つに接続されている。熱損失は、第１の導電層要素と第２の導電層要素との間の電流の分配によって低減される。

【0008】

別の実施形態では、方法が提供される。電気機械は、多層ニュートラルバスアレンジメントに接続される。多層ニュートラルバスアレンジメントは、互いに分離された複数の接続要素を含む。複数の接続要素には複数のブッシングが配置され、互いに電気的に接続されている。接続部は、電気機械の各位相に対して、電気機械のリード線を多層ニュートラルバスアレンジメントのブッシングの１つに接続することを含む。ニュートラルバスはグラウンドに接続されている。熱損失は、複数の導電層要素間の電流の分配によって低減される。

【0009】

前述は、当業者が以下の詳細な説明をより良く理解できるように、本開示の技術的特徴をかえって概説した。以下、開示の更なる特徴及び利点を、クレームの主題を形成するものとして説明する。当業者は、本開示の同じ目的を実行するために、他の構造を修正または設計するための基礎として開示される概念および特定の実施形態を容易に使用することができることを理解するであろう。また、当業者は、そのような同等の構成が、その最も広い形態で開示の精神および範囲から逸脱しないことを実現するであろう。

【0010】

また、以下の詳細な説明に着手する前に、本件特許明細書の全体にわたって、特定の単語及び語句に対する種々の定義が提供されていることを理解すべきであり、当業者であれば、このような定義は、多くの場合、そうした定義された単語及び語句の先行使用と同様に、多くの場合、そうした定義が適用されることを理解すべきである。条件によっては、多種多様な実施形態を含むことがあるが、特許請求の範囲は、これらの条件を特定の実施形態に明示的に限定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】従来技術のニュートラルバスの斜視図である。

【図2】多層ニュートラルバスの異なる実施形態の斜視図を示す。

【図3】多層ニュートラルバスの異なる実施形態の斜視図を示す。

【図4】多層ニュートラルバスの異なる実施形態の斜視図を示す。

【図5】多層ニュートラルバスの異なる実施形態の斜視図を示す。

【図6】一実施形態による電気機械の概略図を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

ここで、ニュートラルバスにおける減少した熱損失を容易にするシステム及び方法に関連する種々の技術を、図面を参照して説明する。ここで、同一の参照番号は、全体を通して同一の要素を表す。以下に議論される図面、および本特許明細書において本開示の原理を記述するために使用される様々な実施形態は、単に説明のためのものであり、開示の範囲を制限するために何らかの方法で解釈されるべきではない。本開示の原理は、適切に配置された任意の装置において実施され得ることを当業者は理解するであろう。あるシステム要素によって実行されるとして記載される機能性は、複数の要素によって実行されてもよいことを理解されたい。同様に、例えば、要素は、複数の要素によって実行されるものとして記載される機能性を実行するように構成されてもよい。本出願の多数の革新的教示を、例示的非限定的実施形態を参照して説明する。

【0013】

ニュートラルバスアレンジメント１０の断面の周囲を増加させ、熱損失を減少させ、次いでニュートラルバスアレンジメント１０の設置面積を増加させる。これはまた、それぞれのニュートラルバスアレンジメントの冷却の設置面積及び／又は複雑さを増加させる可能性がある。

【0014】

複数の層を有する改善されたニュートラルバスの実施形態が開示される。多層ニュートラルバスは、複数の導電層要素及び複数のブッシングを含む。導電層要素の少なくとも一部は、互いに離間して配置され、別個の電気の流れを形成する。導電層要素及びブッシングは、各ブッシングが互いに電気的に結合されるように配置される。３相ニュートラルバスアレンジメントの場合、各ブッシングを互いに接続することは、例えば、閉鎖直列接続によって達成されてもよい。導電層要素は、導電性材料を含み、導電性材料は、例えば、金属または高導電性複合体であってもよい。導電材料としては、通常、銅が用いられる。

【0015】

導電層要素は、セグメント化されてもよく、ここで、セグメントは、コネクタによって電気的に結合される。コネクタは、導電性材料、例えば、金属または導電性複合材料を含む。導電材料としては、通常、銅が用いられる。

【0016】

多層ニュートラルバスの一実施形態によれば、ニュートラルバスの設置面積を増加させることなく、熱損失を減少させることができる。

【0017】

多層ニュートラルバスの種々の実施形態を、図２から図５を参照して以下に説明する。

【0018】

図２は、一実施形態による、３相ニュートラルバスアレンジメントの斜視図を示す。図示の実施形態では、ニュートラルバスアレンジメント２１０は、多層バスバーである。第１の層は、第１の導電層要素２１２を含み、第２の層は、第１の導電層要素２１２から離間した第２の導電層要素２１４を含む。第１の導電層要素２１２および第２の導電層要素２１４は、平面であってもよく、多層バスバー２１０を形成する並列に配置されてもよい。

【0019】

各相について、多層バスバー内にブッシングが配置され、各ブッシングが互いに電気的に結合されるようになっている。電気的結合により、ブッシングの外面を電気的に結合することができる。第１のブッシング２２０は、第２のブッシング２２２および第３のブッシング２２４に電気的に結合される。第２のブッシング２２２は、第１および第３のブッシング２２０、２２４に電気的に結合されている。第３のブッシング２２４は、第１及び第２のブッシング２２０、２２２に電気的に結合されている。

【0020】

第１の導電層要素２１２は、コネクタによって電気的に結合された複数の導電性バーセグメントを含んでもよい。図示された実施形態によれば、第１の導電層要素２１２は、各相毎に導電性バーセグメント２３０、２３２、２３４を含む。導電性バーセグメントは、コネクタによって電気的に結合されて、バーを形成する。第１のバーセグメント２３０と第３のバーセグメント２３４は、間に配置された第２のバーセグメント２３２と共にバーの端部を形成する。コネクタ２４１は、第１のバーセグメント２３０を第２のバーセグメント２３２と電気的に結合し、第２のバーセグメント２３２を第３のバーセグメント２３４と電気的に結合する。

【0021】

第２の導電層要素２１４は、複数の導電性バーセグメントを含んでもよい。図示された実施形態によれば、第２の導電層要素２１４は、各相について導電性バーセグメント２６０、２６２、２６４を含む。導電性バーセグメントは、コネクタによって電気的に結合されて、バーを形成する。第１のバーセグメント２６０及び第３のバーセグメント２６４は、それらの間に配置された第３のバーセグメント２６２と共にバーの端部を形成する。コネクタ２４１は、第１のバーセグメント２６０を第２のバーセグメント２６２と電気的に結合し、第２のバーセグメント２６２を第３のバーセグメント２６４と電気的に結合する。

【0022】

各ブッシング２２０、２２２、２２４は、第１の導電層要素２１２内のバーセグメント２３０、２３２、２３４のうちの１つに取り付けられている。第１のブッシング２２０及び第３のブッシング２２４は、第１の導電層要素２１２の両端に配置され、第２のブッシング２２２は、第１のブッシング２２０と第３のブッシング２２４との間に配置される。第１のブッシング２２０及び第３のブッシング２２４は、それぞれ、第２の導電層要素２１２のエンドバーセグメント２６０、２６４に電気的に接続されている。各ブッシング２２０、２２２、２２４は、互いに他のブッシングに電気的に接続されている。

【0023】

第１の導電層要素２１２に沿った電流の流れ２５４は、配置の方法によって、第２の導電層要素２１４に沿った電流の流れ２５５に延びる。さらに、第１の電流導電層要素と第２の接続要素との間に磁場が生成される場合、少なくとも１つの導電層要素内に第３の電流の流れ２５６が形成される。

【0024】

第１及び第２の導電層要素２１２、２１４の少なくとも一部は、ギャップ２５０を介して物理的に離間している。例えば、導電層要素２１２、２１４は、互いに平行に配置される。ギャップとして、少なくとも１つのブッシングは、第２の導電層要素２１４と電気的に接触していない。例えば、ギャップは、第２のブッシング２２２を第２の導電層要素２１４から絶縁する。中間ブッシング２２２を第２の導電層要素２１４から絶縁することによって、第２の導電層要素２１４内の電流は、電流フロー２５５を要素２１４の端部から端部に流すことを可能にする。

【0025】

ギャップ２５０には、絶縁材料２５２が含まれ、第２の導電層からブッシングを絶縁することができる。加えて、絶縁材料２５２は、構造的支持を提供することができる。例えば、絶縁材料２５２は、中間ブッシング２２２を第２の導電層要素２１４から電気的に絶縁するとともに、導電層要素２１２、２１４間の配置を構造的に支持することができる。

【0026】

閉鎖直列接続を容易にするために、両端に配置された第１および第２のブッシング２２０、２２４は、第１および第２の導電層要素２１２、２１４に電気的に結合される。エンドバーセグメント２３０、２３４、２６０、２６４の間に、エンドバーセグメントにおいて第１及び第２の導電層要素を配置することができる導電性材料２５３を配置することができる。導電性材料２５３は、構造的支持を提供することができる。

【0027】

このアレンジメントにより、第１の導電層要素と第２の導電層要素との間に電流を分配することが可能になる。熱損失は、第１の導電層要素と第２の導電層要素との間の電流の分配によって低減される。熱損失は、設置面積への増加または設置面積への最小限の増加を必要とせずに低減される。このアレンジメントは、フットプリントを増加させることなく、またはフットプリントを最小限に増加させることなく、熱損失を減少させるために、第１の導電層要素と第２の導電層要素との間で電流を分配することを可能にする。

【0028】

図３は、多層ニュートラルバスアレンジメント３１０の別の実施形態を示す。バーとは対照的に、導電層要素３１２、３１４は、異なる直径を有する管として形成される。ブッシング２２０、２２２、２２４は、図２で説明したように、導電層要素３１２、３１４と同様に配置されている。ブッシング２２０、２２２、２２４の各々は、互いに電気的に接続されている。導電層要素３１２、３１４は、ギャップによって互いに分離される。ギャップは、中間ブッシング２２２を、中間ブッシング２２２が導電層要素３１４に電気的に接続されていない導電層要素３１４から分離する。ギャップは、図２について上述したような絶縁材料２５２を含んでもよい。図２について上述したように、導電性材料２５３を設けることができる。第１の導電層要素３１２及び／又は第２の導電層要素３１４は、チューブセグメントとして形成され、図２で上述したようにコネクタを介して接続されてもよい。

【0029】

図４は、多層ニュートラルバスアレンジメント４１０の別の実施形態を示す。ニュートラルバスアレンジメント３１０の第１の導電層要素３１２及び第２の導電層要素３１４は、閉じた多角形構造として形成される。第１および第２の多角形は、互いに相似に形成され閉じた多角形であり、第２の導電層要素４１４は、第１の導電層要素４１２よりも小さな大きさを有し、第１の導電層要素４１２の内側に配置される。ブッシング２２０、２２２、２２４は、図２で説明したように、同様に配置された導電層要素４１２、４１４である。ブッシング２２０、２２２、２２４の各々は、互いに電気的に接続されている。導電層要素４１２、４１４は、ギャップによって互いに分離される。中間ブッシング２２２が導電層要素４１４に電気的に接続されていない場合に、ギャップは中間ブッシング２２２を導電層要素４１４から分離する。ギャップは、図２について上述したような絶縁材料を含んでもよい。図２について上述したように、導電性材料２５３を設けることができる。多層ニュートラルバスアレンジメント４１０の第１の導電層要素３１２及び／又は第２の導電層要素４１４は、図２において上述したように、複数のセグメントから形成され、かつコネクタを介して接続することができる。

【0030】

図５は、多層ニュートラルバスアレンジメント５１０のさらなる実施形態を示す。図４に示されるような閉じた多角形構造とは対照的に、導電層要素５１２、５１４は、開いた多角形構造である。

【0031】

上記の多層ニュートラルバスの実施形態は、具体的な詳細とともに説明されたが、これらの実施形態は、例示目的のためであり、各ブッシングが他のブッシングのそれぞれに電気的に結合されるように配置された導電層およびブッシングを有する多層ニュートラルの他の実施形態は、開示から逸脱しないことが理解されるであろう。例えば、導電層要素の各々は、コネクタを介して接続されたセグメントによって形成されることが記載されている。導体のいずれかは、コネクタを必要とせずに、モノリシック構造として形成されてもよいことが理解されよう。ブッシングは、セグメントおよびコネクタを介して形成した導電層要素と同じ構成で、モノリシック構造に配置されてもよいことが理解されよう。さらに、導電層要素の各々は、位相を一致させるためのセグメントの数を有することが説明されてきた。セグメントの数は、位相をより大きく又はより少なくセグメントすることができ、セグメントの数は位相を一致させる必要がないことが理解されよう。ブッシングのセグメントに対する１つの関係について説明した。セグメントは、複数のブッシングを有しても、ブッシングを有していなくてもよいことが理解されよう。さらに、第１および第２の導電層要素は、互いに同数のセグメントを有する必要がないことが理解されよう。

【0032】

図６は上述の実施形態のいずれかに従う多層ニュートラルバスアレンジメントを有する電気機械の概略図である。三相電気機械６７０、例えば発電機は、多層ニュートラルバス６７２によって接地される３つのリード線６７２と、グリッドに向かって直接的な３つのリード線６７４とを備える。各リード線は、いずれかのブッシングを介して多層ニュートラルバスに接続されている。熱損失は、第１の導電層要素と第２の導電層要素との間の電流の分配によって低減される。

【0033】

方法によれば、電気機械は、上記の実施形態のいずれかに従った多層ニュートラルバスアレンジメントに接続される。電気機械の各位相に対して、電気機械のリード線が、多層ニュートラルバスアレンジメントのブッシングの１つに接続される。ニュートラルバスはグラウンドに接続されている。熱損失は、複数の導電層要素間の電流の分配によって低減される。

【0034】

この方法は、ニュートラルバスを多層ニュートラルバスアレンジメントに置き換えるための改良の一部であってもよい。従って、本方法は、電気機械を多層ニュートラルバスに接続する前に、電気機械からニュートラルバスを切り離すことを含むことができる。熱損失は、第１のニュートラルバスによるフットプリントの増加なしで、多層ニュートラルバスによって減少させることができる。

【0035】

ここで使用される単語又は語句は、幾つかの例において明示的に限定されない限り、広く解釈されるべきであることを理解すべきである。例えば、用語「含む」および「含む」ならびにそれらの誘導体を限定することなく含む。単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈が明確に示さない限り、同様に複数の形態を含むことを意図している。さらに、本明細書で使用される用語「および／または」は、関連する項目の１つ以上の可能性のある組合せの任意の組合せおよび全てを包含する。用語「または」は、文脈が明白に示さない限り、意味および／または意味を含み、「それに関連する」ならびに「それに関連する」の用語は、内部に含まれ、それらの相互連結を含み、内部に封じ込められ、その中に含まれ、連結し、連結し、またはそれと結合し、伝染性である、連鎖し、近接している、近接している、またはその性質を有する。

【0036】

また、用語「第１」、「第２」、「第３」などは、本明細書では、様々な要素、情報、機能、または作用を指すために使用されてもよいが、これらの要素、情報、機能、または作用は、これらの用語によって制限されてはならない。むしろ、これらの数字形容詞は、互いに異なる要素、情報、機能又は作用を区別するために使用される。例えば、第１の要素、情報、機能、または動作は、第２の要素、情報、機能、または動作と称することができ、同様に、第２の要素、情報、機能、または動作は、本開示の範囲から逸脱することなく、第１の要素、情報、機能、または動作と称することができる。

【0037】

本開示の例示的な実施形態について詳細に説明したが、本明細書に開示される種々の変更、代替、変形、および改良は、その最も広範な形態における開示の精神および範囲から逸脱することなく、行われ得ることを当業者は理解するであろう。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【手続補正書】

【提出日】2021-09-29

【手続補正1】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、一般に、発電に関するものであり、より詳細には、ニュートラルバス熱損失の低減に関する。

【背景技術】

【0002】

大型三相発電機では、電圧と電流を供給する固定子コイルは、電圧が公称ゼロである共通のニュートラルポイントで接続される。この一般的なニュートラルポイントは、通常、ニュートラルバスと呼ばれる。図１は、ニュートラルバスバーとして形成されたニュートラルバスアレンジメント１０を示す。バスバーは、バーとも呼ばれる金属ストリップであり、この場合、バーは、モノリシック構造として、またはコネクタ４１によって接合されたセグメント３０、３２、３４内に形成されてもよい。ニュートラルバスアレンジメント１０は多数のブッシング２０、２２、２４を含み、ブッシング２０はブッシング２２に電気的に接続され、ブッシング２２はブッシング２４に電気的に接続される。

【0003】

電流は、ブッシング２２を介してブッシング２０とブッシング２４との間の単一の流れ５４に沿って流れる。電流による熱損失は問題があり、性能や製品寿命に影響を及ぼす可能性がある。熱が減少する典型的な方法の１つは、ニュートラルバスアレンジメント１０の電流の流れに対する周囲を増加させることによって、単一の流れ５４の面積を増加させることである。電流は主に表皮の深さで流れるので、バスバー１０の厚さを増加させるか、またはニュートラルバスの断面を変化させることによって、熱が減少することはない。表皮深さは電流の周波数に関係し、基板の厚さや断面積には関係しない。

【0004】

ニュートラルバスにおける熱損失を緩和するために、種々の冷却方法を使用することができる。たとえば、空冷または水冷である。ニュートラルバスの冷却には、周囲の空気を使用してもよい。空気の循環を提供するためにファンを使用することができる。水冷は、ニュートラルバスに取り付けられたダクトを介した水の循環を使用する。空冷は、水冷よりも複雑でコストが低い一方で、空冷は、水冷よりも大きな設置面積を必要とするか、または、より小さな機械へのその現在の搬送能力に制限がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ニュートラルバスアレンジメント、発電機、発電システムは、改良によって利益を得る可能性がある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

様々に開示された実施形態は、多層ニュートラルバスに関連する。一例では、多層ニュートラルバスアレンジメントは、第１の導電層要素、第２の導電層要素、及び複数のブッシングを備える。第１の導電層要素の少なくとも一部は、第２の導電層要素から分離される。複数のブッシングは、複数のブッシングの各々が互いに電気的に接続される第１及び第２の導電層要素内に配置される。このアレンジメントは、熱損失を低減するために、第１の導電層要素と第２の導電層要素との間に電流を分配することを可能にする。

【0007】

別の実施形態では、３相電気機械が提供される。電気機械は、電気的に接地される３つのリード線、各相に対して１つ、および多層ニュートラルバスアレンジメントを備える。各リード線は、ブッシングの１つに接続されている。熱損失は、第１の導電層要素と第２の導電層要素との間の電流の分配によって低減される。

【0008】

別の実施形態では、方法が提供される。電気機械は、多層ニュートラルバスアレンジメントに接続される。多層ニュートラルバスアレンジメントは、互いに分離された複数の導電層要素を含む。複数の導電層要素には複数のブッシングが配置され、互いに電気的に接続されている。接続部は、電気機械の各位相に対して、電気機械のリード線を多層ニュートラルバスアレンジメントのブッシングの１つに接続することを含む。ニュートラルバスはグラウンドに接続されている。熱損失は、複数の導電層要素間の電流の分配によって低減される。

【0009】

前述は、当業者が以下の詳細な説明をより良く理解できるように、本開示の技術的特徴をかえって概説した。以下、開示の更なる特徴及び利点を、クレームの主題を形成するものとして説明する。当業者は、本開示の同じ目的を実行するために、他の構造を修正または設計するための基礎として開示される概念および特定の実施形態を容易に使用することができることを理解するであろう。また、当業者は、そのような同等の構成が、その最も広い形態で開示の範囲から逸脱しないことを実現するであろう。

【0010】

また、以下の詳細な説明に着手する前に、本件特許明細書の全体にわたって、特定の単語及び語句に対する種々の定義が提供されていることを理解すべきであり、当業者であれば、このような定義は、多くの場合、そうした定義された単語及び語句の先行使用と同様に、多くの場合、そうした定義が適用されることを理解すべきである。条件によっては、多種多様な実施形態を含むことがあるが、特許請求の範囲は、これらの条件を特定の実施形態に明示的に限定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】従来技術のニュートラルバスの斜視図である。

【図2】多層ニュートラルバスの異なる実施形態の斜視図を示す。

【図3】多層ニュートラルバスの異なる実施形態の斜視図を示す。

【図4】多層ニュートラルバスの異なる実施形態の斜視図を示す。

【図5】多層ニュートラルバスの異なる実施形態の斜視図を示す。

【図6】一実施形態による電気機械の概略図を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

ここで、ニュートラルバスにおける減少した熱損失を容易にするシステム及び方法に関連する種々の技術を、図面を参照して説明する。ここで、同一の参照番号は、全体を通して同一の要素を表す。以下に議論される図面、および本特許明細書において本開示の原理を記述するために使用される様々な実施形態は、単に説明のためのものであり、開示の範囲を制限するために何らかの方法で解釈されるべきではない。本開示の原理は、適切に配置された任意の装置において実施され得ることを当業者は理解するであろう。あるシステム要素によって実行されるとして記載される機能性は、複数の要素によって実行されてもよいことを理解されたい。同様に、例えば、要素は、複数の要素によって実行されるものとして記載される機能性を実行するように構成されてもよい。本出願の多数の革新的教示を、例示的非限定的実施形態を参照して説明する。

【0013】

ニュートラルバスアレンジメント１０の断面の周囲を増加させ、熱損失を減少させ、次いでニュートラルバスアレンジメント１０の設置面積を増加させる。これはまた、それぞれのニュートラルバスアレンジメントの冷却の設置面積及び／又は複雑さを増加させる可能性がある。

【0014】

複数の層を有する改善されたニュートラルバスの実施形態が開示される。多層ニュートラルバスは、複数の導電層要素及び複数のブッシングを含む。導電層要素の少なくとも一部は、互いに離間して配置され、別個の電気の流れを形成する。導電層要素及びブッシングは、各ブッシングが互いに電気的に結合されるように配置される。３相ニュートラルバスアレンジメントの場合、各ブッシングを互いに接続することは、例えば、閉鎖直列接続によって達成されてもよい。導電層要素は、導電性材料を含み、導電性材料は、例えば、金属または高導電性複合体であってもよい。導電材料としては、通常、銅が用いられる。

【0015】

導電層要素は、セグメント化されてもよく、ここで、セグメントは、コネクタによって電気的に結合される。コネクタは、導電性材料、例えば、金属または導電性複合材料を含む。導電材料としては、通常、銅が用いられる。

【0016】

多層ニュートラルバスの一実施形態によれば、ニュートラルバスの設置面積を増加させることなく、熱損失を減少させることができる。

【0017】

多層ニュートラルバスの種々の実施形態を、図２から図５を参照して以下に説明する。

【0018】

図２は、一実施形態による、３相ニュートラルバスアレンジメントの斜視図を示す。図示の実施形態では、ニュートラルバスアレンジメント２１０は、多層バスバーである。第１の層は、第１の導電層要素２１２を含み、第２の層は、第１の導電層要素２１２から離間した第２の導電層要素２１４を含む。第１の導電層要素２１２および第２の導電層要素２１４は、平面であってもよく、多層バスバー２１０を形成する並列に配置されてもよい。

【0019】

各相について、多層バスバー内にブッシングが配置され、各ブッシングが互いに電気的に結合されるようになっている。電気的結合により、ブッシングの外面を電気的に結合することができる。第１のブッシング２２０は、第２のブッシング２２２および第３のブッシング２２４に電気的に結合される。第２のブッシング２２２は、第１および第３のブッシング２２０、２２４に電気的に結合されている。第３のブッシング２２４は、第１及び第２のブッシング２２０、２２２に電気的に結合されている。

【0020】

第１の導電層要素２１２は、コネクタによって電気的に結合された複数の導電性バーセグメントを含んでもよい。図示された実施形態によれば、第１の導電層要素２１２は、各相毎に導電性バーセグメント２３０、２３２、２３４を含む。導電性バーセグメントは、コネクタによって電気的に結合されて、バーを形成する。第１のバーセグメント２３０と第３のバーセグメント２３４は、間に配置された第２のバーセグメント２３２と共にバーの端部を形成する。コネクタ２４１は、第１のバーセグメント２３０を第２のバーセグメント２３２と電気的に結合し、第２のバーセグメント２３２を第３のバーセグメント２３４と電気的に結合する。

【0021】

第２の導電層要素２１４は、複数の導電性バーセグメントを含んでもよい。図示された実施形態によれば、第２の導電層要素２１４は、各相について導電性バーセグメント２６０、２６２、２６４を含む。導電性バーセグメントは、コネクタによって電気的に結合されて、バーを形成する。第１のバーセグメント２６０及び第３のバーセグメント２６４は、それらの間に配置された第２のバーセグメント２６２と共にバーの端部を形成する。コネクタ４１は、第１のバーセグメント２６０を第２のバーセグメント２６２と電気的に結合し、第２のバーセグメント２６２を第３のバーセグメント２６４と電気的に結合する。

【0022】

各ブッシング２２０、２２２、２２４は、第１の導電層要素２１２内のバーセグメント２３０、２３２、２３４のうちの１つに取り付けられている。第１のブッシング２２０及び第３のブッシング２２４は、第１の導電層要素２１２の両端に配置され、第２のブッシング２２２は、第１のブッシング２２０と第３のブッシング２２４との間に配置される。第１のブッシング２２０及び第３のブッシング２２４は、それぞれ、第２の導電層要素２１４のエンドバーセグメント２６０、２６４に電気的に接続されている。各ブッシング２２０、２２２、２２４は、互いに他のブッシングに電気的に接続されている。

【0023】

第１の導電層要素２１２に沿った電流の流れ２５４は、配置の方法によって、第２の導電層要素２１４に沿った電流の流れ２５５に延びる。さらに、第１の導電層要素と第２の導電層要素との間に磁場が生成される場合、少なくとも１つの導電層要素内に第３の電流の流れ２５６が形成される。

【0024】

第１及び第２の導電層要素２１２、２１４の少なくとも一部は、ギャップ２５０を介して物理的に離間している。例えば、導電層要素２１２、２１４は、互いに平行に配置される。ギャップとして、少なくとも１つのブッシングは、第２の導電層要素２１４と電気的に接触していない。例えば、ギャップは、第２のブッシング２２２を第２の導電層要素２１４から絶縁する。中間ブッシング２２２を第２の導電層要素２１４から絶縁することによって、第２の導電層要素２１４内の電流は、電流フロー２５５を要素２１４の端部から端部に流すことを可能にする。

【0025】

ギャップ２５０には、絶縁材料２５２が含まれ、第２の導電層要素２１４からブッシングを絶縁することができる。加えて、絶縁材料２５２は、構造的支持を提供することができる。例えば、絶縁材料２５２は、中間ブッシング２２２を第２の導電層要素２１４から電気的に絶縁するとともに、導電層要素２１２、２１４間の配置を構造的に支持することができる。

【0026】

閉鎖直列接続を容易にするために、両端に配置された第１および第２のブッシング２２０、２２４は、第１および第２の導電層要素２１２、２１４に電気的に結合される。エンドバーセグメント２３０、２３４、２６０、２６４の間に、エンドバーセグメントにおいて第１及び第２の導電層要素を配置することができる導電性材料２５３を配置することができる。導電性材料２５３は、構造的支持を提供することができる。

【0027】

このアレンジメントにより、第１の導電層要素と第２の導電層要素との間に電流を分配することが可能になる。熱損失は、第１の導電層要素と第２の導電層要素との間の電流の分配によって低減される。熱損失は、設置面積への増加または設置面積への最小限の増加を必要とせずに低減される。このアレンジメントは、フットプリントを増加させることなく、またはフットプリントを最小限に増加させることなく、熱損失を減少させるために、第１の導電層要素と第２の導電層要素との間で電流を分配することを可能にする。

【0028】

図３は、多層ニュートラルバスアレンジメント３１０の別の実施形態を示す。バーとは対照的に、導電層要素３１２、３１４は、異なる直径を有する管として形成される。ブッシング２２０、２２２、２２４は、図２で説明したように、導電層要素３１２、３１４と同様に配置されている。ブッシング２２０、２２２、２２４の各々は、互いに電気的に接続されている。導電層要素３１２、３１４は、ギャップによって互いに分離される。ギャップは、中間ブッシング２２２が導電層要素３１４に電気的に接続されていない場合、中間ブッシング２２２を導電層要素３１４から分離する。ギャップは、図２について上述したような絶縁材料２５２を含んでもよい。図２について上述したように、導電性材料２５３を設けることができる。第１の導電層要素３１２及び／又は第２の導電層要素３１４は、チューブセグメントとして形成され、図２で上述したようにコネクタを介して接続されてもよい。

【0029】

図４は、多層ニュートラルバスアレンジメント４１０の別の実施形態を示す。ニュートラルバスアレンジメント４１０の第１の導電層要素４１２及び第２の導電層要素４１４は、閉じた多角形構造として形成される。第１および第２の多角形は、互いに相似に形成され閉じた多角形であり、第２の導電層要素４１４は、第１の導電層要素４１２よりも小さな大きさを有し、第１の導電層要素４１２の内側に配置される。ブッシング２２０、２２２、２２４は、図２で説明したように、同様に配置された導電層要素４１２、４１４である。ブッシング２２０、２２２、２２４の各々は、互いに電気的に接続されている。導電層要素４１２、４１４は、ギャップによって互いに分離される。中間ブッシング２２２が導電層要素４１４に電気的に接続されていない場合に、ギャップは中間ブッシング２２２を導電層要素４１４から分離する。ギャップは、図２について上述したような絶縁材料を含んでもよい。図２について上述したように、導電性材料２５３を設けることができる。多層ニュートラルバスアレンジメント４１０の第１の導電層要素４１２及び／又は第２の導電層要素４１４は、図２において上述したように、複数のセグメントから形成され、かつコネクタを介して接続することができる。

【0030】

図５は、多層ニュートラルバスアレンジメント５１０のさらなる実施形態を示す。図４に示されるような閉じた多角形構造とは対照的に、導電層要素５１２、５１４は、開いた多角形構造である。

【0031】

上記の多層ニュートラルバスの実施形態は、具体的な詳細とともに説明されたが、これらの実施形態は、例示目的のためであり、各ブッシングが他のブッシングのそれぞれに電気的に結合されるように配置された導電層要素およびブッシングを有する多層ニュートラルの他の実施形態は、開示から逸脱しないことが理解されるであろう。例えば、導電層要素の各々は、コネクタを介して接続されたセグメントによって形成されることが記載されている。導体のいずれかは、コネクタを必要とせずに、モノリシック構造として形成されてもよいことが理解されよう。ブッシングは、セグメントおよびコネクタを介して形成した導電層要素と同じ構成で、モノリシック構造に配置されてもよいことが理解されよう。さらに、導電層要素の各々は、位相を一致させるためのセグメントの数を有することが説明されてきた。セグメントの数は、位相をより大きく又はより少なくセグメントすることができ、セグメントの数は位相を一致させる必要がないことが理解されよう。ブッシングのセグメントに対する１つの関係について説明した。セグメントは、複数のブッシングを有しても、ブッシングを有していなくてもよいことが理解されよう。さらに、第１および第２の導電層要素は、互いに同数のセグメントを有する必要がないことが理解されよう。

【0032】

図６は上述の実施形態のいずれかに従う多層ニュートラルバスアレンジメントを有する電気機械の概略図である。三相電気機械６７０、例えば発電機は、多層ニュートラルバス６７２によって接地される３つのリード線６７２と、グリッドに向かって直接的な３つのリード線６７４とを備える。各リード線は、いずれかのブッシングを介して多層ニュートラルバスに接続されている。熱損失は、第１の導電層要素と第２の導電層要素との間の電流の分配によって低減される。

【0033】

方法によれば、電気機械は、上記の実施形態のいずれかに従った多層ニュートラルバスアレンジメントに接続される。電気機械の各位相に対して、電気機械のリード線が、多層ニュートラルバスアレンジメントのブッシングの１つに接続される。ニュートラルバスはグラウンドに接続されている。熱損失は、複数の導電層要素間の電流の分配によって低減される。

【0034】

この方法は、ニュートラルバスを多層ニュートラルバスアレンジメントに置き換えるための改良の一部であってもよい。従って、本方法は、電気機械を多層ニュートラルバスに接続する前に、電気機械からニュートラルバスを切り離すことを含むことができる。熱損失は、第１のニュートラルバスによるフットプリントの増加なしで、多層ニュートラルバスによって減少させることができる。

【0035】

ここで使用される単語又は語句は、幾つかの例において明示的に限定されない限り、広く解釈されるべきであることを理解すべきである。例えば、用語「含む」および「含む」ならびにそれらの誘導体を限定することなく含む。単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈が明確に示さない限り、同様に複数の形態を含むことを意図している。さらに、本明細書で使用される用語「および／または」は、関連する項目の１つ以上の可能性のある組合せの任意の組合せおよび全てを包含する。用語「または」は、文脈が明白に示さない限り、意味および／または意味を含み、「それに関連する」ならびに「それに関連する」の用語は、内部に含まれ、それらの相互連結を含み、内部に封じ込められ、その中に含まれ、連結し、連結し、またはそれと結合し、伝染性である、連鎖し、近接している、近接している、またはその性質を有する。

【0036】

また、用語「第１」、「第２」、「第３」などは、本明細書では、様々な要素、情報、機能、または作用を指すために使用されてもよいが、これらの要素、情報、機能、または作用は、これらの用語によって制限されてはならない。むしろ、これらの数字形容詞は、互いに異なる要素、情報、機能又は作用を区別するために使用される。例えば、第１の要素、情報、機能、または動作は、第２の要素、情報、機能、または動作と称することができ、同様に、第２の要素、情報、機能、または動作は、本開示の範囲から逸脱することなく、第１の要素、情報、機能、または動作と称することができる。

【0037】

本開示の例示的な実施形態について詳細に説明したが、本明細書に開示される種々の変更、代替、変形、および改良は、その最も広範な形態における開示の範囲から逸脱することなく、行われ得ることを当業者は理解するであろう。

【手続補正2】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

多層ニュートラルバスアレンジメント（２１０、３１０、４１０、５１０）であって、
第１の導電層要素（２１２、３１２、４１２、５１２）と、
第２の導電層要素（２１４、３１４、４１４、５１４）であって、前記第１の導電層要素（２１２、３１２、４１２、５１２）の少なくとも一部が、前記第２の導電層要素（２１４、３１４、４１４、５１４）から分離された、第２の導電層要素（２１４、３１４、４１４、５１４）と、
前記第１および第２の導電層要素内に配置された複数のブッシング（２２０、２２２、２２４）であって、それぞれが互いに前記ニュートラルバスアレンジメントを介して電気的に接続された、複数のブッシング（２２０、２２２、２２４）と、
を備え、
磁界が、前記第１の導電層要素と前記第２の導電層要素との間に生成され、
前記第１の導電層要素（２１２、３１２、４１２、５１２）は、第１の電流の流れを備え、前記第２の導電層要素（２１４、３１４、４１４、５１４）は、第２の電流の流れを備え、前記磁界は、前記導電層要素のうちの少なくとも１つに第３の電流の流れを生成し、
３つのブッシングを有し、
前記第１の導電層要素（２１２、３１２、４１２、５１２）及び前記第２の導電層要素（２１４、３１４、４１４、５１４）が導電性閉ループを介して互いに接続されており、
前記ブッシングは、第１のブッシング（２２０）、第２のブッシング（２２２）及び第３のブッシング（２２４）の３つであり、前記第２のブッシング（２２２）は、前記第１及び第３のブッシング（２２０、２２４）の間に配置され、
前記ブッシングのそれぞれは、前記第１の導電層要素（２１２）に電気的に接続され、
前記第１のブッシング（２２０）および前記第３のブッシング（２２４）は、前記第２の導電層要素（２１４）に電気的に接続され、
前記第２のブッシング（２２２）は、前記第２の導電層要素（２１４）から電気的に絶縁された、
多層ニュートラルバスアレンジメント（２１０、３１０、４１０、５１０）。

【請求項2】

前記第１の導電層要素（２１２）と前記第２の導電層要素（２１４）との間のギャップ（２５０）は、前記第３のブッシング（２２２）に対する前記第２の導電層要素（２１４）からの電気的な絶縁の要因となる、請求項１に記載の多層ニュートラルバスアレンジメント（２１０、３１０、４１０、５１０）。

【請求項3】

前記第１及び第２の導電層要素（２３２、２１４）の間に、前記第３のブッシング（２２２）に対する前記第２の導電層要素（２１４）からの電気的な絶縁の要因となる絶縁材料（２５２）が設けられ、請求項１または２に記載の多層ニュートラルバスアレンジメント（２１０、３１０、４１０、５１０）。

【請求項4】

前記第１および第２のブッシング（２２０、２２２）が前記第１および第２の導電層要素（２３２、２１４）と電気的に接触するように、導電性材料（２５３）が前記第１および第２の導電層要素（２３２、２１４）の間に設けられた、請求項１または３に記載の多層ニュートラルバスアレンジメント（２１０、３１０、４１０、５１０）。

【請求項5】

前記ブッシング（２２０、２２２、２２４）のうちの少なくとも１つは、前記第２の導電層要素（２１４）から電気的に絶縁される、請求項１または２に記載の多層ニュートラルバスアレンジメント（２１０、３１０、４１０、５１０）。

【請求項6】

前記アレンジメントは、フットプリントを増加させることなく、熱損失を低減するために、前記第１の導電層要素と前記第２の導電層要素との間の電流の分配を可能にする、請求項１から５のいずれか１項に記載の多層ニュートラルバスアレンジメント（２１０、３１０、４１０、５１０）。

【請求項7】

前記第１および第２の導電層要素が平面であり、並列に配置され、かつニュートラルバスアレンジメントが多層バスバー（２１０）である、請求項１から６のいずれか１項に記載の多層ニュートラルバスアレンジメント（２１０、３１０、４１０、５１０）。

【請求項8】

前記第２の導電層要素は、少なくとも部分的に前記第１の導電層要素の内側に配置される、請求項１から３のいずれか１項に記載の多層ニュートラルバスアレンジメント（２１０、３１０、４１０、５１０）。

【請求項9】

前記第２の導電層要素は、その全体が前記第１の導電層要素の内部に配置される、請求項８に記載の多層ニュートラルバスアレンジメント（２１０、３１０、４１０、５１０）。

【請求項10】

前記第１および第２の導電層要素が、多角形であり、
前記第１および第２の多角形は、互いに相似の形状であり、前記第２の導電層要素がより小さい大きさを有し、前記第１の導電層要素の内側に配置され、
請求項８または９に記載の多層ニュートラルバスアレンジメント（２１０、３１０、４１０、５１０）。

【請求項11】

各相に対して１つの電気的に接地される３つのリードと、
請求項１から１０のいずれか１項に記載の多層ニュートラルバスアレンジメント（２１０、３１０、４１０、５１０）と、
を含む三相電気機械であって、
前記リードのそれぞれがブッシング（２２０、２２２、２２４）のうちの１つに接続され、
熱損失が、前記第１および第２の導電層要素間の電流の分配によって低減される、
三相電機機械。

【請求項12】

前記電気機械は、発電機である、請求項１１に記載の電気機械。

【請求項13】

電気機械を請求項１に記載の多層ニュートラルバスアレンジメントに接続し、前記多層ニュートラルバスアレンジメントは、互いに分離された複数の導電層要素を備え、前記複数の導電層要素に配置され、互いに電気的に接続される複数のブッシングを備え、前記接続は、前記電気機械の各相に対して、前記電気機械のリード線を前記多層ニュートラルバスアレンジメント内の前記ブッシングの１つに接続するステップと、
前記ニュートラルバスをグランドに接続するステップと、
を備える方法であって、
熱損失は、前記複数の導電層要素間の電流の分配によって低減される、
方法。

【請求項14】

前記接続の前に、前記電気機械から第１のニュートラルバスを切り離すステップを含み、
前記電気機械を前記多層ニュートラルバスアレンジメントに接続するステップが、前記第１のニュートラルバスを置き換え、
前記第１のニュートラルバスによるフットプリントを増加させることなく、前記多層ニュートラルバスによって熱損失が低減される、
請求項１３に記載の方法。

【手続補正書】

【提出日】2021-10-27

【手続補正1】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0032】

図６は上述の実施形態のいずれかに従う多層ニュートラルバスアレンジメントを有する電気機械の概略図である。三相電気機械６７０、例えば発電機は、多層ニュートラルバスアレンジメント６１０によって接地される３つのリード線６７２と、グリッドに向かって直接的な３つのリード線６７４とを備える。各リード線は、いずれかのブッシングを介して多層ニュートラルバスアレンジメントに接続されている。熱損失は、第１の導電層要素と第２の導電層要素との間の電流の分配によって低減される。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0033】

方法によれば、電気機械は、上記の実施形態のいずれかに従った多層ニュートラルバスアレンジメントに接続される。電気機械の各位相に対して、電気機械のリード線が、多層ニュートラルバスアレンジメントのブッシングの１つに接続される。多層ニュートラルバスアレンジメントはグラウンドに接続されている。熱損失は、複数の導電層要素間の電流の分配によって低減される。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３４

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0034】

この方法は、ニュートラルバスを多層ニュートラルバスアレンジメントに置き換えるための改良の一部であってもよい。従って、本方法は、電気機械を多層ニュートラルバスアレンジメントに接続する前に、電気機械からニュートラルバスを切り離すことを含むことができる。熱損失は、第１のニュートラルバスによるフットプリントの増加なしで、多層ニュートラルバスアレンジメントによって減少させることができる。

【手続補正4】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

多層ニュートラルバスアレンジメント（２１０、３１０、４１０、５１０）であって、
第１の導電層要素（２１２、３１２、４１２、５１２）と、
第２の導電層要素（２１４、３１４、４１４、５１４）であって、前記第１の導電層要素（２１２、３１２、４１２、５１２）の少なくとも一部が、前記第２の導電層要素（２１４、３１４、４１４、５１４）から分離された、第２の導電層要素（２１４、３１４、４１４、５１４）と、
前記第１および第２の導電層要素内に配置された複数のブッシング（２２０、２２２、２２４）であって、それぞれが互いに前記ニュートラルバスアレンジメントを介して電気的に接続された、複数のブッシング（２２０、２２２、２２４）と、
を備え、
磁界が、前記第１の導電層要素と前記第２の導電層要素との間に生成され、
前記第１の導電層要素（２１２、３１２、４１２、５１２）は、第１の電流の流れを備え、前記第２の導電層要素（２１４、３１４、４１４、５１４）は、第２の電流の流れを備え、前記磁界は、前記導電層要素のうちの少なくとも１つに第３の電流の流れを生成し、
３つのブッシングを有し、
前記第１の導電層要素（２１２、３１２、４１２、５１２）及び前記第２の導電層要素（２１４、３１４、４１４、５１４）が導電性閉ループを介して互いに接続されており、
前記ブッシングは、第１のブッシング（２２０）、第２のブッシング（２２２）及び第３のブッシング（２２４）の３つであり、前記第２のブッシング（２２２）は、前記第１及び第３のブッシング（２２０、２２４）の間に配置され、
前記ブッシングのそれぞれは、前記第１の導電層要素（２１２）に電気的に接続され、
前記第１のブッシング（２２０）および前記第３のブッシング（２２４）は、前記第２の導電層要素（２１４）に電気的に接続され、
前記第２のブッシング（２２２）は、前記第２の導電層要素（２１４）から電気的に絶縁された、
多層ニュートラルバスアレンジメント（２１０、３１０、４１０、５１０）。

【請求項2】

前記第１の導電層要素（２１２）と前記第２の導電層要素（２１４）との間のギャップ（２５０）は、前記第３のブッシング（２２４）に対する前記第２の導電層要素（２１４）からの電気的な絶縁の要因となる、請求項１に記載の多層ニュートラルバスアレンジメント（２１０、３１０、４１０、５１０）。

【請求項3】

前記第１及び第２の導電層要素（２１２、２１４）の間に、前記第３のブッシング（２２４）に対する前記第２の導電層要素（２１４）からの電気的な絶縁の要因となる絶縁材料（２５２）が設けられ、請求項１または２に記載の多層ニュートラルバスアレンジメント（２１０、３１０、４１０、５１０）。

【請求項4】

前記第１および第２のブッシング（２２０、２２２）が前記第１および第２の導電層要素（２１２、２１４）と電気的に接触するように、導電性材料（２５３）が前記第１および第２の導電層要素（２１２、２１４）の間に設けられた、請求項１または３に記載の多層ニュートラルバスアレンジメント（２１０、３１０、４１０、５１０）。

【請求項5】

前記ブッシング（２２０、２２２、２２４）のうちの少なくとも１つは、前記第２の導電層要素（２１４）から電気的に絶縁される、請求項１または２に記載の多層ニュートラルバスアレンジメント（２１０、３１０、４１０、５１０）。

【請求項6】

前記多層ニュートラルバスアレンジメントは、フットプリントを増加させることなく、熱損失を低減するために、前記第１の導電層要素と前記第２の導電層要素との間の電流の分配を可能にする、請求項１から５のいずれか１項に記載の多層ニュートラルバスアレンジメント（２１０、３１０、４１０、５１０）。

【請求項7】

前記第１および第２の導電層要素が平面であり、並列に配置され、かつ前記多層ニュートラルバスアレンジメントが多層バスバー（２１０）である、請求項１から６のいずれか１項に記載の多層ニュートラルバスアレンジメント（２１０、３１０、４１０、５１０）。

【請求項8】

前記第２の導電層要素は、少なくとも部分的に前記第１の導電層要素の内側に配置される、請求項１から３のいずれか１項に記載の多層ニュートラルバスアレンジメント（２１０、３１０、４１０、５１０）。

【請求項9】

前記第２の導電層要素は、その全体が前記第１の導電層要素の内部に配置される、請求項８に記載の多層ニュートラルバスアレンジメント（２１０、３１０、４１０、５１０）。

【請求項10】

前記第１および第２の導電層要素が、多角形であり、
前記第１および第２の多角形は、互いに相似の形状であり、前記第２の導電層要素がより小さい大きさを有し、前記第１の導電層要素の内側に配置され、
請求項８または９に記載の多層ニュートラルバスアレンジメント（２１０、３１０、４１０、５１０）。

【請求項11】

各相に対して１つの電気的に接地される３つのリードと、
請求項１から１０のいずれか１項に記載の多層ニュートラルバスアレンジメント（２１０、３１０、４１０、５１０）と、
を含む三相電気機械であって、
前記リードのそれぞれがブッシング（２２０、２２２、２２４）のうちの１つに接続され、
熱損失が、前記第１および第２の導電層要素間の電流の分配によって低減される、
三相電機機械。

【請求項12】

前記電気機械は、発電機である、請求項１１に記載の三相電気機械。

【請求項13】

電気機械を請求項１に記載の多層ニュートラルバスアレンジメントに接続し、前記多層ニュートラルバスアレンジメントは、互いに分離された複数の導電層要素を備え、前記複数の導電層要素に配置され、互いに電気的に接続される複数のブッシングを備え、前記接続は、前記三相電気機械の各相に対して、前記三相電気機械のリード線を前記多層ニュートラルバスアレンジメント内の前記ブッシングの１つに接続するステップと、
前記多層ニュートラルバスアレンジメントをグランドに接続するステップと、
を備える方法であって、
熱損失は、前記複数の導電層要素間の電流の分配によって低減される、
方法。

【請求項14】

前記接続の前に、前記三相電気機械から第１のニュートラルバスを切り離すステップを含み、
前記電気機械を前記多層ニュートラルバスアレンジメントに接続するステップが、前記第１のニュートラルバスを置き換え、
前記第１のニュートラルバスによるフットプリントを増加させることなく、前記多層ニュートラルバスアレンジメントによって熱損失が低減される、
請求項１３に記載の方法。

【国際調査報告】