Wicklungsleiter für elektrische Maschinen, insbesondere für Turbogeneratoren In den Nuten einer elektrischen Maschine bilden magnetische Streuflüsse ein Nutenquerfeld, das die Ströme in massivem Wicklungsmaterial in den Nuten einseitig verdrängt. Diese ungleichmässige Stromver teilung wirkt sich in erhöhten Kupferverlusten aus. Um den nachteiligen Einfluss des Nutenquerfeldes möglichst zu verringern, werden die Stäbe seit langer Zeit nicht mehr aus massivem Material, sondern aus gegenein ander isolierten Einzelleitern aufgebaut, die zudem noch so verdrillt sind, dass sich in den von<B>je</B> zwei Einzelleitern gebildeten Schleifen die von Streuflüssen induzierten Spannungen aufheben.
Solche mit dem Namen Roebelstab bezeichneten, um<B>360'</B> und um mehr als<B>360',</B> beispielsweise um 540', verdrillte Leiterstäbe sind bereits seit langem bekannt.
Zur Vermeidung von Wirbelstromverlusten infolge von radialen Streufeldern in sehr breiten Teilleitern und zur Vereinfachung der Fertigung wurde auch schon vorgeschlagen, in breiten Nuten zwei parallelgeschaltete Leiterstäbe, z.B. solche mit<B>360'</B> oder 540' Verdril- lung, anzuordnen.
Dabei wird jedoch durch das Streufeld zwischen den beiden Leiterstäben eine Spannung induziert, die einen Ausgleichsstrom durch die beiden Leiterstäbe treibt. Durch die Erfindung sollen diese Nachteile eines solchen in breiten Nuten angeordneten und aus zwei voneinander unabhängig verdriillten Stäben be stehenden Leiterstabes vermieden werden.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit einem aus mehreren Teilleitern bestehenden und verdrillten Lei terstab, der dadurch gekennzeichnet ist, dass er Teil leiter in vier Ebenen aufweist, von denen die Leiter der zweiten und dritten Ebene für sich verdrillt sind, wäh- rend die Leiter der ersten und vierten Ebene um die jenigen der zweiten und dritten Ebene verdrifft sind.
Ein solcher Vierebenenstab bietet, z.B. bei der An wendung der bekannten 3601-Verdrillung führ die zweite und dritte Ebene, gegenüber den bisher bekannten Ausführungen den Vorteil, dass die durch das radiale Streufeld im Leiter hervorgerufenen Verluste auf V4 verringert werden. Darüber hinaus bildet der erfin- dungsgemässe Vierebenenstab auch einen fertigungs technischen Vorteil, da er nicht aus zwei zusammen hanglosen Hälften besteht, sondern durch die Ver knüpfung aller vier Ebenen untereinander ein einziges festzusammengefügtes Gebilde darstellt.
Besondere Vor teile bietet jedoch ein solcher Leiterstab in Verbindung miteiner bekannten 540'-Verdrillung, da es damit ge lingt, den Einfluss des Nutenquerfeldes und der Stirn- streufelder beliebiger Richtung und Grösse völlig aus zugleichen. Bei einem solchen Leiterstab sind sämt liche Ausgleichsströme, die durch das Stirnstreufeld und das Nutenquerfeld induziert werden, sowohl zwi schen den Teilleitern als auch zwischen den vier Ebe nen völlig abgeglichen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Fig. <B>1</B> zeigt eine schematische Längsansicht eines Leiters gemäss der Erfindung. Fig. 2 und<B>3</B> sind Schnitte durch den Leiter längs den Linien A-A und B-B.
Die Erfindung wird anhand einer 540'-Verdril- lung erläutert. Der Einfachheit halber sind nur die Anfangs- und Endbereiche des gesamten Verschrän- kungsabschnittes dargestellt.
Wie die in Fig. 2 und<B>3</B> gezeigten Schnitte durch den Leiterstab längs den Linien A-A und B-B erkennen lassen, besteht der Stab aus vier Ebenen zu<B>je</B> vier Einzelleitern. Die Ebenen sind mit<B>1,</B> 11, 111 und IV bezeichnet.
Die äusseren Ebenen<B>1</B> und IV bestehen aus<B>je</B> vier Einzelleitern a-d und e-h. Die beiden inne ren Ebenen<B>11</B> und<B>111</B> bestehen aus<B>je</B> vier Einzellei tern<B>1</B> bis 4 und<B>5</B> bis<B>8.</B> Während nun die beiden mitt leren Ebenen<B>11</B> und<B>111</B> in bekannter Weise um 540' verdrillt sind, wiees aus der veränderten Lage der Teil leiter<B>1</B> bis<B>8</B> in tig. <B>3</B> erkennbar ist, werden gleich zeitig die beiden äusseren Ebenen<B>1</B> und IV mit den Teilleitern a bis h um die miteinander um 540' ver drillten inneren Ebenen II und<B>111</B> herumgelegt,
so dass deren Einzelleiter a bis h am Ende des Verschränkungs- bereichs die aus Fig. <B>3</B> erkennbare Stellung einnehmen.
Im Gegensatz zu bekannten Ausführungen, bei de nen der Gesamtleiterstab aus zwei zusammenhanglosen Stäben mit den Ebenen I und II und den Ebenen III und IV besteht, bildet im vorliegenden Falle der Stab mit den Ebenen<B>1, 11,</B> 111 und IV eine festgefügte bau liche Einheit. Dadurch, dass die äusseren der beiden vier Ebenen um die beiden inneren Ebenen herum gelegt worden sind, wurde es auch möglich, die durch das Radialfeld und das Stirnstreufeld in den Teilleitern hervorgerufenen Verluste auf % zu reduzieren.
Natürlich ist es auch möglich, bei demerfindungs- gemässen Leiterstab zwischen den Ebenen Kühlkanäle anzuordnen oder die Teilleiter zu Kühlzwecken als Hohlleiter auszubilden.
Winding conductors for electrical machines, especially for turbo generators In the slots of an electrical machine, leakage magnetic fluxes form a slot transverse field that displaces the currents in the solid winding material in the slots on one side. This uneven power distribution results in increased copper losses. In order to reduce the adverse influence of the groove transverse field as far as possible, the rods have not been made of solid material for a long time, but of individual conductors that are insulated from one another and that are also twisted in such a way that they fit into the <B> each </B> Loops formed by two single conductors cancel the voltages induced by leakage flux.
Conductor bars of this type, designated by the name Roebel bar, twisted around <B> 360 '</B> and by more than <B> 360', </B>, for example by 540 ', have already been known for a long time.
To avoid eddy current losses as a result of radial stray fields in very wide partial conductors and to simplify production, it has also been proposed to place two parallel-connected conductor bars, e.g. those with a <B> 360 '</B> or 540' twist.
However, the stray field induces a voltage between the two conductor bars that drives a compensating current through the two conductor bars. The invention is intended to avoid these disadvantages of such a conductor bar which is arranged in wide grooves and consists of two mutually independently twisted bars.
The invention solves this problem with a twisted conductor bar consisting of several partial conductors, which is characterized in that it has partial conductors in four levels, of which the conductors of the second and third levels are twisted, while the conductors of the first and fourth levels are shifted by those of the second and third levels.
Such a four-level bar offers, e.g. When using the well-known 3601 twist, the second and third levels lead to the advantage over the previously known designs that the losses caused by the radial stray field in the conductor are reduced to V4. In addition, the four-level rod according to the invention also forms an advantage in terms of production technology, since it does not consist of two halves without any connection, but rather represents a single firmly joined structure through the connection of all four levels with one another.
However, such a conductor bar in conjunction with a known 540 'twist offers particular advantages, since it enables the influence of the groove transverse field and the frontal stray fields of any direction and size to be completely compensated for. With such a conductor bar, all equalizing currents that are induced by the front stray field and the groove transverse field are completely balanced both between the sub-conductors and between the four levels.
An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing.
Fig. 1 shows a schematic longitudinal view of a conductor according to the invention. Figures 2 and 3 are sections through the conductor along lines A-A and B-B.
The invention is explained on the basis of a 540 'twist. For the sake of simplicity, only the start and end areas of the entire interleaving section are shown.
As the sections shown in FIGS. 2 and 3 through the conductor bar along the lines A-A and B-B show, the bar consists of four levels of four individual conductors each. The levels are labeled <B> 1, </B> 11, 111 and IV.
The outer levels <B> 1 </B> and IV consist of <B> each </B> four individual conductors a-d and e-h. The two inner levels <B> 11 </B> and <B> 111 </B> consist of <B> each </B> four individual lines <B> 1 </B> to 4 and <B> 5 </B> to <B> 8. </B> While the two middle planes <B> 11 </B> and <B> 111 </B> are twisted by 540 'in a known manner, as shown in FIG changed position of sub-heads <B> 1 </B> to <B> 8 </B> in tig. <B> 3 </B> is recognizable, at the same time the two outer levels <B> 1 </B> and IV with the sub-conductors a to h around the inner levels II and <B> 111 twisted together by 540 ' </B> lying around,
so that their individual conductors a to h assume the position shown in FIG. 3 at the end of the interlocking area.
In contrast to known designs, in which the overall conductor bar consists of two unconnected bars with levels I and II and levels III and IV, in the present case the bar with levels <B> 1, 11, </B> 111 and IV a fixed structural unit. Because the outer of the two four levels were placed around the two inner levels, it was also possible to reduce the losses caused by the radial field and the frontal stray field in the partial conductors to%.
Of course, it is also possible, in the case of the conductor bar according to the invention, to arrange cooling channels between the planes or to design the subconductors as hollow conductors for cooling purposes.