DE1026409B

DE1026409B - Aus mehreren elektrisch in Reihe geschalteten Windungen bestehender innengekuehlter Leiter fuer elektrische Maschinen

Info

Publication number: DE1026409B
Application number: DES30378A
Authority: DE
Inventors: Hans Trassl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1952-09-24
Filing date: 1952-09-24
Publication date: 1958-03-20

Description

Aus mehreren elektrisch in Reihe geschalteten Windungen bestehender innengekühlter Leiter für elektrische Maschinen Der Anwendung der unmittelbaren Innenkühlung der Leiter elektrischer Maschinen: kommt eine immer steigende Bedeutung zu, da Betriebserfahrungen an ausgeführten Maschinen gezeigt haben, daß man hierdurch die Typenleistung wesentlich erhöhen, also bei gleichem Bauaufwand wesentlich größere Leistungen erzeugen kann. Die Innenkühlung führt allerdings zu durchaus neuartigen konstruktiven Aufgaben, deren voll befriedigende Lösung erst mit der Zeit zu erwarten ist. Eine sehr wesentliche Aufgabe ist die Kühlmittelführung innerhalb der Wicklungsleiter, auf die sich, im besonderen auch die vorliegende Erfindung bezieht.
An sich sind bereits Maschinen mit direkter Leiterkühlung bekannt, bei denen ein: die Wicklung bildender Hohlleiter, dessen Windungen in, die Nuten eingelegt sind, von dem Kühlmittel (einer Flüssigkeit od. dgl.) in der Weise durchströmt ist, daß das Kühlmittel an, dem einen Ende, d. h. dem Wicklungsanfang, in den Hohlleiter eintritt und am anderen Leiterende bzw. Wicklungsende wieder aus dem Leiter austritt. Bei einer derartigen Kühlmittelführung ergibt sich, daß das Kühlmittel innerhalb der Wicklung in der Strömungsrichtung fortlaufend erwärmt wird, was zur Folge hat, daß das für die Wärmeabfuhr ausschlaggebende Temperaturgefälle zwischen Kühlmittel und Leiter mit fortschreitender Strömung verringert wird, wodurch sich eine Herabsetzung der Kühlwirkung ergibt. Infolge dieser Wirkungsweise sind aber gewisse unterschiedliche Erwärmungen der Wicklungsleiter innerhalb, der Maschine nicht zu vermeiden.
Um diese Nachteile zu vermeiden, sind. andererseits Kühlsysteme vorgeschlagen, bei denen das, flüssige oder gasförmige Kühlmittel in parallelen Strömen an den in der Nut liegenden Wicklungsteilen bzw. Leiterabschnitten entlang geführt wird. Das Kühlmittel tritt hierbei auf der .einen Maschinenseite im Bereiche des Wicklungseintrittes in das Eisenpaket in, die der direkten Leiterkühlung dienenden Kanäle ein und ebenso nach dem Leiteraustritt aus dem Eisenkörper wieder aus den genannten Kühlkanälen aus. Ein Nachteil dieser Anordnungen besteht insbesondere darin., daß die Stirnkopfteile der Wicklungsleiter nicht mehr unmittelbar in, so wirksamer Weise durch das Kühlmittel gekühlt werden können wie die in der Nut liegenden Leiterteile. Außerdem ergibt sich bei dieser Anordnung, daß in der Regel eine unterschiedliche Ausbildung der Stirnkopfleiterteile und der in den Nuten liegenden Leiterteile erforderlich ist.
Gegenstand der Erfindung ist eine Wicklungsanordnung bzw. ein aus mehreren elektrisch in Reihe geschalteten Windungen bestehender innengekühlter Leiter für elektrische Maschinen mit Aufteilung des Kühlmittels auf mehrere die Leiter durchfließende Parallelströme, der sich dadurch auszeichnet., daß der einzelne Kühlstrom jeweils nacheinander durch zwei elektrisch hintereinandergeschaltete Leiterstäbe mit entgegengesetzter Strömungsrichtung in den beiden Stäben geführt ist. Wesentlich ist demnach für die erfindungsgemäße Lösung, daß bei elektrischer Reihen, schaltung der Windungen jeweils: das Kühlmittel in parallelen Strömungswegen durch die einzelnen Windungen geführt wird. Diese Anordnung macht es möglich, größere Temperaturunterschiede in dem Kühlmi.ttelkreis infolge Auslösung in eine größere Anzahl von parallelen Zweigen. zu vermeiden, dabei aber die Wicklung entsprechend den Bedürfnissen infolge elektrischer Reihenschaltung für eine größere Spannung auszulegen. Auch bezüglich der Anschlüsse für die Zu- und Ableitung des Kühlmittels bietet die erfindungsgemäße Anordnung Vorteile, indem jeweils jeder Anschluß für zwei parallele Kühlmittelkreise herangezogen werden kann.
Bai der erfindungsgemäßen Anordnung ergibt sich zugleich noch die Möglichkeit, die Kühlmittelzu- und -abdaitung auf ein. und derselben Maschinensaite vorzunehmen, was an sich jedoch bereits bei flüssigkeitsgekühlten Läuferwicklungen für elektrische Maschinen bekannt ist.
Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand von zwei Ausführungsbeispielen erläutert werden; die sich auf Läuferwicklungen für Generatoren beziehen. In Fig. 1 sind die Wicklungen zweier Pole N, S dargestellt, die als innengekühlte Leiter ausgeführt sind. Die drei Lagen der Wicklung -die Zahl ist nur beispielsweise angenommen - sind elektrisch hintereinander, kühlmittelmäßig dagegen: parallel geschaltet. Die einzelnen Kühlmittelströme sind zur Unterscheidung mit verschiedenen Strichanlagen. ausgeführt. Der eine Kühlmittelstrom tritt bei a ein, durchströmt den Wicklungsteil b und tritt bei c aus. Der zweite Parallelstrom tritt bei d ein, durchfließt den Wicklungsteil e und tritt bei f aus. Der dritte Parallelstrom schließlich fließt von g über Wicklungsteil h nach i. Es sind drei Kühlmittelwege parallel geschaltet. Entsprechendes gilt für den zweiten Pol.
In Fig. 2 ist für nur einen Pol .eine andere Möglichkeit gezeigt. Hier verteilt sich das bei k eintretende Kühlmittel einerseits auf den Wicklungsteil L und an, dererseits auf den Wicklungsteil in. Die Abflüsse dieser beiden Wicklungsteile sind getrennt, nämlich, n für m und o für Z. Entsprechend ist auch die Zuführung p den beiden Wicklungsteilen q und r zugeordnet. Der Kühlmittelweg über r mündet in den Abfluß o, wie auch der Weg 1, während Abfluß von q bei s liegt.
In Einzelheiten können die beschriebenen Anordnungen abgeändert werden, z. B. ist es möglich, die hinsichtlich des Kühlmittels parallel geschalteten Windungen mit getrennten Abflüssen, zu versehen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Aus mehreren elektrisch in Reihe geschalteten Windungen bestehender innengekühlter Leiter für elektrische Maschinen mit Aufteilung des Kühlmittels auf mehrere die Leiter durchfließende Parallelströme, dadurch gekennzeichnet, daß der einzelne Kühlstrom jeweils nacheinander durch zwei elektrisch hintereinandergeschaltete Leiterstäbe mit entgegengesetzter Strömungsrichtung in den beiden Stäben geführt ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Windung der Wicklung einen Kühlmittelweg mit Zu- und Abführung des Kühlmittels bildet.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Windungen in Parallelschaltung an eine gemeinsame Zuführung des Kühlmittels angeschlossen sind.
4. Anordnung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, da.ß die hinsichtlich des Kühlmittels parallel geschalteten. Windungen getrennte Abflüsse besitzen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 308 230, 836 060; französische Patentschriften; Nr. 543 794, 714 319.