DE1044248B

DE1044248B - Wicklungsstab fuer elektrische Maschinen mit direkter Leiterkuehlung

Info

Publication number: DE1044248B
Application number: DEL24292A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Schuette
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1956-03-08
Filing date: 1956-03-08
Publication date: 1958-11-20

Description

Wicklungsstab für elektrische Maschinen mit direkter Leiterkühlung Die Erfindung betrifft einen aus geroebelten Einzelleitern bestehenden, mit einem in seinem Innern in Längsrichtung verlaufenden Kühlkanal versehenen Wicklungsstab für elektrische Maschinen, insbesondere für Turbogeneratoren, in dessen Kühlkanal zur gegenseitigen Abstützung der Einzelleiter Abstandsstücke von begrenzter axialer Länge angeordnet sind.
Bei Wechselstromgeneratoren großer Leistung werden die aus geroebelten Einzelleitern bestehenden Ständerwicklungsstäbe mit einem Kühlkanal versehen, durch den ein Kühlmittel geführt wird, um die auftretende hohe Verlustwärme direkt von dem Leiter abzuführen. Diese Wicklungsstäbe unterliegen bei ihrer Herstellung starken mechanischen Beanspruchungen, z. B. müssen die Wicklungsstäbe bei den bei großen Leistungen gebräuchlichen hohen Spannungen bis etwa 20000 Volt außen eine Umpressung aus Isolierstoff erhalten, die unter hohem Druck aufgebügelt wird. Beim Aufbügeln müssen die gegenseitig isolierten und aus elektrischen Gründen geroebelten Einzelleiter gut in ihrer Lage gehalten werden. Außerdem können in den- Wicklungen infolge großer Stromstöße, z. B. bei Kurzschlüssen, erhebliche Kräfte auftreten, welche die einzelnen Leiter zu verbiegen suchen.
Um diese Kräfte aufzunehmen, ist es bekannt, in den Kühlkanal kastenförmige, außen isolierte Rohre aus Widerstandsmaterial einzusetzen, durch die später das Kühlmittel geführt wird. Diese außen isolierten Rohre vermindern aber infolge des großen Übergangswiderstandes die Wärmeabgabe vom Leiter an das Kühlmittel ganz erheblich.
Es ist auch ein Wicklungsstab für elektrische Maschinen bekannt, in dessen im Innern verlaufenden Kühlkanal zur Abstützung der Einzelleiter ein Abstandsstück vorgesehen ist, bei welchem mehrere in Längsrichtung des Kühlkanals verlaufende Stege in der Mitte miteinander verbunden sind.. Dadurch wird der Kühlkanal in die doppelte Anzahl Teilkanäle aufgeteilt und die Einzelquerschnitte der Kanäle verkleinert, wodurch eine starke Vergrößerung des Strömungswiderstandes bewirkt wird.
Die Erfindung besteht nun darin, daß in den im Innern des Wicklungsstabes verlaufenden Kühlkanal einseitig offene Abstandsstücke aus einseitig miteinander verbundenen, in Strömungsrichtung des Kühlmittels verlaufenden Stegen von begrenzter axialer Länge mit wechselnder Richtung der offenen Seite eingeschichtet sind. Dabei sind vorzugsweise die Endstege mit größerer Länge als die übrigen Stege ausgeführt. Die Abstandsstücke, die aus Isolierstoff, insbesondere aus Isolierpreßstoff, ausgeführt sein können, sind vorzugsweise derart ausgebildet, daß dem durchströmenden Kühlmittel ein möglichst geringer Widerstand entgegengesetzt wird. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Abstandsstücke wird bei gleichzeitiger guter Abstützung der Einzelleiter eines Roebelstabes ein besonders kleiner Strömungswiderstand des Kühlkanals erreicht, wobei nur eine verhältnismäßig kleine Kühlkanalfläche durch die Abstandsstücke abgedeckt wird, wodurch ein günstiger Wärmeübergang erreicht wird.
Es sind zwar auch schon einseitig offene, aus einseitig miteinander verbundenen Stegen bestehende Abstandsstücke von begrenzter Länge zur Sicherung eines Hohlraumes in einer konzentrischen Magnetspule bekannt, jedoch verlaufen die Stege hier nicht in Strömungsrichtung des Kühlmittels, sondern quer dazü, so daß die zwischen den Stegen befindlichen Aussparungen für die Durchleitung des Kühlmittels kaum eine Bedeutung haben. Auch sind die Abstandsstücke nicht mit wechselnder Richtung der offenen Seite eingeschichtet.
Die Zeichnung zeigt als Beispiel einen aus geroebelten Einzelleitern bestehenden Wicklungsstab, indessen Kühlkanal die erfindungsgemäßen Abstandsstücke eingeschichtet sind.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt und Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Wicklungsstab, während Fig. 3 die Ansicht eines Abstandsstückes zeigt.
Der Wicklungsstab besteht aus mehreren geroebelten und gegeneinander isolierten Einzelleitern 10 und weist in seiner Mitte einen Kühlkana111 auf. Außen ist er von der Isolierstoffschicht 12 umgeben. In dem Kühlkanal 11 sind Abstandsstücke 13 angeordnet. Diese Abstandsstücke weisen hier vier in Längsrichtung des Kühlkanals 11 verlaufende Stege 14 auf, welche die den Kühlkana111 begrenzenden Einzelleiter 10 gegeneinander abstützen. Die Abstandsstücke 13 sind mit abwechselnder Lage in den Kühlkanal eingeschichtet, so daß das Kühlmittel mit der von dem jeweiligen Abstandsstück nicht bedeckten Seite des Kühlkanals direkt in Berührung kommt und die in dem Wicklungsstab entstehende Verlustwärme abführen kann. Die an den Enden der Abstandsstücke befindlichen Stege 14 sind mit größerer Länge ausgeführt als die übrigen Stege, so daß die einzelnen Abstandsstücke 13 in Längsrichtung des Kühlkanals 11 nicht direkt aufeinanderliegen und somit in diesen Zwischenräumen die gesamte Oberfläche des Kühlkanals frei lassen.
Die einzelnen Stege 14 können natürlich auch gleich lang sein, und die einzelnen Abstandsstücke 13 können in beliebigem Abstand voneinander in dem Kühlkanal 11 angeordnet sein.
Die Abstandsstücke 13, insbesondere die Stirnseiten der Stege 14, sind vorzugsweise so abgerundet, daß sie dem durchströmenden Kühlmittel einen möglichst geringen Widerstand entgegensetzen. Als Material für die Abstandsstücke 13 ist in dem Beispiel Isolierstoff verwendet. Vorzugsweise werden sie in einer Preßform hergestellt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Aus geroebelten Einzelleitern bestehender, mit einem in seinem Innern in Längsrichtung verlaufenden Kühlkanal versehener Wicklungsstab für elektrische Maschinen, insbesondere für Turbogeneratoren, in dessen Kühlkanal zur gegenseitigen Abstützung der Einzelleiter Abstandsstücke von begrenzter axialer Länge angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß in den im Innern des Wicklungsstabes verlaufenden Kühlkanal einseitig offene Abstandsstücke aus einseitig miteinander verbundenen, in Strömungsrichtung des Kühlmittels verlaufenden Stegen von begrenzter axialer Länge mit wechselnder Richtung der offenen Seite eingeschichtet sind.
2. Wicklungsstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise die Endstege mit größerer Länge als die übrigen Stege ausgeführt sind.
Wicklungsstab nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung der Abstandsstücke, daß dem durchströmenden Kühlmittel ein möglichst geringer Widerstand entgegengesetzt wird.
4. Wicklungsstab nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsstücke aus Isolierstoff, vorzugsweise aus Isolierpreßstoff, hergestellt sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften 1Nr. 353 774, 593 514, 903 002, 929 566; schweizerische Patentschriften Nr. 172 839, 180 501; britische Patentschrift Nr. 720 295; ETZ-A, 1955,._S.749.