-
Flüssigkeitsgekühlte Rotorwicklung für Wechselstrom-Turbogeneratoren
Die Erfindung bezieht sich auf eine $üssigkeitsgekühlte Rotorwicklung für Wechselstrom-Turbogeneratoren.
-
Wie bekannt, weisen Rotoren dieser Art eine aus Hohlleitern aufgebaute
Rotorwicklung auf, die über Kanäle im Rotorkörper mit einer ortsfesten Zu- bzw.
Ableitung für das flüssige Kühlmittel verbunden ist. Als Kühlmittel wird z. B. das
Kondensat einer Dampfturbine verwendet, die mit dem Turbogenerator gekuppelt ist.
In der Regel fließt das Kühlmittel oder Kondensat in parallel geschalteten Gruppen
von Hohlleitern der Rotorwicklung, die mit den Kanälen im Rotorkörper durch gelötete
Dreiwegerohrstutzen in den Wickelköpfen der Rotorwicklung und durch lösbare Rohrverbindungen
zwischen den mittleren Zweigen der Dreiwegerohrstutzen und den Kanälen verbunden
ist. Die Rohrverbindungen müssen dabei zur Verhütung von Kühlmittelsickerungen abgedichtet
und zur Vermeidung von Kurzschlüssen der Rotorwicklung durch den Rotorkörper von
diesem zuverlässig isoliert sein.
-
Es ist bereits vorgeschlagen worden, die Rohrverbindungen zwischen
benachbarten Wickelköpfen der Rotorwicklung anzubringen, wobei dann sowohl die Wickelköpfe
wie auch die Rohrverbindungen in den Wickelkopfräumen untergebracht sind. Wie bekannt,
sind derartige Wickelkopfräume am Umfang durch dicht anliegende Kappen abgeschlossen,
deren Entfernen umständlich, aber doch unvermeidlich ist, wenn die Abdichtung und
Isolierung der in den Wickelkopfräumen befmdlichen Rohrverbindungen überprüft oder
überholt werden sollen.
-
Die Erfindung bezweckt die Beseitigung dieser Schwierigkeit und die
Schaffung eines flüssigkeitsgekühlten Rotors der oben beschriebenen Art, bei dem
die Rohrverbindungen ohne Entfernen der Kappen überprüft oder überholt werden können.
Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Rohrverbindungen außerhalb
der durch die Wickelkopfkappen und deren Zentrierringe begrenzten Wickelkopfräume
angebracht werden. Bei einer derartigen Anordnung sind die Längszweige der Dreiwegerohrstutzen
über die Wickelkopfräume in axialer Richtung verlängert, so daß dann lediglich die
gelöteten Dreiwegerohrstutzen der Wickelköpfe in den Wickelkopfräumen verbleiben,
während die Rohrverbindungen selbst samt ihren Abdichtungen und Isolierungen außerhalb
der Wickelkopfräume liegen und leicht zugänglich sind, wenn eine Überprüfung oder
Überholung erforderlich ist.
-
Demgemäß besteht die Erfindung in einer flüssigkeitsgekühlten Rotorwicklung
für Wechselstrom-Turbogeneratoren mit in Nuten und in Wickelkopfräumen angebrachten
hohlen Wicklungsleitern und mit einem aus Kanälen im Rotorkörper und in den hohlen
Leitern bestehenden Kühlkanalsystem, wobei die Kanäle der hohlen Rotorwicklung durch
Rohrverbindungen mit den Zu- und Ableitkanälen im Rotorkörper verbunden sind. Gemäß
der Erfindung sind nun die Rohrverbindungen zwischen den Kanälen der hohlen Rotorleiter
und den Kanälen im Rotorkörper außerhalb der durch die Stirnflächen des aktiven
Rotorteiles die Abdeckkappen der Wickelköpfe und die äußeren Zentrierscheiben derselben
begrenzten Wickelkopfräume des Rotors angebracht.
-
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
-
Fig. 1 ist dabei eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Rotors;
Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt eines Ausführungsbeispiels gemäß der Linie II-II
der Fig. 5; Fig. 3 und 4 stellen Querschnitte von beispielsweisen Hohlleitern, aus
denen die Rotorwicklung aufgebaut ist, in größerem Maßstab dar; Fig. 5 ist ein Querschnitt
gemäß der Linie V-V der Fig. 2; Fig. 6 zeigt eine Einzelheit der Fig. 5 im Schnitt
und in größerem Maßstab; Fig.7 und 8 stellen Einzelheiten der Fig. 1 im Schnitt
und in größerem Maßstab dar; Fig. 9 zeigt eine Einzelheit der Fig. 5 im Schnitt
und in größerem Maßstab;
Fig. 10 ist eine teilweise Vorderansicht
aus Fig. 2; Fig.11 stellt einen Längsschnitt eines anderen Ausführungsbeispiels
der Erfindung dar; Fig.12 ist eine perspektivische Darstellung des Rotorkörpers
und der Rotorwicklung des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 11; Fig. 13 a und 13 b
zeigen Wicklungsdiagramme des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 11 und 12; Fig.1.4
stellt einen Längsschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung dar;
Fig. 15 ist die perspektivische Darstellung des Rotorkörpers und der Rotorwicklung
des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 14; Fig. 16 a und 16 b zeigen Wicklungsdiagramme
des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 14 und 15.
-
In der Zeichnung zeigt Fig. 1 einen zylindrischen Rotorkörper 20 mit
einem mittleren aktiven Teil 20 a von größerem Durchmesser und mit seitlichen Wellenteilen
20 b bzw. 20 c.
-
Die seitlichen Teile 20 b bzw. 20 c enthalten Wellenzapfen 20 d bzw.
20 e, mittels welcher der Rotor in Lagern eines nicht dargestellten Gehäuses gelagert
werden kann. Ein Ende 20 f des Wellenzapfens 20 e kann durch eine Kupplung mit einer
Welle 21 einer nicht dargestellten Dampfturbine gekuppelt werden, wobei Glieder
der Kupplung mit 22a und 22b bezeichnet sind. Das andere Ende 20g
des Wellenzapfens 20 d trägt Schleifringe 23 a und 23 b. Dieses Ende kann in an
sich bekannter Weise an einer ortsfesten Zuleitung 24 und Ableitung 25 für
das flüssige Kühlmittel angeschlossen werden.
-
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, weist der Rotor ringförmige Wickelkopfräume
26a und 26b auf, die gleichmistig mit dem Rotorkörper 20 angeordnet sind. Bei den
dargestellten Ausführungsbeispielen sind diese Wickelkopfräume 26a bzw. 26b durch
-die-Stirnflächen des Rotorkörpers 20 a, durch an diese angrenzende, zur Welle gleichmittig
angeordnete Kappen 27a bzw. 27b über den Wickelköpfen sowie durch
ringförmige Zentrierscheiben 28 a bzw. 28 b begrenzt, wobei die Zentrierscheiben
zu der Welle gleichmittig angeordnet und an die innere Umfangsfläche der Kappen
27a bzw. 27b angepaßt sind.
-
Ebenfalls in an sich bekannter Weise ist der Rotor mit einer zwischen
den Kollektorringen 23 a und 23 b geschalteten hohlen Rotorwicklung versehen, wobei
die Rotorwicklung zum Teil in den Wickelkopfräumen 26 a und 26 b angebracht ist.
-
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Rotorwicklung
aus isolierten Hohlleitern 29 aufgebaut, die mit einem Kanal 30 für die Kühlflüssigkeit
versehen sind, wie dies aus Fig. 3 hervorgeht. Es ist aber auch möglich, Hohlleiter
mit einem anderen Querschnitt, z. B. Hohlleiter 31 mit zwei Kanälen 32a und 32b
für die Kühlflüssigkeit zu verwenden. Ein derartiger Hohlleiter ist in Fig. 4 dargestellt.
Die Hohlleiter 29 sind in axialen Nuten 33 in der zylindrischen Mantelfläche des
mittleren aktiven Teiles 20 a des Rotorkörpers 20 untergebracht und durch
Wickelköpfe 34 a bzw. 34 b in den Wickelkopfräumen 26 a bzw. 26 b
in Reihe geschaltet. Der Ausdruck »Wickelkopf« bezeichnet in der Beschreibung und
in den Ansprüchen Teile der Rotorwicklung zwischen zwei axialen Nuten, die nacheinander
durch in Reihe geschaltete Hohlleiter besetzt sind. Der Ausdruck »Hohlleiter« wird
dabei für Teile der Rotorwicklung verwendet, die in den Nuten 33 des Rotorkörpers
liegen. Hohle Zuleitungen 35a bzw. 35b dienen zum Verbinden der Rotorwicklung
mit den Schleifringen 23 a bzw. 23 b in Reihenschaltung. Die hierzu erforderlichen
Mittel sind wohlbekannt, so daß ein Ausführungsbeispiel derselben in gedrängter
Weise beschrieben werden kann. Wie aus den Fig. 5 und 6 hervorgeht, weisen die hohlen
Zuleitungen 35 a bzw. 35 b Dreiwegerohrstutzen 36 a bzw. 36
b auf, die an den Zuleitungen durch Löten befestigt und deren mittlere Zweige
ebenfalls durch Löten mit radial angeordneten Rohren 37a bzw. 37b aus elektrisch
leitendem Material verbunden sind. Die Rohre 37 a bzw. 37 b sind von dem
Wellenteil 20 b des Rotorkörpers 20 durch rohrförmige Verkleidungen 38a bzw. 38
b aus elektrisch isolierendem Material isoliert. Das radial angeordnete Rohr 37
a paßt seinerseits in eine kegelförmige radiale Bohrung eines axial angeordneten
Leiterstabes 39 a, die in dem Wellenteil 20 b angeordnet und durch eine Isolierhülse
40a isoliert ist. In ähnlicher Weise ist der Leiterstab 39 a mit dem Schleifring
23 a verbunden, wie dies aus Fig. 7 hervorgeht, wo 41a ein radial angeordnetes Rohr
mit einer Befestigungsschraubenmutter 42a und 43a eine Kontaktplatte bezeichnet,
die mit dem Schleifring 23 a in Berührung steht. Ein Isolierring 44a dient zum Isolieren
der Kontaktplatte 43a und des Schleifringes 23 a von dem Wellenende 20 g. In gleicher
Weise ist das radial angeordnete Rohr 41b mit dem Schleifring 23 b verbunden, wobei
42 b die entsprechende Befestigungsschraubenmutter und 43 b eine entsprechende Kontaktplatte
bezeichnet. Das gesamte Kühlkanalsystem für die Rotorwicklung ist in an sich bekannter
Weise an eine ortsfeste Zuleitung 24 und Ableitung 25 angeschlossen. Dieses Kühlkanalsystem
besteht einerseits aus den Kanälen der hohlen Rotorwicklung 29, 34 a, 34
b, 35 a, 35 b und andererseits aus den Kanälen 45 a, 45 b im Rotorkörper
20.
-
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen sind zwei axiale Kanäle
45 a bzw. 45 b für die Zuleitung bzw. Abführung der Kühlflüssigkeit
vorgesehen. Der axiale Kanal 45 b, der zur Abführung der Kühlflüssigkeit
dient und axial in die ortsfeste Ableitung 25 mündet, ist im Rotorkörper 20 zentral
angeordnet und erstreckt sich entlang desselben, wodurch ein Temperaturausgleich
zwischen den verschiedenen Teilen des Rotorkörpers 20 gefördert wird. Der axiale
Kanal 45a für die Zuleitung der Kühlflüssigkeit steht durch radiale Bohrungen
46 mit einem ringförmigen Raum der ortsfesten Zuleitung 24 in Verbindung; er ist
zum Abführungskanal 45 b gleichmittig angeordnet. Die beiden Kanäle
45 a und 45 b sind durch eine zylindrische Trennwand 47 voneinander
abgesondert, wie dies aus Fig.8 hervorgeht. Es ist aber auch möglich, die axialen
Kanäle anders anzuordnen oder deren mehr als zwei zu verwenden. Es ist auch möglich,
die Bestimmungen der axialen Kanäle 45a und 45 b zu vertauschen, wenn dies bezüglich
der Kühlverhältnisse wünschenswert sein sollte.
-
Die axialen Kanäle 45 a bzw. 45 b sind mit Gruppen von
radialen Kanälen verbunden, die in den Längsschnitten der dargestellten Ausführungsbeispiele
zum Teil durch gestrichelte Linien sowie in die Zeichnungsebene verlegt dargestellt
und deren zwei Paare in den Fig. 2 und 5 mit den Bezugszeichen 48 a und 48 b bzw.
48 c und 48 d versehen sind. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die
radialen Kanäle paarweise in der Längsrichtung versetzt angeordnet, so daß sie paarweise
in verschiedenen Querschnittsebenen
des Rotorkörpers liegen. Durch
diese Maßnahme sind die Querschnitte des Rotorkörpers 20 durch derartige Kanäle
in verhältnismäßig geringem Maße geschwächt. Es ist aber auch möglich, sämtliche
radialen Kanäle in der Längsrichtung versetzt anzuordnen, da die Baulänge des Rotorkörpers
hierdurch nur in geringem Maße erhöht wird.
-
Die Kanäle im Rotorkörper und die hohle Rotorwicklung sind miteinander
über Gruppen von Rohrverbindungen verbunden. Bei den bekannten Rotoren dieser Art
waren diese Gruppen von Rohrverbindungen bisher in den ringförmigen Wickelkopfräumen
26a und 26b angebracht. Gemäß der Erfindung sind sie nun außerhalb dieser Räume
angeordnet. Zu diesem Zweck sind die Gruppen der radialen Kanäle ebenfalls derart
angeordnet, daß sie außerhalb der ringförmigen Wickelkopfräume 26 a und 26 b ausmünden.
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen sind ferner die Rohrverbindungen radial
angeordnet, damit sie verhältnismäßig einfach mit den radialen Kanälen verbunden
werden können.
-
Einzelheiten der Anschlüsse zwischen den Rohrverbindungen und den
radialen Kanälen im Rotorkörper bzw. der hohlen Rotorwicklung gehen insbesondere
aus Fig. 9 hervor, die zeigt, wie -der zuinnerst liegende radiale Kanal 48 a mittels
einer Rohrverbindung an einen elektrisch unwirksamen verlängerten Teil
50 a der einen hohlen Zuleitung 35 a
der Rotorwicklung angeschlossen
ist.
-
Der gegen den Umfang liegende Teil des radialen Kanals 48a hat einen
verhältnismäßig großen Durchmesser und ist mit zwei Gegenmuttern 51 a und
52 a
verschraubt, die an einer zum radialen Kanal 48 a gleichmittig angeordneten
und in der Längsrichtung unterteilten rohrförmigen Hülse 53a aus elektrisch isolierendem
Material drehbar angebracht sind. Die rohrförmige Hülse 53a umfaßt ein radial
angeordnetes Rohr 54a. dessen radial äußerstes Ende an einen radial liegenden
mittleren Zweig eines Dreiwegerohrstutzens 55a angeschlossen ist. Der Dreiwegerohrstutzen
55a ist dabei mit dem verlängerten Teil 50 a der Zuleitung
35 a derart verbunden, daß die Kühlflüssigkeit über den Kana130 im verlängerten
Tei150 a und über das Rohr 54a fließen kann. Bei festgezogenen Gegenmuttern
51a und 52a ist die gegenseitige Lage des Rohres 54a und des
radialen Kanals 48 a festgelegt und ein dichter Anschluß gegen Sickerungen
der Kühlflüssigkeit erreicht.
-
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die rohrförmige Hülse
53a radial über das nach innen liegende Ende des Rohres 54a verlängert, so
daß der radiale Kanal 48a gleichsam mit einem Futter aus elektrisch isolierendem
Material versehen ist. Hierdurch werden Kurzschlüsse der Wicklungsleiter und des
Rotorkörpers durch die Kühlflüssigkeit wirksam vermieden. Es können aber auch Rohrverbindungen
ohne derartige Verkleidung der radialen Kanäle mit Isoliermaterial verwendet werden,
so daß als Rohrverbindung im eigentlichen Sinne lediglich die Gegenmuttern 51a
und 52a sowie der radial auswärts liegende Teil der rohrförmigen Hülse
53 a zu verstehen ist. Es ist aber unter anderem auch möglich, Rohrverbindungen
der oben beschriebenen Art insgesamt wegzulassen und das Ende des Rohres
54 a mit dem Rotorkörper zu verschweißen. Die Verbindung mit
f dem Dreiwegerohrstutzen 55 a erfolgt dann unter Zwischenschaltung einer
lösbaren Rohrverbindung aus elektrisch isolierendem Material. Der Rest der Rohrverbindungen
ist in einer ähnlichen Weise an die hohle Rotorwicklung angeschlossen; so daß die
Hohlleiter parallel geschaltete Gruppen von Kanälen in den Wicklungsleitern bilden
und hierdurch eine wirksame Kühlung gewährleisten.
-
Die Rohrverbindungen können an einzelne Gänge der Wicklungsleiter
auch in der Weise angeschlossen werden, daß ein Wickelkopf den Dreiwegerohrstutzen
innerhalb des entsprechenden Wickelkopfraumes enthält. Das an den mittleren Zweig
des Dreiwegerohrstutzens angeschlossene Rohr ist dabei über den Wickelkopfraum hinaus
verlängert und durch die ihm zugeordnete Rohrverbindung mit dem Rotorkörper verbunden.
Es ist aber zweckmäßig, auch die gelöteten Dreiwegerohrstutzen außerhalb der Wickelkopfräume
anzubringen, wie dies bei den dargestellten Ausführungsformen der Fall ist. Auf
diese Weise können die gelöteten Dreiwegerohrstutzen im Notfall ohne Entfernung
der Kappen besichtigt oder überholt werden. Auch ihre Herstellung ist in diesem
Fall leichter, da sie an einer Stelle erfolgen kann, wo genügend Raum zum Arbeiten
zur Verfügung steht. Bei einer derartigen Anordnung sind einige der Wickelköpfe
über die Wickelkopfräume 26a bzw. 26b, d. h. über die Zentrierscheiben 28a
bzw. 28b
hinaus verlängert.
-
Zu diesem Zweck sind die ringförmigen Zentrierscheiben 28a und 28b
mit axialen Nuten versehen. Diese Nuten fluchten zweckmäßig mit den axialen Nuten
33 des Rotorkörpers, die einander zugeordnete Paare bilden, so daß auch die axialen
Nuten der Zentrierscheiben aus einander zugeordneten Paaren bestehen. Ein derartiges
Paar von einander zugeordneten Nuten 56a bzw. 57a ist in Fig. 10 bezeichnet,
die die Zentrierscheibe 28a, von außerhalb des Wickelkopfraumes 26a gesehen, darstellt.
-
Die axialen Nuten der Zentrierscheiben sind auch mit radialen Nuten
versehen, die in Ansätze der Wickelköpfe und der hohlen Zuleitungen eingreifen.
Eine radiale Nut bzw. ein in dieselbe eingreifender Absatz ist in der Zeichnung
mit Bezugszeichen 58 b
bzw. 59b bezeichnet. Die radialen Nuten und die in
sie eingreifenden Absätze bilden dabei Befestigungsmittel, durch die die hohlen
Wickelköpfe und die hohlen Zuleitungen, die über die Zentrierscheiben der Kappen
hindurch- verlängert sind, mit den Zentrierscheiben fest verbunden sind. Hierdurch
wird erreicht, daß die Rohrverbindungen von Wärmedehnungen der Wicklungsleiter entlastet
sind.
-
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen sind sowohl die Rohrverbindungen
als auch die Dreiwegerohrstutzen in den Wickelkopfräumen benachbarten Verlängerungsräumen
60a bzw. 60b untergebracht. Diese sind je durch die seitlichen Wellenteile
20b
bzw. 20c des Rotorkörpers 20, durch die ringförmigen Zentrierscheiben
28 a bzw. 28 b, durch zwei zylindrische Mäntel 61a bzw. 61b und durch
zwei zusätzliche Zentrierscheiben 62a bzw. 62b begrenzt. Die zylindrischen Mäntel
61a bzw. 61b liegen stirnseitig dicht an den ringförmigen Zentrierscheiben
28 a und 28b an, wobei die zusätzlichen Zentrierscheiben 62a bzw. 62b an
die innere Mantelfläche der zylindrischen Mäntel 61a bzw. 61b angepaßt
sind. Auf diese Weise bilden die ringförmigen Zentrierscheiben 28a bzw. 28b je eine
Trennwand zwischen angrenzenden Räumen 26 a und 60 a bzw. 26 b und
60 b.
-
Die zylindrischen Mäntel 61 a und 61 b, die einen wesentlich
geringeren Durchmesser und somit ein
geringeres Gewicht aufweisen
als die Kappen 27a und 27 b, haben nur die Aufgabe, Abschnitte des Rotors mit vorspringenden
Teilen, wie die Rohrverbindungen oder die Dreiwegerohrstutzen, zu umhüllen. Die
Kappen sind dagegen bestimmt, die Wickelköpfe gegen die Wirkung der Zentrifugalkraft
abzustützen. Deshalb sind die Kappen 27 a und 27 b
mit festem Sitz
auf die Wickelköpfe aufgezogen. Um dies zu erreichen, sind zylindrische Schichten
aus Kunststoff zwischen den Kappen, den Wickelköpfen und dem Rotorkörper vorgesehen.
Zwei dieser Kunststoffschichten sind in den Längsschnitten mit 63a und 64a bezeichnet.
Während nun die Kappen aus ihrer Lage schwer zu entfernen sind, berühren sich die
zylindrischen Mäntel 61 a und 61 b mit keinem der in den Verlängerungsräumen
befindlichen Bestandteile, so daß sie z. B. durch Lösen von in den Längsschnitten
durch strichpunktierte Linien angedeuteten Schraubenmuttern leicht entfernt werden
können. Dann sind die Rohrverbindungen und die Dreiwegerohrstutzen am betreffenden
Ende des Rotors leicht zugänglich.
-
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, erfordert die Verlängerung der Wickelköpfe
über den Wickelkopfraum hinaus eine wiederholte Biegung derselben unter einem rechten
Winkel. Dies ist einerseits umständlich bei der Herstellung, andererseits nehmen
die gebogenen Wickelkopfteile einen bedeutenden Raum ein, wodurch auch die Baulänge
des Rotors in ungünstiger Weise zunimmt.
-
Ein Ausführungsbeispiel des Rotors mit der erfindungsgemäßen Wicklung,
bei welchem dieser Nachteil entfällt, ist in Fig. 11 und 12 dargestellt. Fig. 13
a und 13b zeigen das vollständige Wicklungsdiagramm des Rotors. Hier sind die Hohlleiter
der Rotorwicklung säulenförmig radial übereinander in Gruppen von paarweise einander
zugeordneten axialen Nuten des Rotorkörpers gewickelt und paarweise in Reihe geschaltet.
Zwei einander zugeordnete axiale Nuten sind in Fig. 12 mit 33 a und 33
b bezeichnet. Jede Wicklung besteht aus sieben übereinander angeordneten
Hohlleitern der Ausführungsform gemäß Fig. 3, die durch Wickelköpfe 34 a bzw. 34
b in den Wickelkopfräumen 26a bzw. 26b und durch Wickelköpfe 34a l bis 34 a IV und
34b1 bis 34 b IV in Reihe geschaltet sind, so daß eine Gruppe von in Reihe geschalteten
Windungen gebildet wird, wobei die Wickelköpfe 34 a I bis 34 a IV und 34b1 bis 34
b IV aus den Wickelkopfräumen 26a bzw. 26b durch die bereits erwähnten axialen Nuten
56a bzw. 56b bis in die Verlängerungsräume 60a bzw. 60b
reichen.
-
Eine entsprechende Anordnung von Hohlleitern, Wickelköpfen 34 a bzw.
34 b und verlängerten Wickelköpfen 34 a V bis 34 a VII bzw. 34 b V bis 34 b VIII
ist an der entgegengesetzten Seite des Rotors vorgesehen und bildet eine andere
Gruppe von in Reihe geschalteten Windungen, wobei diese Gruppe mit der ersteren
durch den Wickelkopf 34 a IV in Reihe geschaltet ist. Somit bestimmen die beiden
Gruppen ein Polpaar der Rotorwicklung. Die Rotorwicklung an sich besteht aus den
beiden Gruppen von den in den Wicklungsdiagrammen dargestellten und in Reihe geschalteten
Windungen. Die den verschiedenen Wickelköpfen zugeordneten Dreiwegerohrstutzen und
Verbindungsrohre sind dabei durch Elemente angedeutet, die für beide gemeinsam sind.
Dies sind die radialen Rohre 54 a I bis 54 a VII bzw. 54 b I bis 54
b VIII. Das Rohr 54aIV ist beiden Polen des Rotors zugeordnet und an den Wickelkopf
34 a IV angeschlossen, der beide Gruppen von Windungen in Reihe schaltet.
-
Wie ersichtlich, verbinden die im Verlängerungsraum 60 a befindlichen
Wickelköpfe 34 a I bis 34 a VII jeweils einen obersten Hohlleiter mit einem untersten
Hohlleiter in axialen Nuten, die verschiedenen Paaren von einander paarweise zugeordneten
axialen Nuten angehören. Im anderen Verlängerungsraum 60b verbinden die verlängerten
Wickelköpfe 34b1 bis 34 b VIII die dazwischenliegenden Hohlleiter in Nuten desselben
Paares von einander paarweise zugeordneten axialen Nuten. Die Wickelköpfe 34 a bzw.
34b in den Wickelkopfräumen 26a bzw. 26b verbinden den Rest der in den paarweise
einander zugeordneten Nuten des Rotorkörpers liegenden Hohlleiter in der üblichen
Weise. Die Zahl von parallel geschalteten Gruppen der durch die Rotorwicklung gebildeten
Kühlmittelleitungen kann durch Verlängerung einer größeren Anzahl von Wickelköpfen
aus den Wickelkopfräumen in die Verlängerungsräume und durch das Anbringen einer
entsprechenden Anzahl von Rohrverbindungen und radialen Kanälen im Rotorkörper erforderlichenfalls
erhöht werden.
-
Wie ersichtlich, sind beim dargestellten Ausführungsbeispiel die verlängerten
Wickelköpfe 34 a I bis 34 a VII und 34b1 bis 34 b VIII um so mehr verlängert, je
größer der am Umfang gemessene gegenseitige Abstand der paarweise verbundenen Hohlleiter
ist. Durch diese verschiedenen Verlängerungen der Wickelköpfe entstehen in der Rotorwicklung
unbesetzte Durchgänge oder Fenster für die verlängerten Wickelköpfe, wie dies aus
Fig. 12 hervorgeht. Dies bedeutet aber, daß eine Biegung der verlängerten Wickelköpfe
unter rechtem Winkel wegfallen kann, so daß sie in axialer Richtung entlang von
Geraden verlängert werden können.
-
Fig. 14 und 15 stellen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar,
das sich durch seinen einfachen Aufbau auszeichnet und besonders für Turbogeneratoren
von geringerer Leistung geeignet ist. Das entsprechende Wicklungsdiagramm ist in
den Fig. 16a und 16 b dargestellt. Hier verbinden die verlängerten Wickelköpfe 34
a I und 34 a III im Verlängerungsraum 60 a je ein erstes Paar von dazwischenliegenden
Hohlleitern. Ein verlängerter-Wickelkopf 34 a II verbindet einen obersten Hohlleiter
mit einem untersten Hohlleiter in einem Paar von am weitesten auseinander liegenden
axialen Nuten des Rotorkörpers. Im anderen Verlängerungsraum 60b verbinden verlängerte
Wickelköpfe 34b1 bis 34 b IV je ein zweites bzw. drittes Paar von zwischenliegenden
Hohlleitern unterhalb bzw. oberhalb des erwähnten ersten Paares von zwischenliegenden
Hohlleitern ebenfalls in äußerst liegenden Nuten des Rotorkörpers. Die Wickelköpfe
34a bzw. 34b in den Wickelkopfräumen 26a bzw. 26 b verbinden den Rest
der Hohlleiter in der Weise, daß Hohlleiter derselben Schichthöhe unmittelbar in
Reihe geschaltet sind. Auf diese Weise werden Schichten von Windungen erhalten,
in denen die in Reihe geschalteten Hohlleiter eine Spirale bilden. Die übereinanderliegenden
spiralförmig verlaufenden Hohlleiter sind in Reihe geschaltet, wobei die spiralenförmig
verlaufenden Hohlleiter in benachbarten Lagen einander entgegengerichtet sind, so
daß eine möglichst gedrängte Anordnung von Wickelköpfen erhalten wird. Die hohlen
Zuleitungen 35a und 35b, die verlängerten Wickelköpfe 34 aI bis 34 a III sowie die
verlängerten Wickelköpfe 34 b I bis
34 b IV sind gleichermaßen wie
an die Hohlleiter in äußerst liegenden axialen Nuten des Rotorkörpers angeschlossen.
Dadurch können die Wickelköpfe in axialer Richtung verlängert werden, ohne daß dabei
die unverl'ängerten Wickelköpfe 34 a bzw. 34 b, welche weder Dreiwegerohrstutzen
noch Rohrverbindungen enthalten und von den üblichen Wickelkopfräumen 26a bzw. 26b
umschlossen sind, beeinflußt werden.
-
Die Strömungswege einer Kühlflüssigkeit durch die hohlen Wicklungsleiter
des Rotors und über die Kanäle im Rotorkörper sind in der Zeichnung durch Pfeile
angedeutet.
-
Die infolge der Verlängerung der Wickelköpfe -zwischen den unverlängerten
Wickelköpfen verbleibenden Durchgänge oder Fenster werden zweckmäßig durch nicht
dargestellte Kunststoffeinlagen ausgefüllt, die zur Abstützung gegen die Wirkungen
von Zentrifugalkräften dienen.
-
Die Erfindung ist an Hand von zweipoligen Rotorwicklungen beschrieben
worden. Es ist aber ersichtlich, daß auch Rotoren mit mehr als zwei Polen gemäß
der Erfindung aufgebaut werden können. So wird z. B. im Falle eines vierpoligen
Rotors eine weitere Anordnung von einander entgegengesetzten Gruppen von in Reihe
geschalteten Windungen, verlängerten Wickelköpfen, Zuleitungen und Rohrverbindungen
unter rechtem Winkel zu den dargestellten ,Anordnungen dieser Art vorgesehen.