DE1128541B

DE1128541B - Elektrische Maschine mit einer fluessigkeitsgekuehlten Staenderwicklung

Info

Publication number: DE1128541B
Application number: DES61545A
Authority: DE
Inventors: Axel Korte
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1959-01-30
Filing date: 1959-01-30
Publication date: 1962-04-26

Description

Elektrische Maschine mit einer flüssigkeitsgekühlten Ständerwicklung Es ist bekannt, flüssigkeitsgekühlte Ständerwicklungen elektrischer Generatoren oder Maschinen; in der Weise auszuführen, daß die aus hohlen Teilleitern aufgebauten oder besondere rohrförmige Kühlkanäle aufweisenden Leiterstäbe an, ihren Enden zur Herstellung der elektrischen Schaltung und Ermöglichung der Kühlmittelführung abgedichtet in metallische Verbindungskappen eingelötet sind. Letztere weisen Hohlräume für die Kühlmittelführung sowie Stutzen für die Kühlmittelanschlüsse auf. Der Aufbau derartiger Wicklungen hat insofern gewisse Nachteile, als es notwendig ist, eine sehr große Anzahl von Anschlußkappen und Verbindungsleitungen vorzusehen und daß die Verlustbildung in diesem dem Stirnstreufeld der Maschine ausgesetzten Anschlußkappen nicht unerheblich ist.
Es ist bereits eine auf einem anderen Lösungsprinzip beruhende Ausbildung der Kühlmittelanschlüsse derartiger flüssigkeitsgekühlter Wicklungen vorgeschlagen worden, bei der für die Kühlmittelführung segmentförmige Isolierstoffkästen vorhanden sind, die auf ihrer der Wicklung abgewandten offenen Seite durch Deckel verschlossen sind und in welche die rohrförmigen Enden von mit den Teilleitern dicht verlöteten Muffen durch Bohrungen eingeführt und unter Verwendung von verschraubten Dichtscheiben abgedichtet sind. Die Schaltverbindungen der einzelnen Leiterstäbe erfolgt dabei durch besondere innerhalb der Isolierstoffgehäuse liegende Leiterbügel. Eine derartige Anordnung erfordert einen verhältnismäßig hohen Bearbeitungsaufwand, Dichtflächen sowie für den Leiteranschluß dienende Muffenkörper mit Verschraubungszubehör.
Gegenstand der Erfindung ist eine wesentlich vereinfachte und einen geringeren Aufwand erfordernde Anordnung für den Kühlmittelanschluß bei flüssigkeitsgekühlten Ständerwicklungen elektrischer Maschinen mit die Leiterstabenden sowie deren Schaltverbindungen einschließenden Isolierstoffgehäusen oder Gehäusesegmenten, die sich erfindungsgemäß dadurch auszeichnet, daß die Isolierstoffgehäuse einen etwa U-förmigen nach der Wicklung zu offenen Querschnitt aufweisen und an der Seite des Eintritts der Wickelkopfenden durch eingegossene Gießharzwände dicht abgeschlossen sind. Vorzugsweise körnen gemäß der weiteren Ausgestaltung der Erfindung in den Isoliergehäusen noch dichtende Zwischenwandteile vorgesehen werden, die Öffnungen für die Leiterstabenden aufweisen und beim Eingießen der Gießharzfüllung ein Übertreten des Gießharzes in das die Schaltverbindungen der Wickelköpfe einschließende Isoliergehäuse verhindern. Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht es, mit geringem Aufwand einen völlig dichten Abschluß der die Schaltverbindungen enthaltenden Isolierstoffgehäuse durch das Eingießen der die Leiterstabenden umschließenden Gießharzabschlußwände zu erzielen. Die erfindungsgemäße Anordnung kann auch in den Fällen Anwendung finden, in denen unter Vermeidung einer Kurzschlußverbindung der Teilleiter der einzelnen Leiterstäbe diese gegebenenfalls unter Verschränkung elektrisch einzeln miteinander verbunden und in Reihe geschaltet sind.
Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand eines Ausführungsbeispieles erläutert werden.
Fig.1 der Zeichnung gibt einen Querschnitt durch den Wickelkopf eines erfindungsgemäß ausgebildeten Hochspannungsgenerators wieder; Fig. 2 zeigt eine etwas abgewandelte Ausführungsform, bei der die Zwischenabdichtung zwischen dem die Schaltverbindung aufnehmenden, das Kühlmittel enthaltenden Ringraum und der eingegossenen Abschlußwand auf der Wicklungsseite gegenüber dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 abgewandelt ist; die Fig.3 und 4 veranschaulichen verschiedene Möglichkeiten für die Schaltstabausführungen der Wicklung; Fig. 5 gibt ein Schema° wieder; das erkennen läßt, wie unter Anwendung der Erfindung eine Serienparallelschaltung von Wicklungsstäben bezüglich des Kühlmittelkreislaufes herbeigeführt werden kann.
In Fig.1 ist mit E das Eisenblechpaket eines Hochspannungsgenerators angedeutet. L bedeuten zwei Leiterstäbe; die in einer flüssigkeitsdichten Isolierhülse eingeschlossen sind. Die Stäbe können hierbei als Hohlleiterstäbe ausgebildet sein, die häch dem Röbelprinzip verdrillt sind. Es ist jedoch auch ohne weiteres möglich, Leiterstäbe zu verwenden, die -aus massiven Teilleitern zusammengesetzt sind- und zwischen den Teilleitern eingeschaltete Kühlmittelkanäle enthalten. An den Enden der Leiterstäbe, an denen die Isolierhülse entfernt ist, sind die Teilleiter in: geeigneter Weise durch eine Schaltverbindung S verbunden, die beispielsweise als Lasche oder Schnalle. ausgebildet ist und leitend mit den Teilleitern durch Hartverlötung od. dgl. verbunden ist. Grundsätzlich könnten aber die Seiten auch einzeln oder gruppenweise verbunden sein, wobei zur Herbeiführung einer Verschränkung oder Verdrillung die Teilleiter in der Nuthöhe betrachtet in den aufeinanderfolgenden Nuten eine verschiedene Höhenlage einnehmen. Wesentlich ist nur, daß auch in diesem Fall ein Ein- bzw. Ausströmen des Kühlmittels in die Kühlmittelkanäle des Leiterstabes möglich sein muß. Die Enden der Leiterstäbe L sowie die Schaltstellen S liegen in dem ringförmigen Isoliergehäuse 1, das vorzugsweise aus Segmenten zusammengesetzt sein kann. Die Isolierstoffringe 1 oder Ringsegmente sind so ausgebildet, daß in ihnen, entweder sämtliche Schaltstellen oder eine größere Anzahl von nebeneinanderliegenden Schaltstellen liegen. Auf der zunächst offenen Seite werden die Isolierstoffringe 1 oder Ringsegmente durch eingegossene Wandteile 5 aus Gießharz dicht abgeschlossen. 2 bedeutet noch eine Zwischenabdichtung, die zwischen dem Hohlraum des Isolierstoffringes 1 bzw. der Ringsegmente und der eingegossenen Wand 5 eingeschaltet ist, um das Eindringen des Gießharzes beim Herstellen der Abschlußwand in den Hohlraum des Isolierstoffringes 1 zu vermeiden. Um diese Abdichtung zu vervollständigen, können zur verbesserten Abdichtung gegebenenfalls noch zusätzliche Gummiklebestreifen 4 vorgesehen werden. 3 bedeuten noch zur Erhöhung der Festigkeit vorgesehene Bolzen z. B. aus Stahl, welche zwischen den Stäben eingeschaltet sind.
Die Fertigung und Montage der erfindungsgemäßen Anordnung läßt sich verhältnismäßig einfach verwirklichen. Der Generator wird senkrecht auf Böcke gestellt. Der gepreßte bzw. gegossene Isolierstoffring 1 oder einzelne Ringsegmente werden über den Wickelkopf geschoben, wobei die Zwischenabdichtung 2 eingelegt wird. Damit das später eingegossene Gießharz vollkommen vom Kühlmittelraum ferngehalten wird, können etwa noch vorhandene Zwischenräume mit Gummiklebestreifenteilen 4 abgedichtet werden. Danach werden zur Erhöhung der Festigkeit der Verbindung die Bolzen 3 eingeschoben. Diese Bolzen liegen zwischen den Stäben und dienen dazu, einen Teil der Kühlmitteldruckkräfte in den Isolierstoffring 1 zu überführen: Abschließend wird die Gießharzfüllung 5 eingebracht, wodurch die Isolierstoffgehäuse 1 dicht abgeschlossen werden. 6 sind Stutzen für die Kühlmittelzufuhr. Selbstverständlich kann die Einbringung und Abdichtung der die Wickelköpfe einschließende Ringe bzw. Ringsegmente auf der gegenüberliegenden Maschinenseite in der gleichen Weise erfolgen. Fig. 2 zeigt eine etwas abgewandelte Ausführungsform, die sich dadurch auszeichnet, daß zur Zwischenabdichtung ein ebner Dichtungsring 7 bzw. ein entsprechendes Ringsegment verwendet wird, das sich an eine Schulter 8 des Isolierstoffgehäuses 1 anlegt. Bemerkenswert ist bei dieser Anordnung noch, daß die eingegossene Abschlußwand aus Gießharz in Nuten 1 a des Isolierkörpers angreift, wodurch eine verbesserte Abdichtung und erhöhte Festigkeit erreicht werden kann. Man erkennt, daß es bei geeigneter Anordnung des Kühlmittelzutritts zu den Leiterstäben auch möglich ist, die die Schaltverbindung herstellende Kappe oder Schelle in die Gießharzwand hineinragen zu lassen.
Die Fig. 3 und 4 zeigen verschiedene Ausführungsformen der Schaltstabanschlüsse bzw. Stromableitungen 9. Letztere werden in einer Ebene, die zwischen der Wicklung und dem Isolierstoffgehäuse 1 liegt, nach außen allgekröpft und radial abgeleitet.
Schließlich zeigt Fig. 5 noch im Schema, wie durch Anwendung der Erfindung eine gruppenweise Reihenschaltung mehrerer Leiterstäbe erreicht werden kann. In dieser Abbildung -bedeuten wieder L die Leiter und 1 die abgedichteten Isolierstoffgehäuse, die die Schaltverbindungen S einschließen. In jeden Gehäuseabschnitt münden mehrere bezüglich der Kühlmittelführung parallele Leiter L oder Leiterpaare ein. Mit 10 sind in der Figur äußere Rohrverbindungen bezeichnet, die eine Überleitung des Kühlmittels aus dem einen in den anderen Isoliergehäuseabschnitt ermögliehen.
Selbstverständlich kann auch innerhalb der Isoliergehäusesegmente bezüglich Kühlmittelführung eine Reihenschaltung oder Reihenparallelschaltung angewendet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Elektrische Maschine, insbesondere Turbogenerator, mit einer flüssigkeitsgekühlten Ständerwicklung, bei der die Enden der Wickelkopfteile der Leiterstäbe und deren Schalt- oder Verbindungsstellen in einem hohlen ringförmigen Isoliergehäuse oder Segmenten eines solchen eingeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierstoffgehäuse einen etwa U-förmigen, nach der Wicklung zu offenen Querschnitt aufweisen und an der Seite des Eintritts der Wickelkopfenden durch eine eingegossene Gießharzwand dicht abgeschlossen sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Isoliergehäusen dichtende Zwischenwandteile angeordnet sind, die beim Eingießen der Gießharzfüllung ein Übertreten des Gießharzes in das die Schaltverbindungen der Wickelköpfe einschließende Isoliergehäuse verhindern.
3. Einrichtung nach Einspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Stäben oder Spulen in der Gießharzabschlußwand Bolzen zur Verbindung der Abschlußwand mit dem Isoliergehäuse vorgesehen sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Herstellung der Schaltverbindung ermöglichenden Schellen oder Kappen in die Gießharzabschlußwand wenigstens teilweise eingegossen sind.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eingegossene Abschlußwand in Nuten oder Aussparungen in der Nutisolierhülse eingreift. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 736 648, 750 492; schweizerische Patentschrift Nr. 310 332. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1097 019.