DE1242744B

DE1242744B - Anordnung zur Verhinderung von Windungsschluessen an einer mit radialen Kuehlkanaelen versehenen Rotorwicklung einer elektrischen Maschine, insbesondere eines Turbogenerators

Info

Publication number: DE1242744B
Application number: DE1963L0046033
Authority: DE
Inventors: Dr Rer Nat Walter Nissen
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1963-10-07
Filing date: 1963-10-07
Publication date: 1967-06-22

Description

Anordnung zur Verhinderung von Windungsschlüssen an einer mit radialen Kühlkanälen versehenen Rotorwicklung einer elektrischen Maschine, insbesondere eines Turbogenerators Bei luft- oder gasgekühlten elektrischen Maschinen mit radialen Kühlkanälen in der Rotorwicklung treten immer wieder Windungsschlüsse auf, die trotz sorgfältiger Bearbeitung und Isolierung der Teilleiter nicht gänzlich verhindert werden können. Das hat folgende Ursachen: Zum Kühlkanal hin sind die in der Rotornut radial übereinandergestapelten Teilleiter wegen des besseren Wärmeüberganges nicht isoliert. Die Isolation der in den Rotornuten radial übereinandergestapelten Teilleiter gegeneinander erfolgt durch zwischengelegte dünne Schichten aus Isolierstoff, deren die Kühlkanäle begrenzende Kanten mit den entsprechenden Kanten der Teilleiter mindestens bündig abschließen müssen, wenn verhindert werden soll, daß in den Kühlkanal hineinragende Isolierschichtkanten den Kühlluftstrom drosseln. Auch bei sorgfältiger Montage läßt sich ein bündiger Abschluß von Isolierschichten und Teilleitern im Kühlkanal nicht immer genau einhalten. Es kommt zu geringfügigen Verschiebungen, so daß an einer Seite des Kühlkanals eine Isolierstoffschicht in den Kühlkanal übersteht, während an der anderen Seite zwischen den radial aufeinanderfolgenden Kanten zweier Teilleiter ein Luftspalt frei bleibt, der eigentlich von der Isolierschicht angefüllt sein müßte. Wenn nun unter dem Einfluß der Fliehkraft während des Betriebes der Maschine die Teilleiter fest zusammengepreßt werden, so kann es vorkommen, daß auch dieser Luftspalt über die zurückgesetzten Kanten der Isolierschicht hinweg zusammengedrückt wird, so daß ein Windungsschluß entsteht.
Es ist bekannt (französische Patentschrift 1305 905, F i g. 7), in einer Rotornut die den Radialkanal bildenden Teilkanäle der Teilleiter abwechselnd auf der einen und auf der anderen Seite der radialen Mittelebene anzuordnen und jeweils den Teilkanal des einen Teilleiters mit dem des radial benachbarten durch eine nutenförmige Einfräsung des einen dieser beiden Teilleiter zu verbinden. Die Einfräsung reicht, von dieser Mittelebene zu den Rotornuten hin gesehen, etwas über die Teilkanäle hinaus. Wenn man annimmt, daß die Einfräsung, in Längsrichtung der Rotornut gesehen, breiter ist als der Durchmesser des Teilkanals, dann weisen also den Kühlkanal bearenzende Kanten der Teilleiter nutenförinige Einfrasungen auf. Ferner ragt jeweils die zwischen zwei Teilleitern angeordnete Isolationsschicht über die gegenseitigen Berührungsflächen derselben mit den Teilleitern in Richtung zum Kühlkanal hinaus. Es ist durch diese Bauart also möglich, einen genannten Windungsschluß zu verhindern. Durch die abwechselnde Versetzung der Teilkanäle ergeben sich jedoch erhebliche Strömungsverluste, und ferner ist diese Bauart kompliziert und aufwendig.
Die Erfindung bedient sich solcher nutenförmiger Einfräsungen zur Lösung der Aufgabe, unter gleichzeitiger Erzielung eines Kleinstmaßes an Strömungsverlusten Windungsschlüsse zu verhindern, wobei die Bauart wenig aufwendig und unkompliziert sein soll.
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verhinderung von Windungsschlüssen an einer mit radialen Kühlkanälen versehenen, luft- oder gasgekühlten Rotorwicklung einer elektrischen Maschine, insbesondere eines Turbogenerators, bei der den Kühlkanal begrenzende Kanten der radial übereinandergestapelten Teilleiter nutenförmige Einfräsungen aufweisen und bei der jeweils die zwischen zwei Teilleitern angeordnete Isolationsschicht über die gegenseitigen Berührungsflächen der Isolationsschicht mit den Teilleitern in Richtung zum Kühlkanal hinausragt, und ist dadurch gekennzeichnet, daß die den Kühlkanal bildenden Teilkanäle der Teilleiter radial fluchten und daß die Einfräsungen durch buchsenartige Paßstücke aus Isoliermaterial ausgefüllt sind, deren Innenbewandung mit den Wänden dieser Teilkanäle fluchten.
Somit werden sowohl Windungsschlüsse verhindert, auch bei Montageungenauigkeiten bezüglich der Isolationsschicht, als auch minimale Strömungsverluste der Radialströmung erzielt. Auch ist diese Bauart sehr wenig aufwendig und unkompliziert. Zwar ist an sich bekannt, daß die Teilkanäle radial fluchten, jedoch sind dort keine nutenfönnigen Einfräsungen und keine Paßstücke vorhanden (französische Patentschrift 1305 905, F i g. 1). Es ist auch an sich bekannt (britische Patentschrift 847 073, F i g. 2), solche Einfräsungen durch buchsenförmige Paßstücke aus Isoliermaterial auszufüllen, deren Innenbewandung mit den Wänden der Teilkanäle fluchten, jedoch sind solche Paßstücke nicht zur Verhinderung von Windungsschlüssen vorgesehen, denn es ist zwischen den beiden Teilleitern, die an das Paßstück stoßen, keine Isolationsschicht vorgesehen. Das Paßstück hat dort die Aufgabe, einen Kühlgaslängskanal von einem genannten Teilkanal eines Kühlgasradialkanals zu trennen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem Querschnitt durch Teilleiter in einer Rotornut vereinfacht dargestellt, wobei die Rotornut selbst der Einfachheit halber nicht dargestellt ist und der Einfachheit halber auch nur drei Teilleiter gezeigt sind. Es sind mehr als drei Teilleiter in der Rotornut übereinandergestapelt.
Jeweils zwischen zwei Teilleitern 2 ist eine Isolationsschicht 3 angeordnet. Jeder Teilleiter 2 weist einen radialen Teilkanal auf, wobei alle Teilkanäle gleichen Durchmesser haben und radial fluchten. Diese Teilkanäle bilden zusammen mit Innenkanälen, die sich in buchsenförmigen Paßstücken 7 befinden, einen radialen Kühlkanal 1 für Kühlgas. Auch die Innenkanäle bzw. Innenbewandungen dieser buchsenförinigen Paßstücke 7 fluchten mit den Wänden der Teilkanäle der Teilleiter 2. Der Radialkanal erstreckt sich vom nicht dargestellten Rotornutgrund bis zum nicht dargestellten Rotorumfang. Jedes Paßstück 7 befindet sich in einer nutenförmigen Einfräsung 4 des Teilleiters 2, die sich an diesem radial außen befindet. Die Isolationsschicht 3 ragt über die gegenseitigen Berührungsflächen 5 und 6 der Isolationsschicht 3 mit den Teilleitern 2 in Richtung zum Kühlkanal 1 hinaus, reicht aber nicht bis zum Kühlkanal 1, und das Paßstück 7 hat eine solche Form, daß es zwischen Kühlkanal 1 und Isolationsschicht 3 bis zum benachbarten Teilleiter 2 reicht, wobei die Bewandung dieses Innenkanals mit der des Teilkanals des Teilleiters 2 fluchtet. Somit können also keine Windungsschlüsse auftreten, wobei gleichzeitig die Radialströmung des Gases durch den Radialkanal 1 äußerst verlustarm ist. Es sind keine wirbelbildenden Kanten und keine in den Kühlkanal 1 hineinragenden Isolationsschichten vorhanden, so daß dort keine Drosselung des Kühlgasstromes eintritt. Die Isolierung der Teilleiter 2 voneinander ist ausgezeichnet und auch bei Auftreten der Zentrifugalkräfte bleibend.

Claims

Patentansprüche: 1. Anordnung zur Verhinderung von Windungsschlüssen an einer mit radialen Kühlkanälen versehenen, luft- oder gasgekühlten Rotorwicklung einer elektrischen Maschine, insbesondere eines Turbogenerators, bei der den Kühlkanal begrenzende Kanten der radial übereinandergestapelten Teilleiter nutenförmige Einfräsungen aufweisen und bei der jeweils die zwischen zwei Teilleitern angeordnete Isolationsschicht über die gegenseitigen Berührungsflächen der Isolationsschicht mit den Teilleitern in Richtung zum Kühlkanal hinausragt, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kühlkanal (1) bildenden Teilkanäle der Teilleiter (2) radial fluchten und daß die Einfräsungen (4) durch buchsenartige Paßstücke (7) aus Isolierinaterial ausgefüllt sind, deren Innenbewandungen mit den Wänden dieser Teilkanäle fluchten.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationsschicht (3) nicht ganz bis zum Kühlkanal (1) reicht und daß das Paßstück (7) eine solche Form hat, daß es zwischen Kühlkanal (1) und Isolationsschicht (3) bis zum benachbarten Teilleiter (2) reicht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 725 493; französische Patentschrift Nr. 1305 905, britische Patentschrift Nr. 847 073.