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Flüssigkeitsgekühlte Ständerwicklung für elektrische Maschinen Die
Erfindung bezieht sich auf eine flüssigkeitsgekühlte Ständerwicklung für elektrische
Maschinen, deren in Umfangsrichtung verteilt angeordnete, einen geraden Nutenteil
und abgebogene Wickelkopfteile aufweisende, aus verdrillten Teilleitern zusammengesetzte
Leiterstäbe wenigstens teilweise Hohlleiter enthalten. Derartige Ständerwicklungen
sind in den verschiedensten Ausführungsformen bekannt. Insbesondere sind solche
bekannt, bei denen die Zu- und Ableitung des flüssigen Kühlmittels an den Wickelkopfenden
mittels Kappen erfolgt, welche die in parallelen Ebenen angeordneten zusammengehaltenen
Teilleiterenden allseitig umschließen, wobei als stirnkopfseitige Verbindungsleiter
massive Flachleiter verwendet sind (französische Patentschrift 1195 551).
Bei dieser bekannten Ständerwicklung bestehen die Kappen aus Metall, welche die
Hohlteilleiterenden umschließen, und sind mit Abstand zu diesen Kappen an überbrückungsstellen
der miteinander zu verbindenden Leiterstäbe Flachleiterbrücken angeordnet. Eine
solche Anordnung ermöglicht keine durchgehende gegeneinander isolierte Verbindung
der einzelnen Teilleiter bzw. Hohlteilleiter, was jedoch im Hinblick auf die Reduzierung
der Zusatzverluste auf Grund von Stirnstreufeldern erwünscht ist; außerdem sind
für die metallene Kappe und die Flachleiter-Verbindungsbrücken zusätzliche Isolierungen
bzw. Isolierstrecken zur Wahrung des erforderlichen Sicherheitsabstandes erforderlich.
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Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß es möglich ist, die
Stellen zur Kühlmittelzu- und -ableitung sowie die Stellen zur elektrischen Verbindung
der Teilleiter miteinander zu kombinieren und auf engem Raum ohne gegenseitige Beeinträchtigung
anzuordnen. An sich sind bereits die miteinander zu verbindenden Leiterbündelenden
allseitig umschließende Isolierstoffkappen bekannt (französische Patentschrift
1178 209). Hierbei sind jedoch die Teilleiter an den Enden der zu verbindenden
Stäbe über eine allen Teilleitern gemeinsame Brücke verbunden; das hat den Nachteil,
daß eine Verdrillung im Wikkelkopfbereich nicht möglich ist. Die Erfindung will
demgegenüber eine flüssigkeitsgekühlte Ständerwicklung schaffen, bei welcher beliebige
Verbindungen der einzelnen Teilleiter der beiden durchzuschaltenden Stäbe im Wickelkopf
möglich sind und zugleich die Kühlung durchführbar ist, wobei jedoch der dazu erforderliche
Raumbedarf für die Kappe möglichst kleingehalten werden soll. Zur Lösung dieser
Aufgabe bedient sich die Erfindung der an sich bekannten, an gegeneinander versetzten
Stellen einzeln durchgehend elektrisch leitend miteinander verbundenen massiven
Flachleiter (vgl. schweizerische Patentschrift 310 332). Diese bekannte Anordnung
weist von den Flachleiterverbindungsstellen abgehende zusätzliche Leiterkühlröhren
auf, welche durch die Maschinenstirnwände hindurchgeführt und dort von außen angebrachten
Kühlkammerdeckeln umgeben werden. Diese Anordnung hat unter anderem den Nachteil,
daß eine axiale Maschinenverlängerung erforderlich ist und das Anbringen der zusätzlichen
Kühlmittelleitkanäle verhältnismäßig aufwendig ist. Die Erfindung will demgegenüber
mit wesentlich einfacheren Mitteln auskommen.
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Gegenstand der Erfindung ist nunmehr, eine flüssigkeitsgekühlte Ständerwicklung
für elektrische Maschinen, deren in Umfangsrichtung verteilt angeordnete, einen
geraden Nutenteil und abgebogene Wickelkopfteile aufweisende, aus verdrillten Teilleitern
zusammengesetzte Leiterstäbe wenigstens teilweise Hohlleiter enthalten, mit Zu-
und Ableitungen des flüssigen Kühlmittels an den Wickelkopfenden mittels Kappen,
welche die in parallelen Ebenen angeordneten zusammengehaltenen Teilleiterenden
allseitig umschließen und welche aus Isolierstoff bestehen, wobei als stirnkopfseitige
Verbindungsleiter massive Flachleiter verwendet sind.
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Die Erfindung besteht darin, daß die Enden der Teilleiter der miteinander
elektrisch zu verbindenden Leiterstabbündel an gegeneinander versetzten Stellen
einzeln durchgehend mittels der massiven Flachleiter
elektrisch
leitend miteinander verbunden sind und daß an diesen versetzten Stellen innerhalb
der Isolierstoffkappe die offenen Enden der Hohlleiter mit den Hohlräumen der Isolierstoffkappe
in Verbindung stehen. Die Erfindung bietet die Möglichkeit, daß trotz der Zusammenfassung
von Schaltstellen und der Kühhnittelzu- bzw. -ableitung innerhalb der räumlich begrenzten
Kappen die Zusatzverluste innerhalb der Kappen besonders gering gehalten werden
können und innerhalb der Isolierstoffkappen wegen der verringerten Profilabmessungen
der massiven Zwischenverbinder Raum- bzw. Strömungsquerschnitt für die Kühlmittelzu-
und -ableitung gewonnen wird. Weiter bietet die erfindungsgemäße Anordnung die Möglichkeit,
ohne Schwierigkeiten an der Wickelkopfverbindung die gewünschten Schaltungen zur
Erzielung einer vollkommenen Verdrillung durchzuführen. Unter Umständen ist es hierbei
vorteilhaft, die massiven Verbindungsleiter etwa U-förmig auszubilden derart, daß
die axial gerichteten Schenkel der massiven Verbinder an die in der gleichen Richtung
verlaufenden gestreckten Hohlleiter angeschlossen werden, weil dadurch das rechtwinklige
Abbiegen der Hohlleiter im Bereiche der Verbindungsstelle vermieden werden kann.
Um Raumverluste innerhalb der die Verbindungsstelle einschließenden Isolierstoffkappe
zu vermeiden, werden die massiven Flachleiter gegeneinander versetzt an den mit
verschiedener Länge abgeschnittenen Hohlleitern angesetzt.
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Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand eines Ausführungsbeispieles
erläutert werden.
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F i g. 1 der Zeichnung gibt einen in einer Axialebene verlaufenden
Schnitt durch die Verbindungsstellen einer erfindungsgemäß ausgebildeten flüssigkeitsgekühlten
Ständerwicklung wieder; F i g. 2 einen Querschnitt an der Stelle X-X.
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In der Figur bedeuten 11 bis 16 die Hohlleiter einer Ständerwicklung.
Die Enden dieser Hohlleiter sind durch etwa U-förmig gebogene massive Flachleiter
21 bis 26 miteinander verbunden. Die Leiter 21 bis 26 werden versetzt bei 31 bis
36 mit der Außenseite der Hohlleiter weich oder hart verlötet. Die Verbindungsstellen
31. bis 36 sind hierbei in Richtung der Längsachse der Hohlleiter 11 bis 16 gegeneinander
versetzt. Die Hohlleiter werden zur Ermöglichung dieser Verbindung mit gestaffelter
Länge abgeschnitten, so daß die offenen Enden der Hohlleiter eine oder mehrere Treppen
bilden. Die Verbindung der Schenkel der massiven Verbinder und der Hohlleiter erfolgt
in solcher Weise, daß jeweils das mit einem Hohlleiter verbundene Ende des einen
Massivleiters mit Abstand neben dem offenen Ende des folgenden Hohlleiters liegt.
Man erkennt, daß diese Anordnung die Möglichkeit bietet, etwa senkrecht zur Teilleiterebene
liegende Kanäle für das Zu- und Abströmen des Kühlmittels zu gewinnen.
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Die Enden der Hohlleiter 11 bis 16 sowie der massiven Flachleiter
21 bis 26 sind in einer aus Isoliermaterial bestehenden zweischaligen Kappe 1 eingeschlossen.
Die Isolierstoffkappe wird zweckmäßigerweise mit erweiterten Hohlräumen 1 a versehen,
in welche die quer zu der Hohlleiterachse verlaufenden Zu- bzw. Abströmkanäle einmünden.
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Wie in der Figur angedeutet ist, kann der Innenraum der die beiden
Verbindungsstellen 6 und 7 einschließenden Kappe ohne weiteres durch Formgebung
bzw. einen Zwischenwandteil 3 abgeteilt werden. Eine derartige Anordnung empfiehlt
sich, wenn beispielsweise das Kühlmittel an der Verbindungsstelle den Teilleitern
eines Oberstabes zugeführt und von den Teilleitern eines Unterstabes abgeführt werden
muß. 6 und 7 sind der obere und untere Innenraum der Isolierstoffkappe. 8 und 9
bedeuten Stutzen für die Ein- und Ausführung des Kühlmittels. Man erkennt, daß zweckmäßigerweise
die Stegteile der massiven U-förmigen Verbinder in diesem Falle unter Einschaltung
einer Isolierung unmittelbar aneinander anliegend geführt werden, wodurch es ermöglicht
wird, mit einfachen Mitteln eine Abdichtung zwischen den beiden Kammern der Isolierstoffkappe
zu erzielen. Vorteilhafterweise können die Stegteile der U-förmigen Verbinder vor
dem Einbau zu einem festen Bündel vereinigt werden, daß unter Einschaltung von Zwischenisolierungen
mit einer Isolierstoffhülse od. dgl. umfaßt ist. Diese Hülse kann dann z. B. durch
Verkleben in einfacher Weise mit der Kappe vereinigt werden. Erforderlichenfalls
können innerhalb der Stegteile der Verbinder Verschränkungen oder Verdrillungen
durchgeführt werden. Wenn die Hohlleiterenden winkelförmig abgebogen werden, könnten
diese mit einem Bündel voneinander isolierter gestreckter massiver Leiter verlötet
werden.