DE1538869A1 - Electric machine runner with a winding that is axially cooled in sections by means of gas - Google Patents

Electric machine runner with a winding that is axially cooled in sections by means of gas

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DE1538869A1
DE1538869A1 DE19661538869 DE1538869A DE1538869A1 DE 1538869 A1 DE1538869 A1 DE 1538869A1 DE 19661538869 DE19661538869 DE 19661538869 DE 1538869 A DE1538869 A DE 1538869A DE 1538869 A1 DE1538869 A1 DE 1538869A1
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cooling
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cooling gas
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Description

Blektromaschinenläufer mit 'einer axialabschnittaweise mittels Gas gekühlten Wicklung Die Erfindung bezieht sich auf einen Blektromaschinen läufer mit einer Wicklung, deren aktiver Teil in Längs nuten des Läufers verlegt ist und die über Innenkanäle ihrer Leiter axialabschnittaweise mittels Gas gekühlt ist.Sheet metal machine rotor with 'an axial section by means of gas cooled winding The invention relates to a sheet metal machine rotor with a winding, the active part of which is laid in the longitudinal grooves of the rotor and which is cooled axially in sections by means of gas via inner channels of its conductors.

Es ist ein Turbogeneratorläufer dieser Art bekanntg bei dem jede seiner beiden axialen Hälften im- Ganzen zwei axial aufeinanderfolgende Innenkanal-Kühlabschnitte auf weist. A turbo-generator rotor of this type is known in which each of its two axial halves as a whole has two axially successive inner channel cooling sections.

Der eine Kühlabschnitt reicht von den Umfangsteilen des Wickelkopfes der betreffenden axialen Läuferhälfte bis in den aktiven Teil der Wicklung hinein. Die Wickelkopf unfangsteile weisen Kühlgaseintrittskanäle auf,die in die Innenkanäle münden. Die Innepkanäle stehen, vom Wickelkopf aus gesehen hinter-der ihn umgebenden, auf dem Ende des Läuferballens sitzenden Induktorkappe über Kühlgaaaustrittakanäle, die durch Nutverschlußkeile führen, mit dem Luftspalt in Verbindung. Das Kühlgas'tritt also aus dem dem Wiakelkopf benachbarten Raum in die Kühlgas eintrittskanäle ein, durchströmt die Innenkanäle und ver läßt diese über die Kiihlgaaaustrittakanäle in den Luftspalt hinein.One cooling section extends from the peripheral parts of the end winding the relevant axial rotor half into the active part of the winding. The end winding parts have cooling gas inlet channels that are in the Open inside channels. The inner canals are behind, as seen from the winding head the inductor cap surrounding it and sitting on the end of the rotor ball via cooling gas outlet ducts, which lead through slot wedges, in connection with the air gap. The cooling gas occurs i.e. from the space adjacent to the Wiakel head into the cooling gas inlet channels, flows through the inner channels and ver leaves them via the Kiihlgaaaustrittakanäle into the air gap.

Dieser Kühlabschnitt dient also der Kühlung den Wickel -kopfes und des ihm unmittelbar benachbarten Teils des aktiven Teiles der Wicklung.This cooling section is used to cool the winding head and of the part of the active part of the winding immediately adjacent to it.

Pür den anderen Kühlabschnitt sind Nutgrundkanäle, die am Wickelkopfraum beginnen, als Kanäle zur Zuführung den Kühlgases zu den Innenkanälen dieses Kühlabschnitts vorgesehen. Diese Nutgrundkanäle stehen an dem dem Wickelkopf näheren Ende dieses M labschnittes über Kühlgasübertrittskanäle mit diesen Innenkanälen-in Verbindung. Vom Wickelkopf aus gesehen kurz vor der axialen Läufermitte stehen die Innenkanäle des Kühlabschnitts ebenso wie die Innenkanäle des erstgenannten Kühlabschnitte über Kühlgasaustrittakanäle genannter Art mit dem Luftspalt in Verbin-#ung. Das Kühlgas tritt also aus den vom Wickelkopf um -gebenen Raum in die Nutgrundkanäle ein, durchströmt diese, dann die Kühlgasübertrittskanäle und darauf die Innen -kanäle und verläßt diese über die Kühlgaaaustrittakanäle in den Luftspalt hinein.For the other cooling section, groove base channels, which begin at the winding head space, are provided as channels for supplying the cooling gas to the inner channels of this cooling section. At the end of this M lab section closer to the winding head, these groove base channels are connected to these inner channels via cooling gas transfer channels. Viewed from the end winding, shortly before the axial rotor center, the inner channels of the cooling section, like the inner channels of the first-mentioned cooling section, are connected to the air gap via cooling gas outlet channels of the type mentioned. The cooling gas thus enters the groove base channels from the space surrounded by the end winding, flows through them, then the cooling gas transfer channels and then the inner channels and leaves them via the cooling gas outlet channels into the air gap.

Dieser andere Kühlabschnitt dient-also der Kühlung prak -tisch des ganzen übrigen Teils des aktiven Teils der Wicklung.This other cooling section is used for cooling in practice entire remaining part of the active part of the winding.

Zwei Innenkanal-Kühlabschnitte genügen nun aus bekannten GrÜnden nicht mehrg wenn die Nennleistung des Generators steigt. Für diesen Fall ist bekannt, daß anstelle des ge - nannten anderen Kühlabschhitts zwei axial aufeinanderfol -gende Kühlabschnitte dieser Art vorgesehen sindg jede axi ale Generatorhälfte also im Ganzen drei Innenkamal-Kühlab schnitte aufweist. Für den mittleren Kühlabschnitt gilt dann das, was oben für den anderen KÜhlabschnitt ausgeführt ist. Die Innenkanäle des nahe der axialen Läufermitte ge -legenen, dritten Kühlabschnitts erhalten ihr Kühlgas aus axialen Verlängerungen der genannten Nutgrundkanäle, und nachdem die Innenkanäle des dritten Kühlabschnitts von dem Kühlgas durchstrÖmt worden sind, verläßt es diese an dem dem Wickelkopf fernen Ende dieses Kühlabschnitte, das nahe der axialen LäÜfermitte liegt, ebenfalls über Kühlgaaaus -trittakanäle genannter Art in den Luftspait hinein.For known reasons, two inner duct cooling sections are no longer sufficient if the nominal output of the generator increases. In this case, it is known that instead of - called Kühlabschhitts other two axially aufeinanderfol -gende cooling sections of this kind provided sindg each axi ale generator half so the whole three-Innenkamal Kühlab sections having. What is stated above for the other cooling section then applies to the central cooling section. The inner channels of the third cooling section, which is located near the axial rotor center, receive their cooling gas from axial extensions of the above-mentioned groove base channels, and after the cooling gas has flown through the inner channels of the third cooling section, it leaves them at the end of this cooling section that is remote from the end winding is located near the axial center of the fan, also via cooling gas outlet ducts of the type mentioned into the air gap.

Für Grenzleistungsmaschinen jedoch genügen diese drei Kühlabschnitte in jeder der beiden axialen Läuferhälften nicht mehr. Bei Verwendung von Nutgrundkanälen ergibt sich der Nachteil der Schwächung des zentralen Querschnitts des aktiven Läu -ferteils und/oder Vergrößerung des Außendurchmessers dieses Läuferteils.However, these three cooling sections are sufficient for high-performance machines no longer in either of the two axial rotor halves. Using Groove base channels have the disadvantage of weakening the central cross section of the active runner part and / or enlargement of the outer diameter of this runner part.

Ferner sind bei Turbogeneratoren in den Läuferzähnen vor gesehene Kühlgaskanäle bekennt, die am Wickelkopfraum beginnen und kurzhinter der Induktorkappe in den Luftspalt münden.* Das Kühlgas strömt hier an den Wickelkopfteilen außen vorbei, um-diese zu kühlen, und das so erwärmte Gas strömt dann durch diese Kühlgaskanäle hindurch in den Luftspalt hinein. Die Kühlgaskanäle haben jeweil's runden Quer schnitt oder sind jeweils eine Läuferlänganut rechteckigen 4uerschnitte. Im letztgenanntexi Fall ist also der Läufer - zehn radial von außen geschlitzt oder genutet. Schon ein einz ger Kühlgaskanal runden ##uerschnitts je Läuferzahn schwächt aber diesen Läuferzahn sehr. Dies ist von Nach -teilg weil der Läuferzahn radial nach außen auf Zug beansprucht ist. Auch kann durch diesen Kühlgaskanal hindurch nur wenig Kühlgas aus dem Wickelkopfraum abgeführt werden. Durch zwei oder mehr Kanäle runden Querschnitts je Zahn könnte dieser Nachteil zwar vermindert werden, jedoch würde der Zahn noch mehr geschwächt. Der eine Kühlgankanal je Zahn stellt ferner eine Kerbe dar, so daß Spannungsspitzen auftreten. Noch mehr Spannungsspitzen treten bei mehr als einem Kühlgaskanal je Zahn auf. - Ähnliche Nachteile tretenbei dem geschlitzten Zahn auf. Aufgabe gemäß der Erfindung istg bei dem anfangs genannten Elektromaschinenläufer mindestens einen zusätzlichen Innenkanal-Kühlabschnitt zu schaffen und/oder Schwächung des zentralen Querschnitts des aktiven Läuferteils und/oder Vergrößerung des Außendurchmessers dieses Läuferteils durch Kühlgaszuführungskanäle zu vermeiden.Furthermore, in turbo generators there are cooling gas ducts in the rotor teeth, which begin at the end of the winding and open into the air gap just behind the inductor cap these cooling gas channels through into the air gap. The cooling gas ducts each have a round cross-section or are each a runner length groove of rectangular 4uerschnitte. In letztgenanntexi case, the runner is - ten radially slotted or grooved from the outside. However, even a single cooling gas channel with a round cross-section per rotor tooth weakens this rotor tooth very much. This is disadvantageous because the rotor tooth is subjected to tension radially outwards. Only a small amount of cooling gas can also be removed from the winding head space through this cooling gas channel. This disadvantage could be reduced by two or more channels of round cross-section per tooth, but the tooth would be weakened even more. The one cooling channel per tooth also represents a notch so that stress peaks occur. Even more voltage peaks occur with more than one cooling gas channel per tooth. - Similar disadvantages tretenbei on the slotted tooth. The object of the invention is to create at least one additional inner channel cooling section in the electrical machine rotor mentioned at the beginning and / or to avoid weakening the central cross section of the active rotor part and / or increasing the outer diameter of this rotor part by means of cooling gas supply channels.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlageng daß für einen im Bereich des aktiven Teils be -findlichen Innenkanal-Kühlabschnitt als Kühlgaazuführunge -kanäle Nutseitenkanäle vorgesehen sind, die am Wickelkopf -raum beginnen.To solve this problem, it is proposed according to the invention that for an inner channel cooling section located in the area of the active part Nutseitenkanal are provided as Kühlgaazuführunge channels on the winding head -space begin.

So kann z.B. eine axiale Hälfte des aktiven Läuferteils im Ganzen vier axial aufeinanderfolgende Innenkanal-Kühl - abschnitte aufweisen, und zwar von der axialen Läufermitte aus gesehen zwei, für die als Kühlgaazuführungskanäle ge - nannte Nutgrundkanäle vorgesehen sind, dann als zusätz - liehen Innenkanal-Kühlabschnitt einen$ für den als Kühlgaszuführungskanäle diese Nutseitenkanäle vorgesehen'aindv und am Ende des aktiven Läuferteils einen, dessen Innenkanäle das Kühlgas voin Wickelkopf erhalten. Auch kann eine axiale Hälfte des aktiven Läuferteils im Ganzen nur die beiden oben zuletzt genannten Kühlabschnitte aufweisen* Insbesondere wird also die Erfindung bei einen Läufer angewendet, der einen anfangs genannten bekannten Inneakanal-Kühlabschnitt aufweist, der von den Wickelkopfunfangsteilen bis in den aktiven Teil den Läufern hinein reicht und kUhlga4durch - strömt ist. - Das Kühlgas verläßt genannte Kühlabschnitte erwärmt insbesondere in den Luftspalt hinein, wofür genannte Kühlgaaaustrittakanäle vorgesehen sind.For example, an axial half of the active rotor part in the whole four axially successive inner passage cooling - have portions, namely on the axial rotor center of view two, for the ge as Kühlgaazuführungskanäle - called Nutgrundkanäle are provided, then As an added - loan interior channel cooling section one for which these slot side channels are provided as cooling gas supply channels and one at the end of the active rotor part, the inner channels of which receive the cooling gas from the end of the winding. Also, an axial half of the active part of the slider as a whole have only the two cooling sections above latter * Specifically thus applying the invention in a rotor having an initially-mentioned known Inneakanal-cooling section of the runners of the Wickelkopfunfangsteilen up in the active part extends and kUhlga4durch - is flowing. - The cooling gas exits said cooling sections is heated in particular in the air gap, for which said Kühlgaaaustrittakanäle are provided.

Durch den bzw. die zusätzlichen Kühlabschnitte kann man einen hinreichend gleichmäßigen Verlauf der Temperatur der Wicklungsleiter über die axiale Länge des Läufers und/oder mit mehr Kühlabschnitten und Ausnutzung der zulässigen Kühlabschnittaerwärmung eine größere axiale Länge des Läufers, also der Maschine, und damit eine größere Leistung der Ma schine erhalten bzw. bei gleichbleibenden Abmessungen infolge höherer Erregerströme die Leistung steigern. Ferner kann der aktive Teil des Läufers so ausgelegt werden, daß Nutgrundkanäle nicht zu weit raclial nach innen reichen bzw. sein Außendurchmesser nicht zu groß ausgeführt zu 'werden braucht. Durch die Erfindung können auch örtliche Über -temperaturen, die die Leiterisolation schädigen könneng vermieden werden.The additional cooling section (s) allows a sufficiently uniform course of the temperature of the winding conductors over the axial length of the rotor and / or, with more cooling sections and utilization of the permissible cooling section heating, a greater axial length of the rotor, i.e. the machine, and thus greater performance of the machine or increase the performance with the same dimensions due to higher excitation currents. Furthermore , the active part of the rotor can be designed in such a way that groove base channels do not extend too far inwardly or that its outer diameter does not need to be made too large. Local excess temperatures, which can damage the conductor insulation, can also be avoided by the invention.

Meist ist das von Wickelkopfraum begrenzte Ende des aktiven Läuferteils relativ heiß, soweit nicht besondere Maßnahmen vorgesehen worden. Das durch die genannten Nutseitenkanäle strömende Kühlgan aber kühlt diesen Läuferteil. Daß dadubch das Kühlgas vorgewärzt aus diesen Nutzeitenkanälen in die Innenkanäle gelangt» wird in Einblick auf diese zusätzliche Kühlung diesen heißen Läuferteils in Kauf genommen. Die zu kilblende Iänge den Senannten den Wickelkopf mit umfassen-den Innenkanal-Kühlabschnitte liegt praktisch fest, da die axiale Länge und die in Umfangsrichtung gemessene Länge des WickeIkopfes festliegen. Die axialen Längen des anderen Kühlabschnitts bzw. der anderen Kühlabschnitte jedoch kann bzw. können geändert werden. So kann, wenn die Kühlgaseintrittstemperatur des über die Nutseitenk#näle versorgten Kühlabschnitts zu hoch werden sollte, die axiale Länge dieses Kühlabschnitts kleiner ausgelegt werden.Usually the end of the active rotor part bounded by the winding head space is relatively hot, unless special measures have been taken. The cooling element flowing through said groove side channels, however, cools this rotor part. The fact that the cooling gas is prewarmed from these useful side channels into the inner channels is accepted in view of this additional cooling of this hot rotor part. To kilblende Iänge the Senannten the winding head with comprehensive interior channel cooling sections is fixed practical because the axial length and the measured length in the circumferential direction are fixed the WickeIkopfes. The axial lengths of the other cooling section or the other cooling sections can, however, be changed. Thus, if the cooling gas inlet temperature of the cooling section supplied via the groove side channels should become too high, the axial length of this cooling section can be designed to be smaller.

Durch Verwendung der Nutseitenkanäle sind die im Zusammen hang mit den genannten bekannten Läuferzahnkanälen er -wahnten Nachteile vermindert oder beseitigt. Die Nutseitenkanäle weisen einen vergleichsweise mindestens ebenso großen, meist größeren Ein- und Durchströmquerschnitt auf, wobei aber die durch die Kanäle runden Querschnitte oder den Schlitz im Zahn bedingten Spannungsspitzen entfallen, Es kann durch die Nutseitenkanäle eine sehr große KÜhlgaämenge aus dem Wickelkopfraum abgeführt werden.By using the groove side channels, the disadvantages mentioned in connection with the known rotor tooth channels mentioned are reduced or eliminated. The Nutseitenkanäle have a comparatively at least as large, usually larger input and throughflow on, but the round through the channels cross-section or slot omitted in the tooth-related voltage spikes can be discharged through the Nutseitenkanäle a very large KÜhlgaämenge from the winding space.

Die in der Läufernut befindlichen Leiter sind zum Nutsei tenkanal hin insbesondere unisoliert, so daß das Kühlgas direkt am Kupfer entlangströmt und von denleitern relativ viel Wärme aufnimmt. Die Leiter können aber auch von Iso -lierung =geben sein.The conductors in the runner groove are tenkanal to the groove side in particular uninsulated so that the cooling gas flows directly along the copper and absorbs a relatively large amount of heat from the conductors. The ladder can also be from Iso -lation = to be given.

Es können die Nutseitenkanäle über Kühlgaaaustrittakanäle #mit dem Luftspalt in Verbindung stehen. Diese Kühlganaus -trittakanäle und die KÜhlgaaaustrittskanäle den-ersten Kühlabschnitts können axial gesehen an derselben Stelle angeordnet sein. Die-einen können aber axial auch etwas vor oder etwas hinter den anderen angeordnet sein. The groove side channels can be connected to the air gap via cooling gas outlet channels #. These Kühlganaus -trittakanäle and the KÜhlgaaaustrittskanal the first cooling section can be arranged axially at the same point. One can, however, also be arranged axially a little in front of or a little behind the other.

Die Erfindung verbessert die Kühlung des Läute re und erlaubt eine höhere Ausnutzung desselben. Sie bringt ferner eine große Beweglichkeit in der Anpassung an die jeweiligen Erfordernisse bezüglich dieser Kühlung.The invention improves the cooling of the Läute re and allows one higher utilization of the same. It also brings great flexibility in adaptation to the respective requirements with regard to this cooling.

Es bringt besondere Vorteile, wenn die Nutseitenkanäle durch etwa parallelwandige Läuferzähne und die Wicklungs leiter gebildet sind. Diese Bauart ist mit gleichen Vor teilen allgemein anwendbar, d.h. unabhängig von der Lage der Kühlgaseintritte und Kühlgasaustritte bzw. Kühlgasübertritte der Nutseitenkanäle und auch ohne Übertritt des Kühlgases aus den Nutseitenkanälen in Innenkanäle. Die Vorteile dieser Bauart sind folgende: Der jeweils zwischen den Nutgründen zweier Nuten befindliche Zahnfuß, in- dem die durch die Zentrifugalkraft hervorgerufene Zugepannung und die Flußdichte am größten sind und der somit einen Engpaß darstelltg ist genauso breit wie bei einer Bauart ohne Nutseitenkanäle. Dieser Engpaß ist also nicht geschwächt. Radial außerhalb des Zahnfußes ist der überflüssige Zahn -werkstoff durch die Nutseitenkanäle ersetzt" die sich also zum Luftspalt hin erweitern. Durch den Wegfall des Über - flüssigen Zahnwerkstoffes ist auch die Zentrifugalkraft des Zahnes kleiner. Ferner ist vom radial innerhalb des Zahnfußes befindlichen Gebiet bis zum Zahnaußenumfang eine Vergleichmäßigung der Spannung averteilung vorhanden. Es ist von Vorteil, wenn den am Wickelkopfraum beginnenden Nutseitenkanälen Wickelkopf-Kühlgaskanäle strömungsmäßig vorgeschaltet sindv die von Füllstücken, die mit den Läuforzähnen fluchten, und den Wicklungsleitern gebildet sind. Dies ergibt eine stärkere Kühlung der Wickelköpfe, weil das Kühlgas definierte Kühlgaskanäle an den Wicklungslei - tarn durchströmt. Auch diese Bauart ist wie die mit den etwa parallelen Läuferzähnen in dem dort angegebenen Sinne allgemein anwendbar. Die Püllstücke sind insbesondere so gegtaltetg,daß sie mit den Wicklungeleitern die Kaltgas - Eintritte radial innen bilden. Die Füllstücke können in diesem Sinne radial nach innen zugespitzt sein. Die Kalt-Säe-Eintritte bzw. die Zuspitzungen befinden sich inabe sondere nur in dem Gebiet, wo die sich in Läuferlängsrichtung erstreckenden Teile der Wickelköpfe fern dem aktiven Teil des Läufers beginnen. Es kann aber auch der Kaltgas - Eintritt über die ganze Länge dieser Wickelkopfteile bzw. der Füllstücke erfolgen, wozu denn die Füllstückd über ihre ganze Länge zugespitzt gestaltet sein können. Um eine gute Festlegung der Füllstücke zwischen den Wickelkopf - teilen zu erhalten# können die Füllatücke so gestaltet sein# daß ei* teilweise an den Wicklungsleitern anliegen und dort, wo sie nicht anliegen, mit den Wicklungeleitem-die Wickel -kopf-Kühlgaskanäle bilden. Die vorgenehalteten, durch die Füllstücke und die Wick -lungsleiter gebildeten Kühlgaskanäle eignen sich sehr gut dazu, die unterschiedliche Erwärmung des Wickelkopfes, die sich durch seine verschieden großen Spulenlängen er - gibt, zu vergleichmäßigen, indem nämlich bei den längsten Spulen diese Kühlgaskanäle vorgesehen werden bzw. diese Zusatzkühlung vorgesehen wird, bei den anderen jedoch nicht. Auch können Zwischenstufen vorgesehen sein. It has particular advantages if the slot side channels are formed by approximately parallel-walled rotor teeth and the winding conductors. This design is generally applicable with the same before share, ie regardless of the location of the cooling gas inlets and cooling gas outlets or cooling gas transfers of the groove side channels and also without the cooling gas from the groove side channels in the inner channels. The advantages of this type of construction are as follows: The tooth root located between the groove bases of two grooves, in which the tension caused by the centrifugal force and the flux density are greatest and which thus represents a bottleneck, is just as wide as in a type without groove side channels. So this bottleneck is not weakened. Radially outside of the tooth root is the excess tooth -Material by the Nutseitenkanäle replaced "which therefore be extended toward the air gap through the elimination of over -.. Liquid dental material and the centrifugal force of the tooth is smaller Furthermore, from the radially located inside of the tooth root region to the Tooth outer circumference there is an equalization of the tension distribution. It is advantageous if the groove side channels beginning at the winding head space are preceded by the winding head cooling gas ducts in terms of flow, which are formed by filler pieces that are aligned with the rotor teeth and the winding conductors. This results in greater cooling of the winding heads because flows through tarn also this construction is like the Püllstücke are generally applicable to the approximately parallel rotor teeth in the specified there effect, in particular so gegtaltetg that they with the Wick lung conductors, the cold gas - - the cooling gas defined cooling gas passages to the Wicklungslei.. admissions radially inwardly form. In this sense, the filler pieces can be pointed radially inward. The cold-sowing entries or the tapering are inabe special only in the area where the parts of the winding heads extending in the longitudinal direction of the rotor begin far from the active part of the rotor. But it can also be the cold gas - carried this winding parts or the filler inlet over the entire length, what for the Füllstückd can be designed tapered over its entire length. To have a good definition of the filler between the winding head - # share to get the Füllatücke can be designed so # that ei * partially rest on the winding conductors and where they are not in that form Wicklungeleitem winding head made cooling gas channels with. The vorgenehalteten, -lungsleiter by the filler and the Wick cooling gas channels formed are very well suited to the different heating of the winding head, which he by its different-sized coil lengths - to even out there, by this cooling gas channels are provided namely for the longest coils or this additional cooling is provided, but not for the others. Intermediate stages can also be provided.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Läufers gemäß der Erfindung dargestellt. Fig.1 zeigt schematisch eine axiale Hälfte eines langen Induktors eines Turbogene rators mit vier Innenkanal-Kühlabschnitten in einem Längsschnitt. Fig.2 zeigt Nutseitenkanäle in einem (4uerschnitt clurch den Läufer. Fig.3 zeigt ein Füllstück zwischen zwei Längstellen einen Wickelkopfes in einen Läuferquerschnitt. Fig.4 zeigt ein Füllstück anderer Bauart zwischen Länge - teilen einen Wickelkopfes in zwei Läuferquerschnitten IV-IV und IVI-IVI (ziehe Fig.5). Fig.5 zeigt das Füllstück gemäß Zig.4 in einen Längsachnitt V-V (siehe Fig.4). Fig.6 zeigt ein Füllstück noch anderer Bauart in einem Länge schnitt der Art wie der Längsschnitt V-V. Fig.7 zeigt einen querschnitt VII-VII gemäß Fig.6-0 Die Induktorhälfte gemäß Fig.1 besteht in wesentlichen aus dir zugehörigen Ulfte einen Ballons 22, einer Welle 239 -einer Wicklung - mit Wicklungestäben 21 -. und einer Kappe 24- Die Teilleiter 35 der Wicklung weisen Innenkanäle 36 auf (siehe Fig.2)-.. Die vier Innenkanal-Kühlabschnitte sind mit 10 bis 13 bezeichnet. Sie reichen zusammen von den Wickelkopfumfangstellen bis zur Induktormit11,e 14. Die Kühlgasströme - es kann sich um Wasserstoff-oder Luft handeln - sind durch die Pfeile angedeutet. Der Kühlabschnitt 10 weist Kühlgaseintritte 15 am Wickelkopf auf, und zwar an seinen-sich in Umfangsrichtung erstreckenden Teilen. Die Kühlgaaaustritte des Kühlabschnitts 10 in den Luftspalt 16 sind mit 17 bezeichnet. Der Kühlabschnitt 10 reicht also von den Wickelkopfumfangsteilen bis in den aktiven Teil der Wicklung hinein und ist auch von diesen Teilen bis in den aktiven Teil der Wicklung hinein vom Kühlgas durchströmt. Er reicht hier bis kurz hinter die Kappe 24. Die axial aufeinanderfolgenden, strömiing.-smäßig parallelgeschalteten Kühlabschnitte 12 und 13 erhalten ihr Kühlgas aus Nutgrund -kanälen 18, deren Kühlgaseintritte 20 sich am Wickelkopf'-raum 19 befinden, d.h. am Ende des Ballens 22; die Pfeile zeigen die Parallelschaltung. Die zugehörigen Kühlgasaus -tritte in d en Luftspalt 16 sind durch die Pfeile 29 und 30 angedeutet@ Zwischen den KÜhlabschnitten 10 und 12 ist ein zusätzlicher Kühlabschnitt 11 geschaffeng wodurch die Küh - 1-abschnitte 12 und 13 kÜrzer als ohne den Kühlabschnitt 11 ausfallen. Die dicken Pfeile'zeigen den Kühlgasstrom-durch den Kühlabschnitt 11 an. Das betreffende Mlgas tritt in Kühlgaakanäle ein, die sich zwischen den in Längsrichtung verlaufenden Teilen des Wickelkopfes befinden, durchstrÖmt diese Wickelkopf-Kühlgaskanäle, tritt denn durch Kühlgas - eintritte 25 am Wickelkopfraum 19, d.h. am Ende des Ballens 22, hindurch in Nutseitenkanäle 31 (siehe Fig.2) ein, durchströmt diese und kühlt dabei zusätzlich das thermisch hoch beanspruchte Ende des Ballens 22, durchströmt denn nicht besonders dargestellte Kühlgaaübertrittakanäle (siehe den Pfeil 26)9 über die die Nutseitenkanäle 31 mit den Wicklungeleiter-Innenkanälen verbunden sind, und darauf diese Innenkanäle (siehe den Pfeil 27), um diese durch Kühlgasaustritte hindurch in den Luftspalt 16 hinein zu - verlassen (siehe den Pfeil.28). Die durch die Pfeile 17, 289 29 und 30 angedeuteten Kühlgaaaustritte bzw. Kühlgaaaus -trittskanäle durchdringen die Nutverschlußkeile 31. In the drawing, exemplary embodiments of the rotor according to the invention are shown. Fig.1 shows schematically an axial half of a long inductor of a turbo generator with four inner channel cooling sections in a longitudinal section. Fig. 2 shows groove side channels in a (cross-section through the runner. Fig. 3 shows a filler piece between two longitudinal points of a winding head in a runner cross-section. Fig. 4 shows a filler piece of a different type between length - parts of a winding head in two runner cross-sections IV-IV and IVI IVI (see Fig.5). Fig.5 shows the filler piece according to Zig.4 in a longitudinal section VV (see Fig.4). Fig.6 shows a filler piece of yet another design in a length section of the type as the longitudinal section VV. 7 shows a cross-section VII-VII according to FIG. 6-0. The inductor half according to FIG. 1 consists essentially of the associated Ulfte a balloon 22, a shaft 239 - a winding - with winding bars 21 - and a cap 24 - die Partial conductors 35 of the winding have inner channels 36 (see FIG. 2) - .. The four inner channel cooling sections are labeled 10 to 13. Together they extend from the winding head circumferences to the inductor with 11, e 14. The cooling gas flows - it can be hydrogen -or Lu act ft - are indicated by the arrows. The cooling section 10 has cooling gas inlets 15 on the end winding, specifically on its parts extending in the circumferential direction. The cooling gas outlets of the cooling section 10 into the air gap 16 are denoted by 17. The cooling section 10 thus extends from the winding head circumferential parts into the active part of the winding and the cooling gas also flows through it from these parts into the active part of the winding. Here it extends to just behind the cap 24. The cooling sections 12 and 13 , which follow one another in axial succession and are connected in parallel, receive their cooling gas from groove base channels 18, the cooling gas inlets 20 of which are located at the winding head space 19 , i.e. at the end of the bale 22 ; the arrows show the parallel connection. The associated Kühlgasaus -tritte in d s air gap 16 @ are indicated by the arrows 29 and 30 between the cooling sections 10 and 12 is an additional cooling section 11 geschaffeng whereby the Küh - Failed 1-portions 12 and 13 shorter than without the cooling section. 11 The thick arrows indicate the flow of cooling gas through the cooling section 11 . The Mlgas concerned enters Kühlgaakanäle located between extending in the longitudinal direction parts of the winding head, flows through this winding head cooling gas channels occurs because by cooling gas - entrances 25 at the winding space 19, ie at the end of the bale 22, and into Nutseitenkanäle 31 (see Fig.2), flows through it and cools in addition, the thermally highly stressed end of the bale 22, for flow through Kühlgaaübertrittakanäle not specifically shown (see the arrow 26) 9 on the Nutseitenkanäle 31 are connected to the Wick lung conductor internal channels, and then this ion channels (see the arrow 27) therethrough to cooling by gas leaks into the air gap 16 into - left (see the Pfeil.28). The cooling gas outlets or cooling gas outlet ducts indicated by the arrows 17, 289, 29 and 30 penetrate the slot locking wedges 31.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, wie sich die Nutseitenkanäle 31 zum Luftspalt 16 hin erweitern. Der Zahn 32 hat zueinander parallele Seitenwände 33 und 34. Zwischen dem Nutseiten -kanal 31 und dem Wicklungsstab 21 ist nur kurz vor dem Nutgrund Isolation vorgesehen, und zwar in Form eines Isola -tionsschuhes 50, in dem also die am.weitesten radial innen liegenden Teilleiter 35 eingebettet sind. Die Nut, in der" -sich der Wicklungestab 21 befindet, ist am Nutgrund so breit wie der Wicklungestab 21 und diese Isolation (50). Die Nut erweitert sich zum Luftspalt 16 hin. Die Seiten - wände 339 34 können auch so verlaufen, daß zwischen ihnen und den am weitesten radial innen liegenden Teilleitern 35 oder ihrer genannten Isolation bis zum Nutgrund ein aus -- geprägter Abstand vorhanden ist. Gemäß Fig.3-sind die Längsteile des Wickelkopfes mit 3#7 bezeichnet. Das Fülls-tück,38 ist an dem dem Ballen 22-fernen Ende radial nach-innen zugespitzt, so daß Kaltgas-Eintritte-gebildet sind - siehe di.e-Pfeil,e 39 -.-Die Wickelkopf-Kühlgaskanäl.6 sind mit 49 bezeichnet. Gemäß Fig..4 ist das Füllstück mit - 40 bezeichnet. ßo liegt- -mit seinen Teilozi 41-bis 44.an den Teilleitern 35 an- Die Kühlgaskanäle sind mit.-45 Die breid-en-,Kilh>Igankanäle, gemäß # Fig. 6 un& 7 haben den Küh-Iga&3kanälen- 45, gegenüber eine andere Form und sind mit 46-beseichnet. Das Püllstück#ist mit 4? bezeichnet. Die Pfeile gemäß Fig.-5 und 6 geben die Strömungsrichtung.des Kühlgases in diesem Wickelkopfgebiet an. An den Stellen 48 ist Gummi oder Kunststoff zur Abdichtung vorgesehen.From Fig. 2 it can be seen how the groove side channels 31 widen towards the air gap 16 . The tooth 32 has side walls 33 and 34 parallel to one another. Between the groove side channel 31 and the winding bar 21, insulation is provided just before the groove base, in the form of an insulation shoe 50, in which the furthest radially inner one Partial conductors 35 are embedded. The groove in which "--SiCH the Wick lung rod 21 is located, is at the bottom of the groove as wide as the Wick lung rod 21 and this isolation (50) the groove widens towards the air gap 16 towards the sides -.. Walls 339 34 can also run such that 35 or its above-mentioned insulation up to the groove base a between them and the partial conductors furthest radially inward from - is embossed distance exists According to Fig.3-designated the longitudinal parts of the winding head with 3 # 7 the Fülls-Tück, 38.. at the end remote from the bale 22 tapered radially inward, so that cold gas inlets are formed - see di.e arrow, e 39 -. The winding head cooling gas ducts 6 are denoted by 49. According to FIG. 4 the filler has -. 40 denotes SSO liegt- -with its Teilozi 41-bis Toggle 44.an the partial conductors 35, the cooling gas channels are mit.-45 un the Breid-ene, Kilh> Igankanäle according to # 6 &. 7 have the Küh-Iga & 3kanälen- 45, opposite a different shape and are denoted 46. The Püllstück # is denoted by 4 ?. The Arrows according to FIGS. 5 and 6 indicate the direction of flow of the cooling gas in this end winding area. At the points 48 rubber or plastic is provided for sealing.

Claims (1)

p ü 1. Blekt'ro'»"oc'hinenläüfer mit einer Wicklung, deren aktiver Teil in Längänuten den Läufern verlegt-ist und die Über Innenkan Ule ihrer Leiter axialabschüitte-ddise iittäls Gas gekühlt istg dadurchgekennzeichnet9 daß für-ein n in Bereich den aktiven Teils befindlichen Innenkemal - Kühlabschnitt (11) als Kühlgaaauführungskanäle Nutzeiten- kanäle (31)-vorgesehen sind, die an Wickelkopfraium (19) beginnen. 2. Blektrozeschinenläufer nach Anspruch--1.:#dadurch gekenn - zeichnet» daß ein Kühlabschnitt (11), für den als Kühl - gaszuführungekanäle diese Nutseiteakanäle (31) vorgesehen eind».awineben zwei Irmenkanal-Kühlabschnitten (lote) angeordnet ist, von denen der eine (10) von den Wiekel kopfumfangeteilen bis in den aktiven teil der Wicklung hinein sowohl reicht als auch kühlgandurchströmt ist', während für den anderfä(12; 12, 13) als IKUMC*osutiih - rungekanäle Nutgrundkangle (18) vorgesehen eind, die an Wickelkopfraum (19) begimen-e
Blektromaschinenläufer, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutseitenkanäle (31) durch etwa parallelwandige Läuferzähne (32) und die Wicklungsleiter (21) gebildet sind. 4. Elektroxaschinenläufer, insbesondere nach Anspruch 192 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß den am Wickelkopf -raum (19) beginnenden Nutseitenkanälen (31) Wickelkopf-Kühlgaskanäle (499 459 4,6) strömungsmäßig vorgeschaltet sind, die von Yüllotücken (389 40t 47)9 die mit den Läuferzähnen (32) fluchten, und den Wicklungeleitern (Wicklungestäben 2-1) gebildet -sind. 50 Biektromaschinenläufer nach Anspruch 4, dadurch gekenn - zeichnet, daß die Püllstücke (38) so gestaltet sind.'daß sie mit den Wicklungsleitern (21) die Kaltgan-Eintritte (Pfeile 39) radial innen bilden, 6. Elektromaschinenläufer nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennseichnet, daß die Püllstücke (409 47) so gestaltet sindv daß sie teilweise eft den Wicklungeleitern (21») dnliegen und dort.' wo nie nicht anliegen, mit den Wick -lungeleitern (21) die Wickelkopf-Kühlgankanäle (459 46) bilden.
p ü 1. Blekt'ro '»"oc'hinenläüfer with a winding, whose more active Part of the runners is laid in longitudinal grooves and the over Inner channel Ule of their head axial sections-ddise iittäls Gas cooled is characterized9 that for-an n Inner kernel located in the area of the active part - Cooling section (11) as cooling gas discharge channels useful side Channels (31) are provided, which are connected to the winding head room (19) kick off. 2. Blektrozeschinenläufer according to claim--1.:# characterized thereby - marks »that a cooling section (11), for which as a cooling - gas supply channels these Nutseiteakanäle (31) provided and ».awineben two Irmenkanal cooling sections (lote) is arranged, of which one (10) from the Wiekel head circumference down to the active part of the winding in both ranges is also kühlgandurchströmt as' while for the other (12; 12, 13) as IKUMC * osutiih - tion channels Nutgrundkangle (18) provided and the Winding head space (19) begin-e
Sheet metal machine rotor, in particular according to Claim 1 or 2, characterized in that the slot side channels (31) are formed by approximately parallel-walled rotor teeth (32) and the winding conductors (21). 4. Elektroxaschinenläufer, in particular according to claim 192 or 3, characterized in that the groove side channels (31) winding head cooling gas channels (499 459 4.6) starting at the winding head space (19) are connected upstream of the flow, which are connected to the Yüllotücken (389 40t 47) 9 which are aligned with the rotor teeth (32) and the winding conductors (winding bars 2-1) are formed. 50 Biektromaschinenläufer according to claim 4, characterized labeled in - is characterized in that the Püllstücke (38) designed so they sind.'daß with the winding conductors (21), the Kaltgan admissions (arrows 39) form radially inward 6. The electric machine rotor according to claim 4 or 5 , characterized in that the Püllstück (409 47) are designed so that they partially eft the winding conductors (21 ") and lie there." where they are never in contact, form the winding head cooling ducts (459 46) with the winding conductors (21).
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1455433A1 (en) * 2003-03-07 2004-09-08 Alstom Technology Ltd Multi-path Cooling of a Turbo-Generator Rotor
EP2120314A1 (en) * 2008-05-16 2009-11-18 Siemens Aktiengesellschaft Rotor cooling for dynamoelectric machine
EP3300215A1 (en) * 2016-09-21 2018-03-28 Siemens Aktiengesellschaft Assembly for cooling of a dynamoelectric machine
EP3300216A1 (en) * 2016-09-21 2018-03-28 Siemens Aktiengesellschaft Assembly for cooling of a dynamoelectric machine

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2720270C2 (en) * 1977-05-03 1982-10-28 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Excitation winding of a synchronous machine with a direct gas-cooled rotor in turbo design

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1455433A1 (en) * 2003-03-07 2004-09-08 Alstom Technology Ltd Multi-path Cooling of a Turbo-Generator Rotor
US7190094B2 (en) 2003-03-07 2007-03-13 Alsom Technology Ltd. Multi-path cooling of a turbo-generator rotor winding
EP2120314A1 (en) * 2008-05-16 2009-11-18 Siemens Aktiengesellschaft Rotor cooling for dynamoelectric machine
EP3300215A1 (en) * 2016-09-21 2018-03-28 Siemens Aktiengesellschaft Assembly for cooling of a dynamoelectric machine
EP3300216A1 (en) * 2016-09-21 2018-03-28 Siemens Aktiengesellschaft Assembly for cooling of a dynamoelectric machine
WO2018054639A1 (en) * 2016-09-21 2018-03-29 Siemens Aktiengesellschaft Arrangement for cooling a dynamoelectric machine
WO2018054632A1 (en) * 2016-09-21 2018-03-29 Siemens Aktiengesellschaft Arrangement for cooling a dynamo-electric machine

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