DE1588980B2 - Rotor eines Turbogenerators mit flüssigkeitsgekühlter Erregerwicklung - Google Patents

Description

40 welle liegen, und daß die Bohrungen an ihrem einen Ende im Bereich der Erregerwicklung an der Ober-

fläche der Rotorwelle enden und an ihrem anderen

Ende die Anordnung der Kühlflüssigkeitsanschlüsse für die Hohlleiter der Zuleitungen außerhalb der Ro-45 torwelle ermöglichen.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Rotor eines Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen

Turbogenerators mit flüssigkeitsgekühlter Erreger- insbesondere darin, daß die in den schrägen geraden

wicklung, mit in der zentralen Bohrung der Rotor- Bohrungen verlegten Zuleitungen erst außerhalb der

welle koaxial angeordneten Zu- und Abflußkanälen Rotorwelle zu den Kühlflüssigkeitsanschlüssen abge-

für die Kühlflüssigkeit, mit aus Hohlleitern bestehen- 50 bogen werden, und daher ohne weiteres zugänglich

den, kühlflüssigkeitsdurchströmten elektrischen Zu- sind. Die Zuleitungen können auf sehr einfache

leitungen für die Erregerwicklung, die innerhalb des Weise wassergekühlt werden, da sämtliche Verbin-

nicht antriebsseitigen Wellenendes verlegt und an düngen innerhalb der Rotorwelle, wie sie bei den bis-

das Kühlsystem der Erregerwicklung angeschlossen herigen Leitungsführungen erforderlich sind, entfal-

sind. 55 len.

Wenn die elektrischen Zuleitungen für die Er- An Hand der Zeichnung sei ein Ausführungsbei-

regerwicklungen in der zentralen Bohrung der Rotor- spiel der Erfindung näher erläutert, und zwar zeigt

welle verlegt werden, ergeben sich Schwierigkeiten Fig. 1 das nichtantriebsseitige Ende eines Rotors

beim Übergang von der axialen in eine radiale Boh- teilweise in Längsschnitt und teilweise in Ansicht,

rung. Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, ist es 60 während in

bekannt, z.B. deutsches Gebrauchsmuster 1 806 174, Fig.2 eine Endansicht der Rotorwelle veran-

innerhalb des schleifringseitigen Wellenendes einer schaulicht ist; in den

elektrischen Maschine eine schräg verlaufende Boh- Fig.3 und 4 sind Einzelheiten der erfindungsge-

rung für die Leitungsführung vorzusehen, die durch mäßen Anordnung im Längs- bzw. Querschnitt dar-

die Wellenachse hindurchgeht. Eine solche Leitungs- 65 gestellt.

anordnung ist aber nur bei luftgekühlten Maschinen Beim Gegenstand der Erfindung handelt es sich und nicht bei Turbogeneratoren mit flüssigkeitsge- um einen Turbogenerator mit direkt flüssigkeitsgekühlter Erregerwicklung und flüssigkeitsgekühlten kühlter Rotorwicklung. In der F i g. 1 bzw. 2 bedeu-

3 4

tet 1 den Rotor und 2 die Rotorwelle, während die tels eines Verbindungsstückes 15, welches gleichzeiaus Hohlleitern gebildeten Wickelköpfe der auf dem tig auch als hydraulische Verbindung dient. Über die Rotor angeordneten, wassergekühlten Erregerwick- Verbindungsstücke 15 und Isolationsstrecken 16 stelung mit 3 bezeichnet sind. Zum Halten der Wickel- hen die Hohlleiter 13, 14 mit den entsprechenden köpfe 3 ist das Rotorende mit einer fliegenden Wik- 5 Unterkammern der Verteilkammer 5 in Verbindung, kelkopfkappe4 versehen. Auf der Endplatte der die wie bereits erwähnt, über radiale Rohrstücke 6 an Wickelkopfkappe 4 ist eine ringförmige Verteilkam- den konzentrischen, axialen Zu-bzw. Abflußkanal 7,8 merS für das Kühlwasser angeordnet, die mittels ra- angeschlossen sind. In einer Hinterdrehung der medialer Trennwände in mehrere tangentiale Unterkam- chanischen Kupplungshälfte 12 sind je zwei Hohlleimern unterteilt ist, wovon ein Teil für den Zu- und io ter 13 bzw. 14 der gleichen Polarität durch hohle ein Teil für den Abfluß des Kühlwassers dient. Diese-. Halbkreisbügel 17, 18 hydraulisch miteinander ver-Unterkammern sind über radiale Rohrstücke 6 an in bunden. Die Kühlung der Hohlleiter 13, 14 erfolgt der Rotorwelle vorgesehenen konzentrischen Zu- somit über einen Kühlwasserkreislauf, der an den und Abflußkanälen 7 und 8 angeschlossen, die in be- Unterkammern der Verteilkammer 5 angeschlossen kannter Weise für den Zu- bzw. Abfluß der Kühl- 15 ist. Die elektrischen Verbindungsglieder für die flüssigkeit dienen. Hohlleiter zu den nichtdargestellten Schleifringen

Außerhalb der Wellenbohrung in der die axialen oder sonstigen Stromübertragungsmitteln können in Zu- und Abflußkanäle 7, 8 untergebracht sind, wer- bekannter Weise an den Halbkreisbügel 17, 18 herden in der Rotorwelle mindestens zwei Bohrungen gestellt werden.

10 vorgesehen, die schräg zur Wellenachse verlaufen 20 Der beschriebene Kühlwasserkreislauf für die

und kurz vor dem aktiven Rotoreisen an der Ober- Hohlleiter 13, 14 zur Erregerwicklung läßt sich auch

fläche der Rotorwelle enden. Durch eine kleine Aus- umkehren, indem die Hohlleiter 13, 14 am Kupp-

fräsung 11 sind die Bohrungen vollständig geöffnet. lungsende der Rotorwelle über elektrisch isolierende

Am anderen Ende münden die Bohrungen in eine Rohrstücke 19,20 an den axialen Zu- und Abflußka-

Kupplung ein, wovon nur die eine Kupplungshälfte 25 nälen 7, 8 in der zentralen Rotorbohrung angeschlos-

12 gezeigt ist und für die mechanische und elektri- sen werden, wie aus der Fig.3 ersichtlich ist. Die

sehe Verbindung zwischen Rotorwelle und Strom- Hohlleiter 13, 14 können dann an ihrem wicklungs-

übertrager, z. B. Schleifringe dienen. Die Zuleitungen seitigen Ende entweder an die entsprechenden Unter-

zur Erregerwicklung 3 sind in diesen Bohrungen 10 kammern der Verteilkammer 5 angeschlossen werden

verlegt und bestehen aus bifilaren Hohlleitern 13, 14 30 oder die Hohlleiter 13 bzw. 14 gleicher Polarität aus

bei Gleichstrom, um eine Magnetisierung der Welle den verschiedenen schrägen Bohrungen 10 werden

zu vermeiden. In der F i g. 4 ist ein solcher bifilarer hydraulisch zusammengeschlossen, wobei im letzte-

Hohlleiter im Querschnitt veranschaulicht. Im Falle ren Fall die Verteilkammer 5 für Kühlung der Zulei-

von Drehstrom werden diese Hohlleiter trifilar ver- tungen nicht benutzt wird,

legt. 35 Durch die Anordnung der als Zuleitungen für die

Der halbkreisförmige Querschnitt der Hohlleiter Erregerwicklung dienenden Hohlleiter in schrägen 13, 14 gestattet, die beiden voneinander isolierten Bohrungen innerhalb der Rotorwelle können gerade Hohlleiter direkt mit Wasser zu kühlen. An der Aus- Leiter verwendet werden, die erst außerhalb der fräsung 11, wo die Hohlleiter 13, 14 aus der Boh- Welle zu den Anschlüssen abgebogen werden. Ferner rung 10 heraustreten, werden sie in radialer Richtung 40 können die Zuleitungen auf sehr einfache Weise wasabgebogen und mit je einem zwischen den Leitern sergekühlt werden, da sämtliche Verschraubungen der Erregerwicklung 3 eingelegten Stab verbunden, oder ähnliche Verbindungen innerhalb der Rotorder die elektrische Verbindung zur Erregerwick- welle, wie sie bei den bisherigen bekannten axialen lung 3 besorgt. Beim Ausführungsbeispiel, wo die Er- Bohrungen an der Verbindungsstelle zur Radialen regerwicklung als Mehrschichtwicklung ausgeführt 45 erforderlich, und sehr schwierig herzustellen waren, ist, erfolgt diese Verbindung am besten jeweils mit- entfallen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 Zuleitungen anwendbar, wo die Kühlflüssigkeit Patentansprüche: durch die zentrale Bohrung der Rotorwelle zu- und abgeführt werden muß.

1. Rotor eines Turbogenerators mit flüssig- Bei Turbogeneratoren mit einer Erregermaschine keitsgekühlter Erregerwicklung, mit in der zen- 5 mit eigener Welle, die über einer mechanischen tralen Bohrung der Rotorwelle koaxial angeord- Kupplung mit der Rotorwelle verbunden wird, ist es neten Zu- und Abflußkanälen für die Kühlflüs- der deutschen Auslegeschrift 1137123 bekannt, die sigkeit, mit aus Hohlleitern bestehenden, kühl- beiden Wellen mit einer axialen Bohrung für die flüssigkeitsdurchströmten elektrischen Zuleitun- Aufnahme der Zuleitungen zur Erregerwicklung des gen für die Erregerwicklung, die innerhalb des io Generators zu versehen, wobei die Zuleitungen bifinicht antriebsseitigen Wellenendes verlegt und an lar in den Bohrungen verlegt und innerhalb der das Kühlsystem der Erregerwicklung angeschlos- Kupplung elektrisch miteinander verbunden werden, sen sind, dadurch gekennzeichnet, Hier handelt es sich um eine Anordnung, die bei daß die Zuleitungen bifilar innerhalb von durch- flüssigkeitsgekühlten Zuleitungen nicht anwendbar laufend geraden Bohrungen (10) verlegt sind, die 15 ist.

außerhalb der koaxialen Zu- und Abflußkanäle Aus der französischen Patentschrift 1 433 240 (7, 8) in der Rotorwelle (2) liegen, und daß die und der USA.-Patentschrift 3 145 314 ist es bei Tur-Bohrungen (10) an ihrem einen Ende im Bereich bogeneratoren mit flüssigkeitsgekühlter Rotorwickder Erregerwicklung (3) an der Oberfläche der lung bekannt, kühlflüssigkeitsdurchströmte elektri-Rotorwelle (2) enden und an ihrem anderen 20 sehe Zuleitungen für die Erregerwicklung vorzuse-Ende die Anordnung der Kühlflüssigkeitsan- hen. Diese Zuleitungen werden innerhalb der Rotorschlüsse für die Hohlleiter (13,-14)- der Zuleitun- welle an das Kühlsystem der Erregerwicklung bzw. gen außerhalb der Rotorwelle (2) ermöglichen. an den in der zentralen Bohrung der Rotorwelle un-

2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekenn- tergebrachten Zu- und Abflußkanälen für die Kühlzeichnet, daß die Hohlleiter (13, 14) der Zulei- 25 flüssigkeit angeschlossen. Dies hat aber den Nachteil, tungen am Ende der Rotorwelle über isolierte daß der freie Durchflußquerschnitt für die Kühlflüs-Rohrstücke (19, 20) an die Zu- und Abflußka- sigkeit begrenzt wird und außerdem Schwierigkeiten näle (7, 8) für die Kühlflüssigkeit angeschlossen beim Abdichten und Isolieren an den rechtwinkligen sind und mit ihrem anderen Ende mit dem Kühl- Umleitungen von der axialen in die radiale Führung system der Erregerwicklung (3) in Verbindung 30 der Zuleitungen besteht.

stehen. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Führung der

3. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekenn- flüssigkeitsgekühlten Zuleitungen innerhalb der Rozeichnet, daß die Hohlleiter (13, 14) der Zulei- torwelle zu schaffen, die alle Umleitungen innerhalb tungen am Ende der Rotorwelle (2) über isolierte der Welle vermeidet.

Rohrstücke (13, 14) an die Zu- und Abflußka- 35 Diese Aufgabe wird bei einem Rotor der eingangs

näle (7, 8) für die Kühlflüssigkeit angeschlossen genannten Art nach der Erfindung dadurch gelöst,

sind und daß Hohlleiter jeweils gleicher Polarität daß die Zuleitungen bifilar innerhalb von durchlau-

an ihrem anderen Ende miteinander hydraulisch fend geraden Bohrungen verlegt sind, die außerhalb

verbunden sind. der koaxialen Zu- und Abflußkanäle in der Rotor-