DE1588990A1 - Fluessigkeitsgekuehlte Staenderwicklung fuer elektrische Maschinen - Google Patents

Description

fflüssigkeitsgekühlte Ständerwicklung für elektrische Masohinen

Die Erfindung bezieht sich auf flüssigkeitsgekühlte Ständerwioklungen für elektrische Maschinen, deren Leiter in Nuten angeordnet und aus verdrillten Teilleitern aufgebaut sind.

Es ist bei flüssigkeitsgekühlten Wicklungen bekannt, sämtliche oder einige der Teilleiter als kühlmlttelführende Hohlleiter zuführen. (Britische Patente 892 859 und 886 315) Eine solche. Leiterkonstruktion bedeutet aber eine verhältnismäßig sohwierigt Fertigung und hat dazu den Nachteil, daß bedingt duroh die Mindesthöhe der Kühlkanäle die Höhe der Teilleiter zu groß wird. Es ist auch bekannt, die Kühlkanäle als Rohre aus Widerstandsmaterial auszuführen. Nach einer bekannten Ausführung sind solohe Rohre radial hintereinander und symmetrisoh im Verhältnis zueinander in einer Axialebene duroh die Nutmitte angeordnet (DAS 1 128 542). Es ist bei dieser Konstruktion notwendig, ein· besondere Ver~

O Unterleg:,; {Aü. 7 § 1 Abt. 2 Nr. 1 Sqto δ des

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drillung der Teilkühlkanäle auszuführen, was Komplikationen und Mehrkosten bedeutet. Bei einer anderen "bekannten Maschine (Brown Boveri Mitteilungen September 1966, Seite 505), die mit Teilkühlkanälen aus Widerstandsmaterial, nämlich rostfreiem Stahl, ausgeführt ist, hat man diesen Nachteil dadurch vermieden, daß man die äußere Breite des Teilkanalrohres gleich der Breite des Teilleiters ausgeführt hat, wobei jedes Kanalrohr zusammen mit den Teilleitern in ein und demselben Roebelstab verdrillt wird, also in demselben verdrillten System, zu dem die Teilleiter gehören.

Auch die zuletzt beschriebene Konstruktion hat gewisse Mängel. Die Wärmeabfuhr findet in radialer Richtung statt und der Wärmestrom muß eine verhältnismäßig große Anzahl von IsolationsscMchten passieren. Das hat die Folge, daß sich in der Mitte des Zwischenraumes zwischen zwei radial aufeinander folgenden Kühlkanälen ein bedeutendes Temperaturgefälle ausbildet. Es ist einleuchtend, diiß man den radialen Abstand zwischen den Kühlrohren nicht durch eine blosse Vergrößerung ihrer Anzahl verkürzen kann, denn eine solche Maßnahme würde eine unerlaubte Verringerung des Kupferfüllfaktors mit sich bringen. Weiter darf die Höhe der Kühlrohre wegen der Verstopfungsgefahr einen gewiesen Minimalwert nicht unterschreiten, und man kann vermuten, daß die Kühlrohr· der bekannten Konstruktion schon mit dieser Minimalhöhe bemessen sind.

Durch dit Erfindung vlrd «ine wesentliche Verminderung des genannten Temperaturgefälles erreicht und gleichzeitig eine solche Aus-

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bildung und Anordnung der Teilkanäle, daß ihre Verdrillung mit erhöhter Sicherheit gegen eine durch unerwünschte Deformation hervorgerufene Verringerung des Kanalquerschnittes geschehen kann.

Die Erfindung geht von einem aus zwei Leiterhälften bestehenden leiter aus, "bei dem jede Leiterhälfte aus massiven Teilleitern und dünnwandigen Kühlrohren hoher mechanischer Festigkeit zusammengesetzt ist und Teilleiter und Kühlrohre "beider Leiterhälften miteinander verdrillt sind. Ein solcher Leiter ist erfindungsgemäß so ausgebildet, daß die Breite der Kühlrohre kleiner ist als die Breite einer Leiterhälfte und daß der Raum neben den Kühlrohren durch Teilleiter ausgefüllt ist, deren Breite zusammen mit der der Kühlrohre die Breite einer Leiterhälfte ergibt.

Dank der Erfindung kann man eine verdrillte, flüssigkeitsgekühlte Wicklung wegen der verhältnismäßig geringen Kühlrohrbreite mit einer viel größeren Anzahl von Kühlrohren ausführen als bei bekannten Wicklungen ähnlicher Art, was eine dichtere radiale Verteilung und kürzere WärmeIeitungsstrecken bedeutet. Weiter wird durch die Erfindung eine vorteilhafte Wechselwirkung erreicht, die darin besteht, daß sowohl die Verminderung der Kühlrohrbreite als auch die Anordnung von Kühlrohren und Schienen in einem von einer Teilleiterisolation umgebenen Bündel dazu beiträgt, ein Zusammenpressen der Kühlrohrwände bei dem Verdrillungsverfahren zu verhindern, was eine verminderte Kühlrohrhöhe zuläßt. Diese Verminderung ermöglicht

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es auch., massive Kupferschienen von derselben Höhe wie die Kühlrohre im genannten Bündel anzuordnen, ohne dass die in diesen Schienen erzeugten Wirbelströme zu gross werden.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung "beschrieben, in dieser zeigen als Ausführungsbeispiele

Fig. 1 den Querschnitt eines in einer Wicklungsnut liegenden Leiters einer erfindungsgemassen Wicklung und

Fig. 2 und 3 Einzelheiten bzw. Abwandlungen des Leiters.

Der Leiter, d.h. das von der Leiterisolation 1 umgebene Bündel, ist ähnlich wie bei einem Roebelstab aus voneinander isolierten Teilleitern zusammengesetzt, die bezüglich ihrer Dimensionen gleich sind. Diese Teilleiter sind in derselben Weise wie die Teilleiter eines normalen Roebelstabes transponiert. Einige bestehen aus massiven Teilleitern 2, während andere mit dem in Fig. 2 gezeigten Querschnitt ausgebildet sind. In Fig. 2 bezeichnen 4 einen massiven Teilleiter und 5 ein Zühlrohr aus rostfreiem Stahl. Das Kühlrohr 5 und der Teilleiter 4 sind durch die Isolation 6 voneinander isoliert und bilden eine Einheit, die durch eine sie umgebende isolierende Schicht 7 zusammengehalten wird. In derselben Weise wie bei einem normalen Roebelstab ist der Leiter mit einer isolierenden Mittenwand 3 versehen.

Fig·. 3 zeigt eine Alternative des in Fig. 2 gezeigten Teilleiters. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist das Kühlrohr 5

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zwischen den zwei Teilleitern 4a und 4b angeordnet. Ausser den in Verbindung mit der Zeichnung beschriebenen Konstruktionen sind viele weitere Ausführungsformen im Rahmen der Erfindung denkbar. Man kann z.B. anstelle eines Roebelstabes sich transponierte Leiter einer anderen Konstruktion vorstellen. Weiter kann es in gewissen Fällen zweckmässig sein, den Teilleiter 2 mit einer geringeren Höhe als den vom Rohr 5 und Teilleiter 4 zusammengesetzten Leiterteil ausführen.

Die Kühlrohre müssen nicht unbedingt aus rostfreiem Stahl gefertigt werden. Das Kühlrohrmaterial muss aber eine hohe mechanische Festigkeit besitzen, d.h. das Kühlrohr muss bezüglich mechanischer Festigkeit gewöhnliches Wicklungskupfer bedeutend übertreffen. Sonst wäre es nicht möglich, das Kühlrohr mit erwünschter Dünnwandigkeit auszuführen, und die äussere Höhe der Kühlrohre und damit die Höhe der danebenliegenden Teilleiter würde so gross werden, dass unzulässig grosse Wirbelströme in diesen Teilleitern entstehen würden.

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Claims (2)

Patentansprüche:

1. Aus zwei Leiterhälften bestehender Leiter für elektrische Maschinen, bei dem jede Leiterhälfte aus massiven Teilleitern und dünnwandigen Kühlrohren hoher mechanischer Festigkeit zusammengesetzt ist und Teilleiter und Kühlrohre beider Leiterhälften miteinander verdrillt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Kühlrohre (5) kleiner ist als die Breite einer Leiterhälfte und daß der Raum neben den Kühlrohren durch Teilleiter (4) ausgefüllt ist, deren Breite zusammen mit der der
Kühlrohre die Breite einer Leiterhälfte ergibt.

2. Leiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten eines Kühlrohres (5) massive Teilleiter (4a, 4b) angeordnet sind.

Unterlagen (a*· ? § ι ^At* ^{2 Nr}

ir. 1 SaIiS des Änderung? jts. v. 4. 9.