DE1746100U

DE1746100U - STATOR WINDING ROD FOR TURBOGEN GENERATORS.

Info

Publication number: DE1746100U
Application number: DEA7689U
Authority: DE
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1955-08-16
Filing date: 1955-10-14
Publication date: 1957-06-06

Description

Statorwicklungsstab für Turbogeneratoren Um die Leistung eines Turbogenerators zu erhöhen bezw. die Abaessungen der Maschine bei gleichbleibender Leistung zu verkleinern ist es bereits bekannt, für die Rotorwicklung der Maschine eine direkte Kupferkühlung mittels eines Gases oder einer Flüssigkeit vorzusehen. Das Kühlsystem besteht aus einer Anzahl Kühlkanäle innerhalb der Rotornuten, die durch Distanzierungsr stücke zwischen der Nutenisolation und den Wicklungleitern und auch gegebenenfalls durch Hohlräume innerhalb der Leiter selbst gebildet werden, wobei das Kühlmedium durch diese Kanäle befördert wird und somit in unmittelbare Berührung mit der Rotorwicklung innerhalb. der Nuten gebracht wird. Stator winding bar for turbo generators To increase the performance of a turbo generator respectively. To reduce the dimensions of the machine while maintaining the same output, it is already known to provide direct copper cooling by means of a gas or a liquid for the rotor winding of the machine. The cooling system consists of a number of cooling channels within the rotor slots, which are formed by spacer pieces between the slot insulation and the winding conductors and possibly also by cavities within the conductors themselves, the cooling medium being conveyed through these channels and thus in direct contact with the rotor winding within . the grooves is brought.

Der Zweck der Erfindung ist, nunmehr, eine weitere Verbesserung der Kühlung von Turbogeneratoren zu erreichen und zwar unter Anwendung des Prinzips der direkten Kupferkühlung auch für die Statorwicklung der Maschine. Bei der direkten Kühlung der Statorwicklung ist jedoch die analoge Anwendung der für die Kühlung der Rotorwicklung vorgeschlagenen Anordnungen nicht möglich, da die elektrischen Verhältnisse in beiden Fällen nicht gleich sind. Die Lösung des Problems der Statorwicklungskühlung gestaltet sich nämlich bedeutend schwieriger, da diese Wicklung unter einer viel höheren Spannung als die Rotorwicklung steht. Ferner hat es sich gezeigt, dass die bekannten Kühlsysteme für die Rotorwicklung viel zu' kompliziert sind und infolgedessen auch keine ausreichende Sicherheit für die einwandfreie Zirkulation des Kühlmediums in den Kühlkanälen gewährleisten können. Für die direkte Kupferkühlung der Statorwicklung müssten daher neue Wege beschritten werden. The purpose of the invention is, now, to further improve the Cooling of turbo generators to achieve with application the principle of direct copper cooling also for the stator winding of the machine. In the case of direct cooling of the stator winding, however, the analogous application is proposed arrangements for cooling the rotor winding are not possible because the electrical conditions are not the same in both cases. The solution to the The problem of stator winding cooling turns out to be significantly more difficult, because this winding is under a much higher voltage than the rotor winding. It has also been shown that the known cooling systems for the rotor winding are far too 'complicated and consequently inadequate security for can guarantee the perfect circulation of the cooling medium in the cooling channels. For the direct copper cooling of the stator winding, new approaches would have to be explored will.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Statorwicklungsstab für Turbogeneratoren, bei welchen mindestens ein Teil der Staboberfläche innerhalb der Statornut durch ein Kühlmittel bestrichen wird. Die angestrebte unmittelbare Kupferkühlung wird nunmehr gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass auf mindestens einer Längsseite des Wicklungstabes ein Formstück aus Isoliermaterial vorgesehen ist, welches durch die Nutenisolation an dem Stab angepresst wird und zusammen mit diesem eine Anzahl Kanäle bildet, die eine Durchströmung des Kühlmittels in der Längsrichtung der Statornut gestatten, Anhand der Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert und zwar zeigen die Fig. 1-8 verschiedene Ausführungsformen der Erfindung. The subject of the invention is thus a stator winding bar for turbo generators, in which at least part of the rod surface is inside the stator slot a coolant is coated. The desired direct copper cooling is now achieved according to the invention in that on at least one longitudinal side of the winding bar a molded piece of insulating material is provided, which through the groove insulation is pressed against the rod and together with this a number Forms channels through which the coolant can flow in the longitudinal direction of the stator slot allow, The invention is explained in more detail with the aid of the drawing namely, Figures 1-8 show various embodiments of the invention.

Die Fig. 1-3 zeigen drei verschiedene Statorstabwicklungen im Querschnitt. Bei der Ausführungsform nach Fig. l ist der Wicklungsstab als Roebelstab ausgeführt und besteht aus den zwei Leitergruppen 1 und 2. Zu beiden Seiten des Stabes ist je ein Formstück 3 bezw. 4 aus einer Isoliermasse angebracht und diese Formstücke werden durch die übliche Nutenisolation 5 an die Längsseiten der Stableiter fest angepresst. Die Isolation 5 kann sowohl als Umpressung mit Folien, wie auch als Umbandelung durch Isolierbänder ausgeführt sein. 1-3 show three different stator bar windings in cross section. In the embodiment according to FIG. 1, the winding bar is designed as a Roebel bar and consists of the two ladder groups 1 and 2. On both sides of the rod is each a fitting 3 respectively. 4 attached from an insulating compound and these fittings are fixed to the long sides of the bar ladder by the usual slot insulation 5 pressed on. The insulation 5 can be used both as overpressing with foils, as well as Wrapping be carried out by insulating tapes.

Die Formstücke 3,4 sind beispielsweise aus . einem Giessharz oder aus einer Mischung von Glasgewebe mit einem Kunstharz hergestellt und, wie aus der perspektivischen Ansicht eines Formstückes gemäss Fig. 4 ersichtlich ist, mit parallel zur Nutenachse verlaufenden Rippen 6 versehen. Beim Zusammenbau der Formstücke mit dem Wicklungsstab 1, 2 werden die durchgehenden achsialverlaufenden Kanäle 7 gebildet, durch welche das Kühlmedium hindurchströmt und eine direkte Kühlung der Leiter bewirkt. The fittings 3, 4 are, for example, from. a casting resin or made from a mixture of glass fabric with a synthetic resin and, as from the perspective view of a molded piece according to FIG. 4 can be seen, with parallel to the groove axis extending ribs 6 provided. When assembling the fittings with The continuous axially extending channels 7 are formed on the winding rod 1, 2, through which the cooling medium flows and causes direct cooling of the conductors.

Die Fig. 2 zeigt eine Ausführung, bei welcher nur ein Formstück 3 auf einer Seite des Stabes 10 vorgesehen ist. Dies genügt in solchen Fällen wie der vorliegende, wo der Wicklungsstab nur aus einer Gruppe von Stableitern gebildet und der Kupferquerschnitt verhältnismässig schmal ist. FIG. 2 shows an embodiment in which only one shaped piece 3 is provided on one side of the rod 10. This is sufficient in such cases as the present one where the winding bar consists only of a group of bar conductors educated and the copper cross-section is relatively narrow.

In der Fig. 3 ist ein weiterer aus zwei parallelen Gruppen von Teilleitern 21 bezw. 22 bestehender Statorwicklungsstab im Querschnitt gezeigt. Die Kühlkanäle 7 werden in diesem Falle durch ein Formstück 13 gebildet, welches zwischen den Ieitergruppen angeordnet wird und auf beiden Seiten achsial verlaufende Rippen 16 aufweist. Mit 5 ist wieder die Nutenisolation bezeichnet. Das Formstück 13 ist in der Fig. 5 veranschaulicht. In Fig. 3 is another one of two parallel groups of sub-conductors 21 and 22 existing stator winding bar shown in cross section. The cooling channels 7 are formed in this case by a molded piece 13, which between the Leitergruppen is arranged and has axially extending ribs 16 on both sides. With 5, the groove insulation is again designated. The shaped piece 13 is illustrated in FIG. 5.

Für Kunststäbe, bei welchen die einzelnen Leiter nicht in irgendeiner Form verdrillt sind, wie z. B. bei Roebelstäben, Pungastäben und dergleichen, ist es zweckmässig, für die parallel zur Stabachse verlaufenden Leiter Formstücke der in Fig. 6 dargestellten Art vorzusehen. Die Formstücke besitzen auf der Innenseite eine Anzahl gleichmässig verteilter Vorsprünge 15, die beim Zusammenbau der Formstücke mit der Wicklung an den Seiten der einzelnen Leiter angedrückt werden. Auf diese Weise entstehen unterbrochene meanderförmige Kühlkanäle und die parallel zur Stabachse verlaufenden Teilleiter werden durch die Vorsprünge 15 einzel abgestützt. For artificial rods in which the individual ladder is not in any one Shape are twisted, such as B. in Roebel bars, Punga bars and the like is it is advisable to use fittings for the conductors running parallel to the rod axis in Fig. 6 shown type to be provided. The fittings have on the inside a number of evenly distributed projections 15, which when assembling the fittings with the winding pressed against the sides of the individual conductors. To this Interrupted meander-shaped cooling channels and those parallel to the rod axis arise running sub-conductors are supported by the projections 15 individually.

Der gleiche Zweck kann auch, wie beim. Stab gemüse Fig. 7 gezeigt ist, durch übergreifende Formstücke 33, 34 erreicht werden, die den Stab 31, 32 vollständig umschliessen. The same purpose can also be used, as with. Stick vegetables Fig. 7 shown is to be achieved by overlapping fittings 33, 34, which the rod 31, 32 completely enclose.

Wie aus Fig. 8 ersichtlich ist, weisen diese Formstücke schräg verlaufende Rippen 26 auf. Die durch'diese auf die Seitenflächen der Leiter anliegenden Rippen, 26 gebildeten Kanäle 27 sind durch Aussparungen 28 oben und unten miteinander verbunden, csodass die Kanäle einen schraubenförmigen Verlauf nehmen, Als Kühlmedium kann ein Gas (z. B. Wasserstoff) oder eine Kühlflüssigkeit (z.B. Oel) verwendet werden. Um jedoch beim Kühlen mittels eines Gases ein Glimmen in den Kühlkanälen zu vermeiden, wird zwischen den Formstücken 3, 4 und der Aussenisolation 5 ein schwachleitender Belag 8 eingelegt, der, wie in den Fig. l und 2 gezeigt ist, mit dem Kupfer leitend verbunden ist.As can be seen from Fig. 8, these fittings have inclined Ribs 26 on. The through these on the side surfaces the head adjacent ribs, channels 27 formed by recesses 28 above and connected to each other at the bottom so that the channels have a helical course A gas (e.g. hydrogen) or a cooling liquid can be used as the cooling medium (e.g. oil) can be used. However, to a glow when cooling by means of a gas to avoid in the cooling channels, is between the fittings 3, 4 and the outer insulation 5 a weakly conductive covering 8 is inserted, which, as shown in Figs. 1 and 2, is conductively connected to the copper.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die in der Zeichnung veranschaulichten'Konstruktionen der Formstücke beschränkt. Ferner ist auch denkbar, dass in gewissen Fällen wo mehrere Gruppen von nebeneinander angeordneten Stableitern pro Nut vorhanden sind, Formstücke sowohl zwischen den Leitergruppen (Fig. 3) als auch auf der Aussenseite (Fig. l bezw. 2) vorgesehen werden können, um die Anzahl Kühlkanäle zu erhöhen" Die beschriebene direkte Statorwicklungskühlung besitzt den grossen Vorteil, dass die Herstellung-der Kühlkanäle sehr einfach ist und die Gefahr einer Verstopfung der Kühlwege auf ein Mindestmaß reduziert worden ist. The invention is of course not limited to that in the drawing Illustrated constructions of the fittings are limited. It is also conceivable that in certain cases where several groups of bar conductors arranged side by side are present per groove, fittings both between the conductor groups (Fig. 3) as can also be provided on the outside (Fig. 1 and 2) to increase the number To increase cooling channels "The direct stator winding cooling described has the great advantage that the production of the cooling channels is very simple and there is a risk clogging of the cooling channels has been reduced to a minimum.

Claims

Protection claims 1. stator winding bar for turbo-generators, in which at least part of the stator surface within the stator slot by a coolant is coated, characterized in that on at least one long side of the Winding bar a molded piece of insulating material is provided, which through the groove insulation is pressed against the rod and together with this a number Forms channels through which the coolant can flow in the longitudinal direction of the stator slot allow.

2. stator winding bar according to claim 1, characterized in that a molded piece made of insulating material only on one outer long side of the winding bar is provided.

81. stator winding bar according to claim 1, characterized in "net, that molded pieces made of insulating material on both outer long sides of the winding bar are provided.

4. stator winding bar according to claim 1, consisting of two parallel Groups of partial conductors, characterized in that a molded piece made of insulating material is provided between the two groups of sub-conductors.

5. stator winding bar according to claim 1, characterized in that complete the winding bar with at least two fittings made of insulating material is enclosed, which have inclined ribs and together with the winding bar Form helical cooling channels.

6. stator winding bar according to claim l, characterized in that the fittings evenly distributed on the winding ... stick adjoining Have projections which are arranged so that interrupted cooling channels are formed and at the same time also with partial conductors running parallel to the groove axis every ladder is supported.

7. stator winding bar according to claim 1 with twisted sub-conductors, characterized in that the shaped pieces have parallel to the Nutenaohse extending ribs which form adjacent to the surface of the winding bar with this parallel cooling channels. 8. stator winding bar according to claim l, characterized in that that between the fittings and the groove insulation a conductive Cover is provided, which is conductively connected to the Wicklungsätab te

is.

9. stator winding bar according to claim 1, characterized in that a gas is used as the coolant.

10. Statorwioklungsstab according to claim l, characterized in that that a liquid is used as the coolant.