DE19810628A1 - Ventilation system for excitation winding of large salient pole machines, especially with flat copper conductors - Google Patents

Ventilation system for excitation winding of large salient pole machines, especially with flat copper conductors

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/24—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors with channels or ducts for cooling medium between the conductors

Abstract

A ventilation system for the excitation winding of large salient pole machines, especially with flat copper conductors, has openings made in the head (3) of the flat copper conductor (4). Should the insulation layers (5) be led up to the conductor head edge, corresponding openings are designed in the insulation layers that lie between the flat copper conductors. Thereby parallel current paths are designed for the pole clearance and the end-winding space. In the space between excitation winding and rotor yoke, additional conducting devices are installed. On the flat copper conductor are located cooling ribs 915) that pass outwards or are interrupted, that are axial or radial, that are turned into themselves at the foot or needle-shaped.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Führung des gasförmigen Kühlmediums für die forcierte Kühlung der Erregerwicklung großer Schenkelpolmaschinen. Derartige Schenkelpolmaschinen finden im allgemeinen als Wasserkraftgeneratoren Anwendung.The invention relates to an arrangement for guiding the gaseous cooling medium for the forced cooling of the field winding of large salient pole machines. Such Salient pole machines are generally used as hydropower generators.

Die Windungen der Erregerwicklung von Schenkelpolmaschinen sind um den Polschaft angeordnet und bestehen aus Flachkupfer. Die in der Erregerwicklung entstehenden Verluste erfordern für ihre Abführung zur Begrenzung der Temperatur eine intensive Kühlung der Flachkupferleiter. Die Realisierung der Kühlung der Erregerwicklung erfolgt gegenwärtig entsprechend dem Stand der Technik auf folgende Weise:
The turns of the field winding of salient pole machines are arranged around the pole shaft and consist of flat copper. The losses arising in the field winding require intensive cooling of the flat copper conductors in order to limit the temperature. The excitation winding is currently cooled in accordance with the prior art in the following manner:

  • 1. Die Eigenrotation des Läufers wirkt ohne zusätzliche Ventilatoren als Druckquelle für das Belüftungssystem. Der Stand der Technik wird dabei durch die DE-OS 195 15 260 repräsentiert.
    Das gasförmige Kühlmedium, das aus Schlitzen des Läuferjochs tritt, strömt radial in die Pollücke und kühlt die der Pollücke zugewandte Seite der Erregerwicklung.
    Der Wärmestrom von den Flachkupferleitern zum Polschaft hin ist aufgrund des großen Wärmewiderstandes, bedingt durch die elektrische Isolierung zwischen Erregerwicklung und Polschaft, gering. Der Hauptteil des Wärmestromes wird auf der dem Polschaft abgewandten Seite der Flachkupferleiter der Erregerwicklung an die Kühlluft in der Pollücke und im Wicklungskopfraum abgegeben.
    Die für die Kühlung wirksame Geschwindigkeit im Wicklungskopfraum an den Stirnseiten der Erregerwicklung ist wesentlich höher als in der Pollücke. Damit ist die Kühlung hier auch intensiver and die Leitertemperatur damit geringer.
    Zur Vergrößerung der Kühlfläche befinden sich an den Flachkupferleitern auf der dem Polschaft abgewandten Seite Kühlrippen. Diese verlaufen in der Pollücke axial und im Stirngebiet in Umfangsrichtung. Da die in der Pollücke axial angeordneten Kühlrippen senkrecht zur radialen Richtung der Kühlmittelströmung stehen, erfolgt hier einen Queranströmung der Rippen. Die Wärmeübertragung derartiger Rippenanordnungen ist nicht sehr intensiv. Das ist in Bezug auf die Kühlung der Erregerwicklung ein wesentlicher Nachteil dieses Belüftungssystems.    1. The rotor's own rotation acts as a pressure source for the ventilation system without additional fans. The prior art is represented by DE-OS 195 15 260.
    The gaseous cooling medium that emerges from slots in the rotor yoke flows radially into the pole gap and cools the side of the field winding facing the pole gap.
    The heat flow from the flat copper conductors to the pole shaft is low due to the large thermal resistance due to the electrical insulation between the field winding and the pole shaft. The main part of the heat flow is released on the side of the flat copper conductor of the excitation winding facing away from the pole shaft to the cooling air in the pole gap and in the winding head space.
    The effective speed for cooling in the winding head space on the end faces of the field winding is much higher than in the pole gap. This means that the cooling is more intensive and the conductor temperature is lower.
    To enlarge the cooling surface, there are cooling fins on the flat copper conductors on the side facing away from the pole shaft. These run axially in the pole gap and in the circumferential direction in the end region. Since the cooling fins axially arranged in the pole gap are perpendicular to the radial direction of the coolant flow, the ribs are subjected to a cross-flow here. The heat transfer of such fin arrangements is not very intensive. This is a major disadvantage of this ventilation system when it comes to cooling the excitation winding.
  • 2. Als Druckquelle dienen meistens zwei seitlich zu den Polen axial angeordnete Ventilatoren, die eine axiale Strömung des Kühlmedium in die Pollücke erzwingen. Die Kühlung der Flachkupferleiter der Erregerwicklung erfolgt hier durch diese axiale Strömung des Kühlmediums, das anschließend radial in die Ständerkühlkanäle strömt. Zur Intensivierung der Kühlung der Erregerwicklung können Maßnahmen zur Hinterlüftung zwischen Erregerwicklung und Polschaft vorgesehen werden. Dadurch erfolgt eine zusätzliche Wärmeabführung aus dem Gebiet zwischen Erregerwicklung und Polschaft. Der Stand der Technik derartiger Maßnahmen zur Hinterlüftung sind aus dem EP 0 415 057 A1 ersichtlich. Der Nachteil dieser kühltechnischen Lösung besteht in dem hohen konstruktiven und technologischen Aufwand.2. Usually two axially arranged laterally serve as the pressure source Fans that force an axial flow of the cooling medium into the pole gap. The The flat copper conductors of the excitation winding are cooled here by this axial one Flow of the cooling medium, which then flows radially into the stator cooling channels. To intensify the cooling of the field winding, measures for Ventilation between the field winding and the pole shaft should be provided. Thereby there is an additional heat dissipation from the area between the excitation winding and polity. The prior art of such measures for rear ventilation are can be seen from EP 0 415 057 A1. The disadvantage of this cooling solution consists in the high constructive and technological effort.

Bei großen Vollpolmaschinen, die als Turbogeneratoren Anwendung finden, ist die Erregerwicklung in Nuten untergebracht. Um eine intensive Kühlung zu gewährleisten, befinden sich in Leitermitte innerhalb des Nutbereiches radiale Schlitze. Durch die Schlitze strömt das gasförmige Kühlmedium und kühlt die Flachkupferleiter. Eine derartige Anordnung der Leiter für Vollpolmaschinen ist Gegenstand der WO 92/20140. Diese kühltechnische Lösung ist für Schenkelpolmaschinen nicht geeignet.For large all-pole machines that are used as turbogenerators, that is Excitation winding housed in slots. To ensure intensive cooling, are located radial slots in the middle of the conductor within the groove area. It flows through the slots gaseous cooling medium and cools the flat copper conductor. Such an arrangement of the ladder for All-pole machines are the subject of WO 92/20140. This cooling solution is for Femoral pole machines are not suitable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde für die Erregerwicklung großer Schenkelpolmaschinen eine hoch effektive kühltechnische Lösung zu schaffen, bei der durch einfache konstruktive Maßnahmen die Kühlfläche vergrößert wird und hohe Wärmeübergangszahlen erreicht werden.The invention has for its object the excitation winding of large salient pole machines to create a highly effective cooling technology solution with simple design Measures the cooling surface is enlarged and high heat transfer rates are achieved.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zu dem Strömungsweg in der Pollücke 1 zusätzlich parallele Strömungswege 2 im Kopf 3 der Flachkupferleiter 4 aufgebaut werden. Dabei durchlaufen die parallelen Strömungswege 2 alle Flachkupferleiter 4 und die Isolierschichten 5. Die im Kopf 3 der Flachkupferleiter 4 angeordneten Öffnungen 14 vergrößern die Kühlfläche für die Erregerwicklung wesentlich. Durch die Querschnitte der Öffnungen 14, die beliebige Umrißkonturen haben können, strömt die Kühlluft nahezu radial mit annähernd gleicher Strömungsgeschwindigkeit wie in der Pollücke 1.According to the invention the object is achieved in that, in addition to the flow path in the pole gap 1 , parallel flow paths 2 are built in the head 3 of the flat copper conductor 4 . The parallel flow paths 2 pass through all flat copper conductors 4 and the insulating layers 5 . The openings 14 arranged in the head 3 of the flat copper conductor 4 significantly enlarge the cooling surface for the excitation winding. Through the cross-sections of the openings 14 , which can have any contour, the cooling air flows almost radially with approximately the same flow rate as in the pole gap 1 .

Die parallelen Strömungswege 2 im Kopf 3 der Flachkupferleiter 4 entstehen dadurch, daß die in die Flachkupferleiter 4 und in die Isolierschichten 5 eingebrachten Öffnungen 14 übereinander liegen, wobei das Isoliermaterial geringfügig in die Öffnungen 14 hineinragen kann. Damit kein Windungsschluß im Bereich des Kopfes 3 der Flachkupferleiter 4 auftritt, dürfen die Ränder der Öffnungen 14 der Flachkupferleiter 4 keinen Grat besitzen.The parallel flow paths 2 in the head 3 of the flat copper conductor 4 result from the fact that the openings 14 made in the flat copper conductor 4 and in the insulating layers 5 lie one above the other, the insulating material being able to protrude slightly into the openings 14 . So that there is no short circuit in the area of the head 3 of the flat copper conductor 4 , the edges of the openings 14 of the flat copper conductor 4 must have no burr.

Zur Verringerung des Strömungswiderstandes der Eintrittsöffnungen 6 in die parallelen Strömungswege 2 können die außen liegenden Kanten der Öffnungen 14 der unteren Flachkupferleiter 7 abgerundet oder abgeschrägt werden.To reduce the flow resistance of the inlet openings 6 into the parallel flow paths 2 , the outer edges of the openings 14 of the lower flat copper conductors 7 can be rounded off or beveled.

Die Strömung wird beim Austritt aus dem oberen Flachkupferleitern 9, z. B. durch die Polschuhe 10 durch konstruktive Detaillösungen nicht behindert.The flow is at the exit from the upper flat copper conductors 9 , z. B. not hindered by the pole shoes 10 by constructive detailed solutions.

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird die Kühlung der Erregerwicklung wesentlich intensiviert. Die damit mögliche Entwicklungsreserve kann unterschiedlich, z. B. zur Absenkung der Temperatur der Erregerwicklung oder zur Erhöhung der elektromagnetischen Ausnutzung, verwendet werden. Die Erregerwicklung von großen Schenkelpolmaschinen kann so material- und platzsparend realisiert werden. Es werden damit auch Wege zur Verbesserung des Wirkungsgrades insbesondere durch die Reduzierung der Ventilationsverluste aufgrund der Intensivierung der Kühlung erschlossen.The cooling of the excitation winding is essential by the solution according to the invention intensified. The possible development reserve can vary, e.g. B. for lowering the temperature of the excitation winding or to increase the electromagnetic utilization, be used. The field winding of large salient pole machines can and can be realized in a space-saving manner. There are also ways to improve the Efficiency in particular by reducing ventilation losses due to the Intensified cooling.

Der Vorteil der Erfindung ist auch darin zu sehen, daß sie sowohl für Neukonstruktionen als auch für die Umrüstung bestehender Maschinen angewendet werden kann.The advantage of the invention can also be seen in the fact that it is suitable both for new designs and can be used for retrofitting existing machines.

Die Erfindung einschließlich ihrer vorteilhaften Ausgestaltung soll nachstehend in einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 12 beschrieben werden. The invention, including its advantageous embodiment, will be described below in an exemplary embodiment with reference to FIGS. 1 to 12.

Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Anordnung für die Führung des Kühlmediums im Gebiet der Pollücke 1 und durch die parallelen Strömungswege 2 in Bereich der Köpfe 3 der Flachkupferleiter 4 schematisch im Schnitt einer halben Polteilung. Im Raum 13 zwischen Läuferjoch 12 und Erregerwicklung 21 erzwingt die Anordnung eine Aufteilung der Strömung ohne zusätzliche Leiteinrichtungen, einmal durch die Pollücke 1 und zum anderen durch die parallelen Strömungswege 2 im Bereich der Köpfe 3 der Flachkupferleiter 4. Fig. 1 shows the arrangement according to the invention for guiding the cooling medium in the region of the pole gap 1 and by the parallel flow paths 2 is in the region of the heads 3 of the flat copper wire 4 a schematic sectional view of a half pole pitch. In the space 13 between the rotor yoke 12 and the excitation winding 21 , the arrangement forces the flow to be divided without additional guide devices, firstly through the pole gap 1 and secondly through the parallel flow paths 2 in the region of the heads 3 of the flat copper conductors 4 .

Im Raum 13 zwischen Erregerwickung 21 und Läuferjoch 12 können zusätzliche Leiteinrichtungen zur Aufteilung und Führung der Strömung des Kühlmediums angeordnet sein.Additional guide devices for dividing and guiding the flow of the cooling medium can be arranged in the space 13 between the excitation winding 21 and the rotor yoke 12 .

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Öffnungen 14 in den Köpfen 3 der Flachkupferleiter 4 und der Isolierschichten 5. Die Öffnungen 14 können kreisförmige, rechteckige oder beliebig andere Konturen haben und beliebig im Bereich der Köpfe 3 angeordnet sein. Fig. 2 shows an embodiment for the openings 14 in the heads 3 of the flat copper conductor 4 and the insulating films 5. The openings 14 can have circular, rectangular or any other contours and can be arranged anywhere in the area of the heads 3 .

Fig. 3 zeigt die übereinander liegenden Flachkupferleiter 4, die durch Isolierschichten 5 getrennt sind, schematisch im Schnitt. Die Öffnungen 14 in den Köpfen 3 der Flachkupferleiter 4 und Isolierschichten 5 bilden die parallelen Strömungswege 2 zum Gebiet in der Pollücke 1 bzw. zum Wicklungskopfraum. Die Öffnungen 14 aller Flachkupferleiter 4 und Isolierschichten 5 sind gleich oder können sich auch geringfügig unterscheiden. Fig. 3 shows the superimposed flat copper conductors 4 , which are separated by insulating layers 5 , schematically in section. The openings 14 in the heads 3 of the flat copper conductors 4 and insulating layers 5 form the parallel flow paths 2 to the area in the pole gap 1 or to the winding head space. The openings 14 of all flat copper conductors 4 and insulating layers 5 are the same or can also differ slightly.

Fig. 4 zeigt eine Anordnung entsprechend Fig. 3. Zur Verbesserung des Wärmeübergangs im Gebiet der Pollücke 1 und des Wicklungskopfraumes sind zusätzlich an den Köpfen 3 der Flachkupferleiter 4 außen durchgehende oder unterbrochene axiale oder radiale oder am Fuß in sich gedrehte oder nadelförmige Kühlrippen 15 angeordnet. FIG. 4 shows an arrangement corresponding to FIG. 3. In order to improve the heat transfer in the area of pole gap 1 and the winding head space, on the heads 3 of the flat copper conductors 4, continuous or interrupted axial or radial cooling ribs 15 or twisted or needle-shaped cooling ribs 15 are arranged on the outside .

Fig. 5 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Ausschnittes der Erregerwicklung 21 mit reduzierter Leiterbreite in Schichtrichtung an den Köpfen 3 der Flachkupferleiter 4. Die Isolierschichten 5 sind nur in dem Bereich mit nicht reduzierter Leiterbreite angeordnet. Sie können auch geringfügig in das Gebiet mit reduzierter Leiterbreite hineinragen. Im Bereich mit reduzierter Leiterbreite besteht eine offene Verbindung zwischen der Pollücke 1 und den parallelen Strömungswegen 2 im Bereich der Köpfe 3 der Flachkupferleiter 4. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß das Entgraten der Ränder der Öffnungen 14 der Flachkupferleiter 4 entfallen und ein Austausch der Strömung zwischen dem Gebiet der Pollücke 1 und den parallelen Strömungswegen 2 erfolgen kann. FIG. 5 shows a schematic sectional illustration of a section of the field winding 21 with a reduced conductor width in the layer direction on the heads 3 of the flat copper conductors 4 . The insulating layers 5 are arranged only in the area with a non-reduced conductor width. They can also protrude slightly into the area with a reduced conductor width. In the area with a reduced conductor width, there is an open connection between the pole gap 1 and the parallel flow paths 2 in the area of the heads 3 of the flat copper conductors 4 . This embodiment has the advantage that the edges of the openings 14 in the flat copper conductor 4 are not deburred and the flow can be exchanged between the area of the pole gap 1 and the parallel flow paths 2 .

Fig. 6 zeigt die schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels mit einem Verdrängungskörper 16 für Schenkelpolmaschinen, bei denen der Kühlmittelstrom aus Schlitzen 11 des Läuferjochs 12 austritt. Der Verdrängungskörper 16 ist in axialer Richtung über den größeren Teil der Pollänge in der Pollücke angeordnet. Dadurch ist es möglich, die Kühlmittelgeschwindigkeit in der Pollücke 1 und den parallelen Strömungswegen 2 zu erhöhen. FIG. 6 shows the schematic sectional illustration of an exemplary embodiment with a displacement body 16 for salient pole machines in which the coolant flow exits from slots 11 of the rotor yoke 12 . The displacement body 16 is arranged in the axial direction over the greater part of the pole length in the pole gap. This makes it possible to increase the coolant speed in the pole gap 1 and the parallel flow paths 2 .

Fig. 7 zeigt die schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels mit zusätzlichen Kühlrippen auf den Köpfen 3 der Flachkupferleiter 4 und Leiteinrichtungen 17 für Schenkelpolmaschinen, bei denen der Kühlmittelstrom aus Schlitzen 11 des Läuferjochs 12 austritt. Die Leiteinrichtungen 17 sind in axialer Richtung über den größeren Teil der Pollänge in der Pollücke 1 angeordnet. Eine Leiteinrichtung 17 besteht aus einem Befestigungsteil 23 und aus einer oder mehreren Leitschaufeln 22. Die Leitschaufeln 22 münden am Befestigungskörper 23 spitzwinklig und sind im weiteren Verlauf gerade oder gekrümmt. Die axiale Länge einer Leitschaufel 22 entspricht etwa der axialen Länge eines Schlitzes 11 des Läuferjochs 12 und ihre Zahl entspricht maximal der Anzahl der Schlitze 11 des Läuferjochs 12. Zur besseren Strömungsführung können die Leitschaufeln 22 zusätzliche axiale Begrenzungen besitzen und gedreht sein. Der Strömungsquerschnitt in radialer Richtung ist in der Pollücke zwischen den Leiteinrichtungen 17 wesentlich größer als der im Gebiet der Leiteinrichtung 17. Durch die Anordnung der Leiteinrichtungen 17 in der Pollücke 1 treten im Bereich der Leiteinrichtungen 17 hohe Strömungsgeschwindigkeiten auf und die Strömung erhält an der Kühlfläche der Erregerwicklung in der Pollücke eine axiale Komponente. Fig. 7 is a schematic sectional view showing an embodiment with additional cooling fins on the heads 3 of the flat copper wire 4 and guide devices 17 for salient pole in which the coolant flow from slots 11 of the rotor yoke exits 12th The guide devices 17 are arranged in the axial direction over the greater part of the pole length in the pole gap 1 . A guide device 17 consists of a fastening part 23 and one or more guide vanes 22 . The guide vanes 22 open at an acute angle on the fastening body 23 and are straight or curved in the further course. The axial length of a guide vane 22 corresponds approximately to the axial length of a slot 11 of the rotor yoke 12 and its number corresponds at most to the number of slots 11 of the rotor yoke 12 . For better flow guidance, the guide vanes 22 can have additional axial boundaries and can be rotated. The flow cross section in the radial direction in the pole gap between the guide devices 17 is substantially larger than that in the area of the guide device 17 . As a result of the arrangement of the guide devices 17 in the pole gap 1 , high flow velocities occur in the area of the guide devices 17 and the flow receives an axial component on the cooling surface of the excitation winding in the pole gap.

Fig. 8 zeigt die schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels mit hohlen Verdrängungskörpern 18 mit Austrittsdüsen 19 zur Erregerwicklung hin für Schenkelpolmaschinen, bei denen der Kühlmittelstrom aus Schlitzen 11 des Läuferjochs 12 austritt. Die hohlen Verdrängungskörper 18 sind in axialer Richtung über den größeren Teil der Pollänge in der Pollücke 1 angeordnet. Der hohle Verdrängungskörper 18 ist zum Raum 13 zwischen Erregerwicklung 21 und Läuferjoch 12 offen, so daß der Kühlmittelstrom aus den Schlitzen 11 des Läuferjochs 12 direkt in die Hohlkörper einströmen kann. Die axiale Länge eines Hohlkörpers 18 ist größer oder entspricht etwa der axialen Länge eines Schlitzes 11 des Läuferjochs 12 und ihre Zahl ist maximal der Anzahl der Schlitze 11 des Läuferjochs 12. Der düsenartige Austritt 19 kann gerade sein oder gedreht, wobei eine zusätzliche Umlenkung erfolgt, so daß die Strömung eine axiale Komponente erhält. Innerhalb des Hohlkörpers 18 können zusätzliche Leiteinrichtungen angeordnet sein. Fig. 8 is a schematic sectional view showing an embodiment with hollow displacement bodies 18 with outlet nozzles 19 to the excitation winding out of salient pole in which the coolant flow from slots 11 of the rotor yoke exits 12th The hollow displacement bodies 18 are arranged in the axial direction over the greater part of the pole length in the pole gap 1 . The hollow displacement body 18 is open to the space 13 between the excitation winding 21 and the rotor yoke 12 , so that the coolant flow can flow directly from the slots 11 of the rotor yoke 12 into the hollow body. The axial length of a hollow body 18 is greater or approximately corresponds to the axial length of a slot 11 of the rotor yoke 12 and its number is a maximum of the number of slots 11 of the rotor yoke 12 . The nozzle-like outlet 19 can be straight or rotated, with an additional deflection taking place so that the flow receives an axial component. Additional guide devices can be arranged within the hollow body 18 .

Fig. 9 zeigt schematisch den Schnitt durch einen Polabschnitt. Hier ist die überstehende Länge des Polschuhs 10 über den Polschaft 20 gleich der Breite der Flachkupferleiter 4. Bei diesem Ausführungsbeispiel haben die oberen bzw. der obere Flachkupferleiter 9 Durchbrüche 8 nach außen. Fig. 9 shows schematically the section through a pole section. Here the protruding length of the pole piece 10 over the pole shaft 20 is equal to the width of the flat copper conductor 4 . In this embodiment, the upper or the upper flat copper conductor 9 have openings 8 to the outside.

Fig. 10 zeigt schematisch den Schnitt durch einen Ausschnitt der Erregerwicklung mit der Eintrittsöffnung 6 im unteren Flachkupferleiter 7. Zur Verminderung der Eintrittsverluste sind die Kanten der Eintrittsöffnung 6 abgerundet. Fig. 10 shows schematically a section through a detail of the field winding with the inlet opening 6 in the lower flat copper conductor 7. To reduce the entry losses, the edges of the entry opening 6 are rounded.

Fig. 11 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Ausschnittes der Erregerwicklung 21 mit reduzierter Leiterbreite in Schichtrichtung an den Köpfen 3 der Flachkupferleiter 4 mit zur Pollücke 1 und zum Wicklungskopfraum hin offenen Kühlkanälen. Die Isolierschichten 5 sind nur in dem Bereich mit nicht reduzierter Leiterbreite angeordnet. Sie können auch geringfügig in das Gebiet mit reduzierter Leiterbreite hineinragen. Im Bereich mit reduzierten Leiterbreite entstehen so radiale Kühlrippen und es besteht eine offene Verbindung zur Pollücke 1 und zum Wicklungskopfraum. Fig. 11 is a schematic sectional view showing a section of the excitation winding 21 having a reduced lead width in the slice direction to the heads 3 of the flat copper wire 4 with the pole gap 1 and the winding head space open towards the cooling channels. The insulating layers 5 are arranged only in the area with a non-reduced conductor width. They can also protrude slightly into the area with a reduced conductor width. Radial cooling fins are created in the area with reduced conductor width and there is an open connection to pole gap 1 and to the winding head space.

Fig. 12 zeigt den schematischen Aufbau der Erregerwicklung mit unterschiedlich großen Öffnungen 14. Bei dieser Anordnung müssen nur die Kanten der größeren Öffnungen 14 entgratet werden. Fig. 12 shows the schematic structure of the field winding with different sized openings 14. With this arrangement, only the edges of the larger openings 14 need to be deburred.

Die erfindungsgemäßen Öffnungen 14 im Kopf 3 der Flachkupferleiter 4 können mit Durchbrüchen nach außen versehen sein, wobei wahlweise jede außen liegende Öffnung oder einzelne außen liegende Öffnungen mit Durchbrüchen versehen sind.The openings 14 according to the invention in the head 3 of the flat copper conductor 4 can be provided with openings to the outside, with any outside opening or individual outside openings optionally being provided with openings.

BezugszeichenlisteReference list

11

Pollücke
Pole gap

22nd

parallele Strömungswege
parallel flow paths

33rd

Kopf
head

44th

Flachkupferleiter
Flat copper conductor

55

Isolierschicht
Insulating layer

66

Eintrittsöffnung
Entrance opening

77

unterer Flachkupferleiter
lower flat copper conductor

88th

Durchbrüche
Breakthroughs

99

oberer Flachkupferleiter
upper flat copper conductor

1010th

Polschuhe
Pole pieces

1111

Schlitze im Läuferjoch
Slots in the Läuferjoch

1212th

Läuferjoch
Läuferjoch

1313

Raum zwischen Läuferjoch und Erregerwicklung
Space between the Läuferjoch and the field winding

1414

Öffnungen
openings

1515

Kühlrippen
Cooling fins

1616

Verdrängungskörper
Displacement body

1717th

Leiteinrichtung
Control device

1818th

hohler Verdrängungskörper
hollow sinker

1919th

düsenartiger Austritt
nozzle-like outlet

2020th

Polschaft
Polity

2121

Erregerwicklung
Excitation winding

2222

Leitschaufeln
Guide vanes

2323

Befestigungsteil
Fastener

Claims (12)

1. Belüftungssystem für die Erregerwicklung großer Schenkelpolmaschinen insbesondere mit Flachkupferleitern, dadurch gekennzeichnet,
daß im Kopf (3) des Flachkupferleiters (4) auf der dem Polschaft (20) abgewandten Seite Öffnungen (14) angebracht sind,
daß, falls die Isolierschichten (5) bis zur Leiterkopfkante geführt sind, in den Isolierschichten (5), die zwischen den Flachkupferleitern (4) liegen, entsprechende Öffnungen ausgebildet sind und
daß damit parallele Strömungswege (2) zur Pollücke (1) und zum Wicklungskopfraum ausgebildet sind.1. ventilation system for the field winding of large salient pole machines, in particular with flat copper conductors, characterized in that
that openings ( 14 ) are provided in the head ( 3 ) of the flat copper conductor ( 4 ) on the side facing away from the pole shaft ( 20 ),
that if the insulating layers ( 5 ) are guided to the edge of the conductor head, corresponding openings are formed in the insulating layers ( 5 ) which lie between the flat copper conductors ( 4 ) and
that parallel flow paths ( 2 ) to the pole gap ( 1 ) and to the winding head space are thus formed. 2. Belüftungssystem für die Erregerwicklung großer Schenkelpolmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Raum (13) zwischen Erregerwicklung (21) und Läuferjoch (12) zusätzliche Leiteinrichtungen eingebracht sind.2. Ventilation system for the field winding of large salient pole machines according to claim 1, characterized in that additional guide devices are introduced in the space ( 13 ) between the field winding ( 21 ) and rotor yoke ( 12 ). 3. Belüftungssystem für die Erregerwicklung großer Schenkelpolmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Flachkupferleiter (4) außen durchgehende oder unterbrochene axiale oder radiale oder am Fuß in sich gedrehte oder nadelförmige Kühlrippen (15) angeordnet sind.3. Ventilation system for the field winding of large salient pole machines according to claim 1, characterized in that on the flat copper conductor ( 4 ) outside continuous or interrupted axial or radial or at the foot twisted or needle-shaped cooling fins ( 15 ) are arranged. 4. Belüftungssystem für die Erregerwicklung großer Schenkelpolmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die parallelen Strömungswege (2) nur zur Pollücke (1) hin ausgebildet sind.4. ventilation system for the excitation winding of large salient pole machines according to claim 1, characterized in that the parallel flow paths ( 2 ) are only formed towards the pole gap ( 1 ). 5. Belüftungssystem für die Erregerwicklung großer Schenkelpolmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flachkupferleiter (4) im Bereich des Kopfes (3) eine reduzierte Leiterbreite besitzt und die Isolierschicht (5) nur über die Länge der vollständigen Breite eingebracht ist. 5. ventilation system for the field winding of large salient pole machines according to claim 1, characterized in that the flat copper conductor ( 4 ) in the region of the head ( 3 ) has a reduced conductor width and the insulating layer ( 5 ) is introduced only over the length of the full width. 6. Belüftungssystem für die Erregerwicklung großer Schenkelpolmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Überdeckung der Köpfe (3) durch die Polschuhe (10) in den oberen Flachkupferleitern (9) Durchbrüche von den Öffnungen (14) ausgehend nach außen angeordnet sind.6. Ventilation system for the excitation winding of large salient pole machines according to claim 1, characterized in that when the heads ( 3 ) are covered by the pole shoes ( 10 ) in the upper flat copper conductors ( 9 ) openings are arranged starting from the openings ( 14 ) to the outside. 7. Belüftungssystem für die Erregerwicklung großer Schenkelpolmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nach außen gerichteten Kanten der Öffnungen (14) im unteren Flachkupferleiter (7) abgerundet oder angeschrägt sind.7. ventilation system for the excitation winding of large salient pole machines according to claim 1, characterized in that the outwardly directed edges of the openings ( 14 ) in the lower flat copper conductor ( 7 ) are rounded or chamfered. 8. Belüftungssystem für die Erregerwicklung großer Schenkelpolmaschinen nach Anspruch 1 und Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß von den Öffnungen (14) der Flachkupferleiter (4) ausgehend Durchbrüche nach außen vorgesehen sind.8. ventilation system for the field winding of large salient pole machines according to claim 1 and claim 4, characterized in that starting from the openings ( 14 ) of the flat copper conductor ( 4 ) openings are provided to the outside. 9. Belüftungssystem für die Erregerwicklung großer Schenkelpolmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (14) der beim Schichten aufeinander folgenden Flachkupferleiter (4) unterschiedlichen Strömungsquerschnitt aufweisen, während die danach folgenden wieder den gleichen Querschnitt besitzen.9. Ventilation system for the excitation winding of large salient pole machines according to claim 1, characterized in that the openings ( 14 ) of the successive flat copper conductor ( 4 ) have different flow cross-sections during layering, while the subsequent ones again have the same cross-section. 10. Belüftungssystem für die Erregerwicklung großer Schenkelpolmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Pollücke (1) ein Verdrängungskörper (16) über die gesamte axiale Länge der Pole oder über einen Teil angeordnet ist.10. Ventilation system for the field winding of large salient pole machines according to claim 1, characterized in that in the pole gap ( 1 ) a displacement body ( 16 ) is arranged over the entire axial length of the poles or over a part. 11. Belüftungssystem für die Erregerwicklung großer Schenkelpolmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Pollücke (1) eine Leiteinrichtung (17) bestehend aus dem Befestigungsteil (23) und den Leitschaufeln (22),deren Breite etwa der Breite der Schlitze (11) des Läuferjochs (12) entspricht und die mit der Symmetrieebene in der Pollücke 1 einen spitzen Winkel bilden und zur Erregerwicklung gerade oder gekrümmt auslaufen, über die gesamte axiale Länge der Pole oder über einen Teil angeordnet ist.11. Ventilation system for the field winding of large salient pole machines according to claim 1, characterized in that in the pole gap ( 1 ) a guide device ( 17 ) consisting of the fastening part ( 23 ) and the guide vanes ( 22 ), the width of which approximately the width of the slots ( 11 ) of the rotor yoke ( 12 ) and which form an acute angle with the plane of symmetry in the pole gap 1 and run straight or curved to the excitation winding, is arranged over the entire axial length of the poles or over part. 12. Belüftungssystem für die Erregerwicklung großer Schenkelpolmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Pollücke (1) hohle Verdrängungskörper (18) über die gesamte axiale Länge der Pole oder über einen Teil angeordnet sind, die auf der Seite zur Erregerwicklung (21) hin, in Bezug auf die axiale Richtung gerade oder gekrümmte Austrittsdüsen besitzt, wobei die hohlen Verdrängungskörper (18) zum Raum (13) zwischen Läuferjoch (12) und Erregerwicklung (21) offen ist.12. Ventilation system for the field winding of large salient pole machines according to claim 1, characterized in that in the pole gap ( 1 ) hollow displacement bodies ( 18 ) are arranged over the entire axial length of the poles or over a part, which on the side to the field winding ( 21 ) towards, in relation to the axial direction has straight or curved outlet nozzles, the hollow displacement body ( 18 ) being open to the space ( 13 ) between the rotor yoke ( 12 ) and the field winding ( 21 ).
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002052694A2 (en) * 2000-12-22 2002-07-04 General Electric Company Flow-through spaceblocks with deflectors and method for increased electric generator endwinding cooling
DE102004062162A1 (en) * 2004-12-23 2006-07-06 Siemens Ag Electrical machine, has pole winding support, and displacement bodies that are provided in pole gap, where bodies are arranged and designed such that they form cooling sections with exciter windings at their periphery
WO2008082823A1 (en) * 2006-12-29 2008-07-10 General Electric Company Rotor winding
US7915771B2 (en) 2004-02-12 2011-03-29 Siemens Aktiengesellschaft Salient-pole machine comprising at least one field coil

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6866279B2 (en) * 2017-11-29 2021-04-28 株式会社東芝 Rotating machine

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE931299C (en) * 1945-03-29 1955-08-04 Oerlikon Maschf Ventilation arrangement for salient pole machines with a large iron width
FR81566E (en) * 1962-03-27 1963-10-11 Forges Ateliers Const Electr Improvements to cooling devices for electrical machines
US3846651A (en) * 1973-06-12 1974-11-05 Westinghouse Electric Corp Dynamoelectric machine ventilating system
DE2605815A1 (en) * 1976-02-11 1977-08-18 Siemens Ag Air cooling for salient pole electric machine rotors - uses ducts round pole windings inside rotor and serrated shields outside
JPS5941147A (en) * 1982-08-30 1984-03-07 Mitsubishi Electric Corp Rotor for rotary electric machine

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002052694A2 (en) * 2000-12-22 2002-07-04 General Electric Company Flow-through spaceblocks with deflectors and method for increased electric generator endwinding cooling
WO2002052694A3 (en) * 2000-12-22 2003-01-23 Gen Electric Flow-through spaceblocks with deflectors and method for increased electric generator endwinding cooling
KR100854197B1 (en) * 2000-12-22 2008-08-26 제너럴 일렉트릭 캄파니 Flow-through spaceblocks with deflectors and method for increased electric generator endwinding cooling
CZ304143B6 (en) * 2000-12-22 2013-11-13 General Electric Company Gas cooled dynamoelectric machine with a space block having passages and flow deflectors
US7915771B2 (en) 2004-02-12 2011-03-29 Siemens Aktiengesellschaft Salient-pole machine comprising at least one field coil
DE102004062162A1 (en) * 2004-12-23 2006-07-06 Siemens Ag Electrical machine, has pole winding support, and displacement bodies that are provided in pole gap, where bodies are arranged and designed such that they form cooling sections with exciter windings at their periphery
WO2008082823A1 (en) * 2006-12-29 2008-07-10 General Electric Company Rotor winding

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