DE2045866A1

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Info

Publication number: DE2045866A1
Application number: DE19702045866
Authority: DE
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1969-09-30
Filing date: 1970-09-17
Publication date: 1971-05-06
Also published as: CH506906A; GB1314866A; DE2045866B2; JPS4938884B1; SE324834B; US3622820A

Description

Läuferkühlsystem für eine flüssigkeitsgekühlte elektrische Maschine

Die Erfindung "betrifft ein Läuferkühlsystem für eine flüssigkeitsgekühlte elektrische Maschine mit mehreren im Läufer angeordneten, axial verlaufenden Kühlkanälen und einer Anordnung zur Verhinderung thermischer Unbalance, bei dem die Kühlkanäle durch je ein Leitungsrohr für die Kühlflüssigkeit mit ein und derselben außerhalb der Spulenköpfe der Läuferwicklung angeordneten Verteilungskammer für Kühlflüssigkeit in Verbindung stehen.

Bei flüssigkeitsgekühlten Läufern, bei denen ein direkter Kontakt zwischen dem Kühlmittel und den gekühlten Teilen besteht, hat eine etwaige unzureichende Kühlung eine bedeutend größere Auswirkung auf die Temperatur des Läufereisens als eine mehr indirekte Kühlung. Deshalb ist es erwünscht, die Temperatur des Läuferkörpers regeln zu können, d.h. eine Kühlung desselben vorzunehmen, um eine etwaige Asymmetrie auszugleichen, die zu einem Verbiegen des Läuferkörpers führen und unzulässige Vibrationen verursachen könnte. Um die Kühlung

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der verschiedenen Teile des Läuferkörpers regeln zu können, ist es zweckmäßig, den Wasserdurchfluß in jedem einzelnen Kühlkanal drosseln zu können. Dies gilt besonders für die Kühlkanäle, die durch das Läufereisen laufen und dasselbe direkt kühlen.

Ein Läuferkühlsystem, das eine thermische Ausbalancierung des Läufers ermöglicht, ist in der US-Patentschrift 3 163 beschrieben. In einer Haschine gemäß dieser Patentschrift erreicht man eine justierbare Drosselung der im Läufereisen verlaufenden Kühlkanäle durch diese radial durchsetzende Schraubenbolzen, deren Winkellage den hydraulischen Widerstand im Kühlkanal bestimmt. Sine thermische Ausbalancierung nach diesem Prinzip erfordert, daß der Läufer während des Justierungsverfahrens mehrere Male montiert und demontiert werden muß, da die Justierschrauben nur sehr schwer zugänglich sind. Außerdem kann eine solche Anordnung in einer wassergekühlten Maschine kaum die großen Ansprüche erfüllen, die bei einer derartigen Maschine an die Dichtigkeit des Kühlsystems gestellt werden.

Obengenannte Nachteile sind bei einem Läuferkühlsystem gemäß der Erfindung vermieden. Dieses ist dadurch gekennzeichnet, daß jedes Leitungsrohr flüssigkeitsdicht durch eine erste Wand in die Verteilungskammer eingeführt und durch eine zweite Wand wieder herausgeführt ist, daß in dem in der Verteilungskammer befindlichen Teil des Leitungsrohres öffnungen ange-

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bracht sind, die das Leitungsrohr mit der Verteilungskammer verbinden und daß in dem von der zweiten Verteilungskammerwand umschlossenen Teil des Rohres ein justierbarer und in justierter Lage fixierbarer Körper angeordnet ist, der das Rohrende verschließt und dessen Lage im Verhältnis zu den öffnungen den hydraulischen Widerstand zwischen Leitungsrohr und Verteilungskammer bestimmt.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher beschrieben, in dieser zeigen:

Fig. 1 in axialem Schnitt einen Teil eines wassergekühlten Läufers, der mit einem Kühlsystem gemäß der Erfindung versehen ist und

Fig. 2 und 3 einen Schnitt durch eine Verteilungskammer

mit zwei Varianten einer Anordnung zur Verhinderung einer thermischen Unbalance· i

In der Zeichnung bezeichnet 1 einen Läuferkern eines Turbogengenerators, 2 die Läuferwelle, 3 die Mittellinie des Läufers, 5 die Spulenköpfe der Läuferwicklung. Die gestrichelte Linie deutet den Boden einer Wicklungsnut an und 6 bezeichnet einen durch einen Läuferzahn verlaufenden und zur Kühlung des Läufereisens vorgesehenen Flüssigkeitskanal. Hehrere Zähne des Läufers sind mit solchen Kanälen versehen· Jeder Kanal 6 ist durch ein Flüssigkeitsleitungsrohr 7 mit einer ringförmigen

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Flüssigkeitsverteilungskammer 8 verbunden* Diese Kammer 8 steht außerdem in Verbindung mit mehreren Rohren 9, die an einem Wicklungskühlsystem angeschlossen sind, das aus axial verlaufenden Kühlkanälen in den Läuferleltern selbst besteht.

Die Kühlflüssigkeit wird dem Kühlsystem der Wicklung an dem auf der Zeichnung nicht gezeigten Spulenkopf zugeführt, passiert die direktgekühlten Läuferleiter, wird durch die Rohre 9 der Verteilungskammer 8 zugeführt und strömt dann durch die Rohre 7 und die im Läufereisen angeordneten Kühlkanäle 6 zurück zu dem nicht gezeigten Spulenkopf. Das Kühlrohr 7 ist durch eine ringförmige Kühlkammerwand 10 (Fig. 2) eingeführt, verläuft quer durch die Kühlkammer und wird durch eine zweite ringförmige Kühlkammerwand 11 herausgeführt, wobei das Rohr 7 mittels Schweißverbindungen 12 und 13 flüssigkeitsdicht mit den Wänden 10 und verschweißt ist. Der in der Kammer 8 liegende Teil des Rohres 7 hat mehrere öffnungen 14, durch die das Rohr in hydraulischer Verbindung mit der Kammer 8 steht. Das Rohr 7 umschließt einen Kolben 15, der eine ringförmige Nute 16 mit einliegendem Dichtungsring 17 hat. Bei der in Fig. 2 gezeigten Anordnung ist das durch die Wand 11 herausgezogene Ende des Rohres 7 mit Außengewinde 18 und einer aufgeschraubten Hülse 19 versehen, die mittels einer wasserdichten, mechanischen Verbindung an dem einen Ende des Kolbens 15 befestigt ist. Die mechanische Verbindung bezweckt die übertragung der in der Längsrichtung des Kolbens wirkenden Kräfte zwischen Hülse und Kolben, dagegen keine Drehmomente.

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Außerdem ist die Verbindung lösbar, so daß die Hülse, wenn erwünscht, entfernt werden kann, ohne daß sich die Lage des Kolbens ändert. Durch Einstellung der Hülse 19 in verschiedene Winkellagen kann der Kolben 15 dazu gebracht werden, die Öffnung 14 mehr oder weniger zu überdecken, wobei der gewünschte Drosselungsgrad eingestellt werden kann. Dadurch, daß die Öffnung 14 wie ein langer und relativ schmaler Spalt ausgebildet ist und der zur Verfügung stehende Platz für den mit Gewinde versehenen Teil des Rohres 7 eine entsprechende Länge desselben zuläßt, wird eine außerordentlich hohe Einstellgenauigkeit erreicht.

In gewissen Fällen kann es vorteilhaft sein, die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform der Balancierungsanordnung beizubehalten, auch wenn die Haschine eingestellt und in Betrieb genommen worden ist. Eventuell kann die Anordnung dadurch ergänzt werden, daß die Hülse 19 mit einer umschließenden Dichtungsmasse oder mit dichtenden Metallschmelzen versehen wird.

Die größte Sicherheit gegen Leckage erreicht man jedoch, wenn man die in Fig. 2 gezeigte Form nur so lange beibehält, bis die thermische Balancierung beendet ist, und sie zu der in Fig. gezeigten Form ändert, ehe die Maschine in Betrieb gesetzt wird. In Fig. 3 bezeichnet 20 eine ringförmige Schweißnaht, die zusammen mit dem Kolben 15 einen absolut zuverlässigen Versc-hluß des durch die Wand 11 herausgezogenen Rohrendes bildet. Außerdem erreicht man eine absolut sichere Fixierung der Kolbenlage

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im Verhältnis zur öffnung 14. Die genannte Änderung wird zweckmäßigerweise durchgeführt, indem man den in korrekter Lage einjustierten Kolben 15 an das Rohr 7 mittels einer Anzahl Schweißpunkte, die denselben Abstand vom Rohrende haben und zwischen der Hülse 19 und der Wand 11 liegen, festschweißt. Danach werden das Rohr 7 und der Kolben 15 mittels eines Schnittes durch diese Schweißpunkte oder in deren unmittelbarer Nähe abgetrennt, wonach die ringförmige Schweißnaht 20 angebracht wird.

Anstatt Rohr und Kolben abzuschneiden, ehe die ringförmige Schweißnaht angebracht wird, kann man die Hülse 19 auch ganz entfernen und dann den Kolben 15 am Ende des Rohres 7 festschweißen. Ehe die Hülse 19 entfernt wird, kann man, wenn erhöhte Sicherheit gegen Änderung der einjustierten Lage des Kolbens 15 gewünscht wird, eine Zwinge am Rohrende festschrauben, so daß der Kolben 15 in seiner Lage festgeklemmt wird.

Sin Läuferkühlsystem gemäß der Erfindung kann auf viele andere Arten ausgebildet werden als die im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschriebenen. Es ist z.B. möglich, anstelle des Kolbens 15 einen drehbaren Körper zu verwenden, dessen Einwirkung auf den hydraulischen Widerstand zwischen dem Rohr und der Verteilungskammer vom Itadrehungswinkel abhängig ist. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele werden jedoch als besonders vorteilhaft angesehen.

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Bei der oben beschriebenen Verwendung der Erfindung wird der Wasserdurchfluß in den Kühlkanälen für die Direktkühlung des Läufereisens justiert. Die Patentansprüche beziehen sich auch auf in den Läuferleitern ausgebildete Kühlkanäle.

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Claims

Patentansprüche t

1.1 Läuferkühlsystem für eine flüssigkeitsgekühlte elektrische Maschine mit mehreren im Läufer angeordneten, axial verlaufenden Kühlkanälen und mit einer Anordnung zur Verhinderung thermischer Unbalance, bei dem die Kühlkanäle durch mehrere Leitungsrohre für die Kühlflüssigkeit mit ein und derselben, außerhalb der Spulenköpfe der Läuferwicklung angeordneten Verteilungskammer für die Kühlflüssigkeit in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Leitungsrohr (7) flüssigkeitsdicht durch eine erste Wand (10) in die Verteilungskammer (8) eingeführt und durch eine zweite Wand (11) wieder herausgeführt ist, daß in dem in der Verteilungskammer (8) befindlichen Teil des Leitungsrohres (7) öffnungen (14) angebracht sind, die das Leitungsrohr mit der Verteilungskammer verbinden und daß in dem von der aeiten Verteilungskammerwand (11) umschlossenen Teil des Äohres (7) ein justierbarer und in justierter Lage fixierbarer Körper (15) angeordnet ist, der das Rohrende verschließt und dessen Lage im Verhältnis zu den öffnungen (14) den hydraulischen Widerstand zwischen Leitungsrohr (7) und Verteilungskammer (8) bestimmt.

2. Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Leitungsrohres (7) mit Gewinde (18) für ein auf das Rohrende aufgeschraubtem Einstellorgan (19) *8ci der Körper (15) mit einer Anordnung für die mechanische Verbindung mit dem Organ (19) versehen ist.

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3. Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (15) die Form eines gegenjÄie Innenseite des Leitungsrohres (7) dicht anschließenden Kolbens (15) hat, das Leitungsrohrende verschlossen und der Kolben (15) durch eine Schweißverbindung zwischen Leitungsrohr und Kolben fixiert ist.

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