DE2205413C3

DE2205413C3 - Insulating body for spacing and guiding coolant between holding structures or coils of electrical machines

Info

Publication number: DE2205413C3
Application number: DE19722205413
Authority: DE
Inventors: Franz 8501 Großgründlach; Krauß Johann 8500 Nürnberg Böhm
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Filing date: 1972-02-05
Publication date: 1976-08-26

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Isolierkörper zur Abstandshalterung und Kühlmiltelführung zwischen Haltekonstruktionen, Spulen und/oder Teilspulen elektrischer Maschinen oder Apparate, bestehend aus mindestens zwei benachbart angeordneten flächigen, je für sich biegsamen und mit Durchlässen versehenen Teilisolierkörpern.The invention relates to an insulating body for spacing and cooling medium guide between Holding structures, coils and / or coil sections of electrical machines or apparatus, consisting of at least two adjacently arranged flat, each flexible and provided with passages Partial insulating bodies.

Ein aus der US-PS 33 68 174 bekanntgewordener Isolierkörper dieser Art besteht aus mehreren gewdllen Teilisolierkörpern, die in gleichen Ebenen liegen und nur an einem Rand aneinanderstoßen. Der so gebildete Isolierkörper ist wegen der gewellten Teilisolierkörper nur in einer Richtung begrenzt biegsam und daher nur für ebene oder zylindrische, nicht aber für beliebig geformte Spulen geeignet. Wenn zwei oder mehr Teilkörper übereinander angeordnet werden, so kann dies nur mit unterschiedlicher Lage der Welligkeit erfolgen, damit die Kühlmittelführung gesichert ist. In diesem Fall ist der geschichtete Kühlkörper praktisch nicht mehr biegsam und nur für ebene Scheibenspulen anwendbar. Die Profilierung der gewellten Teilisolierkörper beansprucht außerdem einen relativ großen Raumbedarf für die Isolierung, was sich ungünstig auf die Wickcldichte auswirkt.A known from US-PS 33 68 174 insulating body of this type consists of several shafts Partial insulation bodies that are in the same plane and only butt against one another at one edge. The so educated Because of the corrugated part of the insulating body, the insulating body has limited flexibility and flexibility in only one direction therefore only suitable for flat or cylindrical, but not for coils of any shape. If two or If more partial bodies are arranged one above the other, this can only be done with a different position of the waviness so that the coolant flow is secured. In this case, the layered heat sink comes in handy no longer flexible and can only be used for flat disc coils. The profiling of the corrugated part of the insulating body It also takes up a relatively large amount of space for the insulation, which is unfavorable the winding density affects.

Dies gilt auch für ähnlich profilierte Isolierkörper nach der DT-AS 15 63 479, bei denen aber Durchlässe «5 fehlen, so daß die einzelnen Kühlkanäle voneinander getrennt sind. Wegen des Fehlens von die Kühlkanäle verbindenden Durchlässen müssen die Isolierkörper in den Spulen eine solche Lage erhalten, bei der im Betrieb entstehende, thermische Gefahren bildende Dampfblasen aus den Kanälen entweichen können.This also applies to similarly profiled insulating bodies according to DT-AS 15 63 479, but for which passages «5 are missing, so that the individual cooling channels are separated from one another. Because of the lack of the cooling ducts connecting passages, the insulating bodies in the coils must be in such a position that during operation resulting, thermal hazards forming vapor bubbles can escape from the channels.

Aus der US-PS 26 85 677 ist eine einzige flache partiell gelochte Platte als unterer kühlmitteldurchlässiger Abschluß einer Röhrenwicklung bekannt, die lediglich zur Steuerung und Verteilung des Kühlmittels zwischen den beabstandeten Spulen der Röhrenwicklung dient.From US-PS 26 85 677 a single flat is partial perforated plate known as the lower coolant-permeable termination of a tube winding, which is only is used to control and distribute the coolant between the spaced coils of the tube winding.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfach zu fertigenden, raumsparenden Isolierkörper der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei anpaßbarer Auflagefläche einen Kühlmittelzufluß über seine ganze Fläche verteilt sowohl in axialer bzw. radialer Richtung als auch in Umfangsrichtung ohne mechanische, thermische und/oder dielektrische Überlastung der Spule zuläßt.The invention is based on the object of providing a space-saving insulating body that is easy to manufacture To create the type mentioned at the outset, with an adjustable support surface, a coolant inflow via its entire area distributed both in the axial or radial direction as well as in the circumferential direction without mechanical, thermal and / or dielectric overload of the coil allows.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt naen der Erfindung dadurch, daß jeder Teilisolierkörper aus Flachmaterial mit auf seiner Fläche, die frei von Erhebungen ist, verteilt angeordneten Durchlässen besteht und die Teilisolierkörper auf ihrer ganzen Fläche aufeinanderliegen und die Durchlässe in den Teilisolierkörpern so angeordnet und ausgebildet sind, daß die Durchlässe eines Teilisolierkörpers mit ihren benachbarten Durchlässen jeweils durch die freien Durchlaßflächen der Durchlässe im jeweils benachbarten Teilisolierkörper über die ganze Fläche des Teilisolierkörpers verteilt untereinander in Verbindung stehen.The solution to the task at hand succeeds in the Invention in that each part of the insulating body made of flat material with on its surface that is free of bumps is, there are distributed passages and the partial insulating bodies lie on top of one another over their entire surface and the passages are arranged and formed in the partial insulating bodies so that the Passages of a partial insulating body with their adjacent passages each through the free passage areas of the passages in the respective adjacent part of the insulating body are in connection with one another distributed over the entire surface of the insulating part.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind an Hand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbebpie'e nachfolgend näher erläutert. Es zeigtFurther details of the invention are based on several exemplary embodiments shown in the drawing explained in more detail below. It shows

F i g. 1 Isolierkörper nach der Erfindung an den Stirnseiten von Scheibenspulen,F i g. 1 insulating body according to the invention on the end faces of disc coils,

F i g. 2 Isolierkörper nach der Erfindung am Umfang zwischen Teillagen von Zylinderspulen.F i g. 2 insulating body according to the invention on the circumference between partial layers of cylinder coils.

F i g. 3a bis 3e verschiedene Formen und Anordnungen von Durchlässen von Teilisolierkörpern.F i g. 3a to 3e different shapes and arrangements of passages of partial insulating bodies.

Zwischen dem angedeuteten einen Flansch 4, dem Spulenkörper 5 und einer Außenabdeckung 6 der Spulenanordnung nach F i g. 1 sind mehrere Scheibenspulen '/ gegen den Spulenkörper 5 bei 8 isoliert angeordnet und gegeneinander und gegen jeden Flansch 4 durch einen Isolierkörper 1 abgestützt. In nicht näher dargestellter Weise sind Kühlmittelzu- und -ableitungen vorgesehen, so daß jeder Isolierkörper 1 von Kühlmittel durchdrungen wird und das Kühlmittel auf die ganze Fläche der Isolierkörper 1 verteilt in jr der Richtung (d. h. axial, radial und in Umfangsrichtung) strömen kann und auf diese Weise eine Wärmeabfuhr von allen innen liegenden Stellen der Scheibenwicklungen nach außen ermöglicht.Between the indicated one flange 4, the coil body 5 and an outer cover 6 of the coil arrangement according to FIG. 1, several disc coils' / are arranged insulated from the coil body 5 at 8 and supported against each other and against each flange 4 by an insulating body 1. In not closer As shown, coolant supply and discharge lines are provided, so that each insulating body 1 of coolant is penetrated and the coolant is distributed over the entire surface of the insulating body 1 in the direction (i.e. axially, radially and circumferentially) can flow and in this way a heat dissipation from allows all internal points of the disc windings to the outside.

In F i g. 2 ist ein Teil einer Zylinderspule angedeutet, mit zwei Teillagen 9, 10, die außen von einer Bandage 11 sowie ?wei Isolierkörpern Γ nach der Erfindung umfaßt sind. Die weiter unten beschriebenen Isolierkörper nach der Erfindung erlauben eine Strömung des Kühlmittels in jeder Isoüerlagc in axialer und radialer Richtung sowie in Umfangsrichtung.In Fig. 2, a part of a solenoid is indicated, with two sub-layers 9, 10, the outside of a bandage 11 as well as "white insulating bodies" according to the invention are. The insulating body according to the invention described below allow the coolant to flow in each Isoüerlagc in the axial and radial direction as well as in the circumferential direction.

Der Isolierkörper 1 ist für Scheibenspulen als ebene Scheibe, bestehend aus beispielsweise zwei Teilisolierkörpern la, Ib ausgebildet, die gemäii Fig.3a mit gleichmäßig über die ganze Fläche verteilt angeordneten runden Durchlässen 2a, 2b versehen sind, wobei die Teilisolierkörper Ic, 16 so gegeneinander versetzt verschoben sind, daß sich die Durchlässe in ihnen teilweise abdecken. Es verbleiben dann freie Durchlaßflächen 3, über die in jeder Richtung ein Kühlmittcltransport möglich ist.The insulating body 1 is designed as a flat disc for disc coils, consisting for example of two partial insulating bodies la, Ib , which are provided with round passages 2a, 2b evenly distributed over the entire area according to FIG are shifted so that the passages partially cover each other in them. Free passage areas 3 then remain, via which coolant transport is possible in every direction.

In den F i g. 3b bis 3e sind kreuzförmige, viereckige und längliche Durchlässe gezeigt, die jeweils eine gleiche Anzahl von freien Durchlaßflächen 3 aufweisen.In the F i g. 3b to 3e are cross-shaped, square and elongated passages are shown, each having an equal number of free passage areas 3.

Durch die Größe, Form und Verteilung der Durchlässe, die auch unregelmäßig sein kann, ist ein gewünschtes Verhältnis vom Durchtrittsquerschnitt für das Kühlmittel zur Auflagefläche des Isolierkörpers auf der Spule und die mechanisch nicht abgestützte freie Leiterlä:;ge (Kriechstromwege) einstellbar.Due to the size, shape and distribution of the passages, which can also be irregular, is a desired ratio of the passage area for the coolant to the contact surface of the insulator on the coil and the mechanically unsupported free Conductor length (leakage current paths) adjustable.

In einfacher Weise kann jeder Teilisolierkörper aus mindestens einer schmiegsamen gelochten Isolierfolie bestehen und die den Isolierkörper bildenden, gleichmäßig gelochten Teilisolierkörper um das die freien Durchlaßflächen bestimmende Überdeckungsmaß gegeneinander verschoben sein. Jeder Teilisolierkörper kann in diesem Fall sowohl flächenmäßig als auch hinsichtlich der Materialstärke beliebig gewählt werden.In a simple manner, each part of the insulating body can be made from at least one flexible, perforated insulating film exist and the insulating body forming, evenly perforated partial insulating body around the free Passage areas determining the overlap dimension be shifted against each other. Each partial insulating body In this case, any choice can be made both in terms of area and material thickness.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Insulating body for spacing and cooling medium supply between holding structures, coils and / or partial coils of electrical machines or apparatus, consisting of at least two adjacently arranged, flat partial insulating bodies, each flexible and provided with passages, characterized in that each partial insulating body (la, \ b) consists of Flat material with passages ßa, 2b) distributed on its surface, which is free of elevations, and the partial insulating bodies lie on top of one another over their entire surface and the passages in the partial insulating bodies are arranged and designed in such a way that the passages (2a) of a partial insulating body (Xa ) with their adjacent passages (2a) each through the free passage areas (3) of the passages (Ib) in the respective adjacent partial insulating body ^ li ^ distributed over the entire surface of the partial insulating body in communication with one another.

2. Insulating body according to claim 1, characterized in that each part of the insulating body is uniform having passages arranged in a distributed manner.

3. Insulating body according to claim 1 or 2, characterized in that each part of the insulating body has passages has the same shape.

4. Insulating body according to claim 2 or 3, characterized in that each partial insulating body (ta, \ b) consists of at least one pliable perforated insulating film and the evenly perforated partial insulating body forming the insulating body shifted against each other by the overlap dimension determining the free passage areas (3) are.