DE2342753C3

DE2342753C3 - Anschlußkasten für eine mehrphasige dynamoelektrische Maschine hoher Leistung

Info

Publication number: DE2342753C3
Application number: DE2342753A
Authority: DE
Inventors: Anthony Francis Armor; Trifon Evangelos Schenectady N.Y. Laskaris
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1972-09-01
Filing date: 1973-08-24
Publication date: 1981-05-07
Also published as: US3808489A; DE2342753B2; GB1436424A; FR2198295A1; DE2342753A1; JPS5311041B2; JPS4992505A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Anschlußkasten für eine mehrphasige dynamoelektrische Maschine hoher Leistung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein solcher Anschlußkasten ist aus dem DE-GM 18 42 382 bekannt Hierbei sind die Durchführungen für eine direkte Kühlung mit Innenkanälen versehen, und der Durchführungsraum ist durch einen Wandteil z. B. aus Hartpapier von dem Wickelkopfraum der Maschine getrennt

Es hat sich jedoch gezeigt, daß insbesondere bei großen dynamoelektrischen Maschinen der magnetische Streufluß von den Phasen- und Masseleitern bei ihrer Durchführung durch den Anschlußkasten auf die Wände des Anschlußkastens trifft und dort Wirbelströme induziert Dies kann an einigen Stellen in Abhängigkeit von der Ausrichtung der Wände und ihrer Lage bezüglich der Durchführungen zu einer Überhitzung der Wände des Anschlußkastens führen.

Die Verwendung von Flußabschirmungen in verschiedenen Teilen einer dynamoelektrischen Maschine sind an sich bekannt. Diese bestehen allgemein aus Blechen aus leitendem Material, welche zwischen die Quelle des Streuflusses und das abzuschirmende Teil eingefügt werden. In der Flußabschirmung selbst werden dann zirkulierende Ströme aufgebaut, die dem Streufluß entgegengesetzt sind und dessen Eintritt in das abgeschirmte Teil hemmen. Ein Beispiel für eine Flußabschirmung für die Verklammerungsfinger der Lamellen einer dynamoelektrischen Maschine ist in der US-PS 16 45 070 beschrieben. Aus der US-PS 34 35 262 ist eine flüssigkeitsgekühlte Flußabschirmung für die Endplatte einer dynamoelektrischen Maschine bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Anschlußkasten der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß mit einfachen Mitteln eine übermäßige Erhitzung semer Wände verhindert wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Flußabschirmung nicht nur dazu dient, die Erzeugung von erhöhten Temperaturen

ίο in den Anschlußkastenwänden zu verhindern, sondern gleichzeitig werden auch Kühlkanäle gebildet durch die Kühlmittel aus der dynamoelektrischen Maschine hindurchgeleitet werden kann, um entstandene Wärme wirksam abzuführen. Die Flußabschirmung läßt sich vorteilhafterweise so formen, daß die Kühlwirkung an die erzeugte Wärmemenge angepaßt ist so daß eine insgesamt gleichförmige Temperaturverteilung erzielt wird.

Die Erfindung wird nun anhand der Beschreibung und

Zeichnungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert

F i g. 1 zeigt eine isometrische Darstellung des Anschlußkastens mit den Hochspannungsdurchführungen; zur deutlicheren Darstellung ist dabei das

Kühlsystem für die Durchführungen weggelassen.

Fig.2 ist eine Schnittansicht durch den Teil des Anschlußkastens in dem zwei Durchführungen enthalten sind. F i g. 3 iieigt eine Draufsicht im Schnitt längs der

jo Linien 1I1-1II.

Der in F i g. 1 gezeigte Anschlußkasten weist einen wannenförmig gestalteten Mantel auf, der eine gekrümmte Hauptwand 1 ähnlich einem Zylinderabschnitt Endwände 2 und 3 und naui jnten verlaufende Mantelwände 4 für ein Phasenleiterpaar umfaßt, welche jeweils durch eine ebene Platte 5 abgedeckt sind. Der obere Rand des Anschlußkastens ist mit einem Flansch versehen, an dem mit Hilfe geeigneter Dichtungen und Schraubenbohrungen der Anschlußkasten an der Unterseite einer dynamoelektrischen Maschine befestigt werden kann. Das offene Oberteil des Anschlußkastens ist mit einer Kühlgasquelle verbunden, da es mit der Hochdruck- oder Auslaßleitung eines bekannten Kühlventilators in Verbindung steht, welcher das Kühlgas im Kreislauf durch die dynamoelektrische Maschine leitet.

Jedes Ende des Anschlußkastens ist mit einem Saugverteilerraum 7 ausgestattet, wo bei die Auslaßöffnungen 8 mit Hilfe eines nicht gezeigten Rohrsystems mit anderen Kammern in der dynamoelektrischen Maschine verbunden sind, welche in Strömungsmittelverbindung mit der Saugseite des Kühlventilators stehen. Zwei Öffnungen 9 in der Bodenplatte jedes Phasenleitermantels 4 gestattet in bekannter Weise den Austritt der Durchführung für die Phasenleiter und Masseleiter jeder Phase aus der dynamoelektrischen Maschine. Die Durchführungen selbst und ihre Kühlsysteme sind in F i g. 1 weggelassen. Sie besitzen jedoch Innenkanäle für Kühlgas, welches vom offenen Innenraum des Anschlußkastens aus in die Durchführungen strömt und von dort durch Auslaßleitungen austritt, welche beispielsweise mit den bei 10 in F i g. 1 angedeuteten Röhren mit dem Saugverteilerraum 7 verbunden sind.

Um für eine zusätzliche Kühlmöglichkeit der Flußabschirmung bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung zu sorgen, sind an jeder Seite des

Anschiußkastens zwei zusätzliche Saugverteilerräume 11 vorgesehen. Diese sind mit Rohren 20 versehen, die in gleicher Weise wie die Saugverteilerstücke 7 mit der Saugseite des Gebläses oder Ventilators der dynamoelektrischen Maschine in Verbindung stehen.

Der kritischste Teil des Anschlußkastens, welcher die größte Wahrscheinlichkeit für eine Überhitzung besitzt, sind die vertikalen Kastenwände 12 des Phasenleitermantels, welche durch die zylindrischen Teile la der Hauptwand 1 miteinander verbunden sind. Diese vertikalen Wände sind in ihren Mittelbereichen relativ schmal und zu beiden Seiten des Anschlußkastens beträchtlich weiter. Die allgemeine Form der Kastenwände 12 ist aus F i g. 2 ersichtlich.

Gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an dem Anschlußkasten eine Flußabschirmung 13 vorgesehen. Diese umfaßt ein relativ dünnes Blech aus einem elektrisch leitenden Material, das an den Verlauf der vertikalen Kastenwände 12 und der verbindenden Teile la angepaßt ist. Die Abschirmung 13 ist im Abstand zu den Wänden 12, la an dem Anschlußkasten befestigt An einer Seite des Kastens sind die oberen Kanten der FJußabschirmung 13 mit den Wänden von zwei Saugverteilerstücken 11 so verbunden, daß diese Verteilerstücke mit dem Raum zwischen der Flußabschirmung und den Wänden des Anschlußkastens in Verbindung stehen. An den Enden des Anschlußkastens sind besondere Rohre 14 zur Verbindung des Raums zwischen der Flußabschirmung und den Kastenwänden mit den Saugverteilerräumen 7 vorgesehen. An der Seite des Anschlußkastens, welche den Verteilerräumen 11 gegenüberliegt, bilden öffnungen IS in der unteren Kante der Flußabschirmung 13 den Einlaß für eine relativ große Menge von Kühlgas. Zusätzliche kleine und bemessene Mengen von Gas werden mit Hilfe der Öffnungen 16 eingelassen, welche an der Seite des Anschlußkastens vorhanden sind, an der sich die Saugverteilerräume 11 befinden.

Die F i g. 2 und 3 zeigen eine Ansicht und Draufsicht von einem Phasenleitermantel. Die Leiterdurchführungen sind durch die gestrichelten Linien 17 angedeutet. Wie in der Fig.3 angedeutet ist, verläuft in jedem Augenblick der Stromfluß durch die beiden Durchführungen von den Phasenwicklungen in entgegengesetzten Richtungen, und die Flußverknüpfungen sind bei 18 angedeutet Diese entgegengesetzt gerichteten Verknüpfungen heben sich zwar praktisch gegenseitig auf, aber infolge der Abmessungen und der Trennung der Durchführungen sind jedoch Elemente mit Streufluß vorhanden.

Wie sie schematisch bei 19 angegeben sind, an denen die Flußlinien auf die Kastenwände 12 auftreffen. Die ungültigsten Bedingungen treten dabei in der Mitte zwischen den Durchführungen in dem vertikalen Wandteil der Kastenwände 12 auf.

Es folgt eine Beschreibung der Wirkungsweise der Erfindung. Der Streufluß 19 trifft auf die Wände der Flußabschirmung 13 und erzeugt in dieser zirkulierenden Ströme, welche dem Durchgang des Flusses in die Kastenwände 12 entgegenwirken. Der Fluß tritt jedoch mit einer geringeren Intensität auch in die Wände 12 ein und erzeugt dort einen gewissen zirkulierenden Strom. Daher werden die Wände der Flußabschirmung 13 durch die zirkulierenden Ströme erhitzt Eine gewisse Erwärmung tritt auch an den Wänden 12 des Anschlußkastens auf, jedoch ist diese wesentlich geringer als bei bisher verwendeten Anschlußkästen.

Aus den Fi sr. 2 und 3 ist ersichtlich, daß Kühlgas

durch die öffnungen 15 eintritt und durch den Raum zwischen der Flußabschirmung 13 und den Wandteilen 12 und la in Richtung der Saugrohre 20 strömt. Ein zusätzlicher bemessener Kühlgasstrom tritt in die

öffnungen 16 ein und strömt zu den Rohren 20. Der Strömungsverlauf ist an den Enden des Anschlußkastens

(s. Fi g. 1) ähnlich mit der Ausnahme, daß das Gas von

den Öffnungen 15 durch die Rohre 14 in die Saugverteilerräume 7 strömt

Der Durchlaßkanal zwischen der Flußabschirmung und den Wänden des Anschlußkastens besitzt in Richtung von einer Seite des Kastens zur anderen zunächst einen abnehmenden Querschnitt Dieser erreicht dann im Mittelbereich des Kastens einen Minimalwert und vergrößert sich anschließend wieder. Dieser mittlere Teil der senkrechten Wand 12 besitzt die stärkste Neigung zu einer Überhitzung, und die Anordnung des Kühlkanals ist so beschaffen, daß dies auch derjenige Punkt ist, an dem das Kühlgas infolge des verringerten Querschnittes mit der größten Geschwindigkeit strömt. Daher erfolgt die stärkste Kühlung an dem Punkt mit der größten Überhitzungsgefahr, so daß im Ergehnis eine insgesamt gleichförmigere Temperaturverteilung erhalten wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anschlußkasten für eine mehrphasige dynamoelektrische Maschine hoher Leistung mit gekühlten Durchführungen der Hochspannungs-Anschlußleiter und mit Kastenwänden, die durch den von den Anschlußleitern erzeugten Streufluß erwärmt sind, wobei der Kasteninnenraum durch Zwangsumwälzung eines Kühlmittels gekühlt ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Abstand zu den Kastenwänden (12, la) eine an den Verlauf der Kastenwände angepaßte Flußabschirmung (13) aus elektrisch leitendem Blech angeordnet ist und in die zwischen den Kastenwänden und der Flußabschirmung gebildeten Kühlkanäle Kühlmittel über mit dem Kasteninnenraum in Verbindung stehende Öffnungen (15,16) zugeführt ist

2. Anschlußkasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkanäle entlang derjenigen Wandteile, an denen der größte Streufluß vorliegt, Querschnittsverengungen aufweisen zur Erzeugung einer größeren Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels.

3. Anschlußkasten nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kastenwände (12) und die Durchführungen (17) vertikal angeordnet sind und die Kühlkanäle eine Engstelle in der Mitte zwischen einem Durchführungspaar für jede Phase besitzen.