DE2345810A1

DE2345810A1 - Vorrichtung zur kuehlung der staenderzaehne elektrischer maschinen

Info

Publication number: DE2345810A1
Application number: DE19732345810
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dipl Ing Duffert
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1973-09-11
Filing date: 1973-09-11
Publication date: 1975-03-20
Also published as: JPS5054810A; DE2345810C2; JPS5411481B2

Description

KRAi¹OJWEEK UNIOIi AKTIENGESELLSCHAFT 4330 Mülheim-Ruhr, 1 O- SEP. 1973

Wiesenstraße 35

Unser Zeichen: PA 73/9348 Mes/Fl

"Vorrichtung zur Kühlung der Ständerzähne elektrischer Maschinen"

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kühlung der Ständerzähne elektrischer Maschinen, insbesondere Turbogeneratoren, wobei das Ständerblechpaket mit radial-tangentialen Kühlschlitzen versehen und von einem im Maschinengehäuse durch einen Lüfter umgewälzten Gasstrom gekühlt ist.

Bei hochausgenutzten elektrischen Maschinen, wie insbesondere Turbogeneratoren großer Leistung, deren Ständerwicklung im allgemeinen direkt durch ein Gas oder eine Flüssigkeit gekühlt wird, ist eine zusätzliche Gaskühlung des Ständerblechpaketes vorgesehen, wobei dieses Blechpaket durch radial-tangentiale Kühlschlitze in dünnere Teilpakete unterteilt ist. Trotz dieser Kühlschlitze, die durch eine Druck- oder Saugbelüftung radial nach innen oder außen von dem Kühlgas durchströmt werden, treten bei hochausgenutzten Maschinen insbesondere in den Endzähnen des Ständers unzulässig hohe Temperaturen auf. Da einer noch feineren Unterteilung des Blechpaketes in einzelne Teilpakete aus elektrischen Gründen Grenzen gesetzt sind, müssen zusätzliche Maßnahmen getroffen werden, um auch die Ständerzähne ausreichend zu kühlen. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Ausnutzung der bereits vorhandenen Kühlgasströmung Vorrichtung zu schaffen, mit denen auch die Ständerzähne und insbesondere die Endzähne ausreichend gekühlt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zumindest die Endzähne des Blechpaketes radial-axial verlaufende Kühlschlitze aufweisen und daß in den radial-tangentialen Kühlschlitzen angeordnete, sich bis in die Zahnköpfe erstreckende, radiale Druckstege im Bereich der radial-axialen Kühl-

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schlitze derart zu diesen hin abgebogen aind, daß der verbleibende freie Strömungsquerschnitt in den radial-tangentialen Kühlschlitzen bis angenähert auf die Breite der radial-axialen Ktihlschlitze gedrosselt ist. Durch dieses teilweise Absperren der radial-tangentialen Klihlschlitze wird erreicht, daß im Bereich der axialen Zahnkühlschlitze das Kühlgas zunächst durch diese strömen muß und somit auch diese Zähne ausreichend kühlt.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den ITnteransprüchen genannt.

Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise von Ausflihrungsbeispielen nach der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen:

Pig. 1 einen Längsschnitt durch einen Teil des Ständerblechpaketes im Bereich der Endzähne;

Pig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Ständerzahnes von einem Querschnitt entsprechend der Schnittlinie II-II nach Fig. 1 aus und

Pig. 3, 4 und 5 jeweils eine Aufsicht auf einen Ständerzahn mit jeweils unterschiedlich geformten Druckstegen.

In Pig. 1 ist ein Längsschnitt durch einen Teil des Ständerblechpaketes 1 an einem axialen Ende dargestellt. Dieses Blechpaket 1 ist dabei durch die Druckplatte 2 und die Druckfinger 3» die in gleicher Weise auch am anderen axialen Ende angeordnet sind, zusammengehalten. Das eigentliche Blechpaket 1 ist in dem dargestellten Ausschnitt durch radial-tangential verlaufende Kühlschlitze 4, 5 und 6 in die Teilpakete 7, 8, 9 und 10 unterteilt. Durch diese Kühlschlitze wird ein Kühlgas zur Kühlung des Blechpaketes gedrückt, wie noch später beschrieben wird.

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Mit der gestrichelten Linie 11 iat der Nutengrund einer Wicklunganut angedeutet, da der dargeatellte Längsschnitt etwa durch die Mitte einea Ständerzahnea geht. Um nun diese Ständerzähne auareichend zu kühlen, aind in der Mitte der Zähne zusätzliche radial-axiale Kühlschlitze 12, 13 und 14 vorgesehen, die sich in etwa bis zur halben Höhe eines Zahnes erstrecken. In der perspektiviachan Ansicht einea Zahnes nach Pig. 2, die gleichzeitig eine Aufsicht auf die Stirnseite einea Zahnes entsprechend der Schnittlinie H-II nach Pig. I zeigt, ist die Ausbildung der beiden Kühlschlitze 13 und 14 deutlicher zu erkennen.

In den radial-tangentialen Kiihlschlitzen 4, 5 und 6 sind insbesondere zur Abatandshalterung radial verlaufende Druckstege angeordnet, die sich teilweiae bis in die Zahnköpfe erstrecken, Diese Druckstege, von denen insbesondere in Pig. 2 die beiden Stege 15 und 16 in dem radial-tangentialen Kühlschlitz 4 besonders gut zu erkennen aind, sind nunmehr im Bereich dea radial-axialen Ktthlschlitzes 13 derart zu diesem hin abgebogen, daß der verbleibende radiale Strömungsquerachnitt im Kühlachlitz 4 etwa bis auf die Breite des Kühlschlitzes 13 verringert wird, so daß sich dadurch eine Drosselstelle 20 ergibt. Die entsprechenden Druckstege 17 und 18 im radialtangentialen Kühlschlitz 5 sind in gleicher Weise gebogen, so daß hier eine Drosselstelle 21 (Pig. 1) entsteht. Durch diese Einschnürung kann der Kühlluftstrom 23, der die radial-tangentialen Kühlschlitze vom Läufer her radial nach außen durchströmt, nur im geringen Umfang direkt in die radial-tangentialen Kühlachlitze 4, 5 und 6 eintreten; er strömt daher zunächst in die radial-axialen Kühlachlitze 12, 13 und 14 der Zähne 7, 8 und 9 und erst radial außenliegend zu den Drosselstellen 20, 21 und 22 in die Kühlachlitze 4, 5 und 6 zwischen den einzelnen Druckstegen 15 und 16 bzw. 17 und 18 sowie 19. Auf dieae Weise werden die Endzähne zusätzlich und ausreichend gekühlt.

In Pig. 3 ist in einer Ansicht auf den Ständerzahn 8 nach Pig.

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2 der Verlauf der Kühlgasströmung bei.einer Saugbelüftung gezeigt, bei der das Kühlgas radial von außen nach innen zum Läufer strömt. Die Druckstege 15 und 16 weisen hierbei die gleiche Form wie nach Fig. 2 auf. Wie aus der Fig. zu ersehen ist, strömt das Kühlgas entsprechend den Stromlinien 24 jeweils zwischen den Druckstegen 15 und 16 und einem mittleren Drucksteg 25, der oberhalb des radial-axialen Kühlschlitzes 13 endet, bis zu diesem Kühlschlitz und oberhalb der Drosselstelle 20, die durch die entsprechenden Abbiegungen der Druckstege 15 und 16 geschaffen ist, in axialer Richtung in den Kühlschlitz 13 ein und dann nach unten entsprechend der Pfeilspitze 26 ab.

In Fig. 4 ist eine andere Form zweier Druckstege 27 und 28 gezeigt. Diese Druckstege sind dabei am Zahnkopf etwa hakenförmig nach innen zum radial-axialen Kühlschlitz 13 umgebogen, so daß sich auch hierbei eine Drosselstelle 29 ergibt und das Kühlgas durch den Kühlschlitz 13 gezwungen wird.

In Fig. 5 ist ein breiterer Zahn 30 gezeigt, der drei radialaxiale Kühlschlitze 31, 32, 33 aufweist. Dabei verläuft zwischen jedem dieser Kühlschlitze bzw. einem Kühlschlitz und der Nutflanke jeweils ein Drucksteg 34, 35, 36 und 37. Jeder dieser Druckstege ist auch hierbei im Bereich der Kühlschlitze 31, 32 und 33 entsprechend abgebogen, so daß sich in den einzelnen Kühlschlitzen Drosselstellen 38, 39 und 40 ergeben, durch die das Kühlgas in die Kühlschlitze 31, 32 und 33 abgedrängt wird.

5 Fig.

4 Ansprüche

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Claims

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- 5 Patentansprüche

1.!Vorrichtung zur Kühlung der Ständerzähne elektrischer Maachinen, inabeaondere Turbogeneratoren, wobei das Ständerblechpaket mit radial-tangentialen Kühlachlitzen versehen und von einem im Maachinengehäuae durch einen Lüfter umgewälzten Gasstrom gekühlt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Endzähne (7, 8, 9) dea Bleohpaketes (1) radial-axial verlaufende Kühlachlitze (12, 13, 14) aufweisen und daß in den radial-tangentialen Kühlschlitzen (4, 5» 6) angeordnete, sich bis an die Zahnköpfe erstreckende, radiale Druckstege (15... 19; 27, 28; 34... 37) im Bereich der radial-axialen Kühlschlitze (12, 13, 14; 31, 32, 33) derart zu diesen hin abgebogen sind, daß der verbleibende freie Strömungsquerschnitt (20, 21, 22; 29? 38, 39, 40) in den radial-tangentialen Kühlschlitzen (4, 5» 6) bis angenähert auf die Breite der radial-axialen Kühlschlitze (12, 13, 14; 31, 32, 33) gedrosselt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei im Bereich eines Zahnes beiderseits eines Kühlschlitzes (12... 14; 31.... 33) verlaufende Druckstege (15... 19; 34... 37) derart wellenförmig gebogen sind, daß aich jeweils zwei Wellenberge im Bereich eines radialaxialen Kühlschlitzes (12... 14; 31.... 33) gegenüberstehen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei benachbarte Druckstege (27, 28) an ihren radial innenliegenden Enden hakenförmig zum jeweiligen radial-axialen Kühlschlitz'( ) umgebogen sind·

4· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die radial-axialen Kühlschlitze (12·..14; 31... 33) aich etwa bis zur Mitte einer Zahnhöhe erstrecken und die durch Abbiegungen der Druckstege (15... 19; 27, 28;

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34... 37) gebildeten Drosselatellen (20... 21; 39; 38... 40) im Bereich zwischen Zahnkopf und der halben radialen Höhe der Kühlachlitze (12...14; 31... 33) liegen.

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