DE2411933B2

DE2411933B2 - Verfahren zur Befestigung der Wicklung in den Nuten des Rotors eines Turbogenerators durch Einlegen eines aufblasbaren Rohres

Info

Publication number: DE2411933B2
Application number: DE2411933A
Authority: DE
Inventors: Kristian Vaesteraas Dahl Madsen (Schweden)
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1973-03-22
Filing date: 1974-03-13
Publication date: 1980-07-31
Also published as: FR2222784A1; DE2411933A1; SE371348B; US3932779A; DE2411933C3; CH564270A5; FR2222784B1; GB1454120A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Befestigung der Wicklung in den Nuten des Rotors eines Turbogenerators gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ein solches Verfahren ist aus der DE-OS 19 28 759 bekannt.

In der DE-OS 19 28 759 ist bei einer elektrischen Maschine vorgesehen, zwischen der Wicklung und dem Nutenkeil ein an seinen Enden offenes aufblasbares flexibles Rohr einzulegen, welches danach unter Druck mit einem aushärtbaren Kunststoff ausgefüllt wird. Auf diese Weise soll erreicht werden, daß eine Festlegung der Wicklung erzielt wird, ohne daß die Nutenkeile mit großer Kraft in die Nuten eingetrieben werden müssen, sondern mit leichtem Gleitsitz in die Schlitze am oberen Ende der Nuten eingeschoben werden können. Da die aufblasbaren, an ihren Enden zunächst offenen flexiblen Rohre nur mit unter geringem Druck stehenden Kunststoff aufgeblasen werden können — anderenfalls würden die Rohre insbesondere den axialen Zugkräften nicht standhalten —, ist das bekannte Verfahren nicht geeignet, bei großen Turbogeneratoren die Rotorwicklung in einem Maße festzulegen, wie dies für die hohen im Betrieb auftretenden Zentrifugalkräfte erforderlich ist.

Aus der DE-OS 18 16 283, ist es bereits bekannt zwischen Wicklung und Nutenkeil ein Druckrohr aus Metall einzulegen, das mit einer Flüssigkeit als Druckmittel beaufschlagt ist, um dadurch auf die Wicklung einer Synchronmaschine eine Kraft auszuüben und die Wicklung in der Nut festzuhalten.

Bei diesen bekannten Maschinen handelt es sich stets um das Festhalten von Statorwicklungen. Es werden elastische Rohre verwendet, die mit einem Druck der vermutlich weit unter 50 bar liefen durfte, aufgeblasen werden. Bei der DE-OS 18 16 283 oder der DE-AS 16 13 232 ist als Druckmittel Gas oder Flüssigkeit vorgesehen, und das Drucksystem ist deshalb ständig während des Betriebs der, Maschine an Pumpe und Druckregler angeschlossen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren in der Weise weiterzuentwickeln, daß bei großen Turbogeneratoren eine so starke Verspannung der Rotorwicklung erreicht wird, to daß die Verspannkräfte größer als die im Betrieb auftretenden Zentrifugalkräfte werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

Anhand der Figuren soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 einen Axialschnitt durch einen Rotor, der gemäß der Erfindung hergestellt ist,

F i g. 2 in radialer Sicht ein in dem Rotor nach F i g. 1 verwendetes Druckrohr, und zwar bevor mit dem Einpumpen von flüssigem Kunststoff begonnen wurde, F i g. 3 das Druckrohr nach F i g. 2 von der Seite,
F i g. 4 das Druckrohr nach F i g. 2 im Querschnitt,

Fig.5 eine Einzelheit des Rohres längs eines Schnittes V-V in F i g. 2,

F i g. 6 einen Querschnitt des Druckrohres in gefülltem Zustand,

Jo F i g. 7 die für die Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung benutzte Hochdrucklage.

In den Figuren bezeichnet 1 den Rotorkörper eines Turbogenerators und 2 eine Nut für die Rotorwicklung. Jede Nut enthält eine Seite einer mit vielen Windungen r> ausgeführten Rotorspule 3. Jede Nut 2 ist mittels mehrerer axial hintereinander angeordneter Nutenkeile 4 aus unmagnetischem Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit, z. B. Messing, verschlossen. Die in derselben Nut liegenden Nutenkeile sind miteinander über niederohmige Verbindungen aus Kupfer oder Aluminium, nämlich Druckrohre 5, die mit erstarrtem härtbaren Kunststoff 6 gefüllt sind, in Reihe geschallet. An jedem Rotorende sind die Nutenkeile der Nutenenden durch die aus rostfreiem Stahl bestehenden Wicklungskappen 7 elektrisch miteinander verbunden, die dabei als Kurzschlußringe wirken und zusammen mit den Nutenkeilen eine Dämpferwicklung bilden.

Das für das Verfahren erforderliche Druckrohr wird

vorzugsweise so hergestellt, daß man ein geglühtes

v> Kupferrohr mit kreisförmigem Querschnitt mit einem an seiner Seitenfläche festgeschweißten Einfüllrohr 8 versieht und das Rohr so weit flachgepreßt, daß die innere Querschnittfläche auf weniger als 20% — vorzugsweise 5% — ihrer ursprünglichen Größe

« schrumpft.

Bei dem endgültigen Flachpressen des Rohres wird der Anschlag 10 (F i g. 4) für das vertikal wirkende, nicht näher dargestellte Preßwerkzeug verwendet, um ein totales Zusammenpressen zu vermeiden. Der in F i g. 4 fco gezeigte horizontale Spalt 11 muß eine vertikale Höhe von mindestens 1 mm haben. Anderenfalls würde der Krümmungsradius an der Kante so klein werden, und die lokalen Spannungen beim Zusammenpressen wie auch beim späteren Auseinanderpressen des Rohres so *>^r> groß werden, daß das Rohr längs der Seitenkante reißen würde. Ähnliche Schwierigkeiten treten an den Enden des Druckrohres auf. Aus diesem Grunde ist, wie F i g. 5 7PJcTt an Ηρπ End^Rn des flachgedrückten Rohres ein

Bügel 9 angeschweißt Ein bloßes Zusammenschweißen der äußeren Rohrenden wäre unzureichend, da sich dann bei dem unter hohem Druck erfolgenden Auseinanderpressen der Rohre mit flüssigem Kunststoff an den Rohrenden eine scharfe V-Form ausbilden würde, die zu einem Aufreißen des Rohres führen würde. Zur zusätzlichen Sicherheit sollte das Druckrohr, nachdem es in die in Fig.2 und 4 gezeigte Form gebracht worden ist einem letzten Glühvorgang unterworfen werden.

Beim Anschweißen eines Bügels 9 muß eine Rasierklinge 12 oder ein ähnlicher flacher Körper in das Rohr und den Bügel eingelegt werden, wie in Fig.5 dargestellt, damit ein Zusammenschweißen der beiden Schenkel des Bügels verhindert wird.

Das Druckrohr 5 wird unter den Nutenkeilen 4 so angeordnet, daß das Einfüllrohr 8 zwischen zwei unmittelbar hintereinanderliegenden Nutrnkeile liegt. Ferner sollen die Druckrohre 5 so angeordnet werden, daß diese Nutenkeile einem radialen Druck von ein und demselben Druckrohr 5 ausgesetzt werden, wenn dieses unter Druck gesetzt wird. Vorzugsweise werden nur Druckrohre als Verbindungsorgan zwischen den Nutenkeilen verwendet; jedoch umfaßt ein Verfahren gemäß der Erfindung auch solche Fälle, in denen Bänder aus einem gut leitenden Material zwischen die Kei'e 4 und die Druckrohre 5 gelegt werden. Die Wandstarke der Druckrohre 5 beträgt normalerweise mehr als 1,5 mm, wenn das Material Kupfer ist Man kann damit rechnen, daß es immer vorteilhafter ist, eine Wandstärke zu wählen, die größer als 0,7 mm ist

Nachdem ein Druckrohr in korrekter Lage im Verhältnis zu den Nutenkeilen 4 in der Nut 2 angeordnet ist, wird das Einfüllrohr 8 mittels einer Schraubkupplung 13 (Fig. 7) an einen Druckbehälter 14 angeschlossen.

der flüssigen härtbaren Kunststoff mit zugesetztem Härter enthält Der Behälter 16 enthält öl, welches mit hohem Druck in den Druckbehälter 14 gepumpt wird, wo eine Teilung in zwei Schichten geschieht, da das Öl 17, das leichter als Kunststoff ist, sich oben sammelt.

Der flüssige Kunststoff wird mit einem Druck in das Druckrohr gepreßt der im Bereich vco 200—800 bar gewählt wird. Auch niedrigerer Druck, jedoch nicht niedriger als 50 bar, kann in gewissen Fällen ein

ίο annehmbares Resultat ergeben. Nachdem sich der eingepumpte Kunststoff bei dem gewünschten Wert stabilisiert hat, wird ein kurzer Abschnitt des Einfüllrohres 8 von einem umschließenden elektrischen Wärmeelement 18 erwärmt, wobei sich ein Pfropfen aus härtbarem Kunststoff im Rohr 8 bildet. Die Verbindung zwischen dem Rohr 8 und dem Druckbehälter 14 wird unterbrochen, und noch vorhandener Kunststoff mit Härterzusatz wird abgelassen. Wenn der gesamte eingepumpte Kunststoff fest geworden ist, wird das Rohr 8 an der Nutenkeilfläche abgeschnitten.

Man kann natürlich ein Druckrohr verwenden, das unmittelbar vor dem Einsetzen in die Nut einen Spait 11 hat, der größer ist als der in F i g. 4 gezeigte 1 -mm-Spalt, ohne daß die eingeschlossene Luft nennenswerte Nachteile mit sich bringt.

Die beim Unterdrucksetzen des Rohres 5 eintretende Volumenzunahme beruht mindestens zu 85% auf plastischer Verformung des Druckrohres 5. Die Volumenzunahme, d. h. die Zunahme des inneren

jo Volumens des Rohres, kann sehr wohl auch bis auf beispielsweise 700% ansteigen. Beginnt man mit einem relativ großen inneren Volumen, so ist die Zunahme geringer; sie sollte jedoch nicht weniger als 50% betragen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Befestigung der Wicklung in den Nuten des Rotors eines Turbogenerators durch Einlegen eines aufblasbaren Rohres in die Nut zwischen Wicklung und Nutkeilen und anschließendem Einspritzen eines härtbaren Druckmittels über eine Einfüllöffnung, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckrohr (5) aus plastisch verformbarem Metall besteht und an seinen Enden durch Schweißen verschlossen ist, daß das Druckmittel mit einem Druck von mindestens 50 bar, vorzugsweise von 200 bis 800 bar, eingespritzt wird, daß das Innenvolumen des Rohres im wesentlichen durch plastische Verformung um mindestens 50% steigt und daß während des Erstarrens des Druckmittels Druck aufrechterhalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Druckrohr (5) durch ein angeschweißtes, radial gerichtetes Einfüllrohr (8) flüssiger Kunststoff zugeführt und nach ausreichender Füllung ein Teil des Einfüllrohres (8) lokal stark erwärmt wird, bis sich dort ein Pfropfen aus härtbarem Kunststoff gebildet hat, und daß danach das Einfüllrohr zwischen dem Pfropfen und dem Druckbehälter(14) abgeschnitten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckrohr (5) an jedem Ende mittels eines festgeschweißten, U-förmigen Bügels (9) verschlossen ist.