DE2605640C2 - Verfahren zum Wickeln und Einbringen der Spulen einer supraleitenden Erregerwicklung in die Nuten eines Turbogeneratorläufers - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Wickeln und Einbringen der Spulen einer supraleitenden Erregerwicklung in die Nuten eines Turbogeneratorläufers, mit je zwei aus mehreren übereinanderliegenden Leitern gebildeten Spulenseiten in einer Nut.

Eine derartige supraleitende Erregerwicklung ist in der älteren deutschen latentai.meldung P2503428.0 vorgeschlagen worden. Im Gegensatz zu Wicklungen herkömmlicher Generatoren, bei Jenen die einzelnen Leiterstäbe nach dem Einlegen in die Nuten in den Stirnbereichen der Wicklungen miteinander verbunden werden, sollen supraleitende Erregerwicklungen möglichst wenig Leiterverbindungen aufweisen. Diese Forderung ist besonders schwer zu erfüllen, wenn zwei Leiterstapel pro Nut vorgesehen sind.

Aus der AT-PS 1 15 960 ist ein Verfahren zur Herstellung von Wicklungen für herkömmliche elektrische Maschinen bekannt, bei welchem aus einem vorbereiteten Leiterstück die beiden Teilspulen einer Doppelspule nacheinander ohne Unterbrechung auf eine Schablone gewickelt und danach in die Nuten des Wicklungsträgers eingelegt werden. Die sonst üblichen Leiterverbindungen in den Stirnbereichen der Doppelspulen werden hierbei vermieden. Bei den aus zwei seitlich zueinander versetzten Teilspulen gleicher Spulenweite bestehenden Doppelspulen überkreuzen sich jedoch im Bereich der über die Nutenden hinausragenden Wickelköpfe die einzelnen Windungen der Teilspulen. Diese Überkreuzungen führen zu einer Aulfächerung der Doppelspulen im Bereich der Wickelköpfe und erschweren somit die Abstützung der Wickelköpfe. Insbesondere können derartige Doppelspulen nicht in umlaufende Nuten eines Turbogeneratorläufers, die sich auch über den Stirnbereich erstrecken, eingebracht werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Wickeln und Einbringen derartiger Doppelspulen in die Nuten eines Turbogeneratorläufers zu schaffen, bei welchem — abgesehen von durch Querschnitts- oder Profiländeningen erforderlichen Leiterverbindungen — keine weiteren Lötstellen innerhalb einer Spule erforderlich sind und außerdem Überkreuzungen der einzelnen Windungen vermieden werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß aus einem vorbereiteten Leiterstück, etwa in dessen Mitte beginnend, zunächst sine Innenspule und sodann in entgegengesetztem Wickelsinn und konzentrisch dazu eine Außenspule direkt in die Nuten eingewickelt werden.
Mit einem derartigen Verfahren ist es auf einfache

ίο Weise möglich, auch eine Doppelspule ohne zusätzliche Lötstellen in die Nuten eines Turbogeneratorläufers einzubringen. Durch die konzentrische Anordnung der beiden Teilspulen wird erreicht, daß die Doppelspule einen auch im Bereich der Wickelköpfe im wesentlichen gleichbleibenden Querschnitt erhält und keine Überkreuzungen auftreten. Aufgrund dieses gleichbleibenden Querschnittes kann die Doppelspule danr. direkt in eine umlaufende, in sich geschlossene Nut eingewickelt werden. Durch das direkte Einwickeln ergibt sich eine spielfreie Anlage der Leiter an der Isolation der Nutwände und somit eine wirksame Festlegung der Leiter, die sich auch auf den Bereich der Wickelköpfe erstreckt Der unterbrechungslose Übergang von der Innenspule zur Außenspule erfolgt am Nutgrund, während Anfang und Ende einer Doppelspule radial außen in der obersten Leiterschicht liegen und für die Herstellung der Spulenverbindungen zu den Nachbarspulen gut zugänglich sind.
Zweckmäßigerweise werden die Innenspule und die Außenspule jeweils mit einer Kröpfstelle im sich in Umfangsrichtung erstreckenden Stirnteil zum Ausgleich des Spulenüberganges am Nutgrund versehen. Durch diese Kröpfstellen wird die Festlegung der Leiter in der Nut weiter verbessert. Zum Ausgleich der Kröpfstellen können dann Fülleiter in die Nuten eingelegt werden. Durch die Fülleiter werden gleichmäßige Nutfüllungen erzielt und Unwuchten verhindert.

Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels nach der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch einen Läufer mit zwei einander zugeordneten bewickelten Nuten;

F i g. 2 die perspektivische Ansicht einer eingewickelten Doppelspule und

Fig.3 eine schematische Darstellung einer Aufsicht auf den Nutengrund und die unterste Schicht einer Doppelspule.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Teilquerschnitt durch einen Läufer sind beiderseits der Polmitte P je zwei Nuten 1 und 2 bzw. 3 und 4 dargestellt, wobei in die Nuten 1 und 4 eine Doppelspule 5 entsprechend F i g. 2 bereits fertig eingewickelt sein soll. Die Doppelspule 5 ist dabei aus einer Innenspule 6 und einer Außenspule 7, die konzentrisch zueinander verlaufen, zusammengesetzt, die nach dem Ausführungsbeispiel aus jeweils acht Leiterschichten bestehen.

Anhand der F i g. 1 und 2 sei nunmehr das erfindungsgemäße Verfahren zum Einbringen der Spulen näher erläutert. Es sei dabei davon ausgegangen, daß die Gesamtlänge der Doppelspule als unterbrechungsloses Leiterband vorliegt, wobei evtl. erforderlich Leiterverbindungsstellen durch Querschnitts- oder Profiländerungen zunächst vernachlässigt sein sollen. Beide Teilspulen 6 und 7 sollen ausgehend vom Nutgrund kontinuierlich nach oben gewickelt werden, wobei mit der Innenspule 6 angefangen werden soll. Dazu wird zweckmäßigerweise von der Mitte des gesamten Leiterbandes ausgehend zunächst die Innen-

spule 6, anfangend mit dem Leiterabschnitt 10 in der Nut 1 in der angezeigten Pfeilrichtung auf den Betrachter zu eingelegt. Nach Durchlaufen des vorderen Stirnabschnittes nach F i g. 2 wird das Leiterband in die Nut 4 eingelegt und durchläuft diese als Leiterabschnitt 11. Am hinteren Ende der Nut 4 erfolgt wieder eine Stirnverbindung 1Γ, die in der Zeichnung gestrichelt dargestellt ist, und die eine Kröpfstelle aufweist, wie noch später erläutert wird. Zurückkehrend in die Nut 1 durchläuft das Leiterband in zweiter Lage den Leiterabschnitt 12 und kehrt dann über den vorderen Stirnbügel in die Nut 4 als Leiterabschnitt 13 zurück. Auf diese Weise wird die Innenspule 6 mit den Leiterabschnitten 10,12,14,16,18,20,22 und 24 in der Nut 1 und den Leiterabschnitten 11,13,15,17,19,21 und 23 in der Nut 4 gewickelt Der Spulenanfang 25 nach F i g. 2 wird dann seitlich herausgebogen und stellt einen Anschluß zu der nächsten Spule dar.

Nach Einwickeln der Innenspule 6 wird ausgehend von der noch freien Leiterbandhälfte im Anschluß an den Leiterabschnitt 10 die Außenspule 7 gewickelt Dazu wird das Leiterband über den hinteren Stirnbogen auf die Außenseite der Nut geführt und erscheint dann in der Nut 4 als Leiterabschnitt 31. Der Verlauf des Übergangsleiterabschnittes 30 ist in F i g. 2 gestrichelt dargestellt Nach Durchlaufen der Nut 4 geht der Leiterabschnitt 31 im vorderen Stirnbügel, der hier ebenfalls eine Kröpfstelle aufweist, in den Leiterabschnitt 32 in der Nut 1 über. Die Außenspule 7 wird nunmehr fortlaufend in der beschriebenen Weise gewickelt, bis alle Leiterabschnitte 32,34,36,38,40,42 und 44 in der Nut 1 und die Leiterabschnitte 31,33,35, 37,39,41,43 und 45 in dar Nut 4 untergebracht sind. Das Ende dieses Leiterbandes wird dann als Spulenende 46 entsprechend Fig.2 ebenfalls au* der Spule herausgeführt und mit der nächsten Spule verbunden.

Der Einwickelanfang am Nutengrund ist dabei noch einmal in Aufsicht in F i g. 3 dargestellt Als Einwickelanfang dient der Leiterabschnilt 10, von dem aus in der angegebenen Pfeilrichtung entgegen dem Uhrzeigersinn die Innenspule 6 gewickelt wird. Nach Durchlaufen

ίο der Nut 4 mit dem Leiterabschnitt 11 ergibt sich im hinteren Stirnbügel der Kröpfbereich / für die Innenspule, wobei die nächste Lage dann über dem Leiterabschnitt 10 liegt Für die Außenspule 7 wird vom Leiterabschnilt 10 das andere Ende in die Außenlage

is geführt und erscheint dann als Leiterabschnitt 31 in der Nut 4. Der Kröpfbereich für die Außenspule, die jetzt im Uhrzeigersinn gewickelt wird, ist mit A bezeichnet.

Die durch die Kröpfungen und die Oberleitungen von der innen- zur Außenspule entstehenden Spulenhohlräume werden am Nutgrund in d« Nut 1 durch einen Fülleiter 28 und in der oberen Lage in der Nut 4 durch einen ähnlichen Fülleiter 27 ausgefüllt

Mit dem beschriebenen Wickelverfahren kam somit auf einfache Weise eine Doppelspule aus einem supraleitenden Leiter in die entsprechenden Nuten eingewickelt werden, ohne daß zusätzliche Leiterverbindungsstellen an den Stirnverbindungen oder an der Übergangsstelle von der Innen- zur Außenspule erforderlich sind. Der Übergang von der Innen- zur Außenspule liegt dabei im Nutgrund, während sich die Spulenverbindungen von Nut zu Nut radial außen an gut zugänglicher Stelle befinden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Wickeln und Einbringen der Spulen einer supraleitenden Erregerwicklung in die Nuten eines Turbogeneratorläufers, mit je zwei aus mehreren übereinanderliegenden Leitern gebildeten Spulenseiten in einer Nut, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem vorbereiteten Leiterstück, etwa in dessen Mitte beginnend, zunächst eine Innenspule (6) und sodann in entgegengesetztem Wickelsinn und konzentrisch dazu eine Außenspule (7) direkt in die Nuten (1,4) eingewickelt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenspule (6) und die Außenspule (7) jeweils mit einer Kröpfstelle (I, A) im sich in Umfangsrichtung erstreckenden Stirnteil zum Ausgleich des Spulenüberganges am Nutgrund versehen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich der Kröpfstellen (L A) Fülleiter (27,28) in die Nuten (1,4) eingelegt werden.