DE929566C - Induktorkuehlung bei Turbogeneratoren mit einseitig neben den in Nuten eingebetteten Wicklungen liegenden Kuehlungsnuten und Haltestuecken - Google Patents

Description

• Induktorkühlung bei Turbogeneratoren mit einseitig neben den in Nuten eingebetteten Wicklungen liegenden Kühlungsnuten und Haltestücken Es ist bekannt, die in Nuten liegenden Wicklungen der Induktoren von Turbogeneratoren dadurch zu kühlen, daß man das Kühlmittel durch Kühlungsnuten strömen läßt, die sich unmittelbar neben den Wicklungsnuten befinden. Hierbei strömt das Kühlmittel direkt an der Wandung entlang. Um die Wärmeübertragung an das Kühlmittel zu verbessern. kann der Teil der Wicklung, der an die Kühlungsnut angrenzt, von der Isolation befreit werden.
• Es ist ferner bekannt, die Wicklung gegen die Wand der Kühlungsnuten abzustützen. Es wurde vorgeschlagen. Abstützungen mit quer zur Längsachse der Leiter verlaufenden Unterbrechungen. durch die die Kühlluft geführt wird, zu benntzen. Die Unterbrechungen der Abstützungen sind so geformt. daß sie die Kühlluft zwingen, einer zickzackförmigen, auf jeder Breitseite der Leiter entlang geführten Bahn zu folgen. Die Unterbrechungen werden durch rittlings auf eine Schmalseite eines Leiters aufgebrachte Distanzstücke U-förmigen Querschnittes gebildet bzw. begrenzt, bei denen auf der Breitseite des Leiters aufliegende, abwechselnd an dem einen und dem anderen Distanzstück angebrachte Lappen wenigstens angenähert dreieckförmig sind.
• Die Umlenkung des Kühlluftstromes im Verlauf der zickzackförmigen Bahn erfolgt nach obigem Vorschlag in einem Winkel, der etwas größer ist als go-. Diese scharfen Umlenkungen bedingen erliebliche Strömungsverluste. Weiterhin erhalten zumindest die in der Mitte der Kühlungsnuttiefe liegenden Teilleiter der Wicklung durch die dreieckigen Lappen keine genügend sichere Abstützung.
• Wenn dies mit den Mitteln des Vorschlages erreicht werden soll, d. h. durch Verwendung von Dreiecklappen irgendeiner Form und Größe, dann ist festzustellen, daß kleiner Umlenkungswinkel, großer Kühlstromquerschnitt und genügend sichere Abstützung niemals zusammen verwirklicht werden können. Ferner müssen viele einzelne Distanzstücke von U-förmigem Querschnitt hergestellt und montiert werden, was viele Arbeitsgänge erfordert.
• Es ist weiterhin vorgeschlagen worden, quer zur Strömungsrichtung in den Kühlungsnuten verlaufende, zum Teil zum Zweck des Kühlluftdurchlasses durchbrochene Abstandsstücke zur Festlegung der Wicklung in der Nut zu verwenden. Nach einem anderen Vorschlag sollen rahmenförmige Stützen verwendet werden. Der erstgenannte Vorschlag bringt in seiner Gesamtanordnung einen großen Strömungsverlust mit sich, erfordert zur Ausführung sehr viele Arbeitsgänge, und die Abstützung ist nicht einwandfrei. Diese Nachteile gelten auch für den zweitgenannten Vorschlag, wenn auch bei diesem der Aufwand geringer ist als beim erstgenannten. Bei den Abstützungen nach diesen beiden Vorschlägen wird der Kühlstrom durch die Löcher in den durchbrochenen Abstandsstücken bzw. die Öffnungen in den rahmenförmigen Stützen zu stark gedrosselt.
• Nach anderen Vorschlägen erfolgt die Abstützung der Wicklungen durch profilierte Einlagen, die zwischen profilierten oder auch nicht profilierten Teilleitern der Wicklung liegen. Dies hat Beschädigungen der Kühlnutwandisolierung bzw. der Isolierung der Einlagenkanten bei Montage und durch die bei Kurzschlüssen auftretenden sehr großen Beschleunigungskräfte zur Folge, abgesehen davon, daß die Herstellung von profilierten Leitern bzw. Beilagen einen großen Aufwand an Arbeit erfordert. Dies gilt auch für solche Leiter, die selbst mit rippenförmigen Rändern versehen sind.
• Diese Nachteile werden ausgeschaltet durch eine Induktorkühlung bei Turbogeneratoren gemäß der Erfindung mit einseitig neben den in Nuten eingebetteten Wicklungen liegenden Kühlungsnuten und mit der sicheren Abstützung der an den Kühlungsnuten von der Isolierung befreiten Wicklungen dienenden, in den Kühlungsnuten liegenden, strömungstechnisch gut durchgebildeten Haltestücken, die dadurch gekennzeichnet sind, daß eine Vielzahl von gleichmäßig versetzt angeordneten, geringen Strömungswiderstand besitzenden und auf gemeinsamer Grundplatte sitzenden Formstücken, die mit der Grundplatte zusammen das aus einem Stück bestehende Haltestück darstellen, den Kühlmittelstrom in mehrere Einzelströme aufteilt und jeden einzelnen Teilleiter der Wicklung gegen die Wand der Kühlnut gleichmäßig und starr abstützt. Jedes einzelne Formstück eines Haltestückes hat eine rhombische oder elliptische Form, wodurch die Einzelströme nur wenig umgelenkt werden und ein geringer Strömungswiderstand die Folge ist. Durch die Vielzahl der gleichmäßig versetzt auf der Grundplatte angeordneten Formstücke werden sämtliche Teilleiter einer Nut, und zwar auch die in der Witte der Nut liegenden, gegen die Wand der Kühlnut gleichmäßig und starr abgestützt. Ein weiterer großer Vorteil dieser aus Isolierstoff hoher mechanischer und elektrischer Festigkeit bestehenden Haltestücke besteht in ihrer einfachen Fertigung, da ihre Kühlkanäle entweder durch Fräsen aus einer vollen Platte oder durch Formpressen hergestellt werden können. Im letzteren Fall wird den einzelnen die Kühlkanäle begrenzenden Formstücken zur weiteren Verringerung des Strömungswiderstandes gegenüber der rhombischen Form zweckmäßig elliptische Form gegeben.
• Dadurch, daß das Haltestück für jede Kühlnut aus einem einzigen Stück besteht und auf einfachste Art und Weise zwischen Wicklung und Kühlnutwand in die Kühlnut eingedrückt wird, behält die Gesamtanordnung bei allen Betriebszuständen ihre Starrheit. Es werden auch bei Montage oder Auftreten von Beschleunigungskräften keine Kühlnutwandisolierungen zerstört, da das Haltestück selbst aus Isolierstoff besteht und jene Isolierungen gar nicht aufgebracht zu werden brauchen.
• In diesem Zusammenhang wird weiterhin vorgeschlagen, zum leichter als früher erfolgten Einbringen der Wicklungen in die Wicklungsnuten die Kühlungsnuten auf die dem Hauptpol zugekehrte Seite zu legen, da dadurch am Induktorumfang größere Nutöffnungen entstehen.
• Bei Verwendung eines an sich bekannten, unterhalb jeder Wicklungsnut liegenden Kühlkanals wird des weiteren vorgeschlagen, diesen Kühlkanal durch in gewissen Abständen vorgesehene Bohrungen oder Fräsungen mit den Kühlkanälen des in der Kühlnut liegenden Haltestückes in Verbindung zu bringen. Die Abführung des Kühlmittels aus den seitlichen Kühlungsnuten und den unterhalb der Wicklungen liegenden Kühlkanälen kann in an sich bekannter Weise durch Keilbohrungen, durch radiale Einstechungen oder durch andere Wege erfolgen.
• Die Gesamtanordnung der Induktorkühlung nach der Erfindung mit strömungstechnisch gut durchgebildeten Haltestücken, mit Verbindungskanälen hei Anordnung von Kühlungskanälen unterhalb der Wicklungsnuten und Keilöffnungen oder radialen Einstechungen gewährleistet geringen Strömungsverlust und schnellste Abführung der Wicklungswärme in den Luftspalt. Es tritt keine seitliche Verschiebung irgendeines Leiters in der tut ein, wobei dennoch ein großer Querschnitt für den Kühlmittelstrom in den Kühlungsnuten frei bleibt.
• Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht, worin Fig. i einen im Erfindungssinn ausgeführten Induktor im Querschnitt, Fig. 2 ein Haltestück nach der Erfindung und Fig. 3 einen Induktor in Ansicht darstellen.
• Es bezeichnen i die Wicklungsnuten mit den Wicklungen 2, d. die seitlichen Kühlungsnuten, die vorzugsweise auf der dem Hauptpol 3 zugekehrten Seite der Wicklungen 2 liegen, und 5 das Haltestück mit Kühlkanälen 6 (Fig. 2) für den Durchgang des Kühlmittels und den geringen Strömungswiderstand besitzenden, auf einer gemeinsamen Grundplatte sitzenden Formstücken II. Mit 8 sind die in gewissen Abständen vorgesehenen gebohrten oder gefrästen Verbindungen zwischen den unterhalb der Wicklungsnuten liegenden Kühlungsnuten 7 und den Kühlkanälen 6 bezeichnet. Das Kühlmittel strömt aus den Kühlkanälen 6 durch die Keilöffnungen 9 bzw. durch die radialen Einstechungen Io (Fig. 3) in den Luftspalt.
• Die Kühlungsart gemäß der Erfindung eignet sich sowohl für Radialnut- als auch für Parallelnutinduktoren.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Induktorkühlung bei Turbogeneratoren mit einseitig neben den in Nuten eingebetteten Wicklungen liegenden Kühlungsnuten und mit der sicheren Abstützung der an den Kühlungsnuten von der Isolierung befreiten Wicklungen dienenden. in den Kühlungsnuten liegenden. strömungstechnisch gut durchgebildeten Haltestücken, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von gleichmäßig versetzt angeordneten, geringen Strömungswiderstand besitzenden und auf gemeinsamer Grundplatte sitzenden Formstücken (II), die mit der Grundplatte zusammen das aus einem Stück bestehende Haltestück (5) darstellen, den Kühlmittelstrom in mehrere Einzelströme aufteilt und jeden einzelnen Teilleiter der Wicklung (2) gegen die Wand der Kühlnut (4) gleichmäßig und starr abstützt.
2. 2. Induktorkühlung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Formstücke (II) rhombische Form aufweisen und durch Fräsen usw. hergestellt werden.
3. 3. Induktorkühlung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Formstücke (II) elliptische Form aufweisen.
4. 4. Induktorkühlung nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlungsnuten (4) an der dem Hauptpol zugekehrten Seite liegen.
5. 5. Induktorkühlung nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Keilen Öffnungen (9) für den Austritt des Kühlmittels aus den Kühlungsnuten (4) in den Luftspalt vorgesehen sind.
6. 6. Induktorkühlung nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß über die Ballenlänge des Induktors radiale Einstechungen (Io) zur Abführung des Kühlmittels aus den Kühlungsnuten (4) in den Luftspalt vorgesehen sind.
7. 7. Induktorkühlung nach Anspruch I bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung von Kühlungskanälen (7) unterhalb der Wickhingsnuten (i) diese Kühlungskanäle mit den seitlich von den Wicklungsmiten angeordneten Kühlungsnuten (I) in Verbindung stellen. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 283 695, 28-1237, 289 2 I5, -199 422, 593 5 i -l, 633 759; schweizerische Patentschrift Nr. 96 21.1.