-
Welle einer elektrischen Maschine mit Schleifringzuleitungen Die Schleifringzuleitungen
einer elektrischen Maschine, z. B. eines Turbogenerators, sind oft in Bohrungen
der Läuferwelle verlegt. Diese Bohrungen führen auch durch den beispielsweise an
eine Induktorwelle geflanschten Schleifringwellenstummel, auf dem .die Schleifringe
sitzen. Die beiden elektrischen Leiter, die von den Wickelköpfen durch die Bohrungen
hindurch zu diesen Schleifringen führen, sind gegenüber den Wandungen der Bohrungen
durch Isolierstücke getrennt. Diese Isolierstücke sind leiteraxial gesehen aus verschiedenen
Gründen unterbrochen, z. B. sind Dichtungen eingefügt oder es besteht eine Unterbrechung
an der Stelle, wo die radial verlaufenden Schleifringzuleitungsteile in axial verlaufende
übergehen. An dieser Stelle befindet sich dann ein Ende eines Füllstücks (Isolierstücks),
das in einer axialen Wellenbohrung liegt und in dem die beiden Schleifringzuleitungen
sich gegenseitig nicht berührend eingebettet sind.
-
Da es sich bei den obengenannten Bohrungen um nahezu abgeschlossene
Räume handelt, besteht die Gefahr der Schwitzwasserbildung (Kondenswasserbildung)
in ihnen. Da nun die obenerwähnten Isolierstücke leiteraxial unterbrochen sind,
kann an den Stellen dieser Unterbrechungen durch die Anwesenheit von Schwitzwasser
zwischen dem Metall (meist Kupfer) der Schleifringzuleitungen und dem Metall :der
Läuferwelle eine elektrisch leitende Verbindung entstehen. Dadurch wird der Isolationswert
des Läufers erheblich herabgesetzt.
-
Die obengenannten Nachteile werden durch den Gegenstand gemäß der
Erfindung beseitigt. Es handelt sich um die Welle einer elektrischen Maschine mit
in Bohrungen der Welle verlegten, von den Wandungen dieser Bohrungen durch leiteraxial
unterbrochene
Isolierstücke getrennte Schleifring. zuleitungen, bei der der Schwitzwasserentfernung
dienende, in der Welle und/oder zwischen der Welle und den Isolierstücken besonders
vorgesehene, gasdurchströmte Kanäle angeordnet .sind; die unmittelbar an den Schwitzwasser
enthaltenden Spalten oder in deren Nähe vorbeiführen und mit diesen Spalten in Verbindung
stehen. Auf diese Art und Weise werden das Schwitzwasser selbst oder seine Dämpfe
durch den Gasstrom (z. B. Luftstrom) mitgerissen und in die Umgebung der Maschine
befördert. Es genügt, wenn die Kanäle gemäß der Erfindung in der Nähe der Schwitzwasser
enthaltenden Spalte vorbeiführen und mit diesen Spalten in Verbindung stehen. Durch
den vorbeifließenden Gasstrom wird dann das Schwitzwasser zur Verdunstung gebracht,
durch die Verbindungen hindurch vom Gasstrom angesaugt und mit dem Gasstrom wegbefördert.
Diese Möglichkeit der Schwitzwasserentfernung wird gemäß der Erfindung z. B. bei
in radialen und axialen Bohrungen der Welle verlegten Schleifringzuleitungen ausgenutzt;
bei denen die Kanäle gemäß der Erfindung parallel zu den axial liegenden Schleifringzuleitungen
verlaufen und die radial, verlegten Zuleitungsteile (z. B. Stromzuführungsbolzen)
derart umgeben, daß die Gasströme an der Kreuzungsstelle den gesamten Umfang dieser
Teile umspülen. Es handelt sich um die Kreuzungsstelle zwischen den radial verlegten
Zuleitungsteilen und den axial verlaufenden Gaskanälen gemäß der Erfindung. In diesem
Fall also wird das sich eventuell in den radialen Schleifringzuleitungsbohrungen
befindliche Schwitzwasser bzw. dessen Dampf durch den an den Kreuzungsstellen vorbeifließenden
Gasstrom angesaugt und mitgerissen.
-
Der Gasstrom, meist ein Luftstrom, wird dadurch erzeugt, daß die Gasaustrittsöffnungen
der Kanäle gemäß der Erfindung auf größeren Radien als die Gaseintrittsöffnungen
liegen. Die Eintrittsöffnungen können sich z. B. auf dem Wellenumfang an einer Stelle
relativ kleinen Wellendurchmessers befinden. Die Austrittsöffnungen können z. B.
auf dem Umfang eines Wellenflansches liegen, dessen Durchmesser größer ist als der
erstgenannte Durchmesser. Der Luftstrom kann auch durch Lüfter hervorgerufen werden.
-
Der Gegenstand der Erfindung kann unter anderem bei wasserstoffgekühlten
Maschinen verwendet werden: Bei diesen Maschinen ist es notwendig, an einer Stelle
der Schleifringzuleitungsbohrungen Dichtungen als Trennstellen zwischen dem Wasserstoffgas
im Innern der Maschine und dem Gas (meist Luft) auf der anderen Seite der Dichtungen,
also der Außenluft, vorzusehen. Auch hier besteht also die Möglichkeit einer elektrisch
leitenden Verbindung zwischen den Schleifringzuleitungen und dem Induktoreisen durch
Schwitzwasser, da die Isolierstücke leiteraxial infolge dieser Dichtungen unterbrochen
sind. Die Ausnutzung der obenerwähnten Absaugung des Schwitzwassers durch den in
wellenaxialer Richtung fließenden Gasstrom ist speziell bei wasserstoffgekühlten
elektrischen Maschinen gegeben, bei denen die Dichtungen in den radial verlaufenden
Schleifringzuleitungsbohrungen vorgesehen sind.
-
Die Fig. I und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung.
Die Fig. I stellt einen Längsschnitt durch den Induktor einer wasserstoffgekühlten
elektrischen Maschine im Gebiet der Umlenkung der Schleifringzuleitungen von der
radialen in die axiale Richtung und Fig. 2 einen Querschnitt gemäß dem Schnitt A-B
dar.
-
Die Läuferwelle ist mit I bezeichnet, ihre radialen Bohrungen mit
2 und 3 und ihre axiale Bohrung mit 4. In diesen Bohrungen 2 bis 4 befinden sich
die Schleifringzuleitungen 5 bis B. Die radialen Zuleitungen 5 und 6 sind als Bolzen,
die axialen Zuleitungen 7 und 8 als Flachleiter ausgebildet. Die radial und axial
verlaufenden Teile 5, 6 und 7, 8 der Zuleitungen sind an der Umlenkstelle 9 in irgendeiner
Art und Weise, z. B. durch Verschrauben, verbunden. Die radialen Teile 5, 6 sind
gegenüber den Bohrungswandungen durch Druckstücke Io, II und Isolationsstücke I2,
13 isoliert. Eine weitere Isolierung; stellen die Dichtungen I4 und I5 dar, die
die Trennung von Wasserstoffgas und Luft gewährleisten. Das Isolationsstück für
die wellenaxial verlaufenden Schleifringzuleitungsteile 7, 8 besteht aus den drei
Füllstückteilen I6 bis I8. In diesen Teilen sind die Leiter 7 und 8 eingebettet.
Die Kanäle I9, 2o gemäß der Erfindung sind in diesem Fall aus den Füllstückteilen
I6 und I7 herausgearbeitet und werden nach außen durch die Wandung der Bohrung 4
begrenzt. Das Gas (Luft) strömt durch den Kanal I9 und durch die Durchführungen
2I und 22 in den Umlenkraum 23 und von dort aus über die Durchführungen 24 und 25
in den Rückströmkanal 2o. Das Schwitzwasser, das sieh eventuell z. B. in den Spalten
30, 3I zwischen den Isolationsstücken I2, I3 und den Dichtungen I4, I5 bzw. in den
Spalten 26 bis 29 befindet; wird von dem Gas, das an den Kreuzungsstellen 32 und
33 der axialen und radialen Zuleitungsteile vorbeiströmt z. B. in Dampfform mitgerissen,
wozu unter anderem auch die Verwirbelung der Luft in den Spalten 26 und 28 beiträgt.
-
Die Trennstelle zwischen Wasserstoff und Luft kann sich auch in der
axialen Bohrung 4 befinden, wobei dann-die Kanäle gemäß der Erfindung über ihren
Gasstrom dieselbe Wirkung, d. h. die der Schwitzwasserentfernung, ausüben.