DE973696C

DE973696C - Gitterstab fuer elektrische Maschinen

Info

Publication number: DE973696C
Application number: DES37782A
Authority: DE
Inventors: Alfred Ahrens
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1954-02-24
Filing date: 1954-02-24
Publication date: 1960-05-05

Description

Gitterstab für elektrische Maschinen Zur Unterdrückung bzw. Verminderung der Wirbelstromverluste in den Nutstäben insbesondere großer elektrischer Maschinen verwendet man Gitterstäbe, bei denen der Stab aus Einzelleitern zusammengesetzt ist, die an den beiden Flachseiten des rechteckigen Stabquerschnitts mit entgegengesetzter Neigung schräg verlaufen und an den Schmalseiten infolge Kröpfung des Einzelleiters von der einen Stabseite zur anderen übertreten, so daß also der Einzelleiter an der einen Flachseite des Stabes vom Nutgrund zum Luftspalt ansteigt, worauf er an der Kröpfungsstelle zur anderen Flachseite übertritt und dann zum Nutgrund schräg abfällt. Die Erfindung betrifft einen solchen Gitterstab, bei dem durch stärkere Kröpfung der Einzelleiter die beiden Flachseiten des Gitterstabes mit Abstand nebeneinander angeordnet sind und mehrere in Richtung der Stabhöhe übereinander angeordnete, durch Zwischenstücke voneinander getrennte axiale Kühlkanäle einschließen. Gemäß der Erfindung werden diese Kühlkanäle unmittelbar von den Einzelleitern sowie von innerhalb der Flachseiten angeordneten, über die ganze Nutlänge durchgehenden Zwischenstücken gebildet.
Als Kühlmittel kommt dabei eines der bekannten Kühlmittel in Betracht, wobei von den gasförmigen liühImitteln insbesondere Luft oder Wasserstoff mit Atmosphärendruck oder Überdruck zu nennen sind, von den flüssigen Kühlmitteln Öl oder Clophen. Der neue Gitterstab zeichnet sich, trotzdem er aus Einzelleitern aufgebaut ist, durch große Stabilität aus, wobei das Kühlmittel in den axialen Kanälen die im Stab erzeugte Wärme wirksam abführt, da die Kühlkanäle in unmittelbarer Nachbarschaft zu den Einzelleitern des Stabes angeordnet sind.
Die Fig. I und 2 der Zeichnung veranschaulichen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei Fig. I einen Querschnitt darstellt, während Fig. 2 eine Seitenansicht des Stabes ohne Isolierhülse ist. I sind die Teilleiter des Gitterstabes, die in der geschilderten Weise in der Längsrichtung des Stabes schräg verlaufen und an den Schmalseiten infolge Kröpfung ihre Lage wechseln. Zwischen den beiden Teilleiterflachseiten sind nun zwei kreisförmige und axiale Kühlkanäle 3 vorgesehen, die durch ein Zwischenstück 2 voneinander getrennt sind. Die Anordnung ist außerdem derart, daß die beiden aus Einzelleitern gebildeten Stabseiten gegenüber dem Zwischenstück 2 einen geringeren Abstand voneinander haben als gegenüber den Kühlkanälen 3. Die Einzelleiter sind also in der Mitte der Flachseiten des Stabes nach innen gedrückt, wobei der dadurch entstehende halbkreisförmige Zwischenraum zwischen den Einzelleitern und der Isolierhülse 5 durch in axialer Richtung verlaufende Leisten 4 aus Isolierstoff (insbesondere eine Verbindung von einem Kunstharz oder Lack mit einem Bindemittel wie Papier oder Gewebe, z. B. Repelit oder Linax) ausgefüllt ist. Die Zwischenstücke 2 besitzen außerdem an den an die Einzelleiter angrenzenden Seiten Einbuchtungen (der Querschnitt der Zwischenstücke besitzt z. B. die Form einer Doppelkonkavlinse). In diese Einbuchtungen ragen die eingedrückten Einzelleiter hinein und hindern so die Zwischenstücke an unerwünschten Verschiebungen insbesondere in Richtung der Stabhöhe. Es wird also verhindert, daß die Zwischenstücke durch diese Verschiebungen die Kühlkanäle einengen oder sperren. Die Herstellung des Stabes geht folgendermaßen vor sich: Die voneinander durch Umwicklung isolierten und entsprechend geformten Einzelleiter werden zunächst zu dem Gesamtstab zusammengefügt, wobei in den Zwischenraum zwischen den beiden Stabseiten einerseits eiserne Dorne für die Freihaltung der Kühlkanäle, andererseits auch die genannten Zwischenstücke eingefügt werden. Hierauf werden gegenüber den Zwischenstücken und an den äußeren Flachseiten des Gitterstabes die Leisten 4 aufgelegt. Vor oder nach diesem Auflegen der äußeren Leisten wird der Gitterstab in einen aushärtbaren Lack oder Harz (z. B. in Bakelitelack) eingetaucht und so die Zwischenräume zwischen den einzelnen Teilen des Stabes ausgefüllt. Hierauf kommt der Stab einschließlich der aufgelegten Leisten 4 in eine Presse, wo unter Anwendung von Wärme und Druck der Lack bzw. das Harz ausgehärtet und so der Stab zu einem festen Ganzen vereinigt wird. Bei der Anwendung des Druckes werden außerdem die Leiten 4 nach innen gedrückt. so daß auch die entsprechenden Teile der Einzel Leiter nach innen gedrückt werden und die Lage gemäß dem Querschnitt der Fig. I annehmen. Der Stab besitzt dann nach dem Aushärten auch an den Flachseiten eine glatte Oberfläche. Hierauf werden die Dorne in den Kühlkanälen, die gegen eine Verklebung mit dem Lack oder Harz durch einen entsprechenden Anstrich geschützt wurden, gelöst und nach Herstellung der Isolierhülse herausgezogen. Das weitere Herstellungverfahren des Gitterstabes vollzieht sich in der bekannten Weise. Zur Herstellung der Isolierhülse 5 wird über den Stab Glimmerpapier (Mikafolium) in genügend vielen Lagen gewickelt. Hierauf kommt der Stab in die Bügelmaschine, in der das Mikafolium unter Anwendung von Wärme mit Hilfe von Druckrollen (Aufbügeln) und mit Hilfe des Schellacks des Glimmerpapiers als Klebstoff zu einer starren Hülse verfestigt wird. Für die Herstellung eines Glimmschutzes kann zwischen der Isolierhülse 5 und dem eigentlichen Gitterstab noch eine halbleitende Schicht, beispielsweise aus Graphitpapier, angebracht sein, wobei diese Schicht gemäß einem neueren Vorschlag aus zwei Schichten besteht, von denen die eine bereits beim Aushärten des Gitterstabes auf diesen aufgebracht und mit ihm durch Verkleben innig verbunden ist, während die zweite halbleitende Schicht an die Innenseite der Isolierhülse 5 dicht angeklebt ist. Wie ersichtlich, sind sowohl die Zwischenstücke als auch die äußeren Leisten 4 derart durch Ab-oder Ausrundung geformt, daß sie sich gut an die Lage der Einzelleiter anpassen bzw. ein leichtes Eindrücken der Einzelleiter nach der Stabmitte zu ermöglichen. Man erzielt dadurch den Vorteil, daß die Kühlkanäle 3 in höherem Maße von den Einzelleitern umschlossen sind, so daß sie die Wärme aus .den Einzelleitern besser absaugen können. Sowohl die äußeren Leisten als auch die inneren Zwischenstucke können auch andere Formen als die dargestellten aufweisen. Beispielsweise könnten die äußeren Leisten dreieckigen oder trapezförmigen Querschnitt besitzen; ebenso könnten die Einbuchtungen der inneren Zwischenstücke trapezförmig sein.
Für die Erfindung ist ein kreisrunder Querschnitt der Kühlkanäle nicht erforderlich. Man könnte auch einen rechteckigen oder einen quadiratischen oder auch einen ovalen Querschnitt wählen. Sowohl die inneren Zwischenstücke :2 als auch die äußeren Leisten q. sind innerhalb der Nutlänge durchgehend ausgeführt.
Fig. 3 der Zeichnung zeigt eine Anordnung, bei der im Innern des Gitterstabes drei Kühlkanäle mit zwei Zwischenstücken vorgesehen sind. Im übrigen entprechen aber die Anordnung und das Herstellungsverfahren dieses Gitterstabes den Fig. i und 2 der Zeichnung.
Fig. ¢ der Zeichnung zeigt eine Anordnung, bei der die äußeren Leisten d. nur an einer Flachseite des Stabes angebracht sind, so daß die Einzelleiter nur an einer Seite durch diese Leisten nach innen gedrückt sind. Auch dadurch wird bereits sowohl eine bessere Fixierung der inneren Distanzstücke als auch ein besseres Umschließen der Kühlkanäle durch die Einzelleiter erzielt.
Bei der bisherigen Darstellung bestehen sowohl die äußeren Leisten 4 als auch die Zwischenstücke 2 aus Isolierstoff. Man kann aber insbesondere die äußeren Leisten auch aus unmagnetischem Metall herstellen, wobei die Anlageflächen am Kupfer der Einzelleiter mit Abdeckungen aus Isolierstreifen zu versehen sind.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Gitterstab für elektrische Maschinen, der zur Unterdrückung der Wirbelstromverluste aus Einzelleitern zusammengesetzt ist, die an den beiden Flachseiten des rechteckigen Stabquerschnittes im entgegengesetzten Sinne schräg verlaufen und an den Schmalseiten infolge Kröpfung von der einen Stabseite zur anderen übertreten, wobei die beiden Flachseiten mit Abstand nebeneinander angeordnet sind und mehrere in Richtung der Stabhöhe übereinander angeordnete Kühlkanäle einschließen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkanäle unmittelbar von den Einzelleitern sowie von innerhalb der Flachseiten angeordneten, über die ganze Nutlänge durchgehenden Zwischenstücken gebildet werden.
2. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Einzelleiterstabseiten gegenüber den Zwischenstücken einen geringeren Abstand voneinander haben als gegenüber den Kühlkanälen:.
3. Verfahren zur Herstellung des Gitterstabes nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Einzelleiterstabseiten Dorne für das Freihalten der Kühlkanäle und Zwischenstücke zwischen den Dornen eingelegt werden und daß gegebenenfalls gegenüber den Zwischenstücken an den äußeren Flachseiten des Gitterstabes Leisten für das Eindrücken der Einzelleiter aufgelegt werden und daß dann die Einzelleiter des Stabes sowie die Zwischenstücke und die Außenleisten unter Verwendung eines aushärtbaren Lackes oder Harzes (z. B. Bakelitelack) unter Wärme und Druck und unter Eindrücken der Leisten in die Stabflanken miteinander fest verbunden werden.
4. Anordnung nach den Ansprüchen I bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenstücke und die Außenleisten aus einem unter Verwendung von Kunstharz oder Lack und einem Bindemittel wie Papier oder Gewebe hergestellten Isolierstoff bestehen.
5. Anordnung nach Änspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenstücke Einbuchtungen aufweisen, in die die eingedrückten Teile der Einzelleiter hineinragen und so Verschiebungen der Zwischenstücke, insbesondere in Richtung der Stabhöhe, verhindern.
6. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die außen aufgelegten Leisten halbkreisförmigen, kreissegmentartigen, dreieckigen oder trapezförmigen Querschnitt haben.
7. Anordnung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkanäle einen kreisrunden Querschnitt haben. B.
Anordnung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkanäle einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt haben.
9. Anordnung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkanäle eineu ovalen Querschnitt haben. Io.
Anordnung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als zwei in Richtung der Stabhöhe übereinander angeordnete Kühlkanäle vorgesehen sind. i i.
Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelleiter der Flachseiten des Gitterstabes nur an einer Flachseite durch Auflegen von Leisten eingedrückt sind.
12. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die an den äußeren Flachseiten des Gitterstabes aufgelegten Leisten aus einem unmagnetischen Metall- bestehen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 277 012, 313 435. 337 561, 496 884, 5o2 182, 67o 81g, 718 359; schweizerische Patentschrift Nr. 172 839; französische Patentschrift Nr. 542 36o; »Power Engineering, 1953, S. Zoo.