PL149627B1 - Connecting apparatus for feeing or discharging cooling liquid to or from hollow bars of electric machine stator windings - Google Patents

Description

Uprawniony z patentu: BBC Aktiengesellschaft Brown, Bóveri und Cie, Baden /Szwajcaria/

URZĄDZENIE ŁĄCZĄCE DLA DOPROWADZENIA LUB ODPROWADZENIA CIECZY CHŁODZĄCEJ DO LUB Z WYDRĄŻONYCH PRZEWODÓW PROTÓW UZWOJENIA STOJANA MASZYNY

ELEKTRYCZNEJ

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie łączące dla doprowadzenia lub odprowadzenia cieczy chłodzącej do lub z wydrążonych przewodów prętów uzwojenia stojana maszyny elektrycznej, w którym wydrążone przewody i lite przewody pręta uzwojenia 9ą podtrzymywane razem przez konstrukcyjny element. Tego rodzaju urządzenie znarie Jest ze szwajcarskiego opisu patentowego nr 481 517. W przypadku znanych urządzeń przyłączowych do równoczesnego elektrycznego łączenia dwóch sąsiednich prętów uzwojenia stojana i doprowadzania lub odprowadzania cieczy chłodzącej do lub z wydrążonych przewodów prętów uzwojenia stojana można odróżnić dwa rodzaje konstrukcji. W przypadku pierwszej konstrukcji znanej na przykład z czasopisma BBC-Nachrichten 60, zeszyt 1/1978, str. 6, rys. 5, dwa leżące jeden nad drugim końce prętów są połączone elektrycznie za pomocą nakładki. Z nakładki tej wydrążone przewody każdego pręta wchodzą w komorę wodną i są tam lutowane. Obie komory wodne są skręcone z częścią pośrednią zamocowaną na nakładce. Przez zdystansowanie komory wodnej od końców prętów można wprawdzie dobrze kontrolować połączenie lutowane pomiędzy wydrążonymi przewodami a komorą wodną, ale dystansowanie takie ma tę wadę, że komora wodna nie jest połączona bezpośrednio z końcami prętów. Nawet dodatkowe wspieranie komory wodnej za pomocą sznurów szklanych nasyconych żywicą syntetyczną nie może całkowicie zlikwidować ruchów względnych pomiędzy końcami prętów a komorą wodną. Przy takim ruchu względnym wydrążone przewody ulegają oczywiście pewnemu odkształceniu. Jeżeli ruch względny występuje przy drganiu, a więc komora wodna drga względem końca pręta, wówczas odkształcenie powtarza się. Przy takim drganiu względem końca pręta powtarzalne odkształcenie wydrążonych przewodów może doprowadzić do ich pęknięcia.

W przypadku drugiego rodzaju konstrukcji urządzeń przyłączowych, znanej na przykład z opisu ogłoszeniowego RFN nr 2 803 015, doprowadzenie cieczy chłodzącej i połączenie

149 627

149 627 elektryczne dwóch sąsiednich końców prętów złączone są w jednej części konstrukcyjnej. Oba końce prętów sę lutowane bezpośrednio z komorą wodną. Wydrążone przewody nie będą przy tym wprawdzie obciążane, ale istnieje niebezpieczeństwo zatkania wydrążonych przewodów lutowiem. Ponadto lutowanie jest kosztowne. Kontrola wzrokowa miejsc lutowania i naprawianie miejsc lutowania są praktycznie wykluczone. Ponadto dla każdego kształtu geometrycznego pręta trzeba zaprojektować i wykonać oddzielną komorę wodną. Pewien kosztowny kompromis pomiędzy obydwoma opisanymi rodzajami stanowi urządzenie przyłączeniowe według szwajcarskiego opisu patentowego nr 481 517. W przypadku tego urządzenia przyłączeniowego dla doprowadzania cieczy chłodzącej do wydrążonych przewodów prętów uzwojenia stojana maszyny elektrycznej wydrążone 1 lite przewody pręta uzwojenia zebrane są przez nasadkę, która jest połączona z króćcem dopływu cieczy chłodzącej, a Jednocześnie Jest połączona elektrycznie z przewodami wydrążonymi i litymi. Wydrążone przewody wystają z nasadki do wnętrza komory wodnej i 9ą zamocowane cieczoszczelnie w tulel zamocowanej na czołowej stronie nasadki, gdzie wychodzą wydrążone przewody. Do nasadki przyspawany jest ponadto pakiet giętkich taśm, które służą do zapewniania elektrycznego połączenia pomiędzy sąsiednimi prętami. Swobodny dostęp do końców wydrążonych przewodów umożliwia sprawdzenie kanałów w każdym wydrążonym przewodzie pod względem przepuszczalności i oporów hydraulicznych oraz ułatwia ewentualne prace naprawcze. Nasadka tworzy sztywne połączenie pomiędzy końcami prętów przewodów a komorą wodną. Ze względu na swe potrójne zadanie Jest ona bardzo kosztowna. Ponadto zwiększa ona całkowity wysięg główki uzwojenia w znacznym stopniu, potrzebne jest dopasowanie kształtu geometrycznego prętów i wymagane są liczne manipulacje przy należytym wyginaniu wydrążonych przewodów.

Wychodząc z przedstawionego powyżej stanu techniki według szwajcarskiego opisu patentowego nr 481 517, celem wynalazku Jest opracowanie urządzenia przyłączeniowego wymienionego rodzaju, które umożliwi optymalne wspieranie komory wodnej na końcach prętów przy małej osiowej długości konstrukcji i łatwym wytwarzaniu. Urządzenie przyłączeniowe do doprowadzania lub odprowadzania cieczy chłodzącej do lub z wydrążonych przewodów prętów uzwojenia stojana maszyny elektrycznej, przy którym przewody wydrążone i przewody lite pręta uzwojenia są zebrane przez metalową część konstrukcyjną, która z jednej strony połączona jest z komorą wodną dla cieczy chłodzącej, a z drugiej strony jest połączona z przewodami wydrążonymi i z przewodami litymi, przy czym przewody wydrążone wystają z tej metalicznej części konstrukcyjnej i są wprowadzone do wnętrza komory wodnej oraz są zamocowane cieczoszczelnie w płytce wlutowywanej, która zamocowana jest na stronie czołowej metalicznej części konstrukcyjnej, gdzie wychodzą wydrążone przewody, według wynalazku charakteryzuje się tym, że metaliczna część konstrukcyjna stanowi obejmujący przynajmniej częściowo końce prętów pałąk ewentualnie tuleja i jest z nimi zlutowana, przy czym wydrążone przewody są dalej wyprowadzone prostoliniowo. Płytka wlutowywana Jest przymocowana, z pośrednim umieszczeniem elementów dystansowych, do strony czołowej pałąka ewentualnie tulei, a ponadto komora wodna Jest połączona bezpośrednio z płytką wlutowywaną cieczoszczelnie·

Na płytce wlutowywanej zamocowany Jest bezpośrednio kołpak, przy czym płytka wlutowywana i kołpak ograniczają komorę wodną. Końce wydrążone przewodów wchodzą w komorę wodną. Korzystnie przekrój poprzeczny Jarzm ma kształt litery U, H lub E, a końce prętów wchodzą z dystansem pomiędzy ramiona jarzm i są tam z nimi lutowane twardo. Dla elektrycznego połączenia dwóch końców prętów ze sobą. Jarzma są ze sobą lutowane twardo. Jarzma są wykonane jako jedno lub dwuczęściowe i obejmują przynajmniej częściowo dwa sąsiednie końce prętów. Rozwiązanie według wynalazku łączy w sobie zalety urządzeń przyłączeniowych według BBC-Nachrichten i urządzeń według opisu ogłoszeniowego KPN nr 2 803 015 i szwajcarskiego opisu patentowego nr 481 517 bez ich wad. Wszystkie krytyczne punkty lutowania, zwłaszcza w płytce wlutowywanej, mogą być kontrolowane optycznie z obu stron. Naprawy połączeń lutowniczych możliwe są nawet w stanie zmontowanym uzwojenia. Komora wodna jest sztywno połączona z końcem pręta, tak że nie mogą występować żadne ruchy względne. Najbardziej kosztowna pod względem wytwarzania część konstrukcyjna, jaką jest komora wodna, nis Jest

149 627

Już zależna od geometrycznego kształtu pręta· Cała odmiana polega na dopasowaniu płytki wlutowywanej, jeśli chodzi o kształt otworu i wielkość wydrążonych przewodów. Końce wydrążonych przewodów nie wymagają żadnego późniejszego odkształcanie dla dopasowania do płytki wlutowywanej. Oba krytyczne połączenia lutownicze /wydrążony przewód-płytka wlutowywana, płytka wlutowywana-komora wodna/ mogą być kolejno wykonywane, kontrolowane i ewentualnie dodatkowo obrabiane.

Urządzenie według wynalazku jest dokładniej opisane w przykładzie wykonanie na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia część końcową dwóch usytuowanych jeden nad drugim prętów uzwojenia etojana z urządzeniem przyłączeniowym w przekroju wzdłużnym, fig. 2 - końce prętów w przekroju wzdłuż linii A-A z fig. 1, a fig. 3 przedstawia część końcową z fig. 1 w widoku perspektywicznym. Na fig. i - 3 pręty uzwojenia etojana oznaczone ogólnie przez 1 i 2 złożone są z litych przewodów częściowych 3 i z wydrążonych przewodów 4, których rozmieszczenie w przekroju pręta pokazane jest na fig. 2. Wydrążone przewody 4 wystają poza masywne przewody częściowe 3 o długości L. Elektryczne 1 mechaniczne połączenie przewodów częściowych 1 przewodów wydrążonych pręta zrealizowane jest za pomocą miedzianego jarzma 5, w kształcie litery U, który Jest przylutowany twardo do końca pręta na poziomie powierzchni czołowych litych przewodów częściowych 3. Zwrócone do siebie ramiona 7, 8 jarzm 5, 6 mają takie wymiary, że w stanie zmontowanym prętów uzwojenia stojana przylegają do siebie.

Są one wtedy lutowane twardo ze sobą na dużej powierzchni /spoina lutownicza 9/ i tworzą połączenie elektryczne pomiędzy prętami 112.

Na zwróconych na zewnątrz powierzchniach czołowych ramion 7, 7*i 8, 8* jarzm 5, 6 zamocowane są prostopadłośclenne elementy dystansowe 10, 11, 12, 13, które mogą być również wykonane jednoczęściowo z jarzmami 5, 6. Po elementach dystansowych 10, 11 i 12, 13 następują płytki wlutowywane 14 lub 15. Płytki wlutowywane mają przecięcia w liczbie odpowiadającej liczbie wydrążonych przewodów 4, których przekrój poprzeczny i rozmieszczenie na płytce wlutowywanej odpowiadają przekrojowi i rozmieszczeniu wydrążonych przewodów 4 w przekroju pręta. Wysokość h elementów dystansowych 10, 11, 12, 13, grubość D płytek wlutowywanych i wymiar L wystawania wydrążonych przewodów 4 są dopasowane wzajemnie tak, źe wydrążone przewody 4 wystają poza płytki wlutowywane o kilka milimetrów. Płytki wlutowywane 14, 15 są lutowane twardo zarówno z elementami dystansowymi 10, 11, 12, 13 Jak i z przechodzącymi przewodami wydrążonymi 4. Na płytki wlutowywane 14, 15 nasadzone są mające kształt ściętego ostrosłupa kołpaki 16, 17 z króćcami przyłączowymi 18, 19 i są zlutowane twardo cieczoszczelnie z płytkami wlutowywanymi. Płytki wlutowywane 14, 15 tworzą wraz z kołpakami 16, 17 właściwe komory wodne 20 lub 21. Do komory wodnej dołącza się złączkę 22, izolowanego węża 24, 25 /fig. 3/, który izoluje komorę względem rury kolektorowej mającej potencjał ziemi.

Wytwarzanie opisanego urządzenia przyłączeniowego odbywa się zasadniczo w następujących etapach:

1/ Montaż pręta uzwojenia poza maszyną z wzajemnie odizolowanych litych przewodów częściowych 3 i wydrążonych przewodów 4, przy czym uprzednio usuwa się izolację przewodów częściowych przy końcu pręta na długości odpowiadającej osiowemu wymiarowi pałąków 5, 6.

b/ Lutowanie twarde pałąków 5, 6 z końcami pręta, przy czym szczeliny pomiędzy przewodami częściowymi lub wydrążonymi przewodami wypełnia się lutowiem.

c/ Umieszczenie elementów dystansowych 10, 11, 12, 13 na powierzchniach czołowych ramion 7, 7*, 8, 8*jarzm 5, 6, jeżeli nie są one Już przewidziane na tych ramionach.

d/ Nasadzanie płytek wlutowywanych 14, 15 na wystające końce wydrążonych przewodów i twarde lutowanie tych płytek zarówno z wydrążonymi przewodami 4 jak i elementami dystansowymi 10, 11, 12, 13.

e/ Kontrola miejsc lutowania, zwłaszcza pomiędzy płytkami wlutowywanymi a wydrążonymi przewodami.

f/ Nasadzanie kołpaków 16, 17 i lutowanie twarde z płytkami 14, 15.

g/ Kontrola szczelności komory wodnej.

149 627 h/ Umieszczeni© izolacji głównej, nasycanie żywicą impregnującą i zapiekanie prętów uzwoję nia.

i/ Montaż i mocowanie prętów w stojanie.

j/ Tworzenie połączenia elektrycznego przez lutowanie twarde zwróconych do siebie ramion 7, 8 jarzm 5, 6.

k/ Dołączenie komór wodnych 20, 21 do systemu chłodzenia stojana.

Ponadto możliwe aą również pewna modyfikacje urządzenia. Na przykład jarzma 5, 6 mogą być wykonane dwuczęściowo jako obejmujące całkowicie końce prętów jarzm połówkowe w kształ cie litery U jako tuleje o przekroju prostokątnym. Oba jarzma 516 mogą być wykonane jednoczęściowo, na przykład w kształcie litery E lub H, albo też po obu stronach końców prętów lutuje się twardo z końcami prętów połówkowe pałąkl w kształcie litery E. Odmiany te wymagają jednak innej kolejności podanych powyżej etapów postępowania. Etap b, oraz etapy c, d, e, f, g łączą się w tej kolejności z etapem 1. Etap j odpada. Oeżell umożliwiają to względy techniki chłodzenia, przy stosowaniu wynalazku można również realizować komorę wodną obejmującą dwa końce prętów. Trzeba wtedy jedynie płytki wlutowywane 14, 15 połączyć w jedną wspólną płytkę 1 odpowiednio dopasować kołpaki 16 1 17.

Claims (5)

1. Urządzenie łączące dla doprowadzania lub odprowadzania cieczy chłodzącej do lub z wydrążonych przewodów prętów uzwojenia stojana maszyny elektrycznej, w którym wydrążpne przewody 1 lite przewody pręta uzwojenia są podtrzymywane razem przez konstrukcyjny element metalowy stanowiący jarzmo ewentualnie tuleję obejmującą przynajmniej częściowo końce prętów i zlutowaną z nimi twardo, który to pręt Jest dołączony do komory wodnej z cieczą chłodzącą 1 jednocześnie do wydrążonych przewodów i litych przewodów, a w którym to urządzeniu wydrążone przewody wystają z konstrukcyjnego elementu metalowego i są wprowadzone do wnętrza komory wodnej oraz są zamocowane cieczoszczelnie we wlutowanej twardo płytce, która Jest przymocowana do zakończenia konstrukcyjnego elementu metalowego, gdzie wychodzą wydrążone przewody, znamienne tym, źe wydrążone przewody /4/ są wyprowadzone dalej prostoliniowo, płytka twardo wlutowana /14, 15/ Jest przymocowana integralnie do zakończenia jarzma /5, 6/ ewentualnie tulei z wprowadzeniem elementów dystan sowych /10, 11, 12, 13/, tworząc dostęp do punktów twardego lutowania, przy czym komora wodna /20, 21/ jest bezpośrednio ograniczona płytką twardo wlutowaną /14, 15/.

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że końce wydrążonych przewodów wchodzą w komorę wodną /20, 21/.

3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że jarzmo /5, 6/ ma w przekroju poprzecznym kształt litery U, H lub E, a końce pręta wchodzą z dystansem pomiędzy ramiona /7, 7*, 8, 8*/ jarzma i są z nimi zlutowane twardo.

4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, źe poszczególne jarzma /5, 6/ są ze sobą zlutowane twardo zapewniając elektryczne połączenie pomiędzy dwoma końcami prętów.

5. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, źe jarzma są wykonane jako jedno- lub dwuczęściowe i obejmują przynajmniej częściowo dwa sąsiednie końce prętów.