CH357799A - Process for producing a coolant connection for directly cooled winding bars in electrical machines - Google Patents

Process for producing a coolant connection for directly cooled winding bars in electrical machines

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CH357799A
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Karl Dipl Ing Abegg
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Oerlikon Maschf
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Description

       

  Verfahren zur Herstellung eines     Kühlmittelanschlusses        für    direkt     gekühlte     Wicklungsstäbe elektrischer     Maschinen       Bei der Verwendung direkt gekühlter     Statorwick-          lungen    bereitet die Herstellung des     Kühlmittelan-          schlusses    an die mit Kühlkanälen ausgerüsteten     Sta-          torwicklungsstäbe    erhebliche Schwierigkeiten, insbe  sondere dann, wenn es sich um den Anschluss flüssi  ger Kühlmittel handelt.

   In diesem Falle werden iso  lierende Anschlüsse notwendig, die vollständig dicht  sind und auch nach langjähriger Betriebsdauer keine       Leckstellen    oder eine Einbusse in ihren mechanischen  und elektrischen Eigenschaften zeigen. Es     sind    be  reits metallische Anschlüsse vorgeschlagen worden,  die jedoch zahlreiche,     komplizierte    Lötverbindungen  erforderlich machen.  



  Die Mängel des Bekannten lassen sich vermeiden,  wenn     erfindungsgemäss    mit     Hilfe    flexibler Schläuche  Kanäle in der     Füllnasse    der Isolierkappe ausgespart  werden, durch welche das     Kühlmittel    den Kühlkanä  len der Wicklungsstäbe zufliesst. Das einfache und  zuverlässige Verfahren eignet sich sowohl für distan  zierte Kunststäbe als auch für     Hohlleiterstäbe    und  voneinander durch Kanäle getrennte Leiterbündel, die  aus um l80  in der Nut verdrehten     Einzelleitern    be  stehen.  



  Die Zeichnung gibt Ausführungsbeispiele des Er  findungsgegenstandes vereinfacht wieder.  



  In     Fig.    1 sind mit 1 Leiterbündel, mit 2     Einzel-          leiter    der Bündel, mit 3 Lötösen und mit 4 Kühl  kanäle bezeichnet, die     mit        Hilfe    von Distanzstäben  oder     kanalförmigen    Zwischenstücken zwischen den  Leiterbündeln hergestellt sein können. In die Kanäle  werden flexible Einlagen, z. B. Natur- oder Kunst  gummi- bzw.     Silikongummischläuche    5 gesteckt, die  bei a einseitig verschlossen sind.

   Die Schläuche ver  laufen durch einen     Kühlmittelanschlussstutzen    6 einer  Isolierkappe und sind an einem     Pressluftbehälter    7  oder einen Behälter, der eine komprimierte Flüssig-         keit    enthält, angeschlossen.

   Sobald die Isolierkappe an  der vorgeschriebenen Stelle     liegt,    bläst man die  Schläuche mit der Pressluft so weit auf, dass sie in  den Kühlkanälen der Wicklungsstäbe und im Kühl  mittelanschlussstutzen gut     dichten.    Bei vertikaler       Wicklungsanordnung    wird nun die Isolierkappe, die  noch mit einer Dichtung 8 versehen ist, welche auf  der     Wicklungskopfisolation    9 aufliegt, von der Seite     h     her gefüllt. Als Füllmassen 10 kommen vorzugsweise       niederviskose,    handelsübliche Kunstharze mit Füll  stoffen in Frage, die entweder bei Raumtemperatur  oder bei erhöhter Temperatur aushärten.

   Die     Isolier-          kappe    kann aus einer     Polyesterglaskombination,    aus       Hart-Polyvinylchlorid    oder einem anderen geeigne  ten Material bestehen. Die als     Füllnassen    verwen  deten Harze müssen bei allen Betriebstemperaturen  genügend elastisch bleiben und den elektrodynami  schen Beanspruchungen ohne     Rissbildung    widerste  hen. Bei     horizontaler        Wicklungsanordnung        kann    das  Einfüllen der Giessharze durch eine     öffnung    c in  der Isolierkappe erfolgen.  



  Die     Fig.    2 zeigt einen Schnitt in Richtung A von       Fig.    1, und in beiden Figuren sind gleiche Teile mit  gleichen Bezugszeichen versehen.  



  Die     Fig.    3 und die     Fig.    4, die einen Schnitt in  Richtung A von     Fig.    3 darstellt, geben die den     Fig.    1  und 2 entsprechenden Verhältnisse für distanzierte       Röbelstäbe    11 wieder. Mit 12 ist in     Fig.    3 ein     Kup-          ferfüllstück,    mit 13 ein Dichtungszapfen bezeichnet,  der bei horizontalem Guss erforderlich wird.  



  Nach dem Aushärten der Giessharze kann man  folgendermassen vorgehen: Man belässt die Dichtungs  schläuche in der     Füllmasse.    In diesem Fall ist als  Schlauchmaterial mit Vorteil ein     Stoff        zu    verwenden,  der mit den Harzen gut verklebt. Im Bereich der       Kühlkanäle        können    die Schläuche an der Wandung      befestigt werden, indem man die Schlauchenden vor  dem Einlegen mit einem Klebemittel bestreicht.

   Nach  dem Härten der Harze öffnet man die Schlauchenden  an den Stellen a     (Fig.    1 und 3), beispielsweise durch die  Anwendung von     überdruck.    Damit diese     Öffnungen     an der richtigen Stelle und vollständig     gelingen,    kön  nen die Schläuche zweckmässig mit     Einschnürungen     d     (Fig.    5) versehen werden.  



  Wenn man als Schlauchmaterial einen     Stoff    ver  wendet, der mit Giessharzen nicht verklebt, z. B.     Sili-          kongummi,    so ist es möglich, die Schläuche nach dem       Entleeren    wieder aus dem     Gussstück    herauszuziehen.  Dies     gelingt    sehr einfach mit     Hilfe    einer zugfesten  Reissleine 14     (Fig.    6). Der Schlauch kann dann um  gestülpt und in seine     ursprüngliche    Lage zurückge  bracht werden, so dass er sich mehrmals verwenden  lässt.  



  Weiterhin ist es möglich, in beiden Kühlmittel  anschlüssen eines Wicklungsstabes mit den gleichen  Dichtungsschläuchen die erforderlichen Aussparungen  zu erzielen. Zu diesem Zwecke legt man die Schläuche  derart in die     Kühlkanäle    ein, dass sie an beiden Sei  ten genügend vorstehen. In     Fig.7    ist eine solche  Anordnung gezeigt. Die einseitig geschlossenen  Schläuche 5 werden     während    der     Imprägnierungsvor-          gänge    zur Isolation der Wicklungsstäbe 1 und wäh  rend des     Vergiessens    der beiden     Kühlmittelanschlüsse     mit dem Kompressionsmedium gefüllt, so dass sie  die Kühlkanäle gut abdichten.

   Wenn die Wicklungs  stäbe im     Stator    eingelegt, die Ösen verlötet und die       Kühlmittelanschlüsse    ausgegossen sind, werden die  Schläuche mit     Hilfe    der Reissleine 14 wieder entfernt.  Dies ist auch dann ohne Schwierigkeit     möglich,    falls  die Wicklungsstäbe enge     Kröpfungen    und Windungen  aufweisen.  



  In     Fig.    8 und 9 ist schliesslich beispielsweise ge  zeigt, in welcher Art die Schläuche 5 an die     Kühl-          mittelzu-    und     -ableitungen    15 angeschlossen werden  können.  



       Zum    Imprägnieren der     Wicklungsisolation    und  Ausgiessen der Isolierkappe eignen sich ganz beson  ders auch die folgenden, unter dem Namen      Orli-          therm     (eingetragene Marke) bekannten Kunst  harze.

   Beim ersten handelt es sich um ein metall  modifiziertes     Epoxyharz,    welches     eine        Verbindung     aus einem höchstens eine     Hydroxylgruppe    im Molekül  enthaltenden     Epoxyharz    mit einem     Epoxyäquivalent     zwischen 165 bis 400 und aus einem     o-Titansäure-          tetraalkylester    darstellt.

   Das zweite ist ein metall  organischer     Glycidylpolyäther,    der eine Verbindung  aus 0,1 bis 40 Gewichtsteilen des Esters einer Halb  metallsäure mit 100 Gewichtsteilen eines     Glycidyl-          polyäthers    darstellt, welcher eine unter 400 liegende       Epoxyäquivalenz    und weniger als ein     Hydroxyläqui-          valent    je Kilogramm aufweist.



  Method for producing a coolant connection for directly cooled winding bars of electrical machines When using directly cooled stator windings, the production of the coolant connection to the stator winding bars equipped with cooling channels causes considerable difficulties, especially when it comes to connecting liquid coolant acts.

   In this case, insulating connections are required that are completely tight and show no leaks or loss of mechanical and electrical properties even after many years of operation. Metallic connections have already been proposed, but they require numerous, complicated soldered connections.



  The shortcomings of the known can be avoided if, according to the invention, with the help of flexible hoses, channels are left out in the filling liquid of the insulating cap, through which channels the coolant flows to the cooling channels of the winding bars. The simple and reliable method is suitable for both distant synthetic rods and waveguide rods and conductor bundles separated from one another by channels, which consist of individual conductors twisted by 180 in the groove.



  The drawing shows embodiments of the subject invention He simplified again.



  1 denotes 1 conductor bundle, 2 individual conductors the bundle, 3 solder lugs and 4 cooling channels, which can be produced between the conductor bundles with the aid of spacer bars or channel-shaped intermediate pieces. Flexible inserts, e.g. B. natural or synthetic rubber or silicone rubber hoses 5 inserted, which are closed on one side at a.

   The hoses run through a coolant connection piece 6 of an insulating cap and are connected to a compressed air container 7 or a container that contains a compressed liquid.

   As soon as the insulating cap is in the prescribed position, the hoses are inflated with compressed air so that they seal well in the cooling channels of the winding bars and in the coolant connection piece. With a vertical winding arrangement, the insulating cap, which is also provided with a seal 8, which rests on the winding end insulation 9, is now filled from the side. As filling compounds 10 are preferably low-viscosity, commercially available synthetic resins with fillers, which cure either at room temperature or at elevated temperature.

   The insulating cap can consist of a polyester glass combination, hard polyvinyl chloride or another suitable material. The resins used as filling compounds must remain sufficiently elastic at all operating temperatures and resist the electrodynamic stresses without cracking. In the case of a horizontal winding arrangement, the casting resins can be poured in through an opening c in the insulating cap.



  FIG. 2 shows a section in the direction A of FIG. 1, and the same parts are provided with the same reference numerals in both figures.



  3 and 4, which represent a section in the direction A of FIG. 3, show the relationships corresponding to FIGS. 1 and 2 for distanced Röbel rods 11. A copper filler piece is designated by 12 in FIG. 3, and a sealing pin is designated by 13, which is required for horizontal casting.



  After the casting resins have hardened, you can proceed as follows: Leave the sealing hoses in the filling compound. In this case, it is advantageous to use a material that adheres well to the resins as the hose material. In the area of the cooling channels, the hoses can be attached to the wall by coating the hose ends with an adhesive before inserting them.

   After the resins have hardened, the hose ends are opened at points a (FIGS. 1 and 3), for example by applying excess pressure. So that these openings are in the right place and completely, the hoses can be provided with constrictions d (FIG. 5).



  If a material is used as a hose material that does not stick with casting resins, e.g. B. silicone rubber, it is possible to pull the hoses out of the casting again after emptying. This is achieved very easily with the help of a tensile tear cord 14 (FIG. 6). The hose can then be turned inside out and returned to its original position so that it can be used several times.



  Furthermore, it is possible to achieve the necessary recesses in both coolant connections of a winding bar with the same sealing tubes. For this purpose, the hoses are inserted into the cooling channels in such a way that they protrude sufficiently on both sides. Such an arrangement is shown in FIG. The hoses 5, which are closed on one side, are filled with the compression medium during the impregnation processes to insulate the winding bars 1 and during the potting of the two coolant connections, so that they seal the cooling channels well.

   When the winding bars are inserted in the stator, the eyelets are soldered and the coolant connections are poured out, the hoses are removed again with the help of the tear cord 14. This is then possible without difficulty even if the winding bars have narrow bends and turns.



  Finally, FIGS. 8 and 9 show, for example, the manner in which the hoses 5 can be connected to the coolant supply and discharge lines 15.



       The following synthetic resins known under the name Orlimother (registered trademark) are particularly suitable for impregnating the winding insulation and pouring out the insulating cap.

   The first is a metal-modified epoxy resin, which is a compound of an epoxy resin containing at most one hydroxyl group in the molecule with an epoxy equivalent between 165 and 400 and an o-titanic acid tetraalkyl ester.

   The second is an organometallic glycidyl polyether, which is a compound of 0.1 to 40 parts by weight of the ester of a semimetal acid with 100 parts by weight of a glycidyl polyether which has an epoxy equivalence below 400 and less than one hydroxyl equivalent per kilogram.


    

Claims (1)

PATENTANSPRUCH I Verfahren zur Herstellung eines Kühhnittelan- schlusses für direkt gekühlte elektrische Maschinen, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe flexibler Schläuche Kanäle in der Füllmasse der Isolierkappe ausgespart werden, durch welche das Kühlmittel den Kühlkanälen der Wicklungsstäbe zufliesst. UNTERANSPRÜCHE 1. PATENT CLAIM I Method for producing a coolant connection for directly cooled electrical machines, characterized in that, with the aid of flexible hoses, channels are cut out in the filling compound of the insulating cap, through which the coolant flows to the cooling channels of the winding bars. SUBCLAIMS 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass die flexiblen Schläuche zur Aus sparung der Kühlmittelkanäle einseitig abgeschlossen sind, mit ihren geschlossenen Enden in die Kühl kanäle der Wicklungsstäbe ragen und durch Füllen mit einem komprimierten Medium als Dichtung zwi schen den Kühlkanälen der Wicklungsstäbe und dem mit Füllmasse auszugiessenden Raum unter der Iso- lierkappe dienen. 2. The method according to claim I, characterized in that the flexible hoses for recessing the coolant channels are closed on one side, protrude with their closed ends into the cooling channels of the winding bars and by filling with a compressed medium as a seal between the cooling channels of the winding bars and the The space under the insulating cap to be filled with filler is used. 2. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die Schläuche, welche die Kühl- mittelkanäle in der Füllmasse der Isolierkappe bilden, nach erfolgter Härtung des Ausgusses in den Kühl kanälen der Wicklungsstäbe stirnseitig geöffnet und im ausgegossenen Kühlmittelanschluss belassen wer den. 3. Method according to dependent claim 1, characterized in that the hoses which form the coolant channels in the filling compound of the insulating cap are opened at the ends after the pouring has hardened in the cooling channels of the winding bars and left in the poured coolant connection. 3. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die Schläuche, welche die Kühl mittelkanäle im Ausguss der Isolierkappe bilden, aus einem Material bestehen, welches mit der Ausguss masse nicht verklebt und im Innern eine mit der geschlossenen Stirnseite verbundene Reissleine besit zen, mit welcher nach erfolgtem Ausguss und Här tung der Isolierkappenfüllmasse die Schläuche wieder entfernt werden. 4. Method according to dependent claim 1, characterized in that the hoses which form the coolant channels in the spout of the insulating cap consist of a material which is not glued to the spout and inside has a tear cord connected to the closed end face, with which After the filling compound has been poured out and hardened, the hoses are removed again. 4th Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass mit der Füllmasse und den Im prägniermitteln der Nut- sowie der Kopfisolation nicht verklebende Schläuche über die ganze Länge der Kühlkanäle des Wicklungsstabes verlaufen, so dass beim Imprägnieren der Wicklung und beim Ausgie ssen beider Kühlmittelanschlüsse die Kühlkanäle offen bleiben und dann mit Hilfe der Reissleine die Dich tungsschläuche wieder aus dem Wicklungsstab ent fernt werden. Method according to claim 1, characterized in that hoses which do not stick together with the filling compound and the impregnating agents of the groove and head insulation run over the entire length of the cooling channels of the winding bar, so that the cooling channels are used when the winding is impregnated and when both coolant connections are poured out stay open and then use the rip cord to remove the sealing hoses from the winding rod. PATENTANSPRUCH Il Nach Patentanspruch I hergestellter Kühlmittel anschluss für direkt gekühlte elektrische Maschinen, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklungskühl kanäle mit Öffnungen der Füllnasse in Verbindung stehen, welche die übrigen Räume zwischen dem Wicklungskopf sowie der Isolierkappe und einer auf der Wicklungskopfisolation und der Isolierkappe auf liegenden Dichtung ausfüllt und weiterhin die öff- nungen der Füllmasse an Kühlmittelleitungen ange schlossen sind. PATENT CLAIM II According to patent claim I produced coolant connection for directly cooled electrical machines, characterized in that the winding cooling channels are connected to openings in the filling liquid, which are the remaining spaces between the winding head and the insulating cap and a seal lying on the winding head insulation and the insulating cap and the openings of the filling compound are still connected to coolant lines.
CH357799D 1958-03-06 1958-03-06 Process for producing a coolant connection for directly cooled winding bars in electrical machines CH357799A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2540634A1 (en) * 1974-09-25 1976-04-15 Westinghouse Electric Corp LIQUID-COOLED DYNAMOELECTRIC MACHINE
EP0645871A1 (en) * 1993-09-20 1995-03-29 ABB Management AG Electrical and mechanical connection of cooled part conductors

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