CH99387A - Cooling device for slot windings in electrical machines. - Google Patents

Description

  

  Kühleinrichtung für Nutenwicklungen elektrischer Maschinen.    Es ist bekannt bei elektrischen Maschinen  und Apparaten die Leiter dadurch zu kühlen,  dass man letztere als Röhren ausbildet, und  das Kühlmittel (Luft, Öl, Wasser usw.) durch  diese hindurchtreibt. Bei elektrischen Ma  schinen lässt sich diese Art der Kühlung ver  hältnismässig leicht bewerkstelligen, wenn die  Leiterzahl pro Nut eine beschränkte, und die  Wicklung als sogenannte Stabwicklung aus  geführt ist. Besteht zum Beispiel die Stab  wicklung aus ein bis zwei Stäben pro Nut  mit besonderen Stirnverbindungen, so kann  man diese Nutenstäbe hohl ausbilden, und  durch die Höhlung, die beidseitig frei aus  mündet, das Kühlmittel treiben. Da, wo aber  sogenannte Spulenwicklungen mit geschlos  senen Windungen gewählt werden, ist die  Ausführung von hohlen Leitern nicht mehr  möglich.  



  Der Gegenstand vorliegender Erfindung  gestattet nun, diese äusserst wirksame Kühlung  auch für Spulen mit geschlossenen Windun  gen anzuwenden. Die Fig. 1 und 2 zeigen im  Quer- und im Längsschnitt durch eine Nut  eine beispielsweise Ausführung einer Kühl-    einrichtung gemäss Erfindung. a sind die in  den Nuten liegenden Leiterteile einer Spule  mit mehreren Windungen. An die Teile a  schliessen sich auf ihrer ganzen Länge me  tallische Röhren b dicht an, während die Lei  terisolation c den Leiter und die Kühlröhre  einschliesst; d ist die Nutenisolation. Die  Wärme muss nun nicht mehr durch diese hin  durch mit bedeutendem Wärmegefälle an die  Nutenwandung abgegeben werden, sondern  wird von jedem einzelnen Leiter oder Gruppen.

    von benachbarten Leitern unmittelbar durch  das mit dem betreffenden Leiter a in Wärme  gut leitendem Kontakt befindliche Kühlrohr,  in welchem das Kühlmittel fliesst, an letzteres  abgegeben. Die Kühlröhren münden an bei  den Enden der Nutenisolation zwischen den  hier noch gut distanzierten Leitern a aus.  Das Kühlmittel kann an diesen Stellen be  quem ein- und austreten. Die Spulenköpfe  können entweder als Ganzes isoliert sein oder  zwischen den Einzelleitern ebenfalls leere       Zwischenräume    aufweisen, damit die Leiter  allseitig vom Kühlmittel umspült werden.

         Eine    Wärme gut leitender     Ko-ntakt    zwischen      Leiter und Kühlröhre wird zweckmässig durch  Verlöten der beiden an einzelnen Stellen oder  auf der ganzen Länge hergestellt, wodurch  auch eine Beteiligung der Kühlröhren an der  Stromleitung erreicht werden kann. Da, wo  bei grösserer Leiterzahl pro Spule die Unter  bringung der Kühlröhre an jedem Leiter zu  viel Raum beanspruchen würde, können die  Kühlröhren zum Beispiel nur an jedem zwei  ten oder dritten Leiter angebracht werden  (Fig. 3).

   Die Wärme der nicht unmittelbar  mit einer Kühlröhre verbundenen Leiter muss  dann nur durch die dünne Isolation der Ein  zelleiter hindurch an unmittelbar gekühlte  Leiter oder an die Kühlröhren geleitet werden,  anstatt nach bisherigen Ausführungen durch  die dicke Nutenisolation an das Ankereisen,  welches auch schon eine beträchtliche Erwär  mung aufweist. An Stelle von Kühlröhren    können am Umfang offene oder geschlossene  Kanäle irgendwelcher Form verwendet  werden.



  Cooling device for slot windings in electrical machines. It is known to cool the conductors in electrical machines and apparatus by forming the latter as tubes and driving the coolant (air, oil, water, etc.) through them. With electrical machines, this type of cooling can be achieved relatively easily if the number of conductors per slot is limited and the winding is designed as a so-called bar winding. If, for example, the rod winding consists of one or two rods per groove with special end connections, these grooved rods can be made hollow and the coolant can be driven through the cavity that opens out freely on both sides. But where so-called coil windings with closed turns are selected, the execution of hollow conductors is no longer possible.



  The subject matter of the present invention now allows this extremely effective cooling to be used for coils with closed turns. 1 and 2 show, in transverse and longitudinal sections through a groove, an exemplary embodiment of a cooling device according to the invention. a are the conductor parts of a coil with several turns lying in the slots. At the parts a close metal tubes b tightly along their entire length, while the Lei terisolation c includes the conductor and the cooling tube; d is the slot insulation. The heat no longer has to be given off through this through with a significant heat gradient to the groove wall, but is from each individual conductor or group.

    from adjacent conductors directly through the cooling tube which is in good thermal conductivity contact with the relevant conductor a and in which the coolant flows to the latter. The cooling tubes open out at the ends of the slot insulation between the conductors a, which are still well spaced here. The coolant can comfortably enter and exit at these points. The coil heads can either be insulated as a whole or also have empty spaces between the individual conductors so that the coolant flows around the conductors on all sides.

         A good heat-conducting contact between the conductor and the cooling tube is expediently established by soldering the two at individual points or over the entire length, whereby the cooling tubes can also participate in the power line. There, where with a larger number of conductors per coil, the placement of the cooling tube on each conductor would take up too much space, the cooling tubes can, for example, only be attached to every second or third conductor (Fig. 3).

   The heat from the conductors that are not directly connected to a cooling tube then only has to be conducted through the thin insulation of the single conductor to directly cooled conductors or to the cooling tubes, instead of through the thick groove insulation to the anchor iron, which is already a considerable amount of heat showing. Instead of cooling tubes, open or closed channels of any shape can be used on the circumference.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Kühleinrichtung für Nutenwicklungen elektrischer Maschinen, dadurch gekennzeich net, dass wenigstens an einem Teil der Leiter in der Nut Kühlkanäle dicht anliegen zur Führung eines Kühlmittels. UNTERANSPRUCH: Kühleinrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Kanalwände an,der Stromleitung beteiligt sind. PATENT CLAIM: Cooling device for slot windings in electrical machines, characterized in that at least part of the conductors in the slot are tightly fitted with cooling channels for guiding a coolant. SUBCLAIM: Cooling device according to claim, characterized in that the channel walls are involved in the power line.