DE1010625B - Anordnung zur Kuehlung der Erregerwicklung von Turbogeneratoren - Google Patents

Anordnung zur Kuehlung der Erregerwicklung von Turbogeneratoren

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DE1010625B
DE1010625B DES40357A DES0040357A DE1010625B DE 1010625 B DE1010625 B DE 1010625B DE S40357 A DES40357 A DE S40357A DE S0040357 A DES0040357 A DE S0040357A DE 1010625 B DE1010625 B DE 1010625B
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DE
Germany
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groove
conductors
conductor
cooling
coil head
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Pending
Application number
DES40357A
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English (en)
Inventor
Dipl-Ing Hans Trassl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/24Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors with channels or ducts for cooling medium between the conductors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)

Description

  • Anordnung zur Kühlung der Erregerwicklung von Turbogeneratoren Bei Turbogeneratoren großer Leistung besteht bekanntlich ein sehr wichtiges Problem darin, die Erregerleiter des Läufers in ausreichendem Maße zu kühlen. Um dies zu erreichen, ist man bestrebt, eine direkte Leiterkühlung anzuwenden, bei der das insbesondere gasförmige Kühlmittel direkt mit den Leitern der Erregerwicklung in Berührung gelangt. Es sind Anordnungen bekanntgeworden, bei denen die Kühlmittelkanäle zwischen den Leitern und der die Isolierung gegenüber den Nutenwänden ermöglichenden Isolierhülse verlaufen. Wenn sich auch derartige Anordnungen ohne größere Schwierigkeiten verwirklichen lassen, so weisen sie doch den Nachteil auf, daß das Kühlmittel mit der Isolierhülse bzw. Nutwandisolierung in Berührung gelangt. Es besteht daher die Gefahr, daß die Nutwandisolierung in den Kühlkanal hineinwächst und diesen verstopft, insbesondere, da auch nicht ausgeschlossen ist, daß im Laufe der Zeit Teilchen der Nutwandisolierung von dem Kühlmittel mitgerissen werden.
  • Um diese Nachteile zu vermeiden, empfiehlt es sich, wie an sich bekannt ist, die Anordnung derart zu treffen, daß die Kühlkanäle in den Nuten allseitig von dem Leitermaterial der Erregerwicklung umschlossen werden. Einerseits ergibt sich hierbei eine verbesserte Kühlwirkung, da die wirksamen Kühlflächen vergrößert sind, andererseits gelangt das Kühlmittel nicht mehr mit der Isolierung in Brührung, so daß hierdurch keine Schwierigkeiten entstehen können. Ist somit eine derartige Ausbildung der Kühlung der Erregerleiter zweifellos für den Nutteil die günstigste, so bereitet sie jedoch gewisse Schwierigkeiten bezüglich der Einführung des Kühlmittels in die Kühlkanäle im Innern der Nutleiter. Da die Zuführung des Kühlmittels nur im Wickelkopf der Erregerwicklung unterhalb der diese haltenden Kappen vorgenommen werden kann, hat man sich bisher so geholfen, daß man das Leiterbündel der Nut mit derselben Querschnittsform wie in der Nut selbst auch im Wickelkopf fortsetzte und hier an einzelnen Stellen die Kühlkanäle durch Bohrlöcher mit dem Raum unterhalb des Wickelkopfes verbunden hat. Bei einer derartigen Ausführung ergeben sich Schwierigkeiten bezüglich der Fertigung mit Rücksicht auf das Umbiegen der Wickelköpfe sowie die größere Anzahl von Bohrlöchern und der Isolierung an diesen.
  • Die Erfindung bezieht sich auf die Aufgabe, eine verbesserte Anordnung zur Kühlung der Erregerwicklung von Turbogeneratoren mit ausschließlich innerhalb der Nutleiter verlaufenden Kühlkanälen zu schaffen. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Erregerleiter nur bezüglich der an die beiden seitlichen Nutwände angrenzenden Teile in dem Spulenkopf fortgesetzt sind, so daß diese Leiterteile einer Nut zumindest im axial verlaufenden Teil der Spulenkopfleiter durch in radialer Richtung durchgehende Abstände voneinander getrennt sind und so im Spulenkopf eine direkte Außenkühlung der Erregerleiter stattfindet. Bei dieser Anordnung ergibt sich, daß durch die Hohlräume zwischen den mit Abstand voneinander angeordneten Leiterteilen das Kühlmittel ohne jede Schwierigkeit zu den Öffnungen der Kühlkanäle im Nutteil gelangen und in diese Kanäle einströmen kann. Die Zuleitung des Kühlmittels ist also mit wesentlich einfacheren Mitteln und wesentlich betriebssicherer erreicht als bei der vorerwähnten Anordnung. Es ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Lösung dabei der weitere Vorteil, daß man den Abstand zwischen den Leiterteilen bzw. Leiterreihen nur in dem axial verlaufenden Teil des Spulenkopfes beizubehalten braucht, während in dem tangential verlaufenden Teil nunmehr die beiden Leiterteile oder Leiterreihen aneinandergerückt werden können, so daß ihre Ausdehnung in Richtung der Längsachse der Maschine um die Breite der Zwischenräume verringert wird. Da auf beiden Stirnseiten des Läufers mehrere tangential verlaufende Wicklungsteile in Maschinenlängsrichtung hintereinanderliege.n, ergibt sich, daß durch diese Maßnahme im ganzen eine nicht unbeträchtliche Verminderung der axialen Länge des Spulenkopfes und damit der axialen Länge des Läufers ereicht werden kann. Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand von in der Zeichnung erläuterten Ausführungsbeispielen wiedergegeben werden.
  • Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf den äußeren Umfang des Turboläufers, und zwar auf den Teil, an dem die Nutleiter aus dem Ballen in den Wickelkopf übertreten Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Nut gemäß der Linie A-B der Fig. 1; Fig. 3 einen Schnitt durch den in axialer Richtung sich erstreckenden Teil des Wickelkopfes für die Leiter einer Nut (gemäß der Linie C-D der Fig. 1) ; ähnlich zeigt Fig. 4 einen Schnitt für die in tangentialer Richtung sich erstreckenden Wickelkopfleiter gemäß der Linie E-F der Fig. 1.
  • Aus Fig. 2, a ist zu ersehen, daß in der Nut (schematisch angedeutet durch die schraffierte Umrahmung) die Leiter aus übereinandergeschichteten Einzelleitern bestehen, wobei sich in der Umfangsrichtung zwei aus je sechs übereinandergeschichteten Einzelleitern bestehende Teilleiter 1 und 2 ergeben, zwischen denen ein rechteckiger Kanal 3 für das Hindurchleiten des Kühlmittels offengehalten ist. Die obersten und die untersten Einzelleiter der Nut sind dabei - wie dargestellt - über Stege 4 und 5 miteinander verbunden bzw. bilden einen gemeinsamen Leiter, so daß der Kanal 3 auch oben und unten von Einzelleitern umgeben ist. Beim Austritt der Nutleiter aus dem Ballen in den Wickelkopf gemäß Fig. 1 sind nun gemäß Fig. 3, a die Teilleiter 1 und 2 auch oben und unten voneinander getrennt; sie liegen in der Umfangsrichtung mit Abstand nebeneinander und sind in radialer Richtung aus Einzelleitern aufgebaut. Hier hat also die Kühlluft an allen Seiten der Teilleiter 1 und 2 Zutritt, sie strömt in radialer Richtung an den Flanken der Teilleiter entlang und verläßt dann durch Öffnungen in der Wickelkopfkappe oder im Zahn den Läufer. Schließlich sind dann gemäß Fig. 4, a die aus Einzelleitern aufgebauten Teilleiter im tangentialen Teil des Wickelkopfes unmittelbar aneinandergerückt, so daß die Kühlluft hier nur die Außenseiten des insgesamten Nutleiters umströmt.
  • Bei der Anordnung nach Fig. 2, b ist im Innern der Nut nicht ein einziger Kühlkanal wie in Fig. 2, a vorgesehen, sondern je zwei übereinandergeschichtete Einzelleiter geben in der Mitte infolge von Ausnehmungen einen Kanal 6, 7 oder 8 frei. Im übrigen sind aber die Einzelleiter der beiden Nutseiten durch schwächere Stege - ähnlich wie die Stege 4 und 5 in Fig. 2, a - miteinander verbunden. Beim Austritt der Nutleiter in den Wickelkopf sind nun diese Verbindungsstege zwischen den Einzelleitern herausgearbeitet, so daß sich gemäß Fig. 3, b wieder dieselbe Anordnung ergibt wie in Fig. 3, a. Ebenso stimmt die Fig.4, b, die den Verlauf der Nutleiter im tangentialen Teil des Wickelkopfes darstellt, mit der Fig. 4, a überein, Die Anordnung nach Fig. 2, c unterscheidet sich von der der Fig. 2, b nur dadurch, daß erstens in der Nut nur drei Einzelleiter übereinander angeordnet sind und daß je zwei in der Umfangsrichtung nebeneinander angeordnete Einzelleiter einen gemeinsamen Kanal 9, 10 oder 11 mit kreisförmigem bzw. ovalem Querschnitt für das Hindurchleiten eines Kühlmittels freigeben. Im axialen und im tangentialen Teil des Wickelkopfes ist hingegen die Leiteranordnung unter Berücksichtigung der geringeren Leiterzahl dieselbe wie in Fig. 2, a und b.
  • Der Verlauf des Kühlmittels bei den dargestellten Anordnungen ist derart, daß das Kühlmittel zunächst durch den Lüfter unter den Wickelkopf gepreßt wird. Von dort strömt ein Teil in radialer Richtung durch die Öffnungen in der Wickelkopfkappe oder durch Zahnöffnungen nach außen ab. Der übrige Teil betritt an der Stirnseite des Ballens die in Fig. 2 unter a, b oder c dargestellten Öffnungen und durchströmt dann die Nuten in axialer Richtung. Der Eintritt des Kühlmittels in den im Spulenkopf liegenden Teil des Leiters sowie in das Nutinnere ist damit auf die einfachste Weise und unter Vermeidung der eingangs geschilderten Leiterdurchbrechungen gegeben. Im Innern des Ballens wird der Nutleiter von innen gekühlt, im axialen Teil des Spulenkopfes von innen und außen und im tangentialen Teil des Spulenkopfes von außen. Man kann aber auch im tangentialen Teil eine Außen- und Innenkühlung vorsehen, wenn man einen genügenden Abstand zwischen den beiden Leitern vorsieht.
  • Die Vorteile der Anordnung der Erfindung sind zusammengefaßt folgende: Es werden Durchbrechungen der Leiter im Spulenkopf vermieden. Es tritt eine automatische Trennung des Kühlmittels ein, das zur Kühlung des größten Teiles des Spulenkopfes dient und durch Kappenlöcher bzw. durch kurze Zahnlöcher, von denen mehrere radial übereinander angeordnet werden können, abgeführt wird, und des Kühlmittels, das durch die Leiter, die im Ballen liegen, geführt und in der axialen Ballenmitte abgeführt wird. Durch diese Trennung der Kühlmittelwege wird eine Verkürzung des Kühlmittelweges im Leiter erreicht und dadurch bei gleichem Druck eine Vergrößerung der durch den Leiter hindurchgehenden Menge des Kühlmittels. Es ergibt sich ferner eine kleinere, als Verlust abgeführte Wärmemenge in der Ballenmitte, da die Läuferspulenkopfverluste bereits vorher abgeführt werden. Dadurch ergibt sich aber wiederum eine Verkleinerung der Erwärmung des Kühlmittels und damit des Leiters und ferner eine Verkleinerung der dem Ständer durch das Leiterkühlmittel in der axialen Mitte des Turbogenerators zugeführten Wärmemenge.

Claims (4)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Anordnung zur Kühlung der Erregerwicklung von Turbogeneratoren, wobei der in der Umfangsrichtung mittlere Teil des Nutquerschnittes einen oder mehrere allseitig von den Nutleitern umgebene axiale Kühlkanäle aufweist, während an die Seitenwände der Nut in radialer Richtung übereinanderliegende Erregerleiter angrenzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerleiter nur bezüglich der an die beiden seitlichen Nutwände angrenzenden Teile in dem Spulenkopf fortgesetzt sind, so daß diese Leiterteile einer Nut zumindest im axial verlaufenden Teil der Spulenkopfleiter durch in radialer Richtung durchgehende Abstände voneinander getrennt sind und so im Spulenkopf eine direkte Außenkühlung der Erregerleiter stattfindet.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilleiter der Nut nur im axial verlaufenden Teil des Spulenkopfes mit Abstand nebeneinander angeordnet sind, während sie im tangential verlaufenden Teil entweder nach beiden Seiten Abstand haben oder an der Innenseite unmittelbar aneinandergrenzen.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel für die Spulenkopfleiter in radialer Richtung nach außen strömt und den Läufer über Öffnungen in der Wickelkopfkappe oder durch kurze Zahnlöcher verläßt.
  4. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das die Nut in axialer Richtung durchströmende Kühlmittel in der axialen Ballenmitte des Läufers nach außen abgeführt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Österreichische Patentschrift Nr. 82 417.
DES40357A 1954-08-09 1954-08-09 Anordnung zur Kuehlung der Erregerwicklung von Turbogeneratoren Pending DE1010625B (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017103128A1 (de) 2017-02-16 2018-08-16 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Spulensegment für eine Statorspule und Verfahren zur Herstellung eines Spulensegments
DE102017218828A1 (de) * 2017-10-23 2019-04-25 Audi Ag Elektrische Maschine

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT82417B (de) * 1914-07-04 1921-01-25 Siemens Schuckertwerke Gmbh Elektrische Maschine mit doppelseitig belüftetem Statoreisen.

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT82417B (de) * 1914-07-04 1921-01-25 Siemens Schuckertwerke Gmbh Elektrische Maschine mit doppelseitig belüftetem Statoreisen.

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017103128A1 (de) 2017-02-16 2018-08-16 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Spulensegment für eine Statorspule und Verfahren zur Herstellung eines Spulensegments
DE102017218828A1 (de) * 2017-10-23 2019-04-25 Audi Ag Elektrische Maschine
US10700572B2 (en) 2017-10-23 2020-06-30 Audi Ag Electric machine

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