CH332979A - Statorwicklungsstab für Turbogeneratoren - Google Patents

Description

      Statorwicklungsstab    für Turbogeneratoren    Um die Leistung eines Turbogenerators  zu erhöhen     bzw.    die Abmessungen der     Ma-          sehine    bei gleichbleibender Leistung zu ver  kleinern, ist es bereits bekannt, für die     Rotor-          wiekluna    der Maschine eine direkte Kupfer  kühlung mittels eines Gases oder einer Flüssig  keit vorzusehen.

   Das Kühlsystem besteht aus  einer Anzahl Kühlkanäle innerhalb der     Rotor-          nuten,    die durch     Distanzierungsstücke        zwi-          sehen    der     Nutenisolation    und den Wicklungs  leitern und auch gegebenenfalls durch Hohl  räume innerhalb der Leiter selbst gebildet  werden, wobei das Kühlmedium durch diese  Kanäle befördert wird und somit in unmittel  bare Berührung mit der     Rotorwieklung    inner  halb der Nuten     gebraeht    wird.  



  Der Zweck der Erfindung ist     n-unmehr,     eine weitere Verbesserung der Kühlung von  Turbogeneratoren zu erreichen, und zwar un  ter Anwendung des Prinzips der direkten  Kupferkühlung     aueli    für die     Statorwicklung     der Maschine. Bei der direkten Kühlung der       Statorwicklung    ist jedoch die analoge An  wendung der für die Kühlung der     Rotorwiek-          lung    vorgeschlagenen Anordnungen nicht  möglich, da die     elektrisehen    Verhältnisse in  beiden Fällen nicht gleich sind.

   Die Lösung  des Problems der     Statorwicklungskühlung    ge  staltet sieh nämlich bedeutend schwieriger,  da diese Wicklung unter einer viel höheren  Spannung als die     Rotor-wieklung    steht. Ferner  hat es sieh gezeigt,     dass    die bekannten     Kühl-          systeine    für -die     Rotarwieklung    viel zu kom-         pliziert    sind und infolgedessen auch keine  ausreichende Sicherheit für die einwandfreie  Zirkulation des Kühlmediums in den Kühl  kanälen gewährleisten können. Für die direkte  Kupferkühlung der     Statorwieklung        müssten     daher neue Wege beschritten werden.  



  Gegenstand der Erfindung ist somit ein       Statorwieklungsstab    für Turbogeneratoren,  bei welchem mindestens ein Teil der     Stab-          oberfläche    innerhalb der     Statornut    durch ein  Kühlmittel bestrichen wird.

   Die angestrebte  unmittelbare Kupferkühlung wird nunmehr  gemäss der Erfindung dadurch erreicht,     dass     auf mindestens einer Längsseite der Leiter  des Wicklungsstabes ein Formstück aus Iso  liermaterial vorgesehen ist, welches durch die       Nutenisolation    an dem Stab     angepresst    wird  und zusammen mit diesem eine Anzahl Kanäle  bildet, die eine     Durchströmung    des Kühlmit  tels in der Längsrichtung der     Statornut    ge  statten.  



  Anhand der Zeichnung sei die Erfindung  näher erläutert, und zwar zeigen die     Fig.   <B>1</B>  bis<B>8</B> verschiedene Ausführungsformen der  Erfindung.  



  Die     Fig.   <B>1</B> bis<B>3</B> zeigen drei verschiedene       Statorwicklungsstäbe    im Querschnitt. Bei der  Ausführungsform nach     Fig.   <B>1</B> ist der     Wieli:-          lungsstab    als     Rcebelstab    ausgeführt und besteht  aus den zwei Leitergruppen<B>1</B> und 2.

   Zu bei  den Seiten des Stabes ist<B>je</B> ein     Formstüelz:   <B>3</B>       bzw.    4 aus einer Isoliermasse angebracht, und  diese     Formstileke    werden durch die     übliehe              Nutenisolation   <B>5</B> an die Längsseiten der     Stab-          leiter    fest     angepresst.    Die Isolation<B>5</B> kann  sowohl als Umpressung mit Folien wie auch  als     Umbandelung    durch Isolierbänder aus  geführt sein.  



  Die Formstücke<B>3,</B> 4 sind beispielsweise  aus einem Giessharz, oder aus einer     Misehung     von Glasgewebe mit einem Kunstharz herge  stellt und, wie aus der     perspektivisehen    An  sieht eines Formstückes gemäss     Fig.    4     ersicht-          lieh    ist, mit parallel zur     Niitenachse    verlau  fenden Rippen<B>6</B> versehen. Beim Zusammen  bau der Formstücke mit dem     Wieklungsstab     <B>1,</B> 2 werden die durchgehenden axial verlau  fenden Kanäle<B>7</B> gebildet, durch welche, das       Kühlmedhim        hindurehströmt    und eine direkte  Kühlung der Leiter bewirkt.  



  Die     Fig.    2 zeigt eine Ausführung, bei     wel-          eher        nur    ein     Formstüek   <B>3</B> auf einer Seite  des Stabes<B>10</B> vorgesehen ist. Dies genügt  in solchen Fällen wie der vorliegende, wo der       Wieklungsstab    nur aus einer Gruppe von       Stableitern    gebildet und der Kupferquer  schnitt verhältnismässig schmal ist.  



  In der     Fig.   <B>3</B> ist ein weiterer aus zwei  parallelen Gruppen von Teilleitern 21     bzw.    22  bestehender     Statorwicklungsstab    im Quer  schnitt gezeigt. Die Kühlkanäle<B>7</B> werden  in diesem Falle durch ein Formstück<B>13</B> ge  bildet, welches zwischen den Leitergruppen  angeordnet wird und auf beiden Seiten axial  verlaufende Rippen<B>16</B> aufweist. Mit<B>5</B> ist  wieder die     1%,Tutenisolation    bezeichnet. Das       Formstüek   <B>13</B> ist in der     Fig.   <B>5</B> veranschau  licht.  



  Für Stäbe, bei welchen die einzelnen  Leiter nicht in irgendeiner Form verdrillt  sind, wie zum Beispiel bei     Rcebelstäben,        Punga-          stäben    und dergleichen, ist es zweckmässig, für  die parallel zur     Stabachse    verlaufenden Leiter  Formstücke der in     Fig.   <B>6</B> dargestellten Art  vorzusehen. Die Formstücke besitzen auf der  Innenseite eine Anzahl gleichmässig verteilter  Vorsprünge<B>15,</B> die beim Zusammenbau der  Formstücke mit der Wicklung an den Seiten  der einzelnen Leiter     angedrückt    werden.

   Auf  diese Weise entstehen     meanderförmige    Kühl  wege, und die parallel zur     Stabachse    verlau-         fenden    Teilleiter werden durch die Vor  sprünge<B>1,5</B> einzeln abgestützt.  



  Der gleiche Zweck kann auch, wie beim  Stab gemäss     Fig.   <B>7</B> gezeigt ist, durch über  greifende Formstücke<B>33,</B> 34 erreicht werden,  die den Stab<B>31, 3,22</B>     vollständi-    umschliessen.  Wie aus     Fig.   <B>8</B> ersichtlich ist, weisen diese       Formstüeke    schräg verlaufende Rippen<B>26</B>  auf. Die durch diese auf die     Seitenfläehen    der  Leiter anliegenden Rippen<B>'2:6</B> gebildeten Ka  näle<B>27</B> sind durch     Atissparungen   <B>'28</B> oben  -und unten miteinander verbunden, so     dass        die     Kanäle einen     sehraubeliförmigen    Verlauf  nehmen.  



  Als Kühlmedium kann ein Gas     (zLim    Bei  spiel Wasserstoff) oder eine     Kühlflüssigkeit     (zum Beispiel<B>öl)</B> verwendet werden. Um  jedoch beim Kühlen mittels eines Gases ein  Glimmen in den Kühlkanälen zu vermeiden,  wird zwischen den     Formstüeken   <B>3,</B> 4 Lind der  Aussenisolation<B>5</B> ein     sehwaehl.eitender    Belag  <B>8</B> eingelegt, der, wie in den     Fig.   <B>1</B> und 2 ge  zeigt ist, mit dem Kupfer leitend verbunden  ist.    Die Erfindung ist selbstverständlich nicht  auf die in der     Zeiehnung,    veranschaulichten  Konstruktionen der     Statorwieklungsstäbe    be  schränkt.

   Ferner ist auch denkbar,     dass    in  gewissen Fällen, wo mehrere Gruppen von  nebeneinander angeordneten     Stableitern    pro       mit    vorhanden sind,     Formstüeke    sowohl zwi  schen den Leitergruppen     (Fig.   <B>3)</B> als     aueli    auf  der Aussenseite     (Fig.   <B>1</B>     bzw.    2) vorgesehen  werden können, uni die Anzahl Kühlkanäle  zu erhöhen.  



  Die beschriebene direkte     Statorwieklungs-          kühlung    besitzt den grossen Vorteil,     dass    die  Herstellung der     Kühlkanäle    sehr einfach ist  und die Gefahr einer Verstopfung der Kühl  wege auf ein Mindestmass reduziert worden  ist.

Claims (1)

1. <B>PATENTANSPRUCH</B> Statorwicklungsstab für Tarbogeneratoren, bei welchem mindestens ein Teil der Stab- oberfläehe innerhalb der Statornut durch ein Kühlmittel bestrielien wird, dadurch gekenn zeichnet, dass auf mindestens einer Längs- M seite der Leiter des -Wicklungsstabes ein Form- stüek aus Isoliermaterial vorgesehen ist,

   wel- ebes dureh die Nutenisolation an dem Stab < aii, gepresst wird und zusammen mit diesem eine Anzahl Kanäle bildet, die eine Durch- sli-i;

   mi-incy des Kühlmittels in der Längsrieh- lung der Statornut gestatten. UNTERANSPRüCHE 1.. Statorwicklungsstab nach Patentan- -iiell, dadurch gekennzeichnet,

   dass nur auf <B>s</B> spi einer äussern Längsseite des Wieklungsstabes ein Fornistüek aus Isoliermaterial vorgese- ben ist. 2.

   Statorwieklungsstab naeh Patentan- sprueli, dadureh gekennzeichnet, dass Form- stüeke aus Isoliermaterial auf beiden äussern Längsseiten des Wieklungsstabes vorgesehen sind.

   <B>3.</B> Statorwieklungsstab nach Patentan- sprueh, bestehend aus zwei parallelen Grup pen von Teilleitern, dadureh gekennzeiehnet, dass ein Formstüek aus Isoliermaterial zwi- sehen den beiden Gruppen von Teilleitern vor gesehen ist.

   4. Statorwicklungsstab nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Wicklungsstab durch mindestens zwei Form stücke aus Isoliermaterial vollständig um schlossen ist, die schräg verlaufende Rippen aufweisen und zusammen mit dem Wicklungs stab schraubeniörmige Kühlkanäle bilden. <B>5.</B> Statorwieklungsstab nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Formstücke gleichmässig verteilte, an den Wieklungsstab anliegende Vorsprünge auf weisen, die so angeordnet sind, dass Kühl wege gebildet werden.

   <B>6.</B> Statorwicklungsstab nach Patentan- spruc'h mit verdrillten Teilleitern, dadurch ge- kennzeiehnet, dass die Formstücke parallel zur Nutenaehse verlaufende Rippen aufweisen, die an die Oberfläche des Wieklungsstabes anliegen und mit diesem parallel verlaufende Kühlkanäle bilden.

   <B>7.</B> Statorwieklungsstab nach Patentan- sprueh, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Fornistücken und der Nutenisolation ein leitender Belag vorgesehen ist, der mit dem Wieklungsstab leitend verbunden ist.