Kühleinrichtung für Nutenwicklungen elektrischer Maschinen. Bei der Kühlung von Rotoren grosser elektrischer Maschinen, namentlich von sol chen mit hoher Drehzahl und sehr beschränk tem Raum für Wicklung und Ventilations anordnung, wie z. B. bei Turbo-Rotoren, kommt man selbst bei Anwendung bester Luftführung sehr bald zu Verhältnissen, bei denen eine Vermehrung der Kühlluft nicht mehr wesentlich zur Kühlung der Wicklung beiträgt, ja sogar bei gewisser Steigerung infolge Selbsterwärmung der Luft durch Ven tilationsverluste die Rotorerwärmung bei ge steigerter Luftmenge sogar grösser ausfallen kann, als bei kleinerer Luftmenge. Der Grund liegt in dem Temperaturgefälle durch die Wicklungsisolation und in der beschränkten Kühlfläche selbst, welche eben ein verhältnis mässig hohes Temperaturgefälle bedingt.
Die den Gegenstand vorliegender Erfin dung bildende Kühleinrichtung bezweckt, dieses schädliche Temperaturgefälle zu um gehen und gleichzeitig eine wesentliche Ver grösserung der Kühlfläche zu erreichen.
In der Zeichnung ist in Fig. 1, die einen Achsialschnitt durch einen Teil eines Nuten- ankern zeigt, beispielsweise eine solche Kühl einrichtung dargestellt. Die Wicklungsnut ist zu beiden Seiten erweitert. Die dadurch ent stehenden Räume dienen zur Führung der Kühlluft, welche unmittelbar mit den strom führenden, nackten Leitern a in Berührung kommt. Dm deren Kühlfläche zu vergrössern, sind erfindungsgemäss zwischen je zwei Leiter der Wicklung Metalleinlagen b eingelegt, die mit dem einen Leiter unmittelbar in Berüh rung stehen, von dem andern dagegen durch Zwischenlagen c isoliert sind. Die Einlagen b haben eine solche Form, dass sie den Leiter a auf der einen Seite etwas umschliessen und ihn dadurch seitlich in seiner Lage festhalten, indem die äussern Ränder der Einlagen sich gegen die isolierten Nutenwände abstützen.
Die Ventilationsluft kann nun entweder nur axial durch den Rotor hindurch geführt wer den, oder es können Vorkehrungen getroffen werden, welche an irgend welcher Stelle des Rotors auch einen radialen Austritt der Kühl luft gestatten, indem zum Beispiel die Ein lagen b durch Öffnungen d in radialer Rich tung durchbrochen sind und die Zackenköpfe radiale Schlitze e (in Fig. <B>1</B> strichpunktiert angegeben) aufweisen, durch welche die Kühl- Luft nach aussen strömen kann.
An Stelle der Einlagen b können auch die Leiter selbst eine geeignete Form auf weisen, um eine wirksame Vergrösserung ihrer Kühlfläche zu bewirken unter gleichzeitiger Abstützung an die isolierten Nutenwände, wie dies aus Fig. 2 hervorgeht.
Wo ein seitliches Verschieben der Nuten leiter ausgeschlossen erscheint, können die Einlagen b, bezw. die Leiter a nur in die Kühlkanäle hervorragen ohne sich seitlich abzustützen, wobei die Isolation der Kühl nutenwandung auch weggelassen werden kann, wie dies in Fig. 3 für eine Ausführungsform mit Einlagen b dargestellt ist.
Die Einlagen b werden zweckmässig aus die Wärme und den Strom gut leitendem Metall, z. B. aus Kupferblech, hergestellt, um gleichzeitig eine Vergrösserung des Leiterquer schnittes und dadurch eine Verkleinerung der Verluste zu bewirken.
Da wo die Nut viele und dünne Leiter aufweist, können die Einlagen auch nur an jedem zweiten oder dritten usw. Leiter an gebracht werden.
Cooling device for slot windings in electrical machines. When cooling rotors of large electrical machines, namely of sol chen with high speed and very limited space for winding and ventilation arrangement, such. B. with turbo rotors, even when using the best air flow, you very soon come to conditions in which an increase in the cooling air no longer contributes significantly to the cooling of the winding, even with a certain increase due to self-heating of the air through ventilation losses, the rotor heating at ge increased air volume can even be larger than with a smaller air volume. The reason lies in the temperature gradient through the winding insulation and in the limited cooling surface itself, which causes a relatively moderate temperature gradient.
The object of the present invention forming cooling device aims to go around this harmful temperature gradient and at the same time to achieve a substantial increase in the cooling surface.
In the drawing, FIG. 1, which shows an axial section through part of a groove anchor, shows, for example, such a cooling device. The winding groove is widened on both sides. The resulting spaces serve to guide the cooling air, which comes into direct contact with the current-carrying, bare conductors a. In order to enlarge the cooling surface thereof, according to the invention, metal inserts b are inserted between each two conductors of the winding, which are in direct contact with one conductor, but are insulated from the other by intermediate layers c. The inserts b have such a shape that they somewhat enclose the conductor a on one side and thereby hold it laterally in its position, in that the outer edges of the inserts are supported against the isolated groove walls.
The ventilation air can either only be passed axially through the rotor, or precautions can be taken to allow the cooling air to escape radially at any point on the rotor, for example by placing the A b through openings d in a radial direction Direction are perforated and the prong heads have radial slots e (indicated by dash-dotted lines in FIG. 1) through which the cooling air can flow to the outside.
Instead of the inserts b, the conductors themselves can also have a suitable shape in order to bring about an effective enlargement of their cooling surface with simultaneous support on the insulated groove walls, as can be seen from FIG.
Where a lateral shifting of the grooves ladder appears impossible, the deposits can b, respectively. the conductors a protrude only into the cooling channels without being laterally supported, wherein the insulation of the cooling groove wall can also be omitted, as shown in FIG. 3 for an embodiment with inserts b.
The deposits b are expediently made of the heat and the electricity highly conductive metal, z. B. made of copper sheet, in order to simultaneously increase the conductor cross-section and thereby reduce the losses.
Since where the groove has many and thin conductors, the deposits can only be brought to every second or third etc. conductor.