DE1746100U

DE1746100U - Statorwicklungsstab fuer turbogeneratoren.

Info

Publication number: DE1746100U
Application number: DEA7689U
Authority: DE
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1955-08-16
Filing date: 1955-10-14
Publication date: 1957-06-06

Description

Statorwicklungsstab für Turbogeneratoren

Um die Leistung eines Turbogenerators zu erhöhen bezw. die Abaessungen der Maschine bei gleichbleibender Leistung zu verkleinern ist es bereits bekannt, für die Rotorwicklung der Maschine eine direkte Kupferkühlung mittels eines Gases oder einer Flüssigkeit vorzusehen. Das Kühlsystem besteht aus einer Anzahl Kühlkanäle innerhalb der Rotornuten, die durch Distanzierungsr stücke zwischen der Nutenisolation und den Wicklungleitern und auch gegebenenfalls durch Hohlräume innerhalb der Leiter selbst gebildet werden, wobei das Kühlmedium durch diese Kanäle befördert wird und somit in unmittelbare Berührung mit der Rotorwicklung innerhalb. der Nuten gebracht wird.
Der Zweck der Erfindung ist, nunmehr, eine weitere Verbesserung der Kühlung von Turbogeneratoren zu erreichen und zwar unter Anwendung des Prinzips der direkten Kupferkühlung auch für die Statorwicklung der Maschine. Bei der direkten Kühlung der Statorwicklung ist jedoch die analoge Anwendung der für die Kühlung der Rotorwicklung vorgeschlagenen Anordnungen nicht möglich, da die elektrischen Verhältnisse in beiden Fällen nicht gleich sind. Die Lösung des Problems der Statorwicklungskühlung gestaltet sich nämlich bedeutend schwieriger, da diese Wicklung unter einer viel höheren Spannung als die Rotorwicklung steht. Ferner hat es sich gezeigt, dass die bekannten Kühlsysteme für die Rotorwicklung viel zu' kompliziert sind und infolgedessen auch keine ausreichende Sicherheit für die einwandfreie Zirkulation des Kühlmediums in den Kühlkanälen gewährleisten können. Für die direkte Kupferkühlung der Statorwicklung müssten daher neue Wege beschritten werden.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Statorwicklungsstab für Turbogeneratoren, bei welchen mindestens ein Teil der Staboberfläche innerhalb der Statornut durch ein Kühlmittel bestrichen wird. Die angestrebte unmittelbare Kupferkühlung wird nunmehr gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass auf mindestens einer Längsseite des Wicklungstabes ein Formstück aus Isoliermaterial vorgesehen ist, welches durch die Nutenisolation an dem Stab angepresst wird und zusammen mit diesem eine Anzahl Kanäle bildet, die eine Durchströmung des Kühlmittels in der Längsrichtung der Statornut gestatten, Anhand der Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert und zwar zeigen die Fig. 1-8 verschiedene Ausführungsformen der Erfindung.
Die Fig. 1-3 zeigen drei verschiedene Statorstabwicklungen im Querschnitt. Bei der Ausführungsform nach Fig. l ist der Wicklungsstab als Roebelstab ausgeführt und besteht aus den zwei Leitergruppen 1 und 2. Zu beiden Seiten des Stabes ist je ein Formstück 3 bezw. 4 aus einer Isoliermasse angebracht und diese Formstücke werden durch die übliche Nutenisolation 5 an die Längsseiten der Stableiter fest angepresst. Die Isolation 5 kann sowohl als Umpressung mit Folien, wie auch als Umbandelung durch Isolierbänder ausgeführt sein.
Die Formstücke 3,4 sind beispielsweise aus . einem Giessharz oder aus einer Mischung von Glasgewebe mit einem Kunstharz hergestellt und, wie aus der perspektivischen Ansicht eines Formstückes gemäss Fig. 4 ersichtlich ist, mit parallel zur Nutenachse verlaufenden Rippen 6 versehen. Beim Zusammenbau der Formstücke mit dem Wicklungsstab 1, 2 werden die durchgehenden achsialverlaufenden Kanäle 7 gebildet, durch welche das Kühlmedium hindurchströmt und eine direkte Kühlung der Leiter bewirkt.
Die Fig. 2 zeigt eine Ausführung, bei welcher nur ein Formstück 3 auf einer Seite des Stabes 10 vorgesehen ist. Dies genügt in solchen Fällen wie der vorliegende, wo der Wicklungsstab nur aus einer Gruppe von Stableitern gebildet und der Kupferquerschnitt verhältnismässig schmal ist.
In der Fig. 3 ist ein weiterer aus zwei parallelen Gruppen von Teilleitern 21 bezw. 22 bestehender Statorwicklungsstab im Querschnitt gezeigt. Die Kühlkanäle 7 werden in diesem Falle durch ein Formstück 13 gebildet, welches zwischen den Ieitergruppen angeordnet wird und auf beiden Seiten achsial verlaufende Rippen 16 aufweist. Mit 5 ist wieder die Nutenisolation bezeichnet. Das Formstück 13 ist in der Fig. 5 veranschaulicht.
Für Kunststäbe, bei welchen die einzelnen Leiter nicht in irgendeiner Form verdrillt sind, wie z. B. bei Roebelstäben, Pungastäben und dergleichen, ist es zweckmässig, für die parallel zur Stabachse verlaufenden Leiter Formstücke der in Fig. 6 dargestellten Art vorzusehen. Die Formstücke besitzen auf der Innenseite eine Anzahl gleichmässig verteilter Vorsprünge 15, die beim Zusammenbau der Formstücke mit der Wicklung an den Seiten der einzelnen Leiter angedrückt werden. Auf diese Weise entstehen unterbrochene meanderförmige Kühlkanäle und die parallel zur Stabachse verlaufenden Teilleiter werden durch die Vorsprünge 15 einzel abgestützt.
Der gleiche Zweck kann auch, wie beim. Stab gemüse Fig. 7 gezeigt ist, durch übergreifende Formstücke 33, 34 erreicht werden, die den Stab 31, 32 vollständig umschliessen.
Wie aus Fig. 8 ersichtlich ist, weisen diese Formstücke schräg verlaufende Rippen 26 auf. Die durch'diese auf die Seitenflächen der Leiter anliegenden Rippen, 26 gebildeten Kanäle 27 sind durch Aussparungen 28 oben und unten miteinander verbunden, csodass die Kanäle einen schraubenförmigen Verlauf nehmen, Als Kühlmedium kann ein Gas (z. B. Wasserstoff) oder eine Kühlflüssigkeit (z.B. Oel) verwendet werden. Um jedoch beim Kühlen mittels eines Gases ein Glimmen in den Kühlkanälen zu vermeiden, wird zwischen den Formstücken 3, 4 und der Aussenisolation 5 ein schwachleitender Belag 8 eingelegt, der, wie in den Fig. l und 2 gezeigt ist, mit dem Kupfer leitend verbunden ist.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die in der Zeichnung veranschaulichten'Konstruktionen der Formstücke beschränkt. Ferner ist auch denkbar, dass in gewissen Fällen wo mehrere Gruppen von nebeneinander angeordneten Stableitern pro Nut vorhanden sind, Formstücke sowohl zwischen den Leitergruppen (Fig. 3) als auch auf der Aussenseite (Fig. l bezw. 2) vorgesehen werden können, um die Anzahl Kühlkanäle zu erhöhen" Die beschriebene direkte Statorwicklungskühlung besitzt den grossen Vorteil, dass die Herstellung-der Kühlkanäle sehr einfach ist und die Gefahr einer Verstopfung der Kühlwege auf ein Mindestmaß reduziert worden ist.

Claims

Schutzansprüohe 1. Statorwicklungsstab für Turbogeneratoren, bei welchem mindestens ein Teil der Statoroberfläche innerhalb der Statornut durch ein Kühlmittel bestrichen wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf mindestens einer Längsseite des Wicklungsstabes ein Formstück aus Isoliermaterial vorgesehen ist, welches durch die Nutenisolation an dem Stab angepresst wird und zusammen mit diesem eine Anzahl Kanäle bildet, die eine Durchströmung des Kühlmittels in der Längsrichtung der Statornut gestatten.

2. Statorwicklungsstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nur auf einen äusseren Längsseite des Wicklungsstabes ein Formstück aus Isoliermaterial vorgesehen ist.

81. Statorwicklungsstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich" net, dass Formstücke aus Isoliermaterial auf beiden äusseren Längsseiten des Wicklungsstabes vorgesehen sind.

4. Statorwicklungsstab nach Anspruch 1, bestehend aus zwei parallelen Gruppen von Teilleitern, dadurch gekennzeichnet, dass ein Formstück aus Isoliermaterial zwischen den beiden Gruppen von Teilleitern vorgesehen ist.

5. Statorwicklungsstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wicklungsstab durch mindestens zwei Formstücke aus Isoliermaterial vollständig umschlossen ist, die schräg verlaufende Rippen aufweisen und zusammen mit dem Wicklungsstab Schraubenförmige Kühlkanäle bilden.

6. Statorwicklungsstab nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die Formstücke gleichmässig verteilte, an den Wicklung... stab anliegende Vorsprünge aufweisen, die so angeordnet sind, dass unterbrochene Kühlkanäle gebildet werden und gleichzeitig auch bei parallel zur Nutenachse verlaufenden Teilleitern jeder Leiter abgestützt ist.

7. Statorwicklungsstab nach Anspruch 1 mit verdrillten Teilleitern, dadurch gekennzeichnet, dass die Formstücke parallel zur Nutenaohse verlaufende Rippen aufweisen, die an die Oberfläche des Wicklungsstabes anliegend mit diesem parallel verlaufende Kühlkanäle bilden. 8.Statorwicklungsstab nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Formstücken und der Nutenisolation ein leitender Belag vorgesehen ist, der mit dem Wicklungsätab leitend verbunden t e

ist.

9. Statorwicklungsstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Kühlmittel ein Gas verwendet wird.

10. Statorwioklungsstab nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass als Kühlmittel eine Flüssigkeit verwendet wird.