DE1089057B

DE1089057B - Fluessigkeitsgekuehlte Staenderwicklung fuer elektrische Maschinen

Info

Publication number: DE1089057B
Application number: DES57805A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Arthur Meyn
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1958-04-12
Filing date: 1958-04-12
Publication date: 1960-09-15

Description

Flüssigkeitsgekühlte Ständerwicklung für elektrische Maschinen

denkbar gering gehalten werden können, ohne daß eine Beeinträchtigung (der Kühlmittelführung an den Stab-. vorhanden ist.
Gemäß der weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Isolierstqffkappe zweiechalig ausgeführt, um die Kuppe nach Herstellung der Teilleiterverbindungen über die elektrischen Verbindungsstellen 144d Kühlmitteldurchtrittsöffnungen eines jeden Leiters aufsetzen zu können. An Stelle einer zweischaligen Ausführung kann selbstverstän#dlich augh ein einschaliger Kappenkörper vorgesehen werden, der durch einen außen angesetzten Deckel abgeschlossen ist. Die beiden Schalenteile bzw. Schale und Deckel .werden in geeigneter weise nach dein Aufsetzen auf die Verbindungsstellen abgedichtet, was durch Verkleben oder durch eine Lötverbindung, z. $. an Metalleinlagen oder Flanschen, an den aneinanderstoßenden Rändern der Kappenteile erfolgen kann.
Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand der Zeichnung erläutert werden; Fig. I und 2 :der Zeichnung geben Schnitte an verscliiedenen Stellen der Kappe Wieder. Fig.1 zeigt dabei einen Schnitt in einer etwa radialen Ebene durch die Enden der Wickelkopfteile der Leiterstäbe, Fig. 2 einen Schnitt in der. Ebene K-K der Fig. 1. Mit 1 und 2 sind die Enden der Wickelkopfteile zweier verdrillter Leiterstäbe bezeichnet, .die äus hohlen Teilleitern 1 a bzw. 2a -aufgebaut sind. Die Leiterstäbe 1 und 2, die im eitrigen zur Vereinfachung nicht wiedergegeben sind, liegen in verschiedenen Wicklungsebenen, stellen also Ober- bgw. Unterstab einer Wicklung dar. Die äußersten Erden 1 b bzw. 2 b der Teilleiter sind um etwa 9Q'° abgebogen und mit einer solchen Länge ausgeführt, daß sie an den Stellen 3 sich auf eine gewisse Länge überlappen. Durch Nähte 4 aus Hart- oder Weichlot werden die Teilleiterenden 1 b, 2 b leitend verbunden, derart, daß je ein Teilleiter des Oberstabes mit je einem Teilleiter des Unterstabes in Reihe geschaltet ist. Die Verbindungsstellen der einzelnenTeilnehmer sind gegeneinander so versetzt, daß zwischen den offenen Teilleiterenden Spalte 5 für den Austritt des Kühlmittels verbleiben. 6 bedeutet eine aus Isolierstoff, z. B. einem Gießbarzkörper aus Polyersterharzen oderEpoxydharzen bestehendeAbschlußkappe, die die gesamte Verbindungsstelle dicht ein-' schließt. Die Kappe ist zweiteilig ausgeführt, um sie nach Vereinigung der Teilnehmer auf die Verbindungsstelle aufsetzen zu können. Dabei werden der schalenförmige Kappenteil 6 a und der angesetze Deckel 6 b in später erläuternder Weise abgedichtet miteinander verbunden. An ihren Seiten sind die Isolierstoffkappe und der Deckel mit ausgebauchten Teilen 6 c versehen, welche Hohlräume gegenüber den Teilleiterebenen I bis IV freilassen. Diese Hohlräume 8 ermöglichen die Ein- bz.w. Ausführung des flüssigen Kühlmittels in die hohlen Teilleiter. Für die Zu- bzw. Ableitung können in der Isolierstoffkappe eine oder mehrere Stutzen 9 vorgesehen werden, an denen äußere Leitungen aus Metall oder Isoliermaterial angeschlossen werden können. Zweckmäßigerweise können in die Stutzen aus Isoliermaterial Ansehlußnippel besonders hoher Festigkeit aus Metall oder Kunststoff eingelassen sein. Man erkennt ohne weiteres, daß die Anwendung der aus Isolierstoff bestehenden Kappen es möglich macht, durch die Gestaltung von in den Kappen vorhandenen Kanalteilen jede gewünschte Schaltung oder Anordnung der Kühlmittelkreise zu erzielen. In den Hohlräumen können auch besonders feste Abstandhalter 11, die Kanäle enthalten oder begrenzen, eingeschaltet sein.
Von wesentlicher Bedeutung ist eine sichere Abdichtung .der die Verbindungsstellen einschließenden Kappen. Eine solche Abdichtung kann durch Verkleben oder Vergießen der Kappenteile, z. B. unter Verwendung von Kunstharzen, erfolgen. Es ist aber auch möglich, unter Umständen eine metallische Verlötung anzuwenden. In diesem Fall empfiehlt es sich, in den aneinandergesetzten Kappenteilen Metalleinlagen oder Flansche einzubetten, die nachträglich verlötet oder verschweißt werden. Eine solche Verlötung oder Verschweißung kann unter Umständen auch an den Einführungsstellen der Teilnehmer An-Wendung finden. Günstiger ist es jedoch, an diesen Stellen eine Abdichtung durch Kunststoffumhüllung oder Umwicklung, z. B. unter Verwendung von Silikongummitedlen, vorzusehen.
Um -die Sicherheit der aus Kunststoff bestehenden Kappen zu erhöhen, kann es unter Umständen Vorteile bieten, in den Kappen zusammenhängende Folien aus Widerstandsmaterial- großer Festigkeit, z. B. einer Chrom-Nickel-Eisen-Legierung mit Mangan-und Siliziumzusatz einzubetten. Auch- durch Aufspritzen, z. B. nach dem Schoop-Verfahren, ist es möglich, eine absolut dichte zusammenhängende Metallschicht -auf den Kappen zu erzielen. Hierbei bietet diese Anordnung gleichzeitig die Möglichkeit, die Feldverteilung erforderlichenfalls in einem bestimmten Sinn zu beeinflussen.
Statt die Abdichtung verbessernde Metalleinlagen oder überzüge vorzusehen, ist es auch möglich, die Kappen ebenso wie die anschließenden Wickelkopfteile mit einer Silikongummiumwicklung oder einer anderen mit Kunstharz getränkten Umwicklung zu versehen, welche nach dem Aushärten des Silikongummis bzw. des zur Tränkung vorhandenen Kunstharzes eine zusammenhängende dichte Ummantelung des Leiterstabes und .der Isolierstoffkappen bildet.
Auch die Ausbildung der einzelnen Teilleiter kann unter Umständen: gegenüber dem beschriebenen Ausführungsbeispiel abgeändert werden, indem die Teilleiter unmittelbar an- ihren Stoßstellen miteinander verlötet werden und mit seitlichen Öffnungen oder Schlitzen versehen werden, um die gewünschte Kühlmittelzuführung öder Ableitung zu den Hohlkanälen der die Verbindungsstelle einschließenden Kappen möglich zu machen. Eine derartige Anordnung wird man jedoch ohne Schwierigkeiten im allgemeinen nur dann anwenden können, wenn die Teilleiter in zwei Ebenen liegen.
Die Anwendung der als Gi.eßharzkörper ausgebildeten Kappen bietet ohne weiteres auch die Möglichkeit, die Verbindungsstellen druckfest gegeneinander abzustützen. Fig. 3 zeigt im Prinzip, wie die Kappen 6 durch zwischen innen eingetriebene druckfeste Versteifungsstücke 10 fest abgestützt sind. Vorzugsweisewird man hier dieVersteifungsstücke als Kunststofformkörper ausbilden, um keime zusätzlichen Verluste 2u erhalten.
Grundsätzlich kann die Erfindung auch Anwendung finden, wenn nur einzelne Teilleiter als Kühlkanal hohl ausgebildet sind oder wenn zwischen den Teilleitern gesonderte isolierte Rohrkanäle eingeschaltet sind.
Fig. 4 der Zeichnung gibt eine entsprechende Anordnung wieder. In dieser Zeichnung bedeutet 20 besondere Rohrkanäle, die isoliert zwischen den Leiterstabhälften 21 eingeschaltet :sind. Die Verbindungen der Leitersüabhälften erfolgen auch bei dieser Anordnung unabhängig von den Kühlkanälen, wobei sowohl die Verbindungsstellen der Teilleiter wie die Austrittsöffnungen 22 der Kühlkanäle innerhalb der aus Isolierstoff bestehendenKappe6 liegen. Letztere weist im Innern ebenfalls Hohlräume für .die Führung des Kühlmittels sowie erforderlichenfalls Stutzen zum Anschluß von Kühlmittelleitungen auf.
Die Erfindung kann sinngemäß Anwendung finden für den Anschluß der äußeren Stromzuleitungen. Sie ist ferner nicht darauf beschränkt, daß die Wicklung aus in .sich verdrillten Leiterstäben aufgebaut ist. Vielmehr kann sie auch in solchen Fällen Anwendung finden, wo die gewünschte Verdrillung der Teilleiter durch Schaltung oder Verschränkung in den Wickelköpfen erreicht wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Flüssigkeitsgekühlte Ständerwicklung für elektrische Maschinen, deren verteilt angeordnete, aus einem geraden Nutenteil und abgebogenen Wickelkopfteilen bestehende Leiterstäbe wenigstens teilweise aus Hohlleitern aufgebaut sind, mit Zuleitung und Ableitung des flüssigen Kühlmittels an den Wickelkopfenden; dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen, ein Kühlmittel führenden Teilleiter lediglich an den Enden der Leiterstäbe Öffnungen für den Kühlmittelein- bzw. -austritt aufweisen und im Bereich dieser Öffnungen für sich elektrisch leitend verbunden sind und daß die Kühlmitteldurchtrittsöffnungen unddie elektrischenVerbindungsstellen der in Reihe geschalteten Leiterstäbe jeweils in einer einzelnen; gesonderten, wenigstens teilweise aus Isolierstoff bestehenden, für die Kühlmittelführung geeigneten, Hohlräume enthaltenden Kappe eingeschlossen sind, die gebenenfalls mit wenigstens einem Stutzen für den Anschluß einer äußeren Kühlmittelanschlußleitung versehen ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils die elektrischen Verbindungsstellen und Kühlmitteldurchtrittsöffnungen eines Leiters einschließende Kappe zweiteilig ausgebildet ist, deren Teile nach dem Aufsetzen der Kappe durch Verkleben, Verlöten oder Verschweißen flüssigkeitsdicht verbunden werden.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe aus einem Schalenkörper mit einem seitlich angesetzten Deckel aufgebaut ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kappenkörper zweischalig ausgebildet ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilleiterenden von Oberstab und Unterstab um etwa 90° umgebogen und mit Überlappung so nebeneinander geführt sind, .daß sie miteinander durch V erlötung oder Schweißung verbunden werden können, wobei durch versetzte Anordnung der Verbindungsstellen zwischen den Leiterenden Kühlmittelüberleitkanäle gebildet werden, die mit in den Kappen durch Ausbauchung gebildeten, zur Kühlmittelführung ,dienenden Hohlräumen in Verbindung stehen.
6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelhohlräume der Kappe mit wenigstens einem Anschlußstutzen für die Kühlmittelleitung in Verbindung stehen.
7. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußstutzen aus Metall oder Kunststoff höherer Festigkeit bestehende Anschlußnippel aufweisen. B.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe in den zur Kühlmittelführung dienenden Hohlräumen mit Trennwänden für die Kühlkanäle versehen ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die aus Kunststoff bestehende Kappe eine dichtende Metalleinlage aus einer Widerstandsfolie eingebettet ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe auf ihrer äußeren Seite mit einem zusammenhängenden, aufgespritzten, dichtenden Metallbelag versehen ist.
11. Einrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Verbindungsstellen der Teile der Kappe Metalleinlagen oder Flansche eingerbettet sind, die durch Lotung verbunden werden können.
12. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils die elektrischen Verbindungsstellen und Kühlmitteldurchtrittsöffnungen eines Leiters einschließenden Kappen am Umfang der Ständerwickelköpfe so nebeneinander angeordnet sind, daß durch eingetriebene, druckfeste Versteifungskörper eine gegenseitige Abstützung und Versteifung der Wickelkopfenden erzielt wird.
13. Wicklung nach den Ansprüchen 1 bis 12, bei der an Stelle hohler Teilleiter besondere, durch Rohrkörper eingeschlossene Kanäle zwischen den Teilleitern angeordnet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 736 648, 750 492, 948 714; schweizerische Patentschrift Nr. 310 332.