DE1029083B

DE1029083B - Staenderwicklungsanordnung fuer mit Fluessigkeit gefuellte elektrische Hochspannungsmaschinen, insbesondere fuer Hochspannungstauchpumpenmotoren

Info

Publication number: DE1029083B
Application number: DES39508A
Authority: DE
Inventors: Emil Fassnacht
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1954-06-05
Filing date: 1954-06-05
Publication date: 1958-04-30

Description

Ständerwicklungsanordnung für mit Flüssigkeit gefüllte elektrische Hochspannungsmaschinen, insbesondere für Hochspannungstauchpumpenmotoren Bei mit Förderflüssigkeit gefüllten Tauchpumpenmotoren ist es bekannt, zum Schutz der Ständerwicklung den Ständerraum gegen den Läuferraum durch Spaltrohre aus Isoliermaterial oder Metall abzudichten. Diese Spaltrohre erfordern insbesondere bei nichtmetallischer Ausführung einen verhältnismäßig großen Luftspalt. Um diese Nachteile zu vermeiden, hat man schon das Ständerblechpaket allseitig mit Isoliermaterial umgeben oder die Ständerbleche auf ihrer ganzen Fläche mit Isolierzwischenlagen versehen und auch die geschlossenen Nuten vor dem Einbringen der Wicklung mit Isolierhülsen ausgekleidet. Die Tiefe der Nuten ist größer als die Höhe der Wicklungsspulen mit Isolierhülse. Der spulenfreie Nutenraum ist am Nutensteg mit einem plastischen, härtenden Isoliermaterial oder auch mit einem Holzkeil ausgefüllt. An diesen mit Isoliermaterial oder Holzkeil ausgefüllten Nutenraum schließen sich in Längsrichtung Röhren aus Isoliermaterial an, die mit dem Gehäuse und radialen Trennwänden flüssigkeitsdichte Kammern für die Ständerwickelköpfe bilden. Bei diesen bekannten Anordnungen werden die Leiter der Wicklung durch die bereits in den Nuten vorhandenen, mit Isoliermaterial im spulenfreien Nutenraum verbundenen Hülsen hindurchgeschoben. Da nachträglich keine Zusammenpressung der Leiterbündel und keine Ausfüllung der Lufträume zwischen den Leitern stattfindet, besteht die Gefahr, daß diese bekannte Wicklungsanordnung insbesondere bei Hochspannungsbetrieb keine genügende Glimmfestigkeit und mechanische Festigkeit besitzt, um die z . B. beim direkten Einschalten auftretenden elektrodynamischen Kräfte aufzunehmen.
Durch die Erfindung werden diese Schwierigkeiten beseitigt. Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine Ständerwicklungsanordnung für mit Flüssigkeit, insbesondere Wasser, gefüllte elektrische Hochspannungsmaschinen, insbesondere Hochspannungstauchpumpenmotoren, mit die Wickelköpfe dicht umgebenden Kammern und geschlossenen Ständernuten, deren Nuttiefe größer ist als die Spulenhöhe einschließlich Hülsen, wobei der zwischen der Spule und dem Nutensteg verbleihende spulenfreie Raum mit einem Füllmittel ausgefüllt ist. Erfindungsgemäß ist das Füllmittel feuchtigkeitsdichtend und hält die Wicklung unter Druck fest, wobei das Füllmittel die durch Verkleben der Bleche erzielte Abdichtung der Wicklung gegen die Flüssigkeit im Motorraum in dem nach dem Nutensteg zu gelegenen Nutenraum zusätzlich verstärkt. Der Festhaltedruck kann beispielsweise von einem hohlen Keil aus elastischem Material, vorzugsweise aus Gummi, ausgeübt werden, in dessen Hohlraum nach dem Einlegen der Wicklung in die Nuten Metalldorne eingetrieben werden. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Das Ständerblechpaket 1 nach Fig.1 setzt sich aus miteinander verklebten Blechen zusammen, die durch die Verklebung gegen Korrosion und Eindringen von Flüssigkeit geschützt sind. Es hat Nuten 2, die gegen den Luftspalt zwischen Ständer und Läufer durch schmale Stege 3 abgeschlossen sind. Die Höhe der Stege ist so bemessen, daß sie den Wicklungs- und Festhaltedruck im leiterfreien Nutenraum aufnehmen können. Die Tiefe der Nuten 2 ist größer als die Summe der Höhen aller in der Nut übereinanderliegenden Stromleiter, die die Spule 4 bilden, einschließlich Hülse 5. Die spulenfreien Nutenräume verbreitern sich, wie aus Fig.2 hervorgeht, vom Steg 3 her keilförmig bis zur Spulenbreite. Die keilförmige Erweiterung erstreckt sich nicht wie bei einer bekannten Ausführung mit halb geschlossenen Nuten über die ganze Nutentiefe, sondern nur über den spulenfreien Nutenraum vom Steg zur Spule hin. Die keilförmigen Erweiterungen sind mit elastischen Keilen 6 aus Gummi ausgefüllt, Die Anordnung von elastischen Füllstücken in Nuten ist ebenfalls an sich bekannt, diese sind aber neben den Leitern eingelegt. Eine Dichtungswirkung haben sie nicht. Die auf geeignete Länge abgepaßten Gummikeile sind hohl ausgeführt. In den Hohlraum sind Metalldorne 8, eventuell von den beiden Stirnseiten her, eingetrieben. Die Keile sind in Längsrichtung gegenüber der Länge des Blechpaketes 1 einschließlich der Endbleche 9 in nicht zusammengepreßtem Zustand um einen geringen Betrag überdimensioniert. Sie werden von den Druckplatten 10, die das Blechpaket mit den Endblechen in bekannter Weise mittels Balzen od. dgl. zusammendrücken, zusammengepreßt. Zwischen den Druckplatten 10 und den Endblechen 9 ist eine Dichtung 11 eingefügt. Die Wickelköpfe 12 sind nach außen durch Kammern 13 abgeschlossen, die durch Blechteile 14 und 15 und den Druckplatten 10 gebildet sind. Es ist an sich bekannt, daß seitlich des Ständerblechpaketes angeordnete Platten die eine Wand der Kammern für die Spulenköpfe bilden. Diese Platten dienen aber nicht gleichzeitig als Druckplatten für das Ständerblechpaket. Die einzelnen Bauteile der Kammern, die mit Öl, einem Gas oder einer festen Isoliermasse gefüllt sein können, sind dicht zusammengefügt. Die Kammern können durch Ausgleichsrohre oder Kanäle in den Metalldornen miteinander verbunden sein, auch können an den Kammern Überdruckvorrichtungen angeordnet sein und der Überdruck durch entsprechende Geräte überwacht und fernangezeigt werden. Die Druckplatten 10 haben auf der Wickelkopfseite flanschartige Ansätze, die einen ringförmigen Raum 16 frei lassen, der mit einer härtbaren Kunststoffmasse ausgefüllt ist.
Vor dem Einbringen der Wicklungen werden zunächst die elastischen Hohlkeile in die Nuten eingelegt und dann die mittels einer Hülse oder Schnurbundes zusammengehaltenen Leiterenden der aufgeschnittenen Halbformspulen durch die Nut geschoben bzw. gezogen. Hierauf werden in die Hohlräume der elastischen Keile Metalldorne eventuell von beiden Seiten her eingetrieben. Da sich die Hohlkeile an den schrägen Nutinnenflächen abstützen, wird der erforderliche Dichtungs- und Festhaltedruck auf die Spulen innerhalb der Nuten erzielt. Die in der Nut verbleibenden Teile der Wicklung sind bereits beim Einziehen elektrisch und unter Umständen feuchtigkeitsdicht fertigisoliert und mit einer Hülse versehen. Nach dem Einlegen werden die Leiterenden der Halbformspulen miteinander verschweißt und isoliert.
An Stelle der hohlen Keile können auch elastische Vollkeile verwendet werden, deren Abmessungen in nicht zusammengepreßtem Zustand gegenüber denen des spulenfreien Nutenraumes um einen geringen Betrag überdimensioniert sind. In diesem Falle werden ebenfalls vor dem Einbringen der Wicklung die Keile in die Nuten eingelegt. Dann werden in den Nutenraum außerhalb der Keile Hilfsdorne eingeschoben, die die Keile in radialer Richtung zusammenpressen. Den Hilfsdornen werden die wiederum zusammengefügten Leiterenden der aufgeschnittenen Spulen nachgeschoben und durch die Nuten gezogen.
Als Füllmittel kann auch eine zunächst plastische, dann erhärtende Isoliermasse verwendet werden. In diesem Falle werden zunächst die Ständerspulen mit Hülsen in die Nuten eingezogen, und erst dann wird die Isoliermasse unter Druck durch entsprechende Löcher in den Endblechen in den spulenfreien Nutenraum eingebracht.
Die Erfindung bietet folgende Vorteile: Das in den spulenfreien Nutenraum eingebrachte Füllmittel bewirkt im wesentlichen den Dichtungsschutz gegen Feuchtigkeitseinflüsse. Es entlastet damit weitgehend die Nutenstege von dieser Aufgabe. Diese können infolgedessen zur Erzielung guter elektrischer Verhältnisse schmal bemessen werden. Das Füllmittel hält aber auch gleichzeitig die Wicklung in den Nuten fest, so daß sich diese auch bei starken dynamischen Beanspruchungen nicht lockern kann. Damit ist insbesondere für Hochspannungsmaschinen ein einwandfreier Betrieb ermöglicht,

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Ständerwicklungsanordnung für mit Flüssigkeit, insbesondere Wasser, gefüllte elektrische Hochspannungsmaschinen, insbesondere Hochspannungstauchpumpenmotoren, mit die Wickelköpfe dicht umgebenden Kammern und geschlossenen Ständernuten, deren Nuttiefe größer ist als die Spulenhöhe einschließlich Hülsen, wobei der zwischen der Spule und dem Nutensteg verbleibende spulenfreie Raum mit einem Füllmittel ausgefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmittel feuchtigkeitsdichtend ist und die Wicklung unter Druck festhält, wobei das Füllmittel die durch Verkleben der Bleche erzielte Abdichtung der Wicklung gegen die Flüssigkeit im Motorraum in dem nach dem Nutensteg zu gelegenen Nutenraum zusätzlich verstärkt.
2. Ständerwicklungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der spulenfreie Nutenraum sich vom Steg zur Spule hin keilförmig erweitert.
3. Ständerwicklungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den spulenfreien Nutenraum Hohlkeile aus elastischem Material, vorzugsweise aus Gummi, eingelegt sind, in deren Hohlräume Dorne, vorzugsweise Metalldorne, eingetrieben sind.
4. Ständerwicklungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den spulenfreien Nutenraum Vollkeile aus elastischem Isoliermaterial, vorzugsweise aus Gummi, eingelegt sind, deren Abmessungen in nicht zusammengepreßtem Zustand gegenüber denen des spulenfreien Raumes um einen geringen Betrag überdimensioniert sind.
5. Ständerwicklungsanordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ständerblechpaket und die elastischen Keile in Längsrichtung durch an den Endblechen anliegende Druckplatten zusammengepreßt sind, an denen die feuchtigkeitsdichten Kammern für die Wickelköpfe befestigt sind.
6. Ständerwicklungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der spulenfreie Nutenraum mit härtbarem Isoliermaterial ausgefüllt ist, das erst nach Einziehen der Spule unter Druck eingepreßt wird.
7. Ständerwicklungsanordnung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatten zum Teil selbst die Kammern für die Spulenköpfe bilden. B. Ständerwicklungsanordnung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Druckplatten und den Endblechen Dichtungsringe angeordnet sind. 9. Ständerwicklungsanordnung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern an den beiden Stirnseiten durch Ausgleichsrohre miteinander verbunden sind. 10. Ständerwicklungsanordnung nach Anspruch 1 bis 3, 5 und 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern an den beiden Stirnseiten durch Kanäle oder Rillen in den @fetalldornen miteinander verbunden sind. 11. Verfahren zur Herstellung einer Ständerwi.cklungsanordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einlegen der elastischen Hohlkeile in die Nuten die mittels einer Hülse, eines Schnurbundes od. dgl zusammengehaltenen Leiterenden der im Spulenkopfteil aufgeschnittenen, im Nutenteil elektrisch und gegebenenfalls gegen die Feuchtigkeit fertigisolierten Wicklung durch die Nut durchgezogen. hierauf in die Hohlräume der elastischen Keile Metalldorne, gegebenenfalls von beiden Stirnseiten her, eingetrieben und schließlich die Leiterenden der Wicklung verschweißt werden. 12. Verfahren zur Herstellung einer Ständerwicklungsanordnung nach Anspruch 1, 2 und 4. dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einlegen der elastischen Keile in die Nuten unter Zusammenpressen der Keile Hilfsdorne eingeschoben und anschließend die mittels einer Hülse, eines Schnurbundes od. dgl. zusammengehaltenen Leiterenden der im Spulenkopfteil aufgeschnittenen, im Nutenteil elektrisch und gegebenenfalls gegen die Feuchtigkeit fertigisolierten Wicklungen nachgeschoben, durch die Nut gezogen und nach dem Einlegen verschweißt werden. 13. Verfahren zur Herstellung einer Ständerwicklungsanordnung nach Anspruch 1, 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Ständerspulen mit Hülsen in die Nuten eingezogen werden und in die spulenfreien Nutenräume eine zunächst plastische Isoliermasse unter Druck eingepreßt und unter Anwendung von Wärme gehärtet wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 488 672, 666 339, 690 911; österreichische Patentschriften Nr. 114688, 138 553, 138 679, 141076; schweizerische Patentschrift Nr. 259947; britische Patentschriften Nr. 604 664, 604 744; Kunststoffe, Bd. 41, 1951, S. 133; Bulletin Oerlikon, 1952, Nr. 194, S. 40; Heinke, Handbuch der Elektrotechnik, 9. Band, 2. Abteilung, S. 61.