DE1231342B

DE1231342B - Leiterstab einer elektrischen Maschine, insbesondere eines Turbogenerators

Info

Publication number: DE1231342B
Application number: DEL45102A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Egon Pannen
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1963-06-14
Filing date: 1963-06-14
Publication date: 1966-12-29
Also published as: GB1001920A

Description

Leiterstab einer elektrischen Maschine, insbesondere eines Turbogenerators Die Erfindung bezieht sich auf einen Leiterstab einer elektrischen Maschine, insbesondere eines Turbogenerators, dessen Teilleiter in vier umfangsmäßig nebeneinanderliegenden Ebenen radial übereinanderliegend angeordnet und um 360' verdrillt sind. Ein solcher Vierebenenstab ist schon vorgeschlagen worden, und zwar besteht dieser vorgeschlagene Stab aus zwei parallelgeschalteten Teilstäben, wobei in jedem Teilstab die Teilleiter in zwei umfangsmäßig nebeneinanderliegenden Ebenen radial übereinanderliegend angeordnet sind und in jedem Teilstab für sich um 360' verdrillt sind. Damit sind zwar die Wirkungen des Nutenquerfeldes aufgehoben, so daß als Folge dieses Nutenquerfeldes keine Ausgleichsströme fließen können. Das radiale Stirnstreufeld erzeugt jedoch Spannungen in den Teilleitern der einzelnen Ebenen, so daß als Folge dieses radialen Stirnstreufeldes Ausgleichsströme zwischen den Teilleitern der einzelnen Ebenen fließen und Verluste verursachen. Diese Verluste können dadurch vermindert werden, daß die Teilleiter jedes Teilstabes nach der bekannten 1801- oder 5401-Verdrillung verdrillt werden. Damit sind zwar die Spannungen zwischen den Ebenen innerhalb eines jeden der beiden Teilstäbe ausgeglichen, zwischen den beiden Teilstäben wird jedoch als Folge des radialen Stim, streufeldes immer ein Ausgleichsstrom fließen, da die beiden Teilstäbe miteinander nicht verdrillt sind.
Es ist feiner ein Leiterstab für elektrische Maschinen bekannt, bei dem die Teilleiter in vier Ebenen angeordnet und um 360' verdrillt sind, wobei die Teilleiter gemäß einem mäanderförmigen Linienzug alle Ebenen durchlaufen. Auch hierbei werden jedoch die durch das radiale Stimstreufeld induzierten Spannungen nicht aufgehoben, da die Teilleiter im Hinblick auf das radiale Stirnstreufeld im Bereich der Wickelköpfe am Ende des Verdrillungsbereiches die gleiche Lage einnehmen wie am Anfang des Verdrillungsbereiches.
Aufgabe der Erfindung ist, die Teilleiter eines Vierebenenstabes derart zu verdrillen, daß die durch das radiale Stirnstreufeld zwischen den Teilleiterebenen induzierten Spannungen völlig aufgehoben werden. Die Erfindung besteht darin, daß die Teilleiter der beiden inneren Ebenen über den Verdrillungsbereich in entgegengesetztem Verdrillungssinne die jeweils benachbarte äußere Ebene und anschließend die benachbarte innere Ebene durchlaufen, während die Teilleiter der beiden äußeren Ebenen je- weils die nicht benachbarte innere Ebene und anschließend die gegenüberliegende äußere Ebene durchlaufen. Damit ist erreicht, daß die durch das radiale Stirnstreufeld zwischen den Teilleiterebenen induzierte Spannungen völlig aufgehoben sind, so daß' als Folge dieser Spannungen keine Verluste bewirkenden Ausgleichsströme zwischen den Ebenen entstehen können. Ein weiterer Vorteil, und zwar in fertigungstechnischer Hinsicht, besteht darin, daß der Leiterstab gemäß der Erfindung nicht aus zwei zusammenhanglosen Hälften (Teilstäben) besteht. Durch die Verknüpfung aller Ebenen entsteht vielmehr ein in sich zusammengefügter Stab.
Durch das genannte Stirnstreufeld entstehen neben den genannten Verlusten, die durch die Ausgleichsströme zwischen den Ebenen verursacht werden, noch andere Verluste, die durch eine Verdrillung nicht aufgehoben werden können. Diese Verluste entstehen durch Verlustströme (Wirbelströme) innerhalb eines jeden Teilleiters und sind abhängig von der Breite eines Teilleiters; sie sinken stark mit abnehmender Breite eines Teilleiters. Wird ein Vierebenenstab in einer Nut angeordnet, die für einen üblichen Zweiebenenstab (Roebelstab) ausgelegt ist, so ist jeder Teilleiter eines Vierebenenstabes nur noch halb so breit wie der eines üblichen Zweiebenenstabes. Somit ergibt sich bei der Verwendung eines Vierebenenstabes allgemein der Vorteil, daß die letztgenannten Verluste im Vergleich zu einem Zweiebenenstab wesentlich verringert werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Leiterstabes gemäß der Erfindung dargestellt.
F i g. 1 zeigt schematisch das Teilleiterbild des Leiterstabes beim Beginn des Verdrilhingsbereiches am Nutaustritt; in F i g. 2 ist das Teilleiterbild am Ende des Verdrillungsbereiches am Nutaustritt dargestellt; F i g. 3 zeigt in schematischer Darstellung an einem Querschnitt des Leiterstabes den Verdrillungssinn; F i g. 4 zeigt eine Ansicht des Leiterstabes aus Richtung A gemäß F i g. 3; F i g. 5 zeigt eine Ansicht des gleichen Leiterstabes aus Richtung B der F i g. 3.
F i g. 1 zeigt Teilleiter 1 bis 16, die in vier Teilleiterebenen I-IV angeordnet sind. Die Erfindung ist allerdings nicht an Leiterstäbe mit nur 16 Teilleitern gebunden, sondern kann auch bei mehr als 16 Teilleitern durchgeführt werden. Ein Vergleich von F i g. 1 und 2 zeigt, daß die Teilleiter nach Durchlaufen des Verdrillungsbereiches ihre gleiche vertikale Reihenfolge beibehalten haben. Sie haben dabei jedoch ihre Ebenen gewechselt. So sind die bei Beginn des Verdrillungsbereiches in der Ebene I angeordneten Teilleiter 1 bis 4 nach Durchlaufen des Verdrillungsbereiches in die Ebene IV übergewechselt, und die bei Beginn des Verdrillungsbereiches in der Ebene IV angeordneten Teilleiter 13 bis 16 nehmen am Ende des Verdrillungsbereiches die Ebene 1 ein. Ebenso haben die ursprünglich in den Ebenen II und III angeordneten Teilleiter nach Durchlaufen des Verdrillungsbereiches ihre Ebenen vertauscht.
Zwischen den'Teilleitern und/oder den einzelnen Ebenen können Kühlkanäle angeordnet sein- Die Teiffeiter können für Kühlzwecke als Hohlleiter ausgebildet sein. Ferner ist es auch möglich, nur einige Teilleiter des Stabes als Hohlleiter auszubilden. Alle diese Merkmale sind an sich bekannt und werden nur in Verbindung mit der genannten Erfindung beansprucht.
Den Verdrülungssinn der Teilleiter über den Verdrillungsbereich zeigt der Kurvenzug 17 in der V i g# 3. Es ist leicht zu erkennen, daß die Teilleiter der beiden inneren Ebenen zunächst die benachbarte äußere Ebene und anschließend die benachbarte innere Ebene durchlaufen, während die Teilleiter der beiden äußeren Ebenen zunächst die nicht benachbarte innere Ebene und anschließend die gegenüberliegende äußere Ebene durchlaufen.
Durch die ausführlicheren Darstellungen der beiden F i g. 4 und 5 wird die erfindungsgemäße VerdriUung noch klarer erkennbar.

Claims

Patentansprüche: 1. Leiterstab einer elektrischen Maschine, insbesondere eines Turbogenerators, dessen Teilleiter in vier umfangsmäßig nebeneinanderliegenden Ebenen radial übereinanderliegend angeordnet und um 360' verdrillt sind, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Teilleiter der beiden inneren Ebenen über den Verdrillungsbereich in entgegengesetztem Verdrillungssinne die jeweils benachbarte äußere Ebene und anschließend die benachbarte innere Ebene durchlaufen, während die Teilleiter der beiden äußeren Ebenen jeweiW die nicht benachbarte innere Ebene und an-. .schließend die gegenüberliegende äußere Ebene durchlaufen.
2. Leiterstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Teilleitern und/ oder den einzelnen Ebenen Kühlkanäle angeordnet sind. 3. Leiterstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilleiter für Kühlzwecke als Hohlleiter ausgebildet sind. 4. Leiterstab nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß nur einige Teilleiter des Stabes als Hohlleiter ausgebildet sind. In Betracht gezogene Druckschriften-Deutsche Patentschrift Nr. 514 605; deutsche Auslegeschrift 1104 049; Bulletin de la Soci6t6 frangaise ]#lectriciens 1960> S.457.