DE19543392C1

DE19543392C1 - Electrical conductor with cooling channel e.g. for turbogenerator

Info

Publication number: DE19543392C1
Application number: DE1995143392
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl Ing Besselmann
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 1995-11-21
Filing date: 1995-11-21
Publication date: 1996-12-12
Anticipated expiration: 2015-11-22

Abstract

An electric conductor (1) for a rotor coil is provided with a cooling duct (2) which extends in the longitudinal direction of the conductor (1) and also with at least one entrance aperture (3,4) communicating with the cooling duct (2). The entrance or inlet aperture (3,4) in the end zones (5,6) of the conductor (1) is formed by specifically expanding or spreading the conductor (1) in these end zones (5,6).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Leiter für eine Spule eines Läufers, insbesondere eines Turbogeneratorläufers, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to an electrical conductor for a coil of a rotor, especially one Turbo generator rotor, with the features of the generic term of claim 1.

Es ist bekannt, daß die Spulen von Generatoren, insbesondere Turbogeneratoren, durch interne Kühlkanäle gekühlt werden. Mit steigender Generatorleistung ist es erforderlich, die Kühlung zu intensivieren. Bei den Kühlungsarten unterscheidet man zwischen indirekter und direkter Kühlung der Leiter eines Läufers. Bei der direkten Kühlung wird die in den Leitern er zeugte Verlustwärme an Kühlflächen des Leiters direkt an das Kühlmittel abgegeben. Eine direkte Leiterkühlung wird über wiegend für Generatoren mittlerer (großer 250 kVA) und großer Leistung (über 1MVA) eingesetzt.It is known that the coils of generators, in particular Turbo generators to be cooled by internal cooling channels. With increasing generator power, it is necessary to Intensify cooling. It differs in the types of cooling one between indirect and direct cooling of a conductor Runner. With direct cooling, it is in the conductors generated heat loss on cooling surfaces of the conductor directly to the Coolant dispensed. A direct ladder cooling is over weighing for generators of medium (large 250 kVA) and large Power (over 1MVA) used.

Es ist bekannt, bei der direkten Leiterkühlung das Kühlmedium von einem oder beiden Läuferenden der Wicklung her der Wick lung zuzuführen. Eine Zuführung des Kühlmittels kann dabei so erfolgen, daß dieses axial durch den Nutengrund zur Läufer mitte und durch radiale Schlitze, die im Leiter ausgebildet sind, nach außen strömt. Es ist ferner bekannt, die Kühlmit telzufuhr dadurch zu erreichen, daß das Kühlmittel durch Öff nungen im Lager in Kühlmittelkanäle in axialen Leiterstäben einströmt, die es dann axial bis zu den Austrittsöffnungen durchströmt. Der prinzipielle Aufbau gekühlter Läuferwicklun gen für Turbogeneratoren und Induktionsmaschinen ist in dem von H. Sequenz herausgegebenen Buch "Herstellung der Wick lungen elektrischer Maschinen", Wien, Springer-Verlag 1973, beschrieben. It is known that the cooling medium in direct conductor cooling the wick from one or both rotor ends of the winding supply. The coolant can be supplied in this way take place that this axially through the groove bottom to the rotor center and through radial slots formed in the conductor are flowing outwards. It is also known, the coolant telzufuhr to achieve that the coolant through public in the bearing in coolant channels in axial conductor bars flows in, which it then axially up to the outlet openings flows through. The basic structure of cooled rotor windings gene for turbogenerators and induction machines is in the book published by H. Sequence "Manufacture of the Wick lungen electric machines ", Vienna, Springer-Verlag 1973.

In der CH-PS 33 4085 ist eine Anordnung zur Kühlung der Erre gerwicklung eines Turbogenerators mit Leitern der eingangs genannten Art beschrieben. Bei dieser An ordnung sind axiale Kühlkanäle innerhalb von radial überein ander liegenden Nutenleitern durch die Leiter selbst und an diesen angeordnete, in tangentialer Richtung verlaufende Stegteile gebildet. In den Wickelkopfteilen der Leiterbündel, d. h. beim Austritt der Nutleiter aus dem Läufer des Turboge nerators, sind die Stege entfernt, welche einen Abschluß der Kühlkanäle innerhalb des Läufereisens bewirken. Infolgedessen ergibt sich, daß das Nutleiterbündel in zwei getrennte Hälf ten, d. h. in zwei Teilleiterreihen, zerfällt und radiale Durchtrittsquerschnitte an der oberen und unteren Seite für ein durch die Kühlkanäle strömendes Kühlmittel frei werden.In CH-PS 33 4085 is an arrangement for cooling the Erre Development of a turbogenerator with conductors at the beginning described type. At this time order are axial cooling channels within radially other slot conductors by the conductors themselves and on arranged in the tangential direction Bridge parts formed. In the winding head parts of the conductor bundle, d. H. at the exit of the grooved conductor from the Turboge rotor nerators, the bars are removed, which is a conclusion of the Effect cooling channels within the iron. Consequently it follows that the Nutleiterbündel in two separate halves ten, d. H. in two partial conductor rows, decays and radial Passage cross sections on the upper and lower side for a coolant flowing through the cooling channels are released.

Die CH-PS 35 1021 betrifft eine Anordnung zur Kühlung der Stirnverbindungen der Erregerwicklung von elektrischen Gene ratoren mit Walzenläufern durch ein Kühlgas, insbesondere Wasserstoff. Dieses Kühlgas tritt durch Öffnungen im Boden der Läuferkappen in den zwischen Stirnverbindungen und Läuferwelle liegenden Raum ein und gelangt von dort zum Teil in Kühlkanäle im Läuferballen. Zum Teil umspült das Kühlgas auch die Stirnverbindungen der Läuferwicklungen. Es wird hierbei durch Einbauten innerhalb der Läuferkappen geführt, die in dem Raum zwischen den Stirnverbindungen und der Läuferwelle gegen die Stirnverbindungen durch eine Zwischen wand abgeschlossene Kanäle bilden. Die Stirnverbindungen wei sen an ihren Seitenflächen Längsnuten auf. Zwischen den ein zelnen Stirnverbindungen sind teils in axialer, teils in Um fangsrichtung verlaufende Distanzstücke angeordnet. Diese Distanzstücke bilden zusammen mit den Längsnuten in den Stirnverbindungen Kanäle, durch die das Kühlgas hindurch strömt. The CH-PS 35 1021 relates to an arrangement for cooling the Front connections of the excitation winding of electrical genes rators with roller mills by a cooling gas, in particular Hydrogen. This cooling gas passes through openings in the floor the rotor caps in between the front connections and The rotor shaft lies in a part of it and gets from there in cooling channels in the bale. The cooling gas is partially flushed also the front connections of the rotor windings. It will guided through internals inside the rotor caps, that in the space between the forehead connections and the Rotor shaft against the end connections through an intermediate form closed channels. The front connections white longitudinal grooves on their side surfaces. Between the one individual end connections are partly in axial, partly in um spacers arranged in the direction of the catch. These Spacers form together with the longitudinal grooves in the Front connections channels through which the cooling gas passes flows.

Der Artikel "The Design of Large Turbo-Alternators" von V. Easton in G.E.C. Journal, Vol. 22, No. 3, July, 1955 be handelt direkt gekühlte elektrische Leiter einer Wechsel strommaschine. Jeder Teilleiter eines Leiters weist einen axialen Kühlkanal zur Führung von Wasserstoff auf, wobei an einem Ende des Generatorläufers radiale Bohrungen als Kühl kanaleinlaß bzw. Kühlkanalauslaß vorgesehen sind. Ein radial verlaufender Leiter ist in diesem Endbereich mit einem tan gential verlaufenden Leiter verbunden.The article "The Design of Large Turbo Alternators" by V. Easton in G.E.C. Journal, Vol. 22, No. July 3, 1955 trades directly cooled electrical conductors of a bill electricity machine. Each sub-conductor of a conductor has one axial cooling channel for guiding hydrogen on, at one end of the generator rotor radial bores as cooling duct inlet or cooling duct outlet are provided. A radial running conductor is in this end area with a tan potential running conductor connected.

In der DE-AS 10 36 370 ist eine dynamoelektrische Maschine mit einem gewickelten Rotor mit Längskühlkanälen beschrieben. Diese Kühlkanäle sind in den innen gekühlten Rotorleitern vorgesehen. Die freien Stirnverbindungen und darin eingebet tete Wicklungsteile werden getrennt gekühlt. Das Kühlgas strömt in den Stirnverbindungen und den eingebetteten Leitern unmittelbar aus diesen in den Luftspalt zwischen Rotor und Stator der dynamoelektrischen Maschine aus. Das Kühlgas ist durch im Endbereich des Rotorkerns vorgesehene Verschlußstüc ke in den Längskühlkanälen in voneinander getrennte Teilströ me geteilt. DE-AS 10 36 370 is a dynamoelectric machine described with a wound rotor with longitudinal cooling channels. These cooling channels are in the internally cooled rotor conductors intended. The free forehead connections and embedded in it Parts of the winding are cooled separately. The cooling gas flows in the face connections and the embedded conductors directly from these into the air gap between the rotor and Stator of the dynamoelectric machine. The cooling gas is by means of closure pieces provided in the end region of the rotor core ke in the longitudinal cooling channels in separate partial flows me shared.

Bei dem Kühlmittel kann es sich beispielsweise um Luft oder Wasserstoff handeln. Bei luftgekühlten Generatoren wird das Kühlfluid mittels eines Lüfters in die Kühlkanäle einge bracht. Die Wirkung der Kühlung ist unter anderem davon ab hängig, mit welcher Geschwindigkeit das Kühlfluid die Kühlka näle durchströmt. Die Geschwindigkeit des Kühlfluids ist da bei abhängig von dem Druck, mit dem das Kühlfluid in die Kühlkanäle eintritt und von den Strömungsverlusten beim Durchströmen der Kühlkanäle. Die Strömungsverluste werden derzeit erheblich durch den Eintrittswiderstand des Kühlmit tels in die Kanäle mitbestimmt. Die Ausgestaltung von Kühlka nälen mit einem geringen Kühlgaseintrittswiderstand ist, ins besondere bei großen im Leiter zentral angeordneten Kühlkanä len, die außerdem aufgrund der günstigeren hydraulischen Ver hältnisse wesentlich größere Kühlfluidmengen aufnehmen kön nen, relativ schwierig. Da mehrere solcher Teilleiter aufein andergeschichtet erst einen Leiterstab bilden, ergeben sich im Eintrittsbereich Platzprobleme für eine strömungsgünstige Gestaltung der Einströmbereiche ohne großen Querschnittsver lust des Leiterstabes. Desweiteren erfordert der radiale Aus trittsbereich aufgrund der geringen Temperaturdifferenz zwi schen der Kühlfluidtemperatur und der Leitertemperatur eine wirksame sich auf die Wärmeübertragung der Wärme vom Leiter zum Kühlfluid positiv auswirkende strömungstechnische Gestal tung.The coolant can be, for example, air or Trade hydrogen. With air-cooled generators it will Cooling fluid inserted into the cooling channels by means of a fan brings. The effect of the cooling depends on this, among other things depending on the speed at which the cooling fluid cools the flows through channels. The speed of the cooling fluid is there depending on the pressure at which the cooling fluid enters the Cooling channels occurs and the flow losses at Flow through the cooling channels. The flow losses are currently significantly due to the entry resistance of the coolant co-determined in the channels. The design of Kühlka channels with a low cooling gas inlet resistance, ins especially in the case of large cooling channels arranged centrally in the conductor len, which also because of the cheaper hydraulic Ver Ratios can absorb much larger amounts of cooling fluid relatively difficult. Since several such sub-conductors match layered and form a ladder rod, result Space problems in the entrance area for a streamlined Design of the inflow areas without a large cross section lust of the ladder. Furthermore, the radial out requires tread area due to the small temperature difference between cooling fluid temperature and the conductor temperature affect heat transfer of heat from the conductor fluidic shape that has a positive effect on the cooling fluid tung.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Auf gabe zugrunde, einen elektrischen Leiter für eine Spule eines Läufers, insbesondere eines Generatorläufers, vorzugsweise eines Turbogeneratorläufers, anzugeben, der strömungstech nisch günstiger gestaltet ist ohne Nachteile für den Leiter querschnitt. Ferner soll solch ein elektrischer Leiter mit einfachen Mitteln und kostengünstig herstellbar sein.Proceeding from this, the present invention is based on based on an electrical conductor for a coil of a Rotor, in particular a generator rotor, preferably of a turbogenerator rotor to specify the flow tech nisch cheaper is designed without disadvantages for the leader cross-section. Such an electrical conductor is also intended to be used simple means and inexpensive to manufacture.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen elektrischen Leiter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.According to the invention, this object is achieved by an electrical Head solved with the features of claim 1. Beneficial Further training is the subject of the subclaims.

Der erfindungsgemäße elektrische Leiter für eine Spule eines Läufers, insbesondere eines Generatorläufers, vorzugsweise eines Turbogeneratorläufers, mit einem sich in Längsrichtung des Leiters erstreckenden Kühlkanal und wenigstens einer mit dem Kühlkanal in Verbindung stehenden Einlaßöffnung zeichnet sich dadurch aus, daß die Einlaßöffnung im jeweiligen Endbe reich des Leiters durch Spreizung desselben in diesem Endbe reich gebildet ist. Durch diese Ausbildung der Einlaßöffnun gen wird eine Vergrößerung des hydraulischen Durchmessers be wirkt, wodurch der Strömungswiderstand im Eintrittsbereich in den Kühlkanal verringert wird. Mit der Verringerung des Kühl mitteleintrittswiderstands wird eine verbesserte Kühlung er reicht. Durch die strömungstechnisch verbesserte Ausbildung des Strömungsweges im Leiter kann beispielsweise die Leistung eines Lüfters verringert oder die Ausnutzung der Wicklung vergrößert werden, was zu einer günstigeren energetischen Ge samtbilanz des Generators führt. Die Einlaßöffnungen sind nach dem erfindungsgemäßen Vorschlag durch Spreizung des Lei ters gebildet. Die Spreizung des Leiters erfolgt vorzugsweise nach dem Verfahren zur Radialschlitzherstellung. Hierzu wird vorzugsweise der Leiter mittig aufgetrennt und gabelförmig verformt. Eine gabelförmige Ausbildung des Endbereichs des Leiters stellt eine strömungstechnisch besonders günstige Ausbildung der Öffnungen dar.The electrical conductor according to the invention for a coil Rotor, in particular a generator rotor, preferably of a turbogenerator rotor, with one in the longitudinal direction of the conductor extending cooling channel and at least one with the cooling duct communicating inlet opening is characterized in that the inlet opening in the respective Endbe range of the leader by spreading it in this endbe is richly educated. Through this design of the inlet opening conditions increase the hydraulic diameter acts, causing the flow resistance in the entry area in the cooling channel is reduced. With the reduction in cooling medium entry resistance, he will improve cooling enough. Due to the improved fluidic training the flow path in the conductor can, for example, the power of a fan is reduced or the utilization of the winding be enlarged, resulting in a cheaper energetic Ge overall balance of the generator. The inlet openings are according to the proposal according to the invention by spreading the lei ters formed. The conductor is preferably spread apart according to the radial slot manufacturing process. To do this preferably the conductor is separated in the middle and fork-shaped deformed. A fork-shaped design of the end region of the Ladder represents a particularly favorable flow Formation of the openings.

Um sicherzustellen, daß die Öffnungen während der Herstellung eines Generatorläufers und während des Betriebes des Genera torläufers ihre vorgegebene Gestalt nicht verändern, ist vor zugsweise zwischen den gespreizten Bereichen der Öffnung oder außerhalb dieser jeweils mindestens ein Distanzstück angeord net. Das Distanzstück ist dabei so bemessen, daß dieses den Strömungsweg eines Kühlmittels zu dem oder aus dem Kühlkanal frei läßt. Die Distanzstücke dienen dabei hauptsächlich zur Aufnahme seitlicher Kräfte im offenen Gabelbereich. Eine sol che Lösung wird insbesondere bei offenen Leiterprofilen ver wendet. Vorzugsweise sind die Distanzstücke mit dem Leiter stofflich verbunden, insbesondere verlötet. To ensure that the openings during manufacture a generator rotor and during the operation of the genera The goal is not to change their predefined shape preferably between the spread areas of the opening or at least one spacer is arranged outside each of these net. The spacer is dimensioned so that this Flow path of a coolant to or from the cooling channel leaves free. The spacers are mainly used for Absorption of lateral forces in the open fork area. A sol che solution is used especially with open conductor profiles turns. The spacers with the conductor are preferably materially connected, especially soldered.

Der vorgeschlagene Leiter eignet sich besonders als Axiallei ter eines Läufers für eine Spule eines Läufers, vorzugsweise eines Turbogeneratorläufers. Zum Aufbau der gesamten Wicklung ist die jeweilige Stirnseite des Leiters mit jeweils einem, vorzugsweise auch einen Kühlkanal aufweisenden, Tangential leiter verbunden. Die Verbindung des Leiters mit dem Tangen tialleiter erfolgt z. B. durch Löten. Die Lötverbindung wird zwischen dem Tangentialleiter und dem axial verlaufenden Lei ter besonders dadurch erreicht, daß in dem jeweiligen ge spreizten Endbereich des Leiters jeweils ein Lötstück einge setzt ist, das mit dem Leiter und dem Tangentialleiter verlö tet ist. Das Lötstück kann gleichzeitig ein Distanzstück sein.The proposed conductor is particularly suitable as an axial lead ter of a rotor for a coil of a rotor, preferably a turbogenerator rotor. To build up the entire winding is the respective face of the conductor with one, preferably also a tangential cooling channel head connected. The connection of the conductor with the Tangen tialleiter takes place z. B. by soldering. The solder joint will between the tangential conductor and the axially extending Lei ter particularly achieved in that in the respective ge Spread end portion of the conductor inserted a solder is set that loses with the conductor and the tangential conductor is. The solder piece can also be a spacer his.

Zur weiteren Verbesserung der Kühlwirkung kann auch an den Auslaßöffnungen eine Modifizierung der Strömungsführung vor genommen werden. Diese Maßnahme ist auch unabhängig von den bisher beschriebenen Maßnahmen möglich. Eine solche Modifi zierung erfolgt erfindungsgemäß durch einen Kühlkanaleinsatz. Der Leiter weist nämlich üblicherweise mehrere im Abstand zu einander und im wesentlichen quer zum Kühlkanal verlaufende, diesen durchdringende Radialkanäle auf. Durch diese Radialka näle entweicht das Kühlfluid aus dem Kühlkanal zusammen mit dem durch benachbarte Teilleiter und deren Kühlkanäle zuge führten Kühlfluid. Eine gezielte oder gleichmäßige Verteilung der verschiedenen Kühlfluidströme kann erreicht werden durch einen Kühlkanaleinsatz, der den Kühlkanal abschnittsweise zwischen einzelnen Radialkanälen blockiert. Dadurch kann festgelegt werden, welcher Kühlgasstrom aus welchem Teillei ter durch welchen Radialkanal entweichen soll. Auch können Strömungsverluste durch Verwirbelungen etc. vermindert wer den.To further improve the cooling effect, the A modification of the flow guidance before outlet openings be taken. This measure is also independent of the Measures described so far possible. Such a modifi Decoration takes place according to the invention by a cooling channel insert. The conductor usually assigns several at a distance mutually and essentially transverse to the cooling channel, penetrating radial channels. Through this radialka channels escapes the cooling fluid from the cooling channel together with which by adjacent sub-conductors and their cooling channels led cooling fluid. A targeted or even distribution of the various cooling fluid flows can be achieved by a cooling channel insert, the cooling channel in sections blocked between individual radial channels. This can determine which cooling gas flow from which part ter through which radial channel is to escape. Can too Flow losses caused by turbulence etc. are reduced the.

Ein solcher Kühlkanaleinsatz besteht daher aus aneinanderge reihten Füllstücken und Verbindungsstegen, die zusammen an ihre Bestimmungsposition im Auslaßbereich geschoben werden können. Die Füllstücke können einen Teil des Stromflusses aufnehmen und gleichzeitig Wärme in benachbarte Bereiche des Kühlkanales, in denen radiale Kühlfluidströme fließen, abfüh ren. Die Verbindungsstege dienen dabei gleichzeitig als Wär metauscherflächen.Such a cooling channel insert therefore consists of one another lined up filler pieces and connecting webs that came together their destination in the outlet area are pushed can. The fillers can be part of the current flow absorb and at the same time heat in neighboring areas of the Remove cooling channels in which radial cooling fluid flows ren. The connecting webs also serve as heat exchange surfaces.

Der Kühlkanaleinsatz kann durch Bearbeitung in der Bestim mungsposition formschlüssig mit dem Kanal verbunden sein.The cooling channel insert can be processed in the determ Position positively connected to the channel.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden anhand ei nes bevorzugten Ausführungsbeispiels, auf das die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, erläutert. Es zeigen:Further advantages and features of the invention are based on ei nes preferred embodiment to which the invention but is not limited. Show it:

Fig. 1 einen elektrischen Leiter, Fig. 1 is an electrical conductor,

Fig. 2 schematisch einen mit Leitern nach Fig. 1 gebil deten Wickelkopfbereich eines Turbogenerator läufers, Fig. 2 shows schematically a gebil Deten with conductors of FIG. 1 end winding region of a turbine generator rotor,

Fig. 3 einen Querschnitt in einem gegabelten Endbereich durch einen Leiterstab aus mehreren Teillei tern, Figure 3 tern. A cross-section in a bifurcated end portion through a conductor bar of several Teillei,

Fig. 4 schematisch die Gestaltung des Leiterstabes eines Türbogeneratorläufers im Bereich einer Kühlmit telaustrittszone, Fig. 4 schematically shows the design of the conductor bar telaustrittszone a Türbogeneratorläufers the region of a Kühlmit,

Fig. 5 eine Ansicht von links entlang der Schnittlinie V-V nach Fig. 4 und Fig. 5 is a view from the left along the section line VV of Fig. 4 and

Fig. 6 eine Ansicht von links entlang der Schnittlinie VI-VI nach Fig. 4. Fig. 6 is a view from the left along the section line VI-VI of Fig. 4.

In der Fig. 1 ist ein elektrischer Leiter 1 dargestellt, wie er für eine Spule eines Läufers, vorzugsweise eines Turboge neratorläufers, verwendbar ist. Der Leiter 1 weist einen sich in Längsrichtung des Leiters erstreckenden Kühlkanal 2 auf. Der Kühlkanal 2 steht in Verbindung mit den Öffnungen 3 und 4. Die Öffnungen 3, 4 sind im jeweiligen Endbereich 5, 6 des Leiters 1 ausgebildet. Die Öffnungen 3, 4 sind durch Sprei zung des Leiters in seinem Bereich 5 bzw. 6 ausgebildet.In Fig. 1, an electrical conductor 1 is shown as it can be used for a coil of a rotor, preferably a turbo generator rotor. The conductor 1 has a cooling channel 2 which extends in the longitudinal direction of the conductor. The cooling duct 2 is connected to the openings 3 and 4 . The openings 3 , 4 are formed in the respective end region 5 , 6 of the conductor 1 . The openings 3 , 4 are formed by spreading the conductor in its area 5 and 6 respectively.

Der Leiter 1 weist im jeweiligen Endbereich 5, 6 jeweils ein sich von der Stirnseite 7 bzw. 8 in Längsrichtung des Leiters erstreckenden Schlitz 9 bzw. 10 auf, der durch Spreizung in die Öffnung 3 bzw. 4 überführt wird. Die Endbereiche 5, 6 des Leiters 1 sind gabelförmig ausgebildet.The conductor 1 has in the respective end region 5 , 6 in each case a slot 9 or 10 which extends from the end face 7 or 8 in the longitudinal direction of the conductor and which is transferred into the opening 3 or 4 by spreading. The end regions 5 , 6 of the conductor 1 are fork-shaped.

Elektrische Leiter, wie in der Fig. 1 dargestellt, werden zum Aufbau einer Spule eines Läufers verwendet. Hierbei wer den in bekannter Weise mehrere elektrische Teilleiter über einander fluchtend angeordnet. In dem Leiter 1 sind im we sentlichen senkrecht zu dessen Längserstreckung Radialkanäle 11 ausgebildet, durch die ein Kühlfluid hindurchströmt, wie dies nachfolgend noch näher erläutert wird.Electrical conductors, as shown in Fig. 1, are used to build a coil of a rotor. Here, who arranged in a known manner several electrical sub-conductors in alignment with one another. Radial channels 11 are formed in the conductor 1 , essentially perpendicular to its longitudinal extent, through which a cooling fluid flows, as will be explained in more detail below.

In der Fig. 2 ist ein Teil des Wickelkopfbereiches eines Läufers dargestellt. Mit 12 ist die Stirnseite des Läuferbal lens bezeichnet. Der Läufer weist wenigstens zwei elektrische Leiter 1 auf. In dem gabelförmigen Endbereich 5 des Leiters 1 ist ein Distanzstück 13 angeordnet, welches den gabelförmigen Bereich 5 auf einer vorgegebenen Geometrie hält. Das Distanz stück 13 ist mit dem Leiter 1 stofflich verbunden, vorzugs weise verlötet. Bei den in der Fig. 2 dargestellten Leitern 1 handelt es sich um Axialleiter eines Läufers. An der jewei ligen Stirnseite 7 der Leiter 1 ist jeweils ein Tangential leiter 18, 19 angeordnet. Der Tangentialleiter 18 bzw. 19 ist mit dem Leiter 1 verlötet. Zur besseren Verbindung zwischen dem Tangentialleiter 18, 19 und dem Leiter 1 ist jeweils ein Lötstück 20 vorgesehen, welches in den gabelförmigen Bereich 5 eingebracht ist. Bei dem Tangentialleiter 18, 19 handelt es sich um ein Hohlprofil. FIG. 2 shows part of the winding head area of a runner. With 12 the end face of the runner lens is designated. The rotor has at least two electrical conductors 1 . In the fork-shaped end region 5 of the conductor 1 , a spacer 13 is arranged, which holds the fork-shaped region 5 on a predetermined geometry. The spacer 13 is materially connected to the conductor 1 , preferably soldered. The conductors 1 shown in FIG. 2 are axial conductors of a rotor. At the respective end 7 of the conductor 1 , a tangential conductor 18 , 19 is arranged. The tangential conductor 18 or 19 is soldered to the conductor 1 . For a better connection between the tangential conductor 18 , 19 and the conductor 1 , a soldering piece 20 is provided, which is introduced into the fork-shaped area 5 . The tangential conductor 18 , 19 is a hollow profile.

In der Fig. 3 ist der Aufbau axialer Leiter im Wickelkopfbe reich mit zur Gabel gespreizten offenen Profilen im Anström bereich eines Kühlmittels dargestellt. Die Axialleiter sind, wie aus der Fig. 3 ersichtlich, fluchtend übereinander ange ordnet. Jeder Axialleiter 1a, 1b, . . . weist einen Kühlkanal 2 auf. Jeder Kühlkanal 2 weist in einem Auslaßbereich in radia ler Richtung verlaufende Radialkanäle 11 auf. Die Axialleiter 1a, 1b . . . weisen unterschiedlich stark gespreizte Endberei che auf. Der Öffnungsquerschnitt im Einströmbereich ist hier bei am größten.In Fig. 3, the construction of axial conductors in the Wickelkopfbe is shown with open profiles spread to the fork in the inflow area of a coolant. The axial conductors are, as can be seen from Fig. 3, aligned one above the other. Each axial conductor 1 a, 1 b,. . . has a cooling channel 2 . Each cooling channel 2 has radial channels 11 extending in an outlet region in the radial direction. The axial conductor 1 a, 1 b. . . have differently spread end areas. The opening cross-section in the inflow area is the largest here.

Zur Verbesserung der Kühlung in der radialen Austrittszone bei großen Kühlkanälen ist vorzugsweise zumindest in den obe ren Leitern 1d, 1e, 1f jeweils ein Kühlkanaleinsatz 21, 22, 23 angeordnet. Jeder Kühlkanaleinsatz 21, 22, 23 weist ab wechselnd angeordnete Füllstücke 22 und Verbindungsstege 23 auf. Jeder Kühlkanaleinsatz 21, 22, 23 ist mittels Form schluß oder dergleichen im Kühlkanal 2 des entsprechenden Leiters 1g, 1f, 1e befestigt.To improve the cooling in the radial outlet zone in the case of large cooling channels, a cooling channel insert 21 , 22 , 23 is preferably arranged at least in each of the upper conductors 1 d, 1 e, 1 f. Each cooling channel insert 21 , 22 , 23 has from alternately arranged filler pieces 22 and connecting webs 23 . Each cooling channel insert 21 , 22 , 23 is by means of a positive connection or the like in the cooling channel 2 of the corresponding conductor 1 g, 1 f, 1 e attached.

Anhand des in der Fig. 4 dargestellten Leiters 1e wird im folgenden die Wirkungsweise der Kühlung in der radialen Aus trittszone erläutert. Ein Kühlfluid F strömt im Kühlkanal 2 des Leiters 1e in axialer Richtung. In dem Kühlkanal 2 des Leiters 1e ist sind Füllstücke 22 angeordnet, die den Kanal 2 verschließen. Das Fluid F strömt in radialer Richtung, vom Läufer aus betrachtet, nach außen durch einen einzigen Kühl kanal 11 in den Kühlkanal 2 des Leiters 1f. Hierbei umströmt das Fluid F den Verbindungssteg 23, wie dies aus der Fig. 6 ersichtlich ist. Das Fluid F strömte weiter durch den Radial kanal 11 in den Leiter 1g hinein, wobei beidseits des Radial kanals 11 jeweils ein Füllstück 22 vorgesehen ist, die den Kühlkanal des Leiters 1g verschließen. Das Fluid F verläßt den Leiter 1g durch den offenen Radialkanal, wobei das Fluid den Verbindungssteg 23 umströmt. Eine gezielte Verteilung und Beeinflussung der Auslaßströme des Kühlfluids ist auf diese Weise durch Anordnung von Füllstücken zumindest in einem Teil der Kühlkanäle möglich. Based on the conductor 1 e shown in FIG. 4, the operation of the cooling in the radial exit zone is explained below. A cooling fluid F flows in the cooling channel 2 of the conductor 1 e in the axial direction. In the cooling channel 2 of the conductor 1 e, filler pieces 22 are arranged which close the channel 2 . The fluid F flows in the radial direction, viewed from the rotor, outwards through a single cooling channel 11 into the cooling channel 2 of the conductor 1 f. Here, the fluid F flows around the connecting web 23 , as can be seen from FIG. 6. The fluid F continued to flow through the radial channel 11 into the conductor 1 g, a filler 22 being provided on both sides of the radial channel 11 , which seal the cooling channel of the conductor 1 g. The fluid F leaves the conductor 1 g through the open radial channel, the fluid flowing around the connecting web 23 . A targeted distribution and influencing of the outlet flows of the cooling fluid is possible in this way by arranging fillers in at least part of the cooling channels.

Die vorliegende Erfindung erlaubt die Optimierung der Kühl fluidströme in der Wicklung eines Turbogeneratorläufers, wo durch die Gesamtenergiebilanz und unter Umständen die Maxi malleistung des Generators erhöht verbessert werden können.The present invention allows optimization of the cooling fluid flows in the winding of a turbogenerator rotor, where through the total energy balance and possibly the maxi painting performance of the generator can be improved.

Claims

1. Electrical conductor ( 1 ; 1 a, 1 b, 1 c, 1 d, 1 e, 1 f, 1 g) for a coil of a rotor, in particular a turbogenerator rotor, with a in the longitudinal direction of the conductor ( 1 ; 1 a , 1 b, 1 c, 1 d, 1 e, 1 f, 1 g) extending cooling duct ( 2 ) and at least one inlet opening ( 3 , 4 ) connected to the cooling duct ( 2 ) in the respective end region ( 5 , 6 ) of the conductor ( 1 a, 1 b, 1 c, 1 d, 1 e, 1 f), characterized in that the inlet opening ( 3 , 4 ) by spreading the conductor ( 1 ; 1 a, 1 b, 1 c, 1 d, 1 e, 1 f, 1 g) is formed in the end region ( 5 , 6 ).

2. Head according to claim 1, characterized in that the conductor ( 1 ; 1 a, 1 b, 1 c, 1 d, 1 e, 1 f, 1 g) in the respective end region ( 5 , 6 ) each have a different End face ( 7 , 8 ) in the longitudinal direction of the conductor ( 1 ; 1 a, 1 b, 1 c, 1 d, 1 e, 1 f, 1 g) extend the slot ( 9 , 10 ).

3. Head according to claim 2, characterized in that each slot ( 9 , 10 ) are formed substantially perpendicular to the cooling channel ( 2 ).

4. Head according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the Endbe rich ( 5 , 6 ) are fork-shaped.

5. Head according to one of the preceding claims, characterized in that at least one spacer ( 13 ) is arranged between the spread areas, which leaves the flow path of a coolant in the cooling channel ( 2 ).

6. Head according to claim 5, characterized in that a Di punch piece ( 13 ) with the conductor ( 1 ; 1 a, 1 b, 1 c, 1 d, 1 e, 1 f, 1 g) is materially connected, preferably soldered .

7. Head according to one of the preceding claims, characterized in that the conductor is an axial conductor ( 1 ; 1 a, 1 b, 1 c, 1 d, 1 e, 1 f, 1 g) of a rotor.

8. Head according to claim 7, characterized in that the respective end face ( 7 , 8 ) of the conductor ( 1 ; 1 a, 1 b, 1 c, 1 d, 1 e, 1 f, 1 g), each with one , preferably also a tangential conductor ( 18 , 19 ) having a cooling channel.

9. Head according to claim 8, characterized in that the conductor ( 1 ; 1 a, 1 b, 1 c, 1 d, 1 e, 1 f, 1 g) is soldered to the tangential conductor ( 18 , 19 ).

10. Head according to claim 9, characterized in that in the jewei term spread end region ( 5 , 6 ) a solder piece ( 20 ) is used, which is soldered to the conductor ( 1 ) and the Tangentiallei ter ( 19 ).

11. conductor, in particular according to one of the preceding claims, characterized in that the conductor ( 1 ; 1 a, 1 b, 1 c, 1 d, 1 e, 1 f, 1 g) several transverse to the cooling channel ( 2 ) Radial channels ( 11 ) and a cooling channel insert ( 21 , 22 , 23 ) extending in the longitudinal direction of the cooling channel ( 2 ) and arranged therein is provided, which blocks the cooling channel ( 2 ) in sections between the Radialka channels.

12. A conductor according to claim 11, characterized in that the Kühlka channel insert ( 21 , 22 , 23 ) is electrically good conductive.

13. Head according to claim 11 or 12, characterized in that the Kühlka channel insert ( 21 , 22 , 23 ) at least in sections is positively connected to the conductor ( 1 ).

14. Head according to claim 11, 12 or 13, characterized in that the Kühlka channel insert ( 21 , 22 , 23 ) the distribution of cooling fluid adjacent conductor ( 1 a, 1 b, 1 c, 1 d, 1 e, 1 f , 1 g) on the Radialka channels ( 11 ) determined.

15. A conductor according to claim 11, 12, 13 or 14, characterized in that the Kühlka channel insert ( 21 , 22 , 23 ) takes over part of the power line in blocked partial areas of the cooling channel ( 2 ) and is used for heat dissipation in non-blocked partial areas.