DE4025439A1 - ARRANGEMENT WITH CARRIER AND WINDING RODS - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit Wicklungsträger und Wicklungsstäben, die z. B. als Stator in einer elektrischen Großmaschine, beispielsweise in einem Turbogenerator mit einer elektrischen Nennleistung um etwa 100 MVA und darüber, verwendbar ist.The invention relates to an arrangement with winding carriers and Winding bars, the z. B. as a stator in an electrical Large machine, for example in a turbogenerator with one nominal electrical power by about 100 MVA and above, is usable.
Derartige Anordnungen werden beispielsweise in der DE-A 21 65 727, der DE-C 25 06 790, der DE-C 26 55 609 und der DE-A 30 16 990 beschrieben.Such arrangements are for example in the DE-A 21 65 727, DE-C 25 06 790, DE-C 26 55 609 and DE-A 30 16 990.
Wie auch aus den Dokumenten zum Stand der Technik hervorgeht, besteht ein Wicklungsträger aus einem mit Nuten zur Aufnahme der Wicklungsstäbe versehenen Formteil oder einer Mehrzahl hintereinander angeordneter solcher Formteile, wobei ein Formteil je nach Anwendung ein monolithischer Körper oder ein Stapel aufeinandergeschichteter weichmagnetischer Bleche (sogenannter "Transformatorenbleche") sein kann. Vorzugsweise weist der Wicklungsträger entlang einer Achse eine hohlzylindrische Ausnehmung auf, und die Nuten sind von dieser Ausnehmung aus in den Wicklungsträger eingearbeitet. In die Nuten sind die Wicklungsstäbe eingelegt, üblicherweise pro Nut zwei Wicklungsstäbe übereinander. An den Enden des Wicklungsträgers sind die in den Wicklungsstäben enthaltenen elektrischen Leiter unter Bildung von Spulenwicklungen miteinander verbunden. Die Nuten mit den Wicklungsstäben sind verschlossen mittels Verschlußleisten oder dergleichen, die in einander gegenüberliegende Ausnehmungen in den beiden Seiten der Nut im Bereich der Nutöffnung eingepaßt sind. Zwischen eine Verschlußleiste und den dieser benachbarten Wicklungsstab kann gegebenenfalls noch eine Zwischenlage eingefügt werden, die mit federnden Elementen zur Einpressung der Wicklungsstäbe in die Nut sowie Mitteln zum Bewirken eines elektrischen Potentialausgleichs im Bereich der Nutöffnung versehen sein kann und darüber hinaus die Wicklungsstäbe vor Beschädigungen beim Einpassen der Verschlußleiste schützt.As can also be seen from the prior art documents, a winding carrier consists of one with slots for receiving of the winding rod provided molded part or a plurality such molded parts arranged one behind the other, wherein a Depending on the application, a molded part or a monolithic body Stack of superimposed soft magnetic sheets (so-called "transformer sheets"). Preferably the winding support has an axis hollow cylindrical recess, and the grooves are from this Recess made in the winding carrier. In the The winding bars are inserted in slots, usually per slot two winding bars one above the other. At the ends of the Winding carriers are those contained in the winding bars electrical conductor forming coil windings connected with each other. The slots with the winding bars are closed by means of sealing strips or the like, which in opposite recesses in the two sides the groove are fitted in the area of the groove opening. Between a sealing strip and the winding bar adjacent to it if necessary, an intermediate layer can be inserted, those with resilient elements for pressing in the winding bars into the groove as well as means for effecting an electrical Equipotential bonding in the area of the slot opening can and also the winding bars from damage protects when fitting the sealing strip.
Ein üblicher Wicklungsstab besteht aus einer Leiteranordnung aus elektrisch leitfähigen Stäben, die sämtlich oder zum Teil zur Führung von Kühlmittel hohl sein können, einer die Leiteranordnung umgebenden Isolierschicht aus Kunstharz oder dergleichen mit eingelagertem Glimmer oder ähnlichen Isolierstoffen sowie einer auf die Isolierschicht aufgetragenen Schutzschicht aus halbleitfähigem Material. Diese Schutzschicht, vielfach auch als "Außenglimmschutz" bezeichnet, dient zur Sicherstellung eines gleichmäßigen elektrischen Potentials an der Außenseite des Wicklungsstabes. Sie kann eine halbleitfähige Lackschicht und/oder eine Bewicklung der Isolierschicht mittels eines halbleitfähigen Bandes sein. Die Schutzschicht ist in der Nut in elektrischen Kontakt mit der Nutwand zu bringen, um den geforderten Potentialausgleich sicherzustellen. Dies wird gemäß der DE-C 25 06 790 dadurch gewährleistet, daß auf die den Nutwänden benachbarten Flächen der Schutzschicht eine unter Druck verformbare, teilweise leitfähige Silikonharzschicht aufgebracht wird. Gemäß der DE-C 26 55 609 wird der Wicklungsstab mittels eines elektrisch leitfähigen Keiles, der zwischen eine Nutwand und den Wicklungsstab getrieben wird in der Nut verkeilt. Beide Maßnahmen sind relativ aufwendig; die erstgenannte Maßnahme erfordert einen sehr hohen Aufwand bei der Fertigung des Wicklungsstabes, und die zweitgenannte Maßnahme erfordert eine erhebliche und unter Umständen durchaus bedenkliche mechanische Beanspruchung des Wicklungsstabes beim Fixieren in der Nut.A common winding bar consists of a conductor arrangement made of electrically conductive rods, all or some of them can be hollow to guide coolant, one of the Insulating layer of synthetic resin or surrounding conductor arrangement the like with embedded mica or the like Insulating materials and one applied to the insulating layer Protective layer made of semi-conductive material. These Protective layer, often referred to as "external glow protection", serves to ensure a uniform electrical Potential on the outside of the winding bar. You can semiconductive lacquer layer and / or a winding of the Insulating layer using a semiconductive tape. The Protective layer is in electrical contact with the groove Bring groove wall to the required equipotential bonding ensure. This is according to DE-C 25 06 790 ensures that on the surfaces adjacent to the groove walls the protective layer is partially deformable under pressure conductive silicone resin layer is applied. According to the DE-C 26 55 609 the winding rod by means of an electrical conductive wedge between a groove wall and the Driven winding rod is wedged in the slot. Both Measures are relatively complex; the first measure requires a very high effort in the production of the Winding rod, and the second measure requires one considerable and possibly quite questionable mechanical Stress on the winding rod when fixing it in the slot.
Beim Betrieb einer Anordnung mit Wicklungsträger und Wicklungsstäben in einer elektrischen Großmaschine, insbesondere dann, wenn die Anordnung beim Betrieb magnetischen Wechselfeldern ausgesetzt ist (dies z. B. dann, wenn die Anordnung als Stator in einem Generator oder einem Motor eingesetzt ist), müssen in den Nuten elektrische Glimmentladungen, die durch magnetische Induktion hervorrufbar sind, zwischen dem Wicklungsträger und den Wicklungsstäben verhindert werden; auch ist dafür Sorge zu tragen, daß an instabilen Kontakten zwischen einem Wicklungsstab und der Nutwand keine Abreißfunken auftreten. Glimmentladungen und Abreißfunken führen stets zu Materialschäden an Wicklungsstäben und Wicklungsträger und verkürzen somit unvermeidlich die Lebensdauer der Anordnung.When operating an arrangement with winding carriers and Winding bars in a large electrical machine, especially if the arrangement is magnetic during operation Is exposed to alternating fields (e.g. if the Arrangement as a stator in a generator or a motor is inserted), must be electrical in the grooves Glow discharges that can be caused by magnetic induction are between the winding support and the winding bars be prevented; care must also be taken to ensure that unstable contacts between a winding bar and the No tear-off sparks occur in the groove wall. Glow discharges and Tear-off sparks always lead to material damage to winding bars and winding carriers and thus inevitably shorten the Life of the arrangement.
Dementsprechend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Anordnung mit Wicklungsträger und Wicklungsstäben derart zu ertüchtigen, daß in jeder Nut des Wicklungsträgers mechanisch und elektrisch ausreichend belastbare Verbindungen zwischen der Schutzschicht jedes Wicklungsstabes und dem Wicklungsträger geschaffen werden, so daß nennenswerte elektrische Potentialdifferenzen in der Nut vermieden werden.The object of the present invention is accordingly based on the arrangement with winding carriers and winding bars to be strengthened in such a way that in each slot of the winding support mechanically and electrically sufficiently robust connections between the protective layer of each winding bar and the Winding carriers are created, so that significant electrical potential differences in the groove can be avoided.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Anordnung mit Wicklungsträger und Wicklungsstäben vorgeschlagen, wobeiAccording to the invention, an arrangement is used to achieve this object proposed with winding carriers and winding bars, wherein
- a) jeder Wicklungsstab eine elektrisch leitfähige Leiteranordnung und eine diese umhüllende Isolierschicht aufweist, einen etwa viereckigen Querschnitt und abgerundete Stabkanten hat sowie von einer elektrisch leitfähigen Schutzschicht umgeben ist;a) each winding rod is an electrically conductive Conductor arrangement and an insulating layer enveloping it has an approximately square cross-section and rounded Has bar edges as well as an electrically conductive Protective layer is surrounded;
- b) der Wicklungsträger aus elektrisch leitfähigem Material besteht und Nuten aufweist, in die die Wicklungsstäbe eingelegt sind;b) the winding support made of electrically conductive material exists and has grooves into which the winding bars are inserted are;
- c) jede Nut einen etwa viereckigen Querschnitt und zwei einander gegenüberliegende Nutwände sowie einen Nutboden hat sowie mindestens einen Wicklungsstab aufweist;c) each groove has an approximately square cross section and two opposite groove walls and a groove bottom and has at least one winding rod;
- d) in jeder Nut zwischen jeder Nutwand und zumindest einer dieser benachbarten Stabkante des Wicklungsstabes eine Füllung aus einer gummielastischen, elektrisch leitfähigen Masse liegt.d) in each groove between each groove wall and at least one this adjacent bar edge of the winding bar a filling from a rubber-elastic, electrically conductive mass.
Erfindungsgemäß wird die Schutzschicht des Wicklungsstabes über eine elektrisch leitfähige, gummielastische Füllung an den Wicklungsträger kontaktiert. Diese Kontaktierung ist auch unter erheblichen betrieblichen Belastungen sicher, da geringe Vibrationen des Wicklungsstabes in der Nut von der gummielastischen Füllung aufgefangen werden und nicht zum Abriß des Kontaktes führen können. Die Kontaktierung ist großflächig und bietet somit stets kurze Wege für elektrische Ausgleichs ströme zwischen Wicklungsträger und Wicklungsstab; größere Stromschleifen, und damit hohe Induktionsspannungen mit nachfolgenden Glimmentladungen und Funken, werden vermieden. Darüber hinaus vermag die gummielastische Füllung auch eventuell auftretende Vibrationen des Wicklungsstabes zu bedämpfen; sie trägt damit auch zur mechanischen Stabilität der Anordnung in erheblichem Umfang bei.According to the protective layer of the winding rod is over an electrically conductive, rubber-elastic filling to the Coil carrier contacted. This contact is also under considerable operational burdens because of low Vibrations of the winding rod in the slot of the rubber-elastic filling to be caught and not for demolition of contact can lead. The contact is large and thus always offers short distances for electrical compensation currents between winding carrier and winding bar; bigger ones Current loops, and thus high induction voltages subsequent glow discharges and sparks are avoided. In addition, the rubber-elastic filling can possible vibrations of the winding rod dampen; it also contributes to the mechanical stability of the Arrangement to a significant extent.
Die Vorteile der Erfindung kommen in besonderer Weise zur Geltung im Rahmen einer Anordnung, in der jede Nut mit einer Verschlußleiste verschlossen ist und einen dieser benachbarten ersten Wicklungsstab aufweist, wobei zwischen jeder Nutwand und jeder Stabkante des ersten Wicklungsstabes, die der Nutwand und der Verschlußleiste benachbart ist, eine Füllung angeordnet ist. Füllungen sind also vorgesehen in den Räumen, die zwischen der Verschlußleiste, einer dieser unmittelbar benachbarten Stabkante und der zugehörigen Nutwand gebildet sind. Die der Verschlußleiste zugewandten Flächen des ersten Wicklungsstabes sind in der gesamten Nut die am schwierigsten einwandfrei kontaktierbaren Flächen; mit den in erwähnter Weise angeordneten Füllungen kann die Kontaktierung dieser Flächen einwandfrei gewährleistet werden.The advantages of the invention come in a special way Validity in the context of an arrangement in which each groove with a Sealing strip is closed and one of these adjacent has first winding rod, between each slot wall and each rod edge of the first winding rod, that of the slot wall and the sealing strip is adjacent, a filling is arranged is. Fillings are therefore provided in the spaces between the sealing strip, one of these immediately adjacent Bar edge and the associated groove wall are formed. The the Sealing strip facing surfaces of the first winding bar are the most difficult flawlessly in the entire groove contactable areas; with those mentioned above arranged fillings can contact these surfaces can be guaranteed perfectly.
Im Rahmen einer Weiterbildung der vorerwähnten besonderen Anordnung ist zwischen der Verschlußleiste und dem ersten Wicklungsstab eine elektrisch leitfähige Deckschicht eingefügt, beispielsweise eine Lage aus elektrisch halbleitfähigem Kunststoff. Über die Deckschicht kann der elektrische Potentialausgleich im Bereich der Öffnung der Nut sichergestellt werden, indem die Füllungen an den der Verschlußleiste benachbarten Stabkanten des ersten Wicklungsstabes außer mit der Nutwand und dem ersten Wicklungsstab mit dieser Deckschicht kontaktiert werden. Damit ist eine einwandfreie Erdung des gesamten Inhalts der Nut sicherzustellen. Die elektrische Leitfähigkeit der Deckschicht ist günstigerweise nicht allzu hoch, da ansonsten beim Betrieb der Anordnung elektrische Wirbelströme in bedenklicher Höhe entstehen könnten; sinnvoll ist es, für die Deckschicht ein im üblichen Sinne "halbleitfähiges" Material zu verwenden. Dies kann ein mit leitfähigen Partikeln oder Fasern durchsetzter Kunststoff, beispielsweise faserverstärkter Kunststoff mit einem gewissen Gehalt an metallisierten Fasern, sein.As part of a training of the aforementioned special Arrangement is between the sealing strip and the first Winding rod inserted an electrically conductive cover layer, for example a layer of electrically semiconductive Plastic. The electrical Equipotential bonding in the area of the opening of the groove be ensured by the fillings to the Closure strip adjacent bar edges of the first Winding rod except with the slot wall and the first Winding rod can be contacted with this top layer. In order to is a proper grounding of the entire contents of the groove ensure. The electrical conductivity of the top layer is advantageously not too high, otherwise it will be in operation the arrangement of electric eddy currents at a questionable level could arise; it makes sense to use an im usual sense to use "semi-conductive" material. This can be permeated with conductive particles or fibers Plastic, for example with fiber-reinforced plastic a certain content of metallized fibers.
In günstiger Weiterbildung der Erfindung wird zwischen der Verschlußleiste und dem ersten Wicklungsstab in der Nut ein Federelement, beispielsweise eine aus faserverstärktem Kunststoff oder dergleichen bestehende Blattfeder, eingefügt. Damit wird der erste Wicklungsstab, ebenso wie eventuell vorhandene weitere Wicklungsstäbe, fest in die Nut eingepreßt und in seiner Lage fixiert. Eventuell mögliche Vibrationen des ersten Wicklungsstabes werden weitestmöglich abgedämpft. Die Blattfeder kann weiterhin auch zumindest teilweise die Funktionen einer halbleitfähigen Deckschicht übernehmen, insbesondere dann, wenn sie ihrerseits halbleitfähig ist.In a favorable development of the invention, the Locking strip and the first winding rod in the groove Spring element, for example one made of fiber-reinforced Plastic or the like existing leaf spring inserted. This will be the first winding bar, as well as possibly existing further winding bars, firmly pressed into the groove and fixed in position. Possible vibrations of the first winding rod are damped as much as possible. The Leaf spring can also at least partially Assume the functions of a semi-conductive cover layer, especially if it is semi-conductive.
In günstiger Weiterbildung der Erfindung ist in jeder Nut zwischen dem ersten Wicklungsstab und dem Nutboden mindestens ein zweiter Wicklungsstab, üblicherweise ein einziger zweiter Wicklungsstab, angeordnet. Elektrisch leitfähige, gummielastische Füllungen werden dann günstigerweise nicht nur an den der Verschlußleiste benachbarten Stabkanten des ersten Wicklungsstabes, sondern auch zwischen benachbarten Stabkanten des ersten Wicklungsstabes und des zweiten Wicklungsstabes, und außerdem gegebenenfalls zwischen benachbarten Stabkanten zweier zweiter Wicklungsstäbe, eingefügt. Damit wird der Potential ausgleich innerhalb der Nut weiter verbessert, da mechanisch belastbare und dauerhafte elektrische Kontakte zwischen den jeweiligen Schutzschichten der Wicklungsstäbe und zusätzlich wirksame Dämpfungen für eventuelle Vibrationen der Wicklungsstäbe geschaffen werden.In a favorable development of the invention is in every groove at least between the first winding bar and the slot bottom a second winding bar, usually a single second one Winding rod, arranged. Electrically conductive, Elastic fillings are then not only convenient on the bar edges of the first bar adjacent to the sealing strip Winding rod, but also between adjacent rod edges the first winding bar and the second winding bar, and also possibly between adjacent bar edges of two second winding bars inserted. So that is the potential compensation within the groove is further improved because it is mechanical resilient and permanent electrical contacts between the respective protective layers of the winding bars and additionally effective damping for possible vibrations of the Winding bars are created.
Besonders vorteilhaft ist es, jedwede Füllung in elektrischen Kontakt zur nächstliegenden Nutwand zu bringen; wie bereits ausgeführt, ist dies zur Vermeidung größerer Induktions schleifen zwischen Wicklungsträger und Wicklungsstäben hilfreich.It is particularly advantageous to fill any electrical Bring contact to the nearest groove wall; like already executed, this is to avoid larger induction grind between winding carriers and winding bars helpful.
Zur Erstellung jedweder Füllung wird günstigerweise eine Masse verwendet, die im üblichen Sinn nicht metallisch leitfähig, sondern lediglich halbleitfähig ist. Der Entstehung von hohen Wirbelströmen kann damit vorgebeugt werden. Als solche Masse kommt beispielsweise vulkanisierter Silikonkautschuk in Frage, dem elektrisch leitfähige Partikel, beispielsweise Rußteilchen, beigemischt sind.A mass is conveniently used to create any filling used, which is not metallic conductive in the usual sense, but is only semiconductive. The emergence of high Eddy currents can thus be prevented. As such mass vulcanized silicone rubber is an option, the electrically conductive particle, for example soot particles, are added.
Zur Herstellung einer Füllung im Rahmen der Anordnung nach der Erfindung wird vorteilhafterweise eine elektrisch leitfähige, insbesondere halbleitfähige, viskoelastische Masse verwendet. Eine derartige Masse ist beispielsweise kalt vulkanisierbarer Silikonkautschuk mit einer Beimischung von elektrisch leitfähigen Partikeln, insbesondere Rußteilchen. Eine solche Masse kann beim Aufbau der Anordnung an die erforderlichen Stellen gespritzt werden; bei der weiteren Montage der Anordnung wird sie dann so geknetet, daß sie die ihr zugedachten Räume ausfüllt. Günstigerweise wird eine kaltvulkanisierbare Masse verwendet, die im Zeitraum weniger Stunden nach ihrer Verarbeitung gummielastisch aushärtet.To produce a filling under the arrangement according to the Invention is advantageously an electrically conductive, in particular semi-conductive, viscoelastic mass used. Such a mass can be cold vulcanized, for example Silicone rubber with an admixture of electrical conductive particles, especially soot particles. Such Mass can be required when building the arrangement Spots to be injected; during the further assembly of the Then she is kneaded in such a way that she gets her fills in intended spaces. Conveniently one cold-vulcanizable mass used less in the period Cures rubber-elastic hours after processing.
Die weitere Erläuterung der Erfindung erfolgt anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele; im einzelnen zeigen:The further explanation of the invention is based on the in the Exemplary embodiments shown in the drawing; in detail demonstrate:
Fig. 1 eine teilweise montierte Anordnung mit Wicklungsträger und Wicklungsstäben gemäß der Erfindung; Fig. 1 is a partially assembled assembly with bobbin and winding bars according to the invention;
Fig. 2 und Fig. 3 jeweils eine Teilansicht einer Anordnung gemäß der Erfindung im Querschnitt. Fig. 2 and Fig. 3 each show a partial view of an arrangement according to the invention in cross section.
Zur Erläuterung gemeinsamer Einzelheiten wird zunächst auf alle drei Figuren gleichzeitig Bezug genommen. Ein Wicklungsstab 2 oder 3 besteht, wie aus dem Stand der Technik wohlbekannt, aus einer Leiteranordnung 4 aus elektrisch leitfähigen, insbesondere kupfernen Stäben, die je nach Anforderung massiv oder, zur Führung von Kühlmittel, hohl sein können. Die Leiteranordnung 4 ist umgeben von einer Isolierschicht 5, die üblicherweise aus Kunststoff mit eingelagertem Glimmer und gegebenenfalls weiteren Trägermaterialien wie z. B. Glas besteht. Sowohl die Leiteranordnung 4 als auch die Isolierschicht 5 können strukturiert sein. Die Außenseite der Isolierschicht 5 ist umgeben von einer elektrisch halbleitfähigen Schutzschicht 7 (beispielsweise einer Bewicklung mit einem Band aus elektrisch halbleitfähigem Kunststoff), die zur Bewirkung eines elektrischen Potentialausgleichs an der Außenseite des Wicklungsstabes 2 oder 3 dient. Dies ist insbesondere dann erforderlich, wenn die Wicklungsstäbe in der elektrischen Maschine, deren Wicklungen sie bilden, magnetischen Wechselfeldern ausgesetzt sind; diese induzieren in den Wicklungsstäben 2 oder 3 und in ihrer Umgebung unter Umständen elektrische Wirbelfelder, die zur Bildung von Glimmentladungen und/oder Funken, und damit zu Korrosionserscheinungen, führen können. Durch halbleitfähige Schutzschichten 7 kann dem Entstehen übermäßiger elektrischer Spannungen wirksam vorgebeugt werden. Ein Wicklungsstab 2 oder 3 hat üblicherweise einen rechteckigen Querschnitt, mit abgerundeten Stabkanten 6. Die Form der Stabkanten 6 ist einerseits durch die Art der Fertigung bedingt, andererseits trägt auch sie zur Vermeidung übermäßiger elektrischer Feldstärken bei. To explain common details, reference is first made to all three figures at the same time. A winding rod 2 or 3 , as is well known from the prior art, consists of a conductor arrangement 4 made of electrically conductive, in particular copper rods, which, depending on the requirement, can be solid or, for guiding coolant, hollow. The conductor arrangement 4 is surrounded by an insulating layer 5 , which is usually made of plastic with embedded mica and optionally other carrier materials such as. B. glass. Both the conductor arrangement 4 and the insulating layer 5 can be structured. The outside of the insulating layer 5 is surrounded by an electrically semiconductive protective layer 7 (for example a wrapping with a band of electrically semiconducting plastic), which serves to effect an electrical potential equalization on the outside of the winding rod 2 or 3 . This is particularly necessary when the winding bars in the electrical machine, the windings of which they form, are exposed to alternating magnetic fields; these induce in the winding bars 2 or 3 and in their surroundings electrical vortex fields which can lead to the formation of glow discharges and / or sparks and thus to signs of corrosion. The formation of excessive electrical voltages can be effectively prevented by means of semi-conductive protective layers 7 . A winding rod 2 or 3 usually has a rectangular cross section, with rounded rod edges 6 . The shape of the rod edges 6 is determined on the one hand by the type of manufacture, and on the other hand it also helps to avoid excessive electrical field strengths.
Wie in Fig. 1 im einzelnen dargestellt, sind Wicklungsstäbe 2, 3 in eine Nut 8 eines Wicklungsträgers 1 eingelegt. Im dargestellten Fall ist der Wicklungsträger 1 mehrteilig, und jedes Teil des Wicklungsträgers 1 stellt einen Stapel aus einer Vielzahl von Blechen dar. Diese Konstruktion wird üblicherweise für Statoren elektrischer Maschinen gewählt. Die einzelnen Teile des Wicklungsträgers 1 sind mit nicht dargestellten Mitteln miteinander verbunden. Die Nut 8 hat einen rechteckigen Querschnitt und ist begrenzt durch zwei einander gegenüberliegende Nutwände 9 sowie einen Nutboden 10. In der Nut 8 sind ein erster Wicklungsstab 2 und eine zweiter Wicklungsstab 3 angeordnet. Die Nut 8 ist verschlossen mittels einer Verschlußleiste 13, die in Ausnehmungen 16 in den Nutwänden 9 eingeschoben ist. Zwischen der Verschlußleiste 13 und dem ersten Wicklungsstab 2 befindet sich eine Deckschicht 14, die einerseits den ersten Wicklungsstab 2 beim Einschieben der Verschlußleiste 13 vor Beschädigungen schützt und andererseits für eine gewisse federnde Pressung des ersten Wicklungsstabes 2 und des zweiten Wicklungsstabes 3 auf den Nutboden 10 sorgt. Zur Verhinderung von Glimmentladungen und Funken müssen die Schutzschichten 7 der Wicklungsstäbe 2, 3 elektrisch mit dem (geerdeten) Wicklungsträger 1 sicher verbunden werden. Für den zweiten Wicklungsstab 3 ist dies kein Problem, da er üblicherweise mittels Federkraft auf den Nutboden 10 aufgepreßt wird. Die elektrische Kontaktierung des ersten Wicklungsstabes 2 ist hingegen problematisch, da ein fester Sitz des ersten Wicklungsstabes 2 auf den ihm benachbarten Teilen des Wicklungsträgers 1, nämlich den Nutwänden 9, nicht ohne weiteres gesichert ist. Gemäß der Erfindung erfolgt daher die Kontaktierung des ersten Wicklungsstabes 2 mit dem Wicklungsträger 1 über eine Füllung 11 aus einer gummielastischen und elektrisch leitfähigen Masse, die zwischen die Nutwände 9 und die diesen benachbarten, gleich unterhalb des Verschlußschiebers 13 liegenden Stabkanten 6 gebracht wird. Zur Bildung solcher Füllungen 11 sind Massen wie z. B. kaltvulkanisierbarer, rußhaltiger Silikonkautschuk hervorragend geeignet. Da die Füllung gummielastisch bleibt, ist die Kontaktierung der Schutzschicht 7 des ersten Wicklungsstabes 2 an den Wicklungsträger 1 auch dann gewährleistet, wenn der erste Wicklungsstab 2 durch einwirkende pulsierende Kräfte zu kleinen Schwingungen angeregt wird. Die Bildung von Glimmentladungen und Funken wird somit sicher vermieden.As shown in Fig. 1 in detail, winding bars 2 , 3 are inserted into a groove 8 of a winding support 1 . In the case shown, the winding carrier 1 is in several parts, and each part of the winding carrier 1 represents a stack of a large number of sheets. This construction is usually chosen for stators of electrical machines. The individual parts of the winding carrier 1 are connected to one another by means not shown. The groove 8 has a rectangular cross section and is delimited by two mutually opposite groove walls 9 and a groove bottom 10 . A first winding rod 2 and a second winding rod 3 are arranged in the slot 8 . The groove 8 is closed by means of a sealing strip 13 which is inserted into recesses 16 in the groove walls 9 . Between the sealing strip 13 and the first winding bar 2 there is a cover layer 14, on the one hand protects the first winding rod 2 when inserting the sealing strip 13 against damage, and secondly, makes the groove bottom 10 for a certain resilient pressing of the first winding bar 2 and the second winding rod 3 . To prevent glow discharges and sparks, the protective layers 7 of the winding bars 2 , 3 must be securely connected electrically to the (grounded) winding support 1 . This is not a problem for the second winding rod 3 , since it is usually pressed onto the slot base 10 by means of spring force. The electrical contacting of the first winding bar 2 , however, is problematic since a tight fit of the first winding bar 2 on the adjacent parts of the winding carrier 1 , namely the slot walls 9 , is not easily ensured. According to the invention, therefore, the contacting of the first winding rod 2 with the winding carrier 1 takes place via a filling 11 made of a rubber-elastic and electrically conductive mass which is brought between the groove walls 9 and the adjacent rod edges 6 located immediately below the locking slide 13 . To form such fillings 11 , masses such. B. cold vulcanizable, soot-containing silicone rubber is extremely suitable. Since the filling remains elastic, contacting of the protective layer 7 of the first winding bar 2 with the winding carrier 1 is also ensured when the first winding bar 2 is excited to small vibrations by pulsating forces acting thereon. The formation of glow discharges and sparks is thus safely avoided.
Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus einer montierten erfindungsgemäßen Anordnung mit Wicklungsträger 1 und erstem Wicklungsstab 2. Oberhalb der Isolierschicht 7 des ersten Wicklungsstabes 2 befindet sich eine halbleitfähige Deckschicht 14; zwischen dieser Deckschicht 14, den Stabkanten 6 und den Nutwänden 9 befinden sich die Füllungen 11. Im dargestellten Fall erhält man zusätzlich zu der sicheren Kontaktierung des ersten Wicklungsstabes 2 an den Wicklungsträger 1 gleichermaßen einen einwandfreien Potentialausgleich für die Nut 8 im Bereich des Verschlußschiebers 13. Damit wird die Unterdrückung elektrischer Potentialdifferenzen in der Nut 8 weiter verbessert. Oberhalb der Deckschicht 14 ist eine Blattfeder 15 angeordnet, die für eine feste Einpressung des ersten Wicklungsstabes 2 (wie auch eventueller weiterer Wicklungsstäbe) in die Nut 8 sorgt. Zwischen der Blattfeder 15 und der Verschlußleiste 13 ist eine Zwischenlage 17 eingefügt, die die Blattfeder 15 gegen Beschädigungen beim Eintreiben der Verschlußleiste 13 schützt. Fig. 2 shows a section of an assembled inventive arrangement, with winding support 1 and the first winding bar 2. Above the insulating layer 7 of the first winding bar 2 there is a semiconductive cover layer 14 ; The fillings 11 are located between this cover layer 14 , the rod edges 6 and the groove walls 9 . In the case shown, in addition to the reliable contacting of the first winding bar 2 with the winding carrier 1, a perfect equipotential bonding for the slot 8 in the area of the slide slide 13 is also obtained . The suppression of electrical potential differences in the groove 8 is further improved. A leaf spring 15 is arranged above the cover layer 14 and ensures that the first winding rod 2 (and any further winding rods) are firmly pressed into the slot 8 . Between the leaf spring 15 and the sealing strip 13 , an intermediate layer 17 is inserted, which protects the leaf spring 15 against damage when driving in the sealing strip 13 .
Fig. 3 zeigt schließlich eine weitere Ausbildung der Erfindung, wobei zwischen den Stabkanten 6 eines ersten Wicklungsstabes 2 und eines zweiten Wicklungsstabes 3 sowie einer Nutwand 9 eine Füllung 12 aus gummielastischem, halbleitfähigem Material eingebracht ist. Durch diese Füllung 12 wird die Kontaktierung beider Wicklungsstäbe 2, 3 mit dem Wicklungsträger 1 verbessert und gesichert, zur Erzielung einer besonders hohen Sicherheit gegen Korrosion durch Glimmentla dungen und/oder Funken. Insbesondere werden große Schleifen, die ein durch ein veränderliches Magnetfeld induzierter Strom zu durchfließen hätte, vermieden, und demgemäß ist die dargestellte Anordnung besonders gut geeignet zur Verwendung in elektrischen Maschinen wie z. B. Turbogeneratoren, in denen die Magnetfelder besonders großen Variationen unterworfen sind. Fig. 3 shows a further embodiment of the invention, wherein between the bar edges 6 of a first winding bar 2 and a second winding bar 3 and a groove wall 9 a filling 12 is introduced from elastomeric, semiconductive material. Through this filling 12 , the contact between the two winding bars 2 , 3 with the winding support 1 is improved and secured, in order to achieve a particularly high level of security against corrosion by glow discharges and / or sparks. In particular, large loops that would have to flow through a current induced by a variable magnetic field are avoided, and accordingly the arrangement shown is particularly well suited for use in electrical machines such as, for. B. turbogenerators in which the magnetic fields are subject to particularly large variations.
Claims (13)
- a) jeder Wicklungsstab (2; 3) eine elektrisch leitfähige Leiteranordnung (4) und eine diese umhüllende Isolierschicht (5) aufweist, einen etwa viereckigen Querschnitt und abgerundete Stabkanten (6) hat sowie von einer elektrisch leitfähigen Schutzschicht (7) umgeben ist;
- b) der Wicklungsträger (1) aus elektrisch leitfähigem Material besteht und Nuten (8) aufweist, in die die Wicklungsstäbe (2; 3) eingelegt sind;
- c) jede Nut (8) einen etwa viereckigen Querschnitt und zwei einander gegenüberliegende Nutwände (9) sowie einen Nutboden (10) hat sowie mindestens einen Wicklungsstab (2; 3) aufweist;
- d) in jeder Nut (8) zwischen jeder Nutwand (9) und zumindest einer dieser benachbarten Stabkante (6) des Wicklungsstabes (2; 3) eine Füllung (11; 12) aus einer gummielastischen, elektrisch leitfähigen Masse liegt.
- a) each winding rod ( 2 ; 3 ) has an electrically conductive conductor arrangement ( 4 ) and an insulating layer ( 5 ) enveloping it, has an approximately square cross section and rounded rod edges ( 6 ) and is surrounded by an electrically conductive protective layer ( 7 );
- b) the winding support ( 1 ) consists of electrically conductive material and has grooves ( 8 ) into which the winding bars ( 2 ; 3 ) are inserted;
- c) each slot ( 8 ) has an approximately square cross section and two opposite slot walls ( 9 ) and a slot bottom ( 10 ) and has at least one winding bar ( 2 ; 3 );
- d) in each slot ( 8 ) between each slot wall ( 9 ) and at least one of these adjacent bar edges ( 6 ) of the winding bar ( 2 ; 3 ) there is a filling ( 11 ; 12 ) made of a rubber-elastic, electrically conductive material.
- a) jede Nut (8) mit einer Verschlußleiste (13) verschlossen ist und einen ersten Wicklungsstab (2) enthält, der der Verschlußleiste (13) benachbart ist;
- b) zwischen jeder Nutwand (9) und jeder Stabkante (6) des ersten Wicklungsstabes (2), die der Nutwand (9) und der Verschlußleiste (13) benachbart ist, eine Füllung (11) liegt.
- a) each groove ( 8 ) is closed with a sealing strip ( 13 ) and contains a first winding bar ( 2 ) which is adjacent to the sealing strip ( 13 );
- b) between each slot wall ( 9 ) and each bar edge ( 6 ) of the first winding bar ( 2 ), which is adjacent to the slot wall ( 9 ) and the sealing strip ( 13 ), a filling ( 11 ).
- a) zwischen der Verschlußleiste (13) und dem ersten Wicklungsstab (2) eine elektrisch leitfähige Deckschicht (14) liegt;
- b) die Füllung (11) mit der Deckschicht (14) kontaktiert ist.
- a) an electrically conductive cover layer ( 14 ) lies between the sealing strip ( 13 ) and the first winding bar ( 2 );
- b) the filling ( 11 ) is contacted with the cover layer ( 14 ).
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