DE4032944A1

DE4032944A1 - Gas-cooled electric machine e.g. turbogenerator - has immediate connections to coolers from exits of gas outflow chambers closed from winding head spaces

Info

Publication number: DE4032944A1
Application number: DE19904032944
Authority: DE
Inventors: Hansjuerg Dr Rohrer
Original assignee: Asea Brown Boveri AG Switzerland; Asea Brown Boveri AB
Current assignee: ABB Asea Brown Boveri Ltd; ABB AB
Priority date: 1989-12-11
Filing date: 1990-10-17
Publication date: 1991-06-13

Abstract

The rotor (1) moves within a laminated stator (2) with lower and upper winding bars (3a,3b) wedged into its slots. Coolant channels are formed in an annular space within the housing (4) between the mains-side winding head space (5) and output-side winding head space (6). The gas flows through hollow conductors (25) in the direction of the length of the machine, from which exit channels (23) lead immediately to central coolers (7), with recirculation through the inlet space (10) of a radial ventilator (11). USE/ADVANTAGE - As e.g. turbogenerator. Uniform temp. distribution is achieved throughout length of stator.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine gasgekühlte elektrische Maschine mit einem Rotor, einem Stator und einem den Stator umgebenden Gehäuse, mit einem oder zwei in einer Nut über einanderliegenden, aus gegeneinander isolierten Teilleitern aufgebauten Statorwicklungsstäben, welche Hohlleiter auf weist, durch welche in Maschinenlängsrichtung Kühlgas hin durchleitbar ist, Kanälen zur Zu- und Abfuhr des Kühlgases von bzw. zu einem im oder am Gehäuse angeordneten Kühler.The invention relates to a gas-cooled electrical Machine with a rotor, a stator and a stator surrounding housing, with one or two in a groove above mutually insulated subconductors constructed stator winding rods, which waveguide on indicates through which in the machine longitudinal direction cooling gas can be passed through, channels for supplying and removing the cooling gas from or to a cooler arranged in or on the housing.

Die Erfindung nimmt dabei Bezug auf einen Stand der Technik, wie er sich beispielsweise aus der US-PS 39 78 359 ergibt.The invention relates to a prior art, as it results, for example, from US Pat. No. 3,978,359.

Technological background and state of the art

Bei der bekannten dynamoelektrischen Maschinen mit direkter Gaskühlung der Statorwicklung ist die Statorwicklung aus ge geneinander isolierten massiven Kupferleitern aufgebaut, zwischen welche Teilleiter Hohlleiter eingestreut sind. Diese Hohlleiter münden an beiden Maschinenenden im Wickelkopf in Isolierhauben, die zum Wickelkopfraum hin offen sind. Das gasförmige Kühlmedium, in der Regel Luft oder Wasserstoff, strömt - gefördert von einem Ventilator - an einem Maschinenende durch die Öffnungen in den Kappen in die Hohlleiter, verläßt diese am anderen Maschinenende wieder, strömt frei in den anderen Wickelkopfraum aus. Von dort aus wird das erhitzte Gas zusammen mit anderem Gas einem im oder am Maschinengehäuse angeordneten Kühler zugeführt, dort rückgekühlt und gelangt von dort aus durch Kanäle oder Lei tungen zwischen dem Statorblechkörper und dem Maschinenge häuse wieder an das eine Maschinenende.In the known dynamoelectric machines with direct Gas cooling of the stator winding is the stator winding from ge massive copper conductors insulated from each other, between which sub-waveguides are interspersed. These Waveguides open into the winding head at both ends of the machine Insulation hoods that are open to the winding head space. The gaseous cooling medium, usually air or hydrogen, flows - supported by a fan - on one Machine end through the openings in the caps in the Waveguide, leave it at the other end of the machine, flows freely into the other winding head space. From there the heated gas is mixed with another gas in the or supplied cooler arranged on the machine housing, there recooled and from there passes through channels or lei lines between the stator sheet metal body and the machine back to the one machine end.

Nachteilig bei einer derartigen Kühlungsanordnung ist, daß sich eine gleichmäßige oder zumindest zur Maschinenmitte symmetrische Kühlung der anderen Maschinenkomponenten wie Rotor oder Blechkörper nicht oder nur aufwendig erreichen läßt.A disadvantage of such a cooling arrangement is that even or at least towards the center of the machine symmetrical cooling of the other machine components such as Do not reach the rotor or sheet metal body or only reach it with great effort leaves.

Brief description of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Maschine der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die eine möglichst gleichmäßige Temperaturverteilung über die gesamte Maschinenlänge ermöglicht.The invention has for its object an electrical To create machine of the type mentioned, the one Temperature distribution as uniform as possible over the entire Machine length allowed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem Wicklungsstab am Kühlgasaustritt eine gegenüber dem Wickel kopfraum abgeschlossene Gasausströmkammer zugeordnet ist, welche über einen Kanal (22; 23) unmittelbar an den oder die Kühler (7) angeschlossen ist.This object is achieved in that the winding rod at the cooling gas outlet is assigned a gas outlet chamber closed off from the winding head chamber, which is connected via a channel ( 22 ; 23 ) directly to the cooler (s) ( 7 ).

Bei elektrischen Maschinen mit einem Druckerzeuger nur auf einer Maschinenseite sind die Gasausströmkammern auf einer Maschinenseite im Wickelkopfraum angeordnet und die Gasaus strömkammern sind einzeln oder in Gruppen zusammengefaßt über einen separaten Heißgaskanal unmittelbar an den oder die Kühler angeschlossen. Diese Ausführungsform führt zwar zu einer weniger gleichmäßigen Kühlung der Statorwicklungs stäbe in Maschinenlängsrichtung, beeinträchtigt jedoch die gleichmäßige Kühlung des Statorblechpaketes nicht.For electrical machines with a pressure generator only on The gas outflow chambers are on one side of the machine Machine side arranged in the winding head space and the gas out Flow chambers are individually or in groups via a separate hot gas duct directly to the or the coolers connected. This embodiment leads less uniform cooling of the stator winding bars in the machine direction, but affects the not even cooling of the stator core.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform, die sich sowohl für Maschinen mit einem Druckerzeuger nur auf einer Maschi nenseite als auch bei solchen mit Druckerzeugern auf beiden Maschinenseiten eignet, besteht darin, daß die Gasausström kammern von benachbarten und/oder in einer Nut übereinander liegenden Wicklungsstäben abwechselnd am jeweils entgegenge setzten Maschinenende liegen und die Gasausströmkammern ein zeln oder in Gruppen zusammengefaßt jeweils an den oder die Kühler angeschlossen sind.A particularly advantageous embodiment, which is both for machines with a pressure generator only on one machine as well as those with pressure generators on both Suitable machine sides is that the gas outflow chambers of neighboring and / or in a groove one above the other lying winding bars alternately on the opposite put the machine end and insert the gas outflow chambers individually or in groups to the Cooler are connected.

Der Vorteil dieser zweiten Ausführungsform ist insbesondere darin zu sehen, daß nunmehr je zwei in Umfangsrichtung be nachbarte Wicklungsstäbe gegenläufig vom Kühlmedium durch strömt werden, wodurch sich gesamt gesehen eine homogene Temperaturverteilung in Maschinenlängsrichtung einstellt.The advantage of this second embodiment is particular to be seen in the fact that now two each in the circumferential direction neighboring winding bars in opposite directions from the cooling medium are streamed, resulting in an overall homogeneous Temperature distribution in the machine longitudinal direction.

Ausführungsbeispiele der Erfindung, vorteilhafte Weiterbil dungen und Ausgestaltungen der Erfindung sowie die damit er zielbaren Vorteile werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.Embodiments of the invention, advantageous further education endings and refinements of the invention as well as the he Targetable advantages are shown below with the help of the drawing explained in more detail.

Brief description of the drawing

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigt:Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing represented schematically, namely:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen gas gekühlten Turbogenerator mit direkt gekühlten, ge genläufig vom Kühlmedium durchströmten Statorwicklungs leitern; . A schematic longitudinal section through a gas-cooled turbogenerator cooled directly Figure 1, ge genläufig ladders by the cooling medium flowing through stator winding;

Fig. 2 einen zu Fig. 1 analogen Längsschnitt durch densel ben Turbogenerator aber um eine Nut versetzt; FIG. 2 shows a longitudinal section analogous to FIG. 1 through the turbo generator but offset by a groove;

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel mit Druckerzeugern an bei den Maschinenenden; Figure 3 shows an embodiment with pressure generators at the machine ends.

Fig. 4 einen zu Fig. 3 analogen Längsschnitt durch densel ben Turbogenerator aber um eine Nut versetzt; FIG. 4 shows a longitudinal section analogous to FIG. 3 through the same turbogenerator but offset by a groove;

Fig. 5 eine stark vereinfachte Draufsicht auf die Stirn seite des Stators eines Turbogenerators gemäß Fig. 1 bis 4; Fig. 5 is a greatly simplified plan view of the end face of the stator of a turbogenerator according to Figures 1 to 4.

Fig. 6 einen Ausschnitt einer stark vereinfachten Drauf sicht auf die Stirnseite eines Turbogenerators mit Ober- und Unterwicklungsstäben, die in Gegenrichtung durchströmt sind; Fig. 6 is a detail of a simplified plan view of the front side of a turbogenerator having upper and lower winding bars, which are flowed through in the opposite direction;

Fig. 7 die zu Fig. 6 entsprechende Ansicht auf den gegen überliegenden Wickelkopf des Turbogenerators; Fig. 7 to Fig 6 a view corresponding to the opposite winding of the turbogenerator.

Fig. 8 einen Ausschnitt einer stark vereinfachten Drauf sicht auf die Stirnseite eines Turbogenerators mit Ober- und Unterwicklungsstäben, die gleichfalls in Gegenrichtung durchströmt sind, wobei in Umfangs richtung benachbarte Stäbe und übereinanderlie gende Stäbe in Gegenrichtung durchströmt sind. Fig. 8 shows a section of a greatly simplified top view of the front of a turbogenerator with upper and lower winding bars, which are also flowed through in the opposite direction, in the circumferential direction adjacent rods and superimposed rods are flowed through in the opposite direction.

Ways of Carrying Out the Invention

Der Turbogenerator nach Fig. 1 bzw. Fig. 2 besteht im wesent lichen aus einem Rotor 1, einem Statorblechkörper 2 mit einer Statorwicklung mit Unterstäben 3a und Oberstäben 3b, die in Nuten des Statorblechkörpers 2 untergebracht und darin mittels Nutkeilen befestigt ist. Der Statorblechkörper 2 ist von einem Gehäuse 4 umgeben, das zwischen sich und dem Statorblechkörper 2 einen Ringraum freiläßt, der neben nicht dargestellten Abstützelementen für den Statorblechkör per 2 eine Vielzahl von Leitungen/Kanälen aufweist, welche die Verbindung zwischen den beiden Wickelkopfräumen, dem NS- Wickelkopfraum 5 und dem AS-Wickelkopfraum 6 und Kühlern 7 in der Maschinenmitte herstellen.The turbogenerator according to FIG. 1 and FIG. 2 consists Wesent union of a rotor 1, a stator laminated body 2 with a stator winding with lower rods 3 a and upper bars 3 b, which is housed in grooves of the stator laminated core 2 and fixed therein by means of slot wedges. The stator sheet metal body 2 is surrounded by a housing 4 , which leaves an annular space between itself and the stator sheet metal body 2 which, in addition to support elements (not shown) for the stator sheet metal body 2, has a multiplicity of lines / channels which connect the two winding head spaces, the NS Create the winding head space 5 and the AS winding head space 6 and coolers 7 in the middle of the machine.

Die Topologie und Funktion dieser Leitungen und Kanäle wird später noch eingehend erläutert.The topology and function of these lines and channels will explained in more detail later.

An dem der Wellenkupplung 8 gegenüberliegenden Maschinenende (NS-Seite) ist zwischen dem NS-Wickelkopfraum 5 und der Stirnseite des Gehäuses 4 eine Trennwand 9 vorgesehen. Diese Trennwand 9 separiert den Einströmraum 10 eines Radialventi lators 11 vom NS-Wickelkopfraum 5. Ein Kanal 12 im Ringraum zwischen Gehäuse 4 und Statorblechkörper 2 stellt die Ver bindung zwischen den Einströmraum 10 und den Kühlern 7 her. Auf der diametral gegenüberliegenden Maschinenseite ist im besagten Ringraum ein Überströmkanal 13 vorgesehen, der die Verbindung zwischen dem NS-Wickelkopfraum 5 und dem AS-Wickel kopfraum 6 herstellt. Dieser Überströmkanal 13 ist bei Maschinen, die auf beiden Maschinenseiten Ventilatoren be sitzen entbehrlich. Die Strömungsrichtung des Kühlmediums ist in beiden Fig. durch Pfeile veranschaulicht.At the machine end opposite the shaft coupling 8 (LV side), a partition 9 is provided between the LV winding head space 5 and the front side of the housing 4 . This partition 9 separates the inflow space 10 of a Radialventi lators 11 from the LV winding space 5th A channel 12 in the annular space between the housing 4 and the stator lamination body 2 establishes the connection between the inflow space 10 and the coolers 7 . On the diametrically opposite machine side, an overflow channel 13 is provided in the said annular space, which creates the connection between the LV winding head space 5 and the AS winding head space 6 . This overflow channel 13 is unnecessary in machines that sit on both machine fans. The direction of flow of the cooling medium is illustrated by arrows in both figures .

Aus Gründen der Vollständigkeit sind in den beiden Fig. schematisch die beiden Wellendichtungen 14 und 15 zwischen Rotorwelle 16 eingezeichnet. Ferner erkennt man axial ver laufenden Kanäle 17 und radial verlaufende Kanäle 18 im Sta torblechkörper 2, welche einerseits der Blechkörperkühlung dienen und andererseits das aus dem Rotor 1 bzw. Luftspalt 19 ausströmende Heißgas zu den Kühlern 7 leiten.For the sake of completeness, the two shaft seals are in both FIGS. 14 and 15 shown schematically between the rotor shaft 16. Furthermore, one can see axially running ducts 17 and radially extending ducts 18 in the sheet-metal body 2 , which serve on the one hand for cooling the sheet-metal body and on the other hand conduct the hot gas flowing out of the rotor 1 or air gap 19 to the coolers 7 .

Während nun beim Stand der Technik nach der US-PS 39 78 359 alle Hohlleiter der Statorwicklung an beiden Enden offen sind und das vom Ventilator 11 geförderte Kühlmedium alle diese Hohlleiter in einer Richtung, also parallel, durch strömt, sind bei der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nun Maßnahmen getroffen, das Kühlmedium (in Um fangsrichtung gesehen) abwechselnd einmal vom NS-Wickelkopf raum 5 zum AS-Wickelkopfraum 6 bzw. vom AS-Wickelkopfraum 6 zum NS-Wickelkopfraum 5 zu leiten. Um dies zu erreichen, sind jeweils auf beiden Maschinenseiten bei jedem zweiten Wicklungsstab 3a, 3b dessen Hohlleiter 25 frei mit dem je weiligen Wickelkopfraum 5 bzw. 6 verbunden, d. h. die Hohl leiter 25 sind gegen diese Räume offen, während die restlichen Hohlleiter über flexible, isolierende Rohrleitungen 20a bzw. 20b an jeweils eine Ringkammer 21 angeschlossen sind. Diese Ringkammern 21 wiederum sind über Heißgaskanäle 22 bzw. 23 im Ringraum zwischen dem Statorblechkörper 2 und dem Gehäuse 4 unmittelbar mit den Kühlern 7 verbunden. Aus Gründen übersichtlicherer Darstellung wurde dabei bewußt in Fig. 1 die NS-seitige Ringkammer, in Fig. 2 hingegen die AS- seitige Ringkammer weggelassen.While in the state of the art according to US Pat. No. 3,978,359 all waveguides of the stator winding are open at both ends and the cooling medium conveyed by fan 11 flows through all of these waveguides in one direction, that is to say in parallel, are in the first preferred embodiment invention now taken measures (seen in circumferential direction Um), the cooling medium are alternately once from the NS-winding chamber 5 to conduct 5 for AS-winding cavity 6 and by the AS-winding space 6 for NS-winding space. In order to achieve this, the waveguide 25 is freely connected to the respective winding end space 5 or 6 on both machine sides for every second winding rod 3 a, 3 b, ie the hollow conductors 25 are open to these spaces, while the remaining waveguides are open flexible, insulating pipes 20 a and 20 b are each connected to an annular chamber 21 . These annular chambers 21 are in turn connected directly to the coolers 7 via hot gas channels 22 and 23 in the annular space between the stator sheet metal body 2 and the housing 4 . For reasons more concise representation of this one the Nazi side annular chamber 2, the AS-side annular chamber realized in Fig., In Fig., However, omitted.

In Fig. 1 strömt das vom Radialventilator 11 geförderte Kühl medium erst durch die gegenüber dem NS-Wickelkopfraum 5 of fenen Hohlleiter, dann durch die flexible Rohrleitungen 20a und 20b in die Ringkammer 21 im AS-Wickelkopfraum 6 und von dort aus durch die Heißgaskanäle 22 zurück zu den Kühlern 7. In Fig. 2 hingegen ist ersichtlich, wie das vom Radialven tilator 11 geförderte Kühlmedium nach Passieren des Über strömkanals 13 in den AS-Wickelkopfraum 6 gelangt, dort in die fort offenen Hohlleiter gelangt, diese über die flexiblen Rohrleitungen 20a und 20b auf der NS-Seite der Maschine verläßt, in die Ringkammer 21 im NS-Wickelkopfraum 5 ge langt und von dort aus über die Heißgaskanäle 23 zurück zu den Kühlern 7 zurückströmt.In Fig. 1, the cooling medium conveyed by the radial fan 11 flows only through the opposite of the LV winding head space 5 of open waveguides, then through the flexible pipes 20 a and 20 b into the annular chamber 21 in the AS winding head space 6 and from there through the Hot gas channels 22 back to the coolers 7 . In Fig. 2, on the other hand, it can be seen how the cooling medium conveyed by the Radialven tilator 11 after passing through the overflow channel 13 into the AS winding head space 6 , there arrives in the open waveguide, this via the flexible pipes 20 a and 20 b on the Leaves the NS side of the machine, reaches into the annular chamber 21 in the LV winding head space 5 and flows back from there via the hot gas channels 23 back to the coolers 7 .

Der Anschluß der flexiblen Rohrleitungen 20a, 20b an die Hohlleiter 25 von Unter- und Oberstab 3a bzw. 3b der Stator wicklung erfolgt mittels Anschlußarmaturen mit einer Aus strömkammer 24a bzw. 24b, wie sie im Zusammenhang mit flüs sigkeitsgekühlten Statorwicklungen seit langem bekannt sind, mit dem Unterschied, daß hier die perfekte Abdichtung ge genüber dem Wickelkopfraum 5 bzw. 6 eine eher untergeordnete Rolle spielt, da bei Gaskühlung geringe Leckagen an dieser Stelle kein Betriebsrisiko darstellen. Anstelle separater Ausströmkammern 24a, 24b für jeden Stab und separater Rohr leitungen 20a bzw. 20b kann aber auch beiden Stäben eine ge meinsame Ausströmkammer und demzufolge auch nur eine flexi ble, isolierende Rohrleitung zugeordnet sein.The connection of the flexible pipes 20 a, 20 b to the waveguide 25 of the upper and lower rods 3 a and 3 b of the stator winding is carried out by means of connection fittings with a flow chamber 24 a and 24 b, as they are in connection with liquid-cooled stator windings have been known for a long time, with the difference that the perfect sealing ge compared to the winding head space 5 or 6 plays a rather subordinate role, since small leaks do not represent an operational risk at this point in gas cooling. Instead of separate outflow chambers 24 a, 24 b for each rod and separate pipe lines 20 a and 20 b, both rods can also be assigned a common outflow chamber and consequently only one flexible, insulating pipeline.

Die Ringkammern 21 können wie im Beispielsfall als eigen ständige Bauteile ausgeführt werden. Eine andere, im Be darfsfall zu ergreifende Alternative besteht darin, die Ringkammern 21 in die Wand des Gehäuses 4 zu integrieren oder sie als Teil der Trennwand 9 auszubilden oder die Ring kammer 21 auf der NS-Seite an dieser Trennwand 9 zu befestigen.The annular chambers 21 can be designed as independent components as in the example. Another alternative to be taken if necessary is to integrate the annular chambers 21 into the wall of the housing 4 or to form them as part of the partition 9 or to attach the ring chamber 21 on the NS side to this partition 9 .

Auch können die Ringkammern 21 in Umfangsrichtung in ein zelne Teilkammern unterteilt werden, denen jeweils eine An zahl von Statorwicklungsstäben zugeordnet ist, wobei jede dieser Teilkammern über eigne Heißgaskanäle mit den Kühlern 7 verbunden ist.The annular chambers 21 can be divided in the circumferential direction into an individual subchambers, each of which is assigned a number of stator winding bars, each of these subchambers being connected to the coolers 7 via their own hot gas channels.

Anhand der Fig. 3 und 4, in welchen die gleichen Bauteile wie in den Fig. 1 und 2 mit denselben Bezugszeichen ver sehen sind, ist veranschaulicht, daß sich das erfindungs gemäße Kühlungskonzept auch bei Maschinen anwenden läßt, die sowohl auf der AS- als auch auf der NS-Seite Ventilatoren haben.Are seen from Fig. 3 and 4, in which the same components as in FIGS. 1 and 2 with the same reference numerals ver, is illustrated that the fiction, modern cooling concept, can be applied also in machines which both the AS as also have fans on the LV side.

Abgesehen von den NS- und AS-Heißgaskanälen 22 bzw. 23 ist der Aufbau der Maschine symmetrisch. Auf beiden Seiten ist ein Radialventilator 11 vorgesehen, dessen Einströmraum 10 über die Kanäle 12 mit den Kühlern 7 in der Maschinenmitte verbunden ist. Trennwände 9 separieren diese Räume vom NS- Wickelkopfraum 5 bzw. AS-Wickelkopfraum 6. In Fig. 3 strömt ein Teil des vom NS-seitigen Radialventilator 11 geförderten Kühlgases in die im Raum 5 offenen Hohlleiter und verläßt diese auf der AS-Seite über die flexiblen Rohrlei tungen 20, gelangt dann in die AS-seitige Ringkammer 21 und von da über den AS-Heißgaskanal 23 zurück zu den Kühlern 7. Der in Umfangsrichtung benachbarte Statorwicklungsstab 3 wird, wie aus Fig. 4 hervorgeht, in Gegenrichtung durch strömt.Apart from the NS and AS hot gas ducts 22 and 23 , the construction of the machine is symmetrical. A radial fan 11 is provided on both sides, the inflow space 10 of which is connected via the channels 12 to the coolers 7 in the middle of the machine. Partitions 9 separate these spaces from the LV winding space 5 or AS winding space 6 . In Fig. 3, part of the cooling gas conveyed by the NS-side radial fan 11 flows into the waveguide open in the space 5 and leaves it on the AS-side via the flexible pipelines 20 , then reaches the AS-side annular chamber 21 and from there back to the coolers 7 via the AS hot gas duct 23 . The stator winding rod 3 , which is adjacent in the circumferential direction, as shown in FIG. 4, flows through in the opposite direction.

Fig. 5 vermittelt in Form einer stark vereinfachten Drauf sicht auf die Stirnseite der Maschine die Anordnung und Ver teilung der jeweils alternierend durchströmten Statorwicklungs stäbe 3a, 3b mit den eingestreuten Hohlleitern 25, die zur Hälfte gegenüber dem Wickelkopfraum hin offen sind. Die vorstehend beschriebenen Maßnahmen zur Kühlgasführung gelten selbstverständlich auch für Statorwicklungen mit einer Wicklungslage. Fig. 5 mediates in the form of a greatly simplified top view of the front of the machine, the arrangement and distribution of the alternating flow stator winding bars 3 a, 3 b with the interspersed waveguides 25 , which are half open to the winding head space. The measures for cooling gas guidance described above naturally also apply to stator windings with one winding layer.

Das Konzept der in Gegenrichtung durchströmten Statorwicklungs leiter bei einer aus Unter- und Oberstab bestehenden Statorwicklung läßt sich dahingehend abwandeln, daß gemäß Fig. 6 bzw. Fig. 7 die Unterstäbe 3a und die Oberstäbe 3b in Gegenrichtung durchströmt werden. Zu diesem Zweck sind in dem einen Wickelkopfraum allen Unterstäben 3a Ausströmkam mern 21a und im anderen Wickelkopfraum den Oberstäben 3b Ausströmkammern 21b zugeordnet, die jeweils über Rohrleitungen 20a bzw. 20b mit den Ringkammern 21 verbunden sind.The concept of flow-through in the opposite direction stator winding conductors in a group consisting of lower and upper rod stator winding can be to the effect modify that according to FIG. 6 and FIG. 7, the lower rods 3 a and the upper bars 3 b are flowed through in the opposite direction. For this purpose, in one winding head space all sub-bars 3 a Ausströmkam mern 21 a and in the other winding head space the upper bars 3 b discharge chambers 21 b are assigned, each of which is connected via pipes 20 a and 20 b to the annular chambers 21 .

Eine weitere, in Fig. 8 dargestellte Variante besteht darin, Unterstäbe 3a und Oberstäbe in Umfangsrichtung benachbarter Stäbe wechselweise zu durchströmen, wobei in Umfangsrichtung benachbarte Stäbe 3a und übereinanderliegende Stäbe 3a und 3b in Gegenrichtung durchströmt sind. Zu diesem Zweck ist einem ersten Unterstab 3a eine erste Ausströmkammer 24a zu geordnet, die über eine Rohrleitung 20a mit der Ringkammer 21 verbunden ist. Bei den benachbarten Stäben ist demgegen über den Oberstäben 3b je eine Ausströmkammer 24b zugeordnet, die allesamt über die Rohrleitungen 20b mit der Ring kammer 21 verbunden sind. Das Anschluß-Schema auf der anderen Maschinenseite hat den gleichen Aufbau, entspricht also dem der Fig. 8, mit dem Unterschied, daß alles um eine Nut versetzt ist.Another variant shown in FIG. 8 is to alternately flow through the lower bars 3 a and upper bars in the circumferential direction of adjacent bars, with adjacent bars 3 a and superimposed bars 3 a and 3 b being flowed through in the opposite direction in the circumferential direction. For this purpose, a first outflow chamber 24 a is assigned to a first lower rod 3 a, which is connected to the annular chamber 21 via a pipeline 20 a. In the adjacent bars, on the other hand, an outflow chamber 24 b is assigned via the upper bars 3 b, all of which are connected to the ring chamber 21 via the pipes 20 b. The connection diagram on the other side of the machine has the same structure, that is to say corresponds to that of FIG. 8, with the difference that everything is offset by one groove.

Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, besteht selbst verständlich die Möglichkeit, jeweils zwei oder drei in Um fangsrichtung benachbarte Statorwicklungsstäbe 3 bzw. Stab paare bezüglich des Kühlgases parallel zu schalten, so daß abwechselnd jeweils zwei bzw. drei benachbarte Stabpaare bzw. Stabtrippel antiparallel durchströmt werden.Without departing from the scope of the invention, there is of course the possibility to connect two or three adjacent stator winding rods 3 or rod pairs in parallel with respect to the cooling gas, so that alternately two or three adjacent rod pairs or rod triple flows through antiparallel will.

In den vorstehenden Ausführungen wurde stets von Statorwicklungs stäben ausgegangen, wobei benachbarte Stäbe antiparallel durchströmt werden. Anhand der Fig. 1 soll nun erläutert werden, daß quasi in Vereinfachung des erfindungsgemäßen Kühlkonzepts und mit bescheidener Einbuße an Homogenität der Kühlung, auch eine Variante möglich ist, bei welcher alle Statorwicklungsstäbe 3a, 3b in derselben Richtung durchströmt werden. Für diese Variante bedarf es nur einer Ringkammer in dem dem Ventilator 11 gegenüberliegendem Wickel kopfraum 6 und eignet sich grundsätzlich nur für Maschinen mit einem Ventilator.In the above explanations, stator winding rods were always assumed, with adjacent rods being flowed through in anti-parallel. Referring to Figs. 1 shall now be explained that is possible in quasi simplification of the cooling concept according to the invention and with modest loss of homogeneity of the cooling system, and a variant in which all the stator winding 3 a, 3 b are traversed in the same direction. For this variant, only one annular chamber is required in the winding head space 6 opposite the fan 11 and is basically only suitable for machines with a fan.

Claims

1. The invention relates to a gas-cooled electrical machine with a rotor ( 1 ), a stator and a housing surrounding the stator ( 4 ), with a stator winding with one or two superimposed in a groove, constructed from mutually insulated partial conductors Stator winding rods ( 3 a, 3 b), which has hollow conductors ( 25 ) through which cooling gas can be passed through in the longitudinal direction of the machine by means of a pressure generator ( 11 ), with channels for supplying and removing the cooling gas from or to one in or on Cooler ( 7 ) arranged in the housing, characterized in that the winding bars ( 3 a, 3 b) at the cooling gas outlet are assigned a gas outflow chamber ( 24 a, 24 b) which is closed off from the winding head space ( 6 ; 5 ) and which is connected via a channel ( 22 ; 23 ) is directly connected to the cooler (s) ( 7 ).

2. Electrical machine according to claim 1 with a printer generator ( 11 ) only on one machine side, characterized in that the gas outflow chambers ( 24 a, 24 b) on the machine side facing away from the pressure generator ( 11 ) are arranged in the winding head space ( 6 ) and the gas outflow chambers individually or in groups are connected directly to the cooler (s) ( 7 ) via a separate hot gas channel ( 23 ).

3. Electrical machine according to claim 1, characterized in that the gas inlets and gas outflow chambers ( 24 ) of adjacent adjacent bars in the circumferential direction and / or superposed winding bars ( 3 a, 3 b) alternately or individually to several at the opposite machine end and the gas discharge chambers ( 24 ) individually or in groups are each connected to the one or more coolers ( 7 ).

4. Electrical machine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the gas outflow chambers ( 24 a, 24 b) are connected via insulating, flexible pipes ( 20 a, 20 b) to an annular chamber ( 21 ), which in turn directly with the coolers ( 7 ) are connected.

5. Electrical machine according to claim 4, characterized in that the annular chamber ( 21 ) is designed as an independent component or on the machine housing ( 4 ) or a partition ( 9 ).