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Dokumentenidentifikation DE10207883C1 07.08.2003
Titel Anordnung zur Wicklungskühlung
Anmelder Siemens AG, 80333 München, DE
Erfinder Hoppe, Jens, Dr., 90592 Schwarzenbruck, DE;
Kuderna, Thomas, 90469 Nürnberg, DE;
Schäfer, Michael, Dr., 90449 Nürnberg, DE
DE-Anmeldedatum 21.02.2002
DE-Aktenzeichen 10207883
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 07.08.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 07.08.2003
IPC-Hauptklasse H01F 27/08
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Anordnung (1; 1a) zur Wicklungskühlung mit einer ersten rohrförmigen Barriere (3), die koaxial von einer zweiten rohrförmigen Barriere (4) unter Belastung eines axial mit einem Kühlmittel durchströmbaren Ringkanals (5) umgeben ist, mit zumindest einer weiteren, die zweite Barriere (4) unter Belassung zumindest eines Ringspalts (9) umgebenden rohrförmigen Barriere (8) und mit einer in dem Ringkanal (5) angeordneten, die erste Barriere (3) koaxial umgebenden, elektrischen Wicklung (6) sowie mit einem stirnseitig zum Ringkanal (5) liegenden, von dem Ringspalt (9) getrennten und mit dem Ringkanal (5) verbundenen, mehrlagigen, axial mit dem Kühlmittel durchströmbaren Barrierenanordnung (16; 16a).
Um bei hoher Isolationsfestigkeit der Anordnung eine Kühlung mit vergleichsweise hoher Kühlleistung zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass die radiale Breite (68) der Barrierenanordnung (16) in zumindest einem Abschnitt entlang des Umfangs des Ringkanals (5) größer ist als die radiale Breite (69) des Ringkanals (5), und dass die Barrierenanordnung (16; 16a) in dem Abschnitt radial nebeneinander mehrere parallele Kühlmittelpfade (66, 67; 71, 72) aufweist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Wicklungskühlung mit einer ersten rohrförmigen Barriere, die koaxial von einer zweiten rohrförmige Barriere unter Belassung eines axial mit einem Kühlmittel durchströmbaren Ringkanals umgeben ist, mit zumindest einer weiteren, die zweite Barriere unter Belassung zumindest eines Ringspalts umgebenden rohrförmigen Barriere und mit einer in dem Ringkanal angeordneten, die erste Barriere koaxial umgebenden, elektrischen Wicklung sowie mit einem stirnseitig zum Ringkanal liegenden, von dem Ringspalt getrennten und mit dem Ringkanal verbundenen, mehrlagigen, axial mit dem Kühlmittel durchströmbaren Barrierenanordnung.

Eine solche Anordnung zur Wicklungskühlung ist aus der deutschen Patentschrift DE 196 12 931 C2 bekannt. Dort bildet die Barrierenanordnung einen schmalen Kühlkanal, der sich entlang des gesamten stirnseitigen Umfangs der Wicklung bzw. des Ringkanals erstreckt. Mit der Barrierenanordnung wird ein Kühlmittel im wesentlichen entlang des stirnseitigen Umfangs der Wicklung geführt. Die bekannte Anordnung weist neben der ersten, der zweiten und der weiteren Barriere noch zusätzliche Barrieren auf, von denen eine koaxial von der ersten Barriere unter Belassung eines weiteren inneren Ringspalts umgeben ist und die andere zusätzliche Barriere die weitere Barriere unter Belassung eines weiteren äußeren Ringspalts koaxial umgibt.

Die einzelnen Lagen der Barrierenanordnung sind voneinander mittels der rohrförmigen Barrieren gebildet; dazu sind diese jeweils um die Stirnseite der Wicklung so herum gebogen, dass sie sich teilweise überlappen. Beispielsweise ist die erste rohrförmige Barriere um die Stirnseite des Ringkanals herum radial nach außen gebogen und die zweite rohrförmige Barriere ist um die Stirnseite des Ringkanals herum radial nach innen gebogen, wobei sich die erste und die zweite Barriere leicht überlappen und den Ringkanal dadurch stirnseitig abschließen. In ähnlicher Weise sind weitere, die Lagen der Barrierenanordnung trennende Wände mittels der übrigen Barrieren gebildet. Um die die Lagen bildenden Wände der Barrierenanordnung voneinander zu beabstanden, weist diese ringförmige Isolierscheiben auf, von denen sich jede stirnseitig vom Ringkanal entlang dessen gesamten Umfanges erstreckt. Die Isolierscheiben dienen gleichzeitig dazu, die einzelnen Lagen und damit die Barriereanordnung radial zu begrenzen, und die Lagen jeweils von den Ringspalten zu trennen. Innerhalb der Barrierenanordnung sind in den Wänden Öffnungen vorgesehen, die in Umfangsrichtung zueinander versetzt sind. Dadurch sind die durch die Barrierenanordnung führenden Kühlmittelpfade labyrinthartig geführt und damit sehr lang, um eine ausreichend hohe elektrische Isolationsfestigkeit sicherzustellen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die bei zumindest gleicher Isolationsfestigkeit eine Kühlung mit vergleichsweise hoher Kühlleistung erlaubt.

Diese Aufgabe wird mit einer Anordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die radiale Breite der Barrierenanordnung in zumindest einem Abschnitt entlang des Umfangs des Ringkanals größer ist als die radiale Breite des Ringkanals, und dass die Barrierenanordnung in dem Abschnitt radial nebeneinander mehrere parallele Kühlmittelpfade aufweist. Durch die größere radiale Breite der Barrierenanordnung steht mehr Raum zur Führung des Kühlmittels zur Verfügung; dadurch können unter Berücksichtigung der Isolationsfestigkeit in radialer Richtung betrachtet mehrere parallele Kühlmittelpfade vorgesehen werden, so dass eine größere Menge an Kühlmittel pro Zeiteinheit von außerhalb der Barrierenanordnung über diese zur Stirnseite der Wicklung geführt werden kann, was zu einer verbesserten Kühlung der Wicklung mit höherer Kühlleistung führt.

Die Barrierenanordnung kann in radialer Richtung beliebig ausgedehnt sein. Dazu kann sie z. B. nach Art einer rechteckigen Kiste ausgeführt sein, auf der die Wicklung mit den Barrieren vollständig steht. Auch kann die Barrierenanordnung nach Art eines Ringraums ausgebildet sein, der sich radial nach außen und/oder radial nach innen über die äußere bzw. innere Begrenzung - die zweite bzw. erste Barriere - des Ringspalts hinaus erstreckt. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Barrierenanordnung einen äußeren Durchmesser aufweist, der gleich oder kleiner als der äußeren Durchmesser des Ringkanals ist und sich die Barrierenanordnung in radialer Richtung von ihrem äußeren Durchmesser aus nach Innen betrachtet über die erste Barriere hinaus erstreckt. Diese Ausgestaltung ist insbesondere bei kernlosen Wicklungen von Vorteil, also Wicklungen, die keinen Kernschenkel umschließen, der radial nach innen betrachtet eine Begrenzung bildet. Dadurch steht der Platz stirnseitig des von dem Ringspalt umgebenen Innenraums für die Barrierenanordnung zur Verfügung und kann zur Kühlmittelführung ausgenutzt werden. Gleichzeitig überschreitet der äußeren Durchmesser der Barrierenanordnung nicht den äußeren Durchmesser des Ringspalts, um einen kompakten Aufbau der Anordnung zu erreichen, deren radiale Abmessungen im wesentlichen durch die radialen Abmessungen der Wicklung vorgegeben ist.

Prinzipiell kann die Barrierenanordnung radial nach innen betrachtet begrenzt sein, so dass sie als ein Ringraum ausgebildet ist. Dadurch können durch den zentral von der Barrierenanordnung umgebenen Innenbereich und durch den vom Ringspalt umgebenden Innenraum beispielsweise Zugstangen oder andere stangenartige Gebilde, gegebenenfalls sogar ein Kernschenkel mit im Vergleich zum Innenraum geringem Durchmesser geführt sein. Vorzugsweise erstreckt sich die Barrierenanordnung in radialer Richtung durchgehend über den gesamten äußeren Durchmesser. Dadurch ist vorteilhaft nahezu der gesamte Platz an der Stirnseite des Ringkanals bzw. der Wicklung mit der Barrierenanordnung zur Kühlmittelführung ausgenutzt.

Vorzugsweise sind zumindest zwei der die Lagen der mehrlagigen Barrierenanordnung trennenden Wände mit Abstandsmitteln nach Art von ringförmigen Isolierscheiben beabstandet. Die isolierscheibenartigen Abstandsmittel sind einfach zu fertigen und lassen sich schnell und einfach montieren.

Die Barriereanordnung kann radial mit Wänden begrenzt sein; beispielsweise können dazu rohrförmige, den Barrieren ähnliche Wände vorgesehen sein. Vorzugsweise ist die Barrierenanordnung in radialer Richtung mit den Abstandsmitteln begrenzt. Dadurch werden die zur Beabstandung der einzelnen Lagen vorgesehenen Abstandmittel vorteilhaft gleichzeitig als Begrenzung der Barrierenanordnung beispielsweise an deren Außendurchmesser ausgenutzt.

Bevorzugt ist die Wicklung über die Abstandsmittel gegen eine Astützvorrichtung abgesützt. Dadurch werden die Abstandsmittel zusätzlich auch noch zur Abstützung der Wicklung herangezogen.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass zumindest zwei der Lagen der mehrlagigen Barrierenanordnung trennende Wand mit mehreren ringförmigen Scheiben gebildet ist, wobei zwischen jeweils zwei direkt benachbarten Scheiben ein Radialspalt zur Durchströmung mit dem Kühlmittel belassen ist. Mit den Scheiben ist eine Lage der Barrierenanordnung sehr einfach herstellbar.

Vorzugsweise ist die Wicklung eine Drosselwicklung.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei sind in allen Figuren gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Anordnung zur Wicklungskühlung,

Fig. 2 die Sicht auf den Schnitt gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Anordnung zur Wicklungskühlung mit einer modifizierten Barrierenanordnung.

Die in Fig. 1 dargestellte rotationssymmetrische Anordnung 1 zur Wicklungskühlung ist zur besseren Übersichtlichkeit nur rechtsseitig der Achse 2 gezeigt. Die Anordnung 1 weist eine erste rohrförmige Barriere 3 auf, die koaxial von einer zweiten rohrförmigen Barriere 4 unter Belassung eines axial mit einem Kühlmittel (mit Linien 7 angedeutet) durchströmbaren Ringkanals 5 umgeben ist. In dem Ringkanal 5 ist eine die erste Barriere 3 koaxial umgebende elektrische Wicklung 6 vorgesehen, die von dem Kühlmittel in axialer Richtung durchströmbar ist. Die Anordnung 1 weist eine dritte Barriere 8auf, die die zweite Barriere 4 unter Belassung eines ersten Ringspalts 9 umgibt. Die dritte Barriere 8 ist weiterhin unter Belassung eines zweiten Ringspalts 10 von einer vierten Barriere 11 umgeben. Die Ringspalte 9 und 10 sowie der von der ersten Barriere 3 umgebende Innenraum 14 sind mit dem Kühlmittel gefüllt. Die Wicklung 6 ist stirnseitig mit sich in radialer Richtung erstreckenden Leisten 12 bzw. 13 abgestützt. Zur Abstützung der Barrieren 4, 8 und 11 gegeneinander können in den Ringspalten 9 bzw. 10 angeordnete, sich in axialer Richtung erstreckende Axialleisten vorgesehen sein.

An der unteren Stirnseite 15 des Ringkanals 5, also stirnseitig zur Wicklung 6, ist eine mit dem Kühlmittel 7 axial durchströmbare Barrierenanordnung 16 vorgesehen. Die Barrierenanordnung 16 weist insgesamt sechs Lagen 17 bis 22 auf, die mit Wänden 23 bis 27 voneinander getrennt sind. Die Wände 23 bis 27 weisen jeweils mehrere Öffnungen 28, 29, 30; 31, 32, 33, 34; 35, 36; 37, 38 bzw. 39, 40 auf. Die Barrierenanordnung 16 ist an ihrer dem Ringkanal 5 zugewandten Seite mittels einer Schirmringanordnung 43 begrenzt, die radialspaltförmige Öffnungen 44 bis 46 zur Durchströmung mit dem Kühlmittel 7 aufweist. Über die Öffnungen 44 bis 46 ist die Barrierenanordnung 16 mit dem Ringkanal 5 strömungstechnisch verbunden. Die Schirmringanordnung ist mit der Platte 43A sowie den Ringen 43B, 43C und 43D gebildet, die mit einer elektrisch isolierten Metallfolie überzogen sind. An ihrer dem Ringkanal 5 abgewandten Seite ist die Barrierenanordnung 16 von einer Deckplatte 47 begrenzt, die eine Einlassöffnung 48 zur Zufuhr des Kühlmittels 7 aufweist. Radial nach innen, also zur Achse 2 hin, ist die Barrierenanordnung 16 mit Isolierstoffringen 49 bis 51 begrenzt; an ihrem äußeren, also an ihrer radial von der Achse 2 abgewandten Umfang, ist die Barrierenanordnung 16 mit äußeren Isolierstoffringen 52 bis 54 begrenzt.

Die Isolierstoffringe 49 bis 54 dienen gleichzeitig als Abstandsmittel, um die Grundplatte 47, die Schirmringanordnung 43 und die Wände 23 bis 27 voneinander so zu beabstanden, dass die Lagen 17 bis 22 gebildet sind. Beispielsweise sind die Wände 24 und 26 über die Isolierstoffringe 50 und 53 voneinander beabstandet. Weiterhin sind zur Beabstandung der Schirmringanordnung 43, der Grundplatte 47 und der Wände 23 - 27 in radialer Richtung verlaufende Leisten 56 bis 61 vorgesehen, von denen insbesondere die Radialleisten 56 in der Schnittdarstellung nach Fig. 2 gut zu erkennen sind. Die anderen Radialleisten 57 bis 61 sind entsprechend den Radialleisten 56 angeordnet. Die Barrierenanordnung 16 ist durch die äußeren Isolierstoffringe 52 und 53 vom ersten Ringspalt 9 und vom zweiten Ringspalt 10 getrennt. An der oberen Stirnseite der Wicklung 6 bzw. der oberen Stirnseite des Ringkanals 5 ist eine weitere Barrierenanordnung 41 vorgesehen, die ähnlich zur Barrierenanordnung 16 aufgebaut ist. Der wesentliche Unterschied zwischen der Barrierenanordnung 16 und der Barrierenanordnung 41 liegt darin, dass die Barrierenanordnung 41 strömungstechnisch mit dem ersten und dem zweiten Ringspalt 9 bzw. 10 sowie dem Innenraum 14 verbunden ist.

Die Wände 23 bis 27 sind vorliegend jeweils aus mehreren ringförmigen Scheiben gebildet, beispielsweise weist die Wand 23 insgesamt vier ringförmige Scheiben 62 bis 65 auf (s. auch Fig. 2). Die Öffnungen 28, 29 und 30 sind dadurch jeweils als Ringspalt ausgebildet.

Zur Kühlung der Wicklung 6 strömt über die Einlassöffnung 48 Kühlmittel in die Barrierenanordnung 16 ein, durchströmt diese in axialer Richtung und tritt über die Öffnungen 44 bis 46 von der Barrierenanordnung 16 in den Ringkanal 5 über, durchströmt diesen und dabei die Wicklung 6 und tritt an der oberen Stirnseite der Wicklung bzw. dem Ringkanal 5 aus dem Ringkanal 5 und in die an der oberen Stirnseite vorgesehene Barrierenanordnung 41 wieder aus.

Dabei strömt das Kühlmittel 7 durch die Barrierenanordnung 16 über die zwei parallelen Kühlmittelpfade 66 und 67. Mit gestrichelten Linien sind auch noch weitere Möglichkeiten für Kühlmittelpfade durch die Barrierenanordnung 16 dargestellt. Die Kühlmittelpfade 66 und 67 und auch alle anderen sich ergebenden Kühlmittelpfade durch die Barrierenanordnung 16 sind labyrinthartig geführt, um eine ausreichend hohe Isolationsfestigkeit zwischen der Wicklung und anderen elektrisch leitfähigen Teilen außerhalb der Anordnung 1, beispielsweise dem schematisch angedeuteten Kern 42, sicher zu stellen. Durch die labyrinthartige Kühlmittelführung ergeben sich lange durch die Lagen 17 bis 22 geführten Wege und damit lange Isolationsabstände. Um für eine ausreichende Isolationsfestigkeit genügend lange Wege für das Kühlmittel zu bilden, müssen die Öffnungen zweier direkt benachbarter Wände radial gegeneinander versetzt sein; beispielsweise müssen die Öffnungen 28, 29, 30 jeweils zu den Öffnungen 31 bis 34 der Wand 24 radial versetzt sein. Je weiter diese Versetzung der Öffnungen 28, 29, 30 jeweils zu den Öffnungen 31 bis 34 ist, um so länger ist der sich ergebende Weg für das Kühlmittel bzw. für einen möglichen elektrischen Durchschlagspfad. Gleiches gilt hinsichtlich des radialen Versatzes der anderen Öffnungen 35, 36 sowie 37 bis 40. Bei einer Barrierenanordnung, die nur eine radiale Breite hätte, die etwa der des Ringspalts entspricht oder gar kleiner als diese ist, würde im Hinblick auf den von der Einlassöffnung 48 über die Barrierenanordnung 16und über den Ringspalt 5 zur Wicklung 6 geführten Strömungsweg für das Kühlmittel ein starker Druckabfall erfolgen. Denn dann müsste die Barrierenanordnung so gebildet sein, dass in radialer Richtung betrachtet nur ein einziger Kühlmittelpfad zur Führung des Kühlmittels in axialer Richtung vorgesehen wäre, und das Kühlmittel müsste innerhalb einer Lage im wesentlichen in Umfangsrichtung geführt werden - wie es beim Stand der Technik der Fall ist - um einen ausreichenden Versatz der Öffnungen gegeneinander sicher zu stellen. Dann könnte auch nur eine geringe Menge an Kühlmittel pro Zeiteinheit zur Wicklung 6 durch die Barrierenanordnung transportiert werden, ohne eine unzulässige Druckbelastung der Barrierenanordnung zu überschreiten. Eine solche Barrierenanordnung würde nämlich bei höheren Drücken für das Kühlmittel schnell instabil werden, da die Wände sehr dünn sind. Um jedoch bei niedrigem Druck eine größere Menge an Kühlmittel pro Zeiteinheit durch die Barrierenanordnung 16 transportieren zu können, sind hier zumindest zwei Kühlmittelpfade 66 und 67 vorgesehen. Der für diese erforderliche Platz wird dadurch zur Verfügung gestellt, dass die Barrierenanordnung 16 in radialer Richtung betrachtet eine größere radiale Breite 68 aufweist als der Ringkanal 5. Dadurch können die Kühlmittelpfade 66 und 67 beide im wesentlichen in radialer Richtung und mit ausreichend langen Wegen ausgeführt sein und die Drosselwirkung der Barrierenanordnung 16 ist im Vergleich zur Barrierenanordnung nach dem Stand der Technik verringert, weil in der Barrierenanordnung 16 ein viel größerer Strömungsquerschnitt für das Kühlmittel zur Verfügung steht. Dadurch kann bei der erfindungsgemäßen Barrierenanordnung 16 über die beiden parallelen Kühlmittelpfade 66 und 67 eine sehr viel größere Menge an Kühlmittel pro Zeiteinheit zur Wicklung 6 geführt werden, als bei der Anordnung nach dem Stand der Technik.

Die Barrierenanordnung 16 erstreckt sich in radialer Richtung von ihrem äußeren Durchmesser 70 ausgehend nach innen, also in Richtung zur Achse 2 betrachtet, über die erste Barriere 3 hinaus. Sie weist dabei einen äußeren Durchmesser 70 auf. Dadurch ist ein kompakter Aufbau der Anordnung 1 erreicht und durch die erfindungsgemäße Barrierenanordnung 16 sind die Abmessungen der Anordnung 1 im Vergleich zur Anordnung nach dem Stand der Technik nicht vergrößert.

Die Anordnung 1 und der Kern 42 sind vorzugsweise in einem nicht näher dargestellten Transformatorkessel angeordnet; dieser ist mit Öl als Kühlmittel gefüllt. Das Kühlmittel wird mittels einer nicht näher dargestellten Pumpe oder durch die eigene Erwärmung durch die Barrierenanordnung 16 gezwungen.

Die erfindungsgemäße Barrierenanordnung 1 findet vorzugsweise Anwendung bei Drosseln mit Rahmenkern, wobei die Wicklung 6 die Drosselwicklung bildet und der Kern 42 den Rahmenkern. Dabei ist unter Rahmenkern ein Kern mit einem Fenster zu verstehen, wobei in dem Fenster die Anordnung 1 mit der Wicklung angeordnet ist, so dass die in Fig. 1 ersichtlichen Kernteile 42 jeweils einem Kernjoch zugehörig sind. Bei einer Anordnung mit Rahmenkern ist es insbesondere nicht vorgesehen, dass im Innenraum 14 ein Kernschenkel geführt ist.

Der Kern 42 dient vorliegend als Abstützvorrichtung, gegen die sich die Anordnung 1 bzw. die Wicklung 6 abstützt. Dabei werden im wesentlichen die Radialleisten 56 bis 61 aber auch die Isolierstoffringe 49 bis 54 herangezogen, um den Abstand zwischen dem Kern 42 und der Wicklung 6 zu überbrücken.

In Fig. 2 ist die Ansicht des in Fig. 1 mit II bezeichneten Schnitts dargestellt. Deutlich ist hier ersichtlich, wie die Wand 23 aus den vier Ringscheiben 62 bis 65 zusammengesetzt ist und wie zwischen diesen die radialspaltförmigen Öffnungen 28, 29 und 30 liegen. Ebenso ist die Anordnung der Radialleisten 56 gut ersichtlich.

Bei der Anordnung 1 nach Fig. 1 ist es vorgesehen, dass die Barrierenanordnung 16 über den gesamten Umfang eine größere radiale Breite 68 aufweist als die radiale Breite 69 des Ringkanals 5. Die radiale Breite 68 der Barrierenanordnung 16 kann aber auch nur über einen Abschnitt des Umfangs größer sein als die radiale Breite 69 des Radialspalts 5. Dies ist insbesondere dann vorzuziehen, wenn nur in einem bestimmten Abschnitt entlang des Umfangs eine verbesserte Kühlung der Wicklung 6 erforderlich ist. Die Isolierringe 49 bis 54 können jeweils auch aus mehreren einzelnen Ringsegmenten zusammengesetzt sein.

In Fig. 3 ist eine weitere Ausgestaltung einer Anordnung 1a zur Wicklungskühlung gezeigt. Der Übersichtlichkeit halber sind nicht alle Teile in Fig. 3 mit Bezugszeichen versehen. Die Anordnung 1a weist im Unterschied zur Anordnung 1 gemäß Fig. 1 eine modifizierte Barrierenanordnung 16a auf, die sich über ihren gesamten äußeren Durchmesser 70 erstreckt. Entsprechend erstrecken sich die den Wänden 23 bis 27 entsprechenden Wände 23a bis 27a über den gesamten äußeren Durchmesser 70. Gleiches gilt für die den Lagen 17 bis 22 entsprechenden Lagen 17a bis 22a der Barrierenanordnung 16a. Auch die den radialen Leisten 56 bis 61 entsprechenden Radialleisten 56a bis 61a sind in radialer Richtung in ihrer Länge angepasst. Somit überdeckt die Barrierenanordnung 16A nahezu den gesamten stirnseitigen Bereich des Ringkanals 5bzw. der Wicklung 6 nebst dem Innenraum 14. Dadurch steht in radialer Richtung betrachtet für die Führung des Kühlmittels noch mehr Raum zur Verfügung als bei der Barrierenanordnung 16 gemäß Fig. 1, so dass in der Barrierenanordnung 16A ein noch viel größerer Strömungsquerschnitt in axialer Richtung für das Kühlmittel zur Verfügung gestellt wird. Bei der Barrierenanordnung 16A kann das Kühlmittel 7 über die mit durchgezogenen Linien angedeuteten Kühlmittelpfade 71 und 72 geführt werden, die selbst innerhalb der Barrierenanordnung 16a sich noch weiter verzweigen können (mit gestrichelten Linien angedeutet).

Allgemein ist zu bemerken, dass die gezeigten Anordnungen 1 und 1a nicht unbedingt stehend angeordnet sein müssen; wesentlich ist, dass die der Kühlmittelzufuhr zum Ringkanal 5 dienende Barrierenanordnung 16 bzw. 16a die im Vergleich zum Ringkanal 5 größere radiale Breite und die beiden Kühlmittelpfade 66 und 67 aufweist, damit in der Barrierenanordnung 16 bzw. 16a ein möglichst geringer Druckabfall des Kühlmittels bei möglichst guter Isolationsfestigkeit erreicht ist.

Die Barrieren 3, 4, 8 und 11, die Wände 23 bis 27 und 23A bis 27A, die Isolierstoffringe 49 bis 54 und die Grundplatte 47 sind aus elektrisch isolierende Materialien, beispielsweise Kunststoff oder Holz, insbesondere Pressholz, aufgebaut. Die Platte 43A sowie die Ringe 43B bis 43D sind ebenfalls hauptsächlich aus elektrisch isolierenden Materialien ausgeführt; allerdings weisen sie jeweils einen Überzug mit einer Metallfolie auf.


Anspruch[de]
  1. 1. Anordnung (1; 1a) zur Wicklungskühlung mit einer ersten rohrförmigen Barriere (3), die koaxial von einer zweiten rohrförmige Barriere (4) unter Belassung eines axial mit einem Kühlmittel durchströmbaren Ringkanals (5) umgeben ist, mit zumindest einer weiteren, die zweite Barriere (4) unter Belassung zumindest eines Ringspalts (9) umgebenden rohrförmigen Barriere (8) und mit einer in dem Ringkanal (5) angeordneten, die erste Barriere (3) koaxial umgebenden, elektrischen Wicklung (6) sowie mit einem stirnseitig zum Ringkanal (5) liegenden, von dem Ringspalt (9) getrennten und mit dem Ringkanal (5) verbundenen, mehrlagigen, axial mit dem Kühlmittel durchströmbaren Barrierenanordnung (16; 16a) dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Breite (68) der Barrierenanordnung (16) in zumindest einem Abschnitt entlang des Umfangs des Ringkanals (5) größer ist, als die radiale Breite (69) des Ringkanals (5), und dass die Barrierenanordnung (16; 16a) in diesem Abschnitt radial nebeneinander mehrere parallele Kühlmittelpfade (66, 67; 71, 72) aufweist.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Barrierenanordnung (16; 16a) einen äußeren Durchmesser (70) aufweist, der gleich oder kleiner als der äußere Durchmesser (73) des Ringkanals (5) ist und sich die Barrierenanordnung (16; 16a) in radialer Richtung von ihrem äußeren Durchmesser (70) aus nach Innen betrachtet über die erste Barriere (3) hinaus erstreckt.
  3. 3. Anordnung (1, 1a) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Barrierenanordnung (16, 16a) in radialer Richtung durchgehend über ihren gesamten äußeren Durchmesser (70) erstreckt.
  4. 4. Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei der die Lagen (18, 21) der mehrlagigen Barrierenanordnung trennenden mit Wände (24, 26) mit Abstandsmitteln (50, 53) nach Art von ringförmigen Isolierscheiben beabstandet sind.
  5. 5. Anordnung (1, 1a) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Barrierenanordnung (16, 16a) in radialer Richtung mit den Abstandsmitteln (50, 53) begrenzt ist
  6. 6. Anordnung (1, 1a) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklung (6) über die Abstandsmittel (50, 53) gegen eine Abstützvorrichtung (42) abgestützt ist.
  7. 7. Anordnung (1, 1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine zwei der Lagen (17, 189 der mehrlagigen Barriereanordnung (16, 16a) trennende Wand (23; 23a) mit mehreren ringförmigen Scheiben (62-65) gebildet ist, wobei zwischen jeweils zwei direkt benachbarten Scheiben (62, 63; 63, 64; 64, 64) ein Radialspalt (28, 29, 30) zur Durchströmung mit dem Kühlmittel vorgesehen ist.
  8. 8. Anordnung (1, 1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklung (6) eine Drosselwicklung ist.






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