Devanado de estator de un turbogenerador refrigerado directamente.

Devanado de estator (10) de una máquina eléctrica refrigerada directamente,

que comprende barras Roebel dobles refrigeradas directamente con gas (14a-g; 25, 25a-c) que están dispuestas como partes activas en ranuras (12, 23) de un cuerpo de estator (11, 22), en el que una barra Roebel doble consiste de dos barras Roebel simples (17, 18) y un solo apilamiento (16) de tubos de refrigeración entre ellas, en el que cada barra Roebel simple comprende

un apilamiento de una pluralidad de hilos simples transpuestos (17a-f, 18a-f), en el que para la compensación de tensiones de campo parásitas al menos una barra Roebel doble es construida como una barra de cruce (25a-c) estando los hilos (17a-f, 18a-f) transpuestos sobre el apilamiento (16) de tubos de refrigeración en el medio con el fin de cambiar los lados de las barras Roebel simples (17, 18) a lo largo de la parte activa.

Devanado de estator de un turbogenerador refrigerado directamente ANTECEDENTES DEL INVENTO

El invento se refiere a la tecnología de máquinas eléctricas rotativas tales como turbogeneradores, hidro-generadores o motores eléctricos. Se refiere a un devanado de estator de una máquina eléctrica refrigerada directamente de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

TÉCNICA ANTERIOR

Las barras Roebel en las partes activas del devanado de estator de un turbogenerador son bien conocidas en la técnica (véanse los documentos citados a continuación) .

Las barras Roebel enfriadas directamente con gas (hidrógeno) de devanados de estator de turbogenerador consisten de dos o cuatro apilamientos de hilos individuales. Entre ellos hay situados tubos de refrigeración no transpuestos. En barras Roebel simples el apilamiento de tubos de refrigeración está situado entre los dos apilamientos de hilos. Este también es el caso de una barra Roebel doble con un apilamiento de tubos de refrigeración en el centro de cada barra simple (en la barra en total hay dos apilamientos de tubos de refrigeración, véase el documento DE 100 59 385 A1 Fig. 1a) . Estas disposiciones necesitan una transposición de los hilos que cruzan el apilamiento de tubos de refrigeración. En los extremos de la barra los hilos simples o haces de ellos son conectados a la siguiente barra "transponiendo" los hilos adicionalmente.

En el caso de tener una barra Roebel doble que consiste de dos barras Roebel simples y un solo apilamiento de tubos de refrigeración entre ellas los hilos de las barras Roebel simples son transpuestos internamente sin cruzar el apilamiento de tubos de refrigeración. La fig. 1 muestra la sección transversal de un devanado de estator 10 con tales barras Roebel dobles 14a y 14b. Cada barra Roebel doble 14a, b comprende dos barras Roebel simples 17 y 18, con un apilamiento de tubos de refrigeración 16 dispuesto entre ellas. Las barras Roebel dobles 14a, b están cada una rodeada por un aislamiento 15 y dispuestas dentro de una ranura 12 del cuerpo de estator 11. Una cuña 13 mantiene las barras en la ranura 12.

La fig. 2 muestra una vista superior de la barra 14b. Cada barra Roebel simple 17, 18 comprende (en este ejemplo simplificado) dos apilamientos paralelos de hilos simples 17a-c, 17d-f y 18a-c, 18d-f. Dentro de cada una de las barras Roebel simples 17, 18 los hilos respectivos 17a-f y 18a-f son transpuestos internamente sin cruzar el apilamiento de tubos de refrigeración 16. Las transposiciones son realizadas en series de tres transposiciones de 180º, de manera que se consigue un ángulo de configuración de Roebel total (añadido) de 540º.

En los extremos de la barra los hilos simples (o haces de ellos) están conectados de nuevo a la siguiente barra transponiendo los hilos adicionalmente.

En los extremos de la barra es posible poner una lengüeta maciza por cada barra simple. En total hay dos lengüetas por cada extremo de barra, véase la fig. 3a, donde las lengüetas dobles macizas normales 19a y 19b están previstas para conectar las barras Roebel simples de barras Roebel dobles 14a y 14b.

En el centro de un grupo de fase hay prevista una lengüeta de cruce para compensar las tensiones parásitas de campo que son recogidas a lo largo de los dos trayectos paralelos que están formados por las barras simples de todas las barras Roebel dobles, véase la fig. 3b, dónde hay previstas dos lengüetas dobles de cruce 20a y 20b para conectar las barras Roebel simples de las barras Roebel dobles 14a y 14b transversalmente.

El documento DE 100 59 385 A1 describe un dispositivo, que tiene sub-conductores divididos en 4 apilamientos adyacentes y 2 filas de líneas de refrigeración, cada una entre ambos apilamientos de sub-conductores interiores y uno de los apilamientos exteriores. Ambos apilamientos interiores forman un vástago de núcleo en la que sólo los subconductores de los dos apilamientos interiores están retorcidos juntos. Los dos apilamientos exteriores forman un vástago hueco en el que sólo los sub-conductores de los dos apilamientos exteriores están retorcidos juntos y las tuberías de refrigeración pasan a tu través sin puntos de estrangulamiento. El dispositivo tiene un número de subconductores dividido en cuatro apilamientos adyacentes y dos filas de tuberías de refrigeración, cada una entre ambos apilamientos de sub-conductores interiores y uno de los apilamientos exteriores. Ambos apilamientos interiores forman un vástago de núcleo en el que sólo los sub-conductores de los dos apilamientos interiores son retorcidos juntos. Los dos apilamientos exteriores forman un vástago hueco en el que sólo los sub-conductores de los dos apilamientos exteriores son retorcidos juntos y las tuberías de refrigeración pasan a su través sin puntos de estrangulamiento. También se han incluido reivindicaciones independientes para lo siguiente: un método para la fabricación de un vástago retorcido doble.

El documento DE 197 54 943 A1 describe un devanado para el estator de una máquina eléctrica que comprende un conductor eléctrico que forma la parte del devanado estipulada para la inserción en una ranura en el estator con sus

secciones de extremo. El conductor está formado de un número de sub-conductores situado en cuatro apilamientos adyacentes. Los apilamientos tienen el mismo número de sub-conductores que son retorcidos juntos en toda la longitud del conductor. Cada dos sub-conductores adyacentes están retorcidos. Los sub-conductores retorcidos son doblados juntos en uno o más lugares a lo largo de toda la longitud del conductor de manera que el sub-conductor que está situado previamente en el interior detrás del punto de doblado está situado en el exterior y el conductor que está situado previamente en el exterior detrás del punto de doblado está situado dentro. Los sub-conductores son también, o en su lugar, doblados de manera transversal en uno o más lugares a lo largo de toda la longitud del conductor de manera que el sub-conductor que está situado previamente en el interior detrás del punto de doblado también está situado en el interior y el sub-conductor que está situado previamente en el exterior detrás del punto de doblado también está situado en el exterior.

El documento EP 2 262 079 A1 describe una barra de estator, que comprende cuatro apilamientos de hilos que definen una parte activa en la que los hilos son transpuestos mediante cruces de conductores sucesivos desde una posición de apilamiento a otra, y dos devanados de extremidad que se extienden desde los dos extremos de la parte activa. Los hilos de la parte activa son transpuestos 360º o 540º de tal manera que todos los hilos ocupan todas las posiciones en la barra para distancias sustancialmente iguales. Además, los devanados de extremidad son transpuestos mediante cruces de conductores sucesivos desde una posición de apilamiento a otra por un ángulo de entre 60 -180º.

El documento US 3.647.932 describe un conductor trenzado transpuesto para máquinas dinamoeléctricas que tienen cuatro apilamientos de hilos transpuestos en la parte de ranura del conductor de tal manera que cada apilamiento se mueve a diferentes posiciones transversales en secciones longitudinales sucesivas de la barra de tal manera que los apilamientos están invertidos en posición transversal en extremos opuestos de la barra. Preferiblemente, los hilos también son transpuestos de manera que provoquen la inversión de las posiciones de hilo relativas en extremos opuestos de la ranura de manera que el conductor sea totalmente transpuesto con inversión de la posición de hilo tanto transversalmente de la ranura como en el sentido de la profundidad de la ranura.

El documento FR 2 690 289 A1 describe un generador eléctrico con una configuración de una media bobina mejorada de Roebel de un devanado de estator. Las bobinas están hechas de hilos de cobre y comprenden tubos de ventilación a través de las cuales es hecho circular el gas de refrigeración.

El documento WO 2012113853 describe una cabeza de perforación continua que consiste de conductores simples aislados eléctricamente. Los conductores están retorcidos juntos allí donde los bordes de los conductores tienen un diseño redondeado.

Aunque algunas disposiciones de Roebel son conocidas para barras Roebel refrigeradas indirectamente y barras Roebel refrigeradas directamente con agua (dónde los conductores de refrigeración son transpuestos así como los hilos macizos) , véanse los documentos ya mencionados US 3.647.932 y DE 197 54 943 A1, anteriormente, no se conocen tales disposiciones de Roebel para barras Roebel refrigeradas directamente con gas (con apilamientos de tubos de refrigeración no transpuestos colocados en las... [Seguir leyendo]

1. Devanado de estator (10) de una máquina eléctrica refrigerada directamente, que comprende barras Roebel dobles refrigeradas directamente con gas (14a-g; 25.

25. c) que están dispuestas como partes activas en ranuras (12, 23) de un cuerpo de estator (11, 22) , en el que una barra Roebel doble consiste de dos barras Roebel simples (17, 18) y un solo apilamiento (16) de tubos de refrigeración entre ellas, en el que cada barra Roebel simple comprende

un apilamiento de una pluralidad de hilos simples transpuestos (17a-f.

18. f) , en el que para la compensación de tensiones de campo parásitas al menos una barra Roebel doble es construida como una barra de cruce (25a-c) estando los hilos (17a-f.

18. f) transpuestos sobre el apilamiento (16) de tubos de refrigeración en el medio con el fin de cambiar los lados de las barras Roebel simples (17, 18) a lo largo de la parte activa.

2. Devanado de estator según la reivindicación 1, caracterizado por que es prevista una pluralidad de barras de cruce (25a-c) .

3. Devanado de estator según la reivindicación 1, caracterizado por que en al menos una barra de cruce (25a-c) los hilos más altos y más bajos, respectivamente, de los apilamientos son transpuestos juntos.

4. Devanado de estator según la reivindicación 3, caracterizado por que el ángulo total de configuración de Roebel en la parte activa de al menos una barra de cruce (25a-c) es 540º.

5. Devanado de estator según la reivindicación 4, caracterizado por que el ángulo total de configuración de Roebel es conseguido por una secuencia de tres transposiciones de 180º cada una.

6. Devanado de estator según la reivindicación 5, caracterizado por que todas las transposiciones cruzan el apilamiento intermedio de tubos de refrigeración (16) ya sea en paralelo y/o transversalmente.

7. Devanado de estator según la reivindicación 6, caracterizado por que todas las transposiciones cruzan el apilamiento intermedio de tubos de refrigeración (16) en paralelo.

8. Devanado de estator según la reivindicación 6, caracterizado por que todas las transposiciones cruzan el apilamiento intermedio de tubos de refrigeración (16) transversalmente.

9. Devanado de estator según la reivindicación 6, caracterizado por que de la secuencia de tres transposiciones de 180º la primera y la tercera están en paralelo, mientras la segunda es transversal.

10. Devanado de estator según la reivindicación 5, caracterizado por que de la secuencia de tres transposiciones de 180º la primera y la tercera son hechas individualmente dentro de las barras Roebel simples (17, 18) , mientras que la segunda cruza el apilamiento intermedio de tubos de refrigeración (16) transversalmente.

11. Devanado de estator según la reivindicación 1, caracterizado por que los devanados de extremidad están transpuestos.

12. Devanado de estator según la reivindicación 11, caracterizado por que cada devanado de extremidad está transpuesto por 90º o 180º.