<Desc/Clms Page number 1>
SIEMENS-SCHUCKERTWERKE AKTIENGESELLSCHAFT, résidant à BERLIN et
ERLANGEN (Allemagne).
BARRE EN GRILLE POUR MACHINES ET APPAREILS ELECTRIQUESo
Pour la partie courant alternatif de machines ou appareils élec- triques (par exemple transformateurs tournants,) on peut donner aux conduc- teurs dans la rainure la forme de barres en grille, pour obtenir une réparti- tion uniforme du courant dans la section de la barre malgré l'action du dé- placement du courant. La barre en grille présentant une section rectangulaire ou aplatie se compose alors de différents conducteurs, qui, à l'intérieur de la section de la barre, changent continuellement leur position, en parcou- rant en hélice toute la hauteur de la barre et en modifiant, le long des côtés étroits de la barre, leur position d'un grand coté vers l'autre.
Dans une disposition connue, on prévoit en outre deux ou plusieurs plaques reliées électriquement les unes aux autres à la face supérieure et à la fa- ce inférieure de la barre,.disposées côte à côte dans le sens périphérique, plaques qui présentent des fentes obliques par rapport a l'axe du conducteur, ces fentes se coupant dans au moins deux plaques faisant partie d'une barre.
On obtient ainsi une barre en grille pouvant être fabriquée facilement et à résistance mécanique très élevée.
La présente invention se rapporte à une disposition particulière- ment efficace pour le refroidissement de barres en grille de ce type. Suivant l'invention, on dispose entre les grands côtés de la barre en grille, disposés côte à côte dans le sens périphérique de la machine, et composés de conduc- teurs séparés, un canal axial pour le passage d'un réfrigérant. Avec une bar- re en grille formée de plaques de la manière décrite, chaque paire de plaques disposées à distance l'une à côté de l'autre doivent former un canal pour le passage du réfrigérant. La barre en grille est donc à présent une barre en grille creuse, que traverse le réfrigérant comme il passerait par un tube.
On obtient de ce fait un refroidissement particulièrement efficace de la
<Desc/Clms Page number 2>
barre, étant donné que le réfrigérant est entouré de toutes parts par la bar- re en grille. La barre en grille remplit toutefois également son rôle en ce qui concerne la répartition uniforme du courant parmi les différents conduc- teurs partiels de la même manière que si les deux côtés de la barre en gril- le se touchaient directement. Comme réfrigérant, on peut employer tout réfri- gérant utilisé jusqu'à présent avec des machines ou appareils électriques, des réfrigérants liquides comme aussi des réfrigérants gazeux. Parmi les ré- frigérants liquides, on peut employer en particulier de l'huile ou du clo- phène, parmi les réfrigérants gazeux de l'air et en particulier de l'hydro- gène.
Principalement lorsque l'hydrogène est soumis à unepression élevée (par exemple de 4 à 7 atmosphères), on peut obtenir une action réfrigéran- te aussi forte que celle de l'huile traversant la barre creuse, et les avan- tages de l'hydrogène gazeux sont conservés.
Comme barre en grille creuse suivant l'invention convient en par- ticulier un tube plat, dans les grands cotés duquel sont disposées les fen- tes obliques par rapport à l'axe du conducteur et qui se coupent. On peut par exemple aplatir un tube à section circulaire et pratiquer les fentes par sciage ou fraisage. Les fentes peuvent alors être remplies d'un isolant, par exemple une couche en mica solidifiée à l'aide de vernis, pour empêcher le passage du réfrigérant à travers les fentes.
Les figures 1 et 2 représentent en coupe transversale et en vue latérale une telle barre en grille creuse. La barre en grille creuse a la forme d'un tube aplati le qui sur ses grands cotés présente les fentes 2 de direction oblique et qui se coupent. Comme dans la disposition connue décri- te plus haut, les deux plaques de la barre en grille présentent tout au moins du côté supérieur de la barre de courtes fentes disposées perpendiculairement à l'axe de la barre, qui sont au moins en partie en communication avec les fentes obliques. 3 et 4 désignent ces fentes perpendiculaires à l'axe de la barre, qui se raccordent directement aux fentes obliques 2, de telle sorte que les conducteurs partiels ainsi produits parcourent en hélice toute la hauteur de la barre, comme pour une barre en grille.
Entre les fentes 3 et 4, sont encore prévues des fentes supplémentaires 11 et 12, qui anéantis- sent l'influence nuisible de l'élargissement des sections des conducteurs sé- parés sur les petits cotés de la barre en grille, en ce qui concerne la for- mation de courants de Foucault. Les fentes 3 et 4 peuvent également être sciées obliquement par rapport à l'axe de la barre. 5 désigne la douille d'Isolement entourant la barre en grille creuse dans la rainure. Comme on peut le constater, la barre en grille creuse, étant donné que du côté supé- rieur au coté inférieur de la barre la ligne de raccordement a la forme d' un arc de cercle, ne présente nulle part des arêtes vives, où pourraient se produire des intensités de champ élevées, qui pourraient produire une dé- charge.
La disposition convient pour cette raison particulièrement aux machi- nes haute tension, étant donné que, contrairement aux barres en grille rec- tangulaires à arêtes de douille prononcées, les décharges luminescentes sont évitées.
Dans les machines où, par suite de la faible tension, une déchar- ge luminescente aux arêtes extérieures de la barre en grille n'est pas à craindre, on peut également employer comme barre en grille un tube profilé en cuivre ou en aluminium,à section rectangulaire, et l'on peut pratiquer sur les grands cotés du tube profilé, les fentes disposées obliquement par rap- port à l'axe du conducteur. Un aplatissement du tube n'est donc pas nécessai- re.
On peut également munir une bande en cuivre de fentes obliques et plier la bande sur un mandrin le long d'une ligne de flexion, de telle sorte que l'on obtient une barre creuse analogue à la figure 1, barre qui est soudée ou brasée le long de l'arête inférieure. Les figures 3, 4 et 5 du dessin représentent une telle disposition, la figure 4 représentant en plan la bande aplatie, qui est pliée autour du mandrin 7 le long de la ligne
<Desc/Clms Page number 3>
de flexion 6, conformément à la fig, 5,de telle sorte que la bande plate 8 est transformée en une barre creuse 9.
Dans cette disposition, les fentes obliques 2 dans les grands côtés de la barre creuse peuvent déjà être pratiquées avant le pliage autour du mandrin.
Les fentes 3 à l'endroit de flexion seront de préférence seulement pratiquées après le pliage. Au point 10, où se touchent les deux arêtes latérales de la bande 8 de la figure 5 lors du pliage, ces arêtes sont soudées, de telle sor- te que la barre en grille creuse ainsi fabriquée correspond à la disposition des figures 1 et 2.
Au passage des fentes obliques sur la face supérieure et inférieu- re de la barre, on obtient, notamment lorsque les fentes y pratiquées sont perpendiculaires à l'axe de la barre, des sections de conducteurs partiels qui sont sensiblement plus grandes que celles sur les flancs de la barre.
Pour obtenir en ces points d'épaulement supérieur et inférieur les mêmes hau- teurs de conducteurs partiels (h dans la figure 3), que sur les flancs, on 'peut réduire l'épaisseur de la barre, conformément à la figure 3, au coté étroit supérieur et inférieur -comme indiqué- par fraisage à la hauteur h ou bien on peut, comme l'Indique la figure 5, donner au ruban en cuivre 8, avant de le plier, une section moindre par un fraisage ou un laminage préalable.
Les fentes obliques par rapport à l'axe du conducteur peuvent en outre n'être prévues que sur la partie supérieure de la barre, tandis que la partie inférieure se trouvant au fond de la rainure ne présente pas de telles fentes, étant donné qu'ici l'influence du déplacement par courants de Foucault est réduiteo On peut en outre disposer le canal de réfrigération compris entre les flancs latéraux de la barre en grille de manière telle qu'il ne prend de la place que dans la partie supérieure de la barre en grille, tandis que la partie inférieure de la section de la barre se trou- vant au fond de la rainure est totalement disponible pour le cuivre conduc- teur. On peut ainsi obtenir également une réduction de la section transver- sale' de la rainure.
REVENDICATIONS.
1.- Barre en grille pour machines et appareils électriques, ca- ractérisée en ce que, entre les côtés plats de la barre en grille disposés côte à côte dans le sens périphérique de la machine et composés de conduc- teurs séparés, est monté un canal axial pour le passage d'un réfrigérant.
2.- Barre en grille pour machines et appareils électriques dans lesquels sont prévues deux ou plusieurs plaques situées côte à côte dans le sens périphérique, reliées électriquement entre elles à la partie supérieu- re et Inférieure de la barre et présentant des fentes obliques par rapport à l'axe du conducteur et qui se coupent dans au moins deux plaques faisant partie d'une barre, caractérisée en ce que, dans chaque paire de plaques disposées côte à côte dans le sens périphérique, ces dernières sont écartées l'une de l'autre et forment ainsi un canal axial pour le passage d'un réfri- gérant.
<Desc / Clms Page number 1>
SIEMENS-SCHUCKERTWERKE AKTIENGESELLSCHAFT, residing in BERLIN and
ERLANGEN (Germany).
GRID BAR FOR MACHINES AND ELECTRICAL APPLIANCES o
For the alternating current part of machines or electrical devices (for example rotating transformers,) the conductors in the groove can be shaped like bars in a grid, in order to obtain a uniform distribution of the current in the section of the grid. bar despite the action of the current displacement. The grid bar having a rectangular or flattened section is then made up of different conductors, which, inside the section of the bar, continually change their position, helically traversing the entire height of the bar and modifying , along the narrow sides of the bar, their position from one long side to the other.
In a known arrangement, there are further provided two or more plates electrically connected to each other at the upper face and the lower face of the bar, arranged side by side in the peripheral direction, plates which have oblique slots. relative to the axis of the conductor, these slots intersecting in at least two plates forming part of a bar.
A grid bar is thus obtained which can be easily manufactured and has very high mechanical strength.
The present invention relates to a particularly effective arrangement for cooling grid bars of this type. According to the invention, between the long sides of the grid bar, arranged side by side in the peripheral direction of the machine, and composed of separate conductors, there is arranged an axial channel for the passage of a coolant. With a grid bar formed from plates in the manner described, each pair of plates disposed apart next to each other should form a channel for the passage of refrigerant. The grid bar is therefore now a hollow grid bar, through which the refrigerant passes as it would pass through a tube.
This results in particularly effective cooling of the
<Desc / Clms Page number 2>
bar, since the refrigerant is surrounded on all sides by the grid bar. The grid bar, however, also fulfills its role with regard to the uniform distribution of the current among the different partial conductors in the same way as if the two sides of the grid bar touched each other directly. As the refrigerant, any refrigerant used heretofore with electrical machines or apparatus, liquid refrigerants as well as gaseous refrigerants can be employed. Among the liquid refrigerants, oil or clophene can be employed in particular, among the gaseous refrigerants air and in particular hydrogen.
Mainly when the hydrogen is subjected to a high pressure (for example 4 to 7 atmospheres), one can obtain a cooling action as strong as that of the oil passing through the hollow bar, and the advantages of hydrogen. gaseous are retained.
Suitable hollow grid bar according to the invention in particular is a flat tube, on the long sides of which the sloping windows are arranged with respect to the axis of the conductor and which intersect. For example, it is possible to flatten a tube with a circular section and make the slots by sawing or milling. The slits can then be filled with an insulator, for example a layer of mica solidified with varnish, to prevent the passage of refrigerant through the slits.
Figures 1 and 2 show in cross section and in side view such a hollow grid bar. The hollow grid bar has the shape of a flattened tube which on its long sides has the slits 2 in an oblique direction and which intersect. As in the known arrangement described above, the two plates of the grid bar have at least on the upper side of the bar short slots arranged perpendicular to the axis of the bar, which are at least partly in communication. with oblique slits. 3 and 4 denote these slots perpendicular to the axis of the bar, which are connected directly to the oblique slots 2, so that the partial conductors thus produced run helically all the way up the bar, as for a grid bar.
Between the slots 3 and 4, additional slots 11 and 12 are still provided, which eliminate the harmful influence of the widening of the sections of the separate conductors on the small sides of the grid bar, as regards the formation of eddy currents. The slots 3 and 4 can also be sawn obliquely with respect to the axis of the bar. 5 designates the Insulation sleeve surrounding the hollow grid bar in the groove. As can be seen, the hollow grid bar, since from the upper side to the lower side of the bar the connecting line has the shape of an arc of a circle, nowhere does it have sharp edges, where could high field strengths occur, which could produce a discharge.
The arrangement is therefore particularly suitable for high voltage machines, since unlike rectangular grid bars with pronounced socket edges, glow discharges are avoided.
In machines where, due to the low voltage, a luminescent discharge at the outer edges of the grid bar is not to be feared, it is also possible to use as grid bar a profiled tube of copper or aluminum, with rectangular section, and the slits arranged obliquely with respect to the conductor axis can be made on the long sides of the profiled tube. Flattening of the tube is therefore not necessary.
It is also possible to provide a copper strip with oblique slots and bend the strip on a mandrel along a bending line, so that a hollow bar similar to Figure 1 is obtained, which bar is welded or brazed. along the lower ridge. Figures 3, 4 and 5 of the drawing show such an arrangement, Figure 4 showing in plan the flattened strip, which is folded around the mandrel 7 along the line
<Desc / Clms Page number 3>
flexion 6, according to fig, 5, so that the flat strip 8 is transformed into a hollow bar 9.
In this arrangement, the oblique slots 2 in the long sides of the hollow bar can already be made before bending around the mandrel.
The slits 3 at the bending location will preferably only be made after the bending. At point 10, where the two side edges of the strip 8 of Figure 5 touch during bending, these edges are welded so that the hollow grid bar thus produced corresponds to the arrangement of Figures 1 and 2. .
When passing the oblique slots on the upper and lower face of the bar, one obtains, in particular when the slots formed therein are perpendicular to the axis of the bar, sections of partial conductors which are appreciably larger than those on the bars. sides of the bar.
In order to obtain at these upper and lower shoulder points the same heights of partial conductors (h in figure 3) as on the sides, the thickness of the bar can be reduced, in accordance with figure 3, at upper and lower narrow side -as indicated- by milling at height h or it is possible, as shown in figure 5, to give the copper strip 8, before bending it, a smaller section by milling or prior rolling .
The slits oblique with respect to the axis of the conductor can moreover be provided only on the upper part of the bar, while the lower part located at the bottom of the groove does not have such slits, since here the influence of displacement by eddy currents is reduced o It is also possible to arrange the refrigeration channel between the side flanks of the bar in a grid such that it takes up space only in the upper part of the bar grid, while the lower part of the bar section at the bottom of the groove is fully available for the conductive copper. It is thus also possible to obtain a reduction in the cross section of the groove.
CLAIMS.
1.- Grid bar for machines and electrical appliances, charac- terized in that between the flat sides of the grid bar arranged side by side in the peripheral direction of the machine and composed of separate conductors, is mounted a axial channel for the passage of a coolant.
2.- Grid bar for machines and electrical appliances in which two or more plates are provided, located side by side in the peripheral direction, electrically connected to each other at the upper and lower part of the bar and having slits oblique to each other. to the axis of the conductor and which intersect in at least two plates forming part of a bar, characterized in that, in each pair of plates arranged side by side in the peripheral direction, the latter are spaced apart from one of the 'other and thus form an axial channel for the passage of a refrigerant.