NO159330B

NO159330B - ELECTRICAL GENERATOR.

Info

Publication number: NO159330B
Application number: NO822285A
Authority: NO
Inventors: Kurt Haubenreisser; Lothar Roeder
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1981-07-30
Filing date: 1982-06-30
Publication date: 1988-09-05
Also published as: DE3270087D1; EP0071562A2; EP0071562A3; JPS5826558A; DK157515C; NO159330C; DK338382A; DE3130640A1; NO822285L; EP0071562B1; DK157515B

Description

Oppfinnelsen angår en elektrisk generator av synkron type som The invention relates to an electric generator of synchronous type which

er utført uten egne lagre og koblet direkte til sin drivmotor slik at den innvendige rotor med bærelegemet for polene er forbundet svevende til den utenfor drivmotoren liggende flens is made without its own bearings and connected directly to its drive motor so that the inner rotor with the support body for the poles is connected floating to the flange located outside the drive motor

på en fri akselende av drivmotoren og den utvendige stator on a free shaft end of the drive motor and the external stator

over en bærering 7 er forbundet med drivmotorens hus, og hvorved magnetiseringsstrømmen for de på den utvendige mantelflate av bærelegemet anordnede poler overføres via på statoren festede børster til sleperinger på en sentral ansats på bærelegemet . over a carrier ring 7 is connected to the housing of the drive motor, and whereby the magnetization current for the poles arranged on the outer mantle surface of the carrier body is transferred via brushes attached to the stator to slip rings on a central shoulder on the carrier body.

En slik generator av synkron type er kjent fra US-PS 2 799 782. Det dreier seg herved om en generator for en jernbanevogn, spesielt en kjølevogn, og som drives av stempelakselen til en dieselmotor. Denne dieselmotor og generatoren er anordnet i et særlig, forskyvbart hus under vognbunnen. Denne generator er utført uten eget lager og umiddelbart koblet til sin drivmotor. Dens rotorutførelse er dog meget komplisert. En konisk akselende er festet på flensen av stempelakselen til drivmotoren over en tilsvarende flens. Festeflensen til denne akselende bærer dessuten et svinghjul. Den koniske akselende rager inn i en tilsvarende konisk utført hulaksel og er fastkilt til denne ved hjelp av en passfjær. Til ytterligere feste tjener en sentral gjengebolt. Hulakselenden bærer på den del som ligger over akselenden bærer generatorens poler. Dens for-lengede og derover utragende frie ende er forsynt med sleperinger, på hvilke det ligger børster som er festet til den skjold-formede avslutning av statoren. Børstene ligger altså i aksial retning ved siden av polene i et særlig rom lukket ved sta-, torens inntrukne skjold og et ytterligere deksel, slik at børstestøv ikke skal komme inn i det indre av maskinen. Ved en slik særlig utførelse av rotorakselen er såvel fremstilling som montasje meget komplisert og innsatskrevende. Også den aksiale byggelengde av maskinen er forholdsvis stor. Such a generator of the synchronous type is known from US-PS 2 799 782. This concerns a generator for a railway carriage, in particular a refrigerated carriage, and which is driven by the piston shaft of a diesel engine. This diesel engine and the generator are arranged in a special, displaceable housing under the carriage floor. This generator is made without its own bearing and immediately connected to its drive motor. However, its rotor design is very complicated. A conical shaft end is attached to the flange of the piston shaft of the drive motor over a corresponding flange. The mounting flange of this shaft end also carries a flywheel. The conical shaft end projects into a correspondingly conical hollow shaft and is wedged to this by means of a fitting spring. A central threaded bolt is used for additional fastening. The hollow shaft end carries the part that lies above the shaft end carries the generator's poles. Its extended and above-protruding free end is provided with slip rings, on which are brushes which are attached to the shield-shaped termination of the stator. The brushes are therefore located in the axial direction next to the poles in a special room closed by the stator's retracted shield and a further cover, so that brush dust will not enter the interior of the machine. With such a particular design of the rotor shaft, both production and assembly are very complicated and labor-intensive. The axial length of the machine is also relatively large.

Ytterligere er det i US-PS 1 736 551 beskrevet en elektrisk maskin hvor rotorens bærelegeme er utført av et armkors med en ensidig påsatt mantelring. Dette bærelegeme bærer på inner-veggen av mantelringen polene til maskinen i en synkron ut-førelse, da det dreier seg om en elektrisk ytterpolmaskin. Denne maskin av synkron type er benyttet som drivmotor for kompressoren i et k j øleaggregat. Den elektriske majskin har nemlig ikke noe eget lager, men er imidlertid anordnet umiddelbart ved siden av et lager for akselen, som delvisj også dessuten rager inn i statorens innvendige rom. Statore|n er forøvrig med hjelp av et armkors festet med en likeledes ensidig mantelring på lagerhuset. Drivakselen går gjennom en seritral ansats på rotorens bærelegeme som er utformet som et naviegeme. Den til tilførsel av magnetiseringsstrømmen av polene jbenyttede sleperinger holdes av armer, som er festet pa armene til bærelegemet. Tilsvarende blir de dertil hørende børster båret av bolter lagret på rotorens armkors. Den aksiale byggelengde av den kjente maskin er forholdsmessig kort, da børstene og sleperingene ligger innenfor den aksiale lengde av statoren. Furthermore, US-PS 1 736 551 describes an electric machine where the rotor's support body is made of an arm cross with a mantle ring attached on one side. This support body carries the poles of the machine on the inner wall of the mantle ring in a synchronous design, as it is an electric outer pole machine. This machine of synchronous type is used as a drive motor for the compressor in a cooling unit. The electric machine does not have its own bearing, but is arranged immediately next to a bearing for the shaft, which partly also protrudes into the inner space of the stator. Incidentally, the stator is attached with the help of an arm cross with a similarly one-sided mantle ring to the bearing housing. The drive shaft passes through a serrated abutment on the rotor's support body, which is designed as a navigation body. The slip rings used to supply the magnetizing current to the poles are held by arms, which are attached to the arms of the support body. Correspondingly, the corresponding brushes are carried by bolts stored on the arm cross of the rotor. The axial construction length of the known machine is relatively short, as the brushes and slip rings lie within the axial length of the stator.

1 1

Dessuten er der fra GB-A-456039 kjent en elektrisk generator for et kjøretøy, og som er utført uten eget lager log umiddelbart koblet til kjøretøyets forbrenningsmotor på en slik måte at den innvendige rotor er svevende forbundet til jen fri akselende og den utvendige stator over en bærering forbundet med huset til drivmotoren, idet bærelegemet til rotorviklingen er et klokkeformet legeme. I Furthermore, there is known from GB-A-456039 an electric generator for a vehicle, which is made without its own bearing and immediately connected to the vehicle's internal combustion engine in such a way that the inner rotor is floatingly connected to the free shaft end and the outer stator above a support ring connected to the housing of the drive motor, the support body for the rotor winding being a bell-shaped body. IN

i in

I IN

Ved den kjente generator dreier det seg om en på rotorsiden magnetisert likestrømsmaskin med kommutatorvikling på løperen. Kommutatoren og de tilhørende ikke viste børster ligger utenfor det klokkeformede bærelegeme til løperviklingen. innenfor det klokkeformede bærelegeme befinner det seg en utragbar tørrkob-ling og det klokkeformede bærelegeme tjener samtidig som kob-lingshus. Det klokkeformede bærelegeme har en likéledes klokkeformet flensansats hvori er innført en fri akselende til drivmotoren. Derved ligger rotorens tyngdepunkt langt i borte fra drivmotorens lager, slik at belastningen av lageret, spesielt pga. bøyemomenter, er stort. \The known generator is a direct current machine magnetized on the rotor side with a commutator winding on the runner. The commutator and the associated brushes, not shown, lie outside the bell-shaped support body of the runner winding. within the bell-shaped support body there is a removable dry coupling and the bell-shaped support body also serves as a coupling housing. The bell-shaped support body has a similarly bell-shaped flange attachment in which a free shaft end for the drive motor is introduced. Thereby, the rotor's center of gravity is far away from the drive motor's bearing, so that the load on the bearing, especially due to bending moments, is large. \

i j in j

i i in i

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er å redusere plass-behovet, spesielt den aksiale byggelengde, ved en elektrisk generator av synkron type av den i innledningen omtalte art. The purpose of the present invention is to reduce the space required, especially the axial construction length, by an electric generator of synchronous type of the kind mentioned in the introduction.

For løsning av denne oppgave er ifølge oppfinnelsen en elektrisk generator utført slik at bærelegemet er et klokkeformet legeme hvis plane endevegg er påflenset flensen på drivmotorens akselende og den sentrale ansats på bærelegemet, hvor sleperingene til overføring av magnetiseringsstrømmen er anordnet, befinner seg innenfor det klokkeformede legeme Da det klokkeformede legeme med sin plane endevegg er påflenset akselendens flens, er avstanden mellom rotorens tyngdepunkt og lageret In order to solve this task, according to the invention, an electric generator is designed so that the support body is a bell-shaped body whose flat end wall is flanged to the flange on the shaft end of the drive motor and the central shoulder on the support body, where the slip rings for transferring the magnetizing current are arranged, is located inside the bell-shaped body As the bell-shaped body with its flat end wall is flanged onto the shaft end flange, the distance between the center of gravity of the rotor and the bearing is

til drivmotoren liten, slik at lageret bare i liten grad belas-tes av rotorens bøyemomenter. På grunn av den innebyggede plas-sering av sleperingene i rotoren, blir maskinens aksiale byggelengde holdt meget liten. Klokkeformen av bærelegemet for rotoren skaffer imidlertid allikevel den nødvendige mekaniske stiv-het. Da drivmaskinens kapsel bærer generatorens stator, behø-ves der således ikke noe særskilt fundament for denne. to the drive motor small, so that the bearing is only to a small extent loaded by the bending moments of the rotor. Due to the built-in location of the slip rings in the rotor, the axial length of the machine is kept very small. However, the bell shape of the support body for the rotor still provides the necessary mechanical rigidity. As the drive machine's capsule carries the generator's stator, there is thus no need for a separate foundation for this.

Denne byggeform kan særlig fordel anvendes når generatoren tjener til å forsyne nettet ombord på et skip og generatorens stator er koblet til kapselen hos skipets dieselmotor og rotoren til dieselmotorens veivaksel. Nettopp i skip er innspa-ringen av aksial byggelengde for tilveiebringelse av ekstra, nyttig plass meget viktig. Da kapslene ved skipsdieselmotorer i alminnelighet er meget store, kan generatorens aktive diameter gjøres forholdsvis stor så der bare behøves en mindre aksial lengde av maskinen for å frembringe den ønskede genéra-toreffekt. This design can be particularly advantageously used when the generator serves to supply the grid on board a ship and the generator's stator is connected to the capsule of the ship's diesel engine and the rotor of the diesel engine's crankshaft. Especially in ships, the saving of axial construction length for the provision of extra, useful space is very important. As the capsules of marine diesel engines are generally very large, the active diameter of the generator can be made relatively large so that only a smaller axial length of the machine is needed to produce the desired generator effect.

Generatoren kan med fordel utføres som rundpol- eller som kort. langpol-generator. The generator can advantageously be designed as round-pole or as short. long pole generator.

I det følgende vil oppfinnelsen bli belyst ved et utførelses-eksempel som er anskueliggjort på tegningen. Denne viser skje-matisk lengdesnitt av en generator utført i samsvar med opp- In the following, the invention will be illustrated by an embodiment which is illustrated in the drawing. This shows a schematic longitudinal section of a generator made in accordance with the

finnelsen, samt en del av drivmaskinen. the invention, as well as part of the driving machine.

Et skips dieselmotor 1 driver med veivaksel 2 skipets propell-aksel. Den annen, frie ende av veivakselen 2 rager med en flens 3 utenfor den ytre endevegg 4 hos dieselmotoren.' Til å forsyne skipsnettet med elektrisk effekt tjener en generator 5 som er av synkron type og koblet frittsvevende til dieselmotoren 1. Til formålet er statoren 6 hos generatoren 5 yia en bærering A ship's diesel engine 1 drives the ship's propeller shaft with crankshaft 2. The other, free end of the crankshaft 2 projects with a flange 3 outside the outer end wall 4 of the diesel engine. To supply the ship's grid with electrical power, a generator 5 is of the synchronous type and connected freely to the diesel engine 1. For this purpose, the stator 6 of the generator 5 is a support ring

7 festet til den ytre endevegg 4 av dieselmotoren 1. Rotoren består i det vesentlige av et klokkeformet legeme 9 som på 7 attached to the outer end wall 4 of the diesel engine 1. The rotor essentially consists of a bell-shaped body 9 which on

sin utvendige mantelflate 10 bærer rundpolene 11 med magneti-seringsviklingen. Legemet 9 er montert på en flens 3 på veivakselen 2. Det har dessuten en sentral innvendig! ansats 12 its outer casing surface 10 carries the round poles 11 with the magnetizing winding. The body 9 is mounted on a flange 3 on the crankshaft 2. It also has a central inside! employment 12

som sleperingene 13 for tilførsel av magnetiseringsstrømmen sitter på. Strømtilførselselementene 14, eksempelvis børste-holdere og børster, for likestrømmen som danner magnetiserings-strøm, er i sin tur festet på et dekkende skjoldi 15 som lukker on which the slip rings 13 for supplying the magnetizing current sit. The power supply elements 14, for example brush holders and brushes, for the direct current which forms the magnetizing current, are in turn attached to a covering shield 15 which closes

i in

for den ytre ende av generatoren 5 og er trukket; inn i det indre av klokkeformede legeme 9. for the outer end of the generator 5 and is drawn; into the interior of the bell-shaped body 9.

Dimensjonene av statoren 6 hos generatoren 5 er valgt slik The dimensions of the stator 6 of the generator 5 are chosen as follows

at noe så nær den samlede høyde mellom fundamentet for skips-dieselmotoren 1 og midten av veivakselen 2 kan utnyttes. Den aktive diameter av generatoren 5 er dessuten tilisvarende stor, så denne generators aksiale byggelengde kan holdfes liten og i det vesentlige bestemmes av den aksiale lengde; av den utragende del av statorviklingen 16. Egne lagre for generatoren 5 behøves ikke, siden vekten av rotoren 8 blir opptatt av dieselmotorens lager. Montasjen av generatoren blir| forholdsvis enkel, da vedkommende festemidler ligger i aksiajl retning og er lett tilgjengelige. that something close to the overall height between the foundation for the ship's diesel engine 1 and the center of the crankshaft 2 can be used. The active diameter of the generator 5 is also correspondingly large, so the axial construction length of this generator can be kept small and essentially determined by the axial length; of the projecting part of the stator winding 16. Separate bearings for the generator 5 are not needed, since the weight of the rotor 8 is taken up by the diesel engine's bearing. The assembly of the generator will be| relatively simple, as the fasteners in question lie in axial direction and are easily accessible.

i 1 in 1

i i i i i i

Claims

1. Electric generator (5) of synchronous type which is made without its own bearings and connected directly to its drive motor (1) so that the inner rotor (8) together with the support body for the poles (11) is connected floating to the outside of the drive motor (1 ) housing lying flange (3) on a free shaft end of the drive motor (1) and the external stator over a carrier ring (7) is connected to the drive motor (1) housing, and whereby the magnetizing current for those arranged on the external casing surface (10) of the support body poles (11) are transferred via brushes (14) attached to the stator (6) to slip rings (13) on a central shoulder (12) on the support body, characterized in that the support body is a bell-shaped body (9), whose flat end wall is flanged to the flange ( 3) on the shaft end of the drive motor (1), and that the central shoulder (12) on the support body, on which the slip ring (13) for transferring the magnetizing current is arranged, is located inside the bell-shaped body (9).

2. Electric generator as stated in claim 1, characterized in that the generator (5) serves to supply the network on a ship, and that the stator (6) and the rotor (8) are connected respectively to the housing of the ship's diesel engine (1) and to the ship's diesel engine ( 1) crankshaft (2).

3. Electric generator as specified in claim 1 or 2, characterized in that the outer end of the generator (5) is enclosed with a covering shield (15) which is drawn into the interior of the bell-shaped body (9) and which on the side facing the drive motor carries power supply elements (14) for the slip ring (13).

4. Electric generator as specified in claim 1 or 2, characterized in that the generator (5) is provided with round poles (11).