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Anordnung der Läuferspulenköpfe schnellaufender elektrischer Maschinen.
Die Spulenköpfe der umlaufenden Feldmagnete schnellaufender elektrischer Maschinen, insbesondere der Turbogeneratoren, besitzen in der Regel einen geradlinigen Teil auf jeder Splllenseite und einen diese verbindenden bogenförmigen Teil. Die geradlinigen Teile der
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halten wird.
Fig. 1 der Zeichnung stellt diese Anordnung dar. Mit 1 ist das wirksame Läufereisen, mit. 2 sind die geradlinigen, mit 3 die bogenförmigen Teile der Spulenköpfe bezeichnet.
Dieser Anordnung haftet jedoch in mechanischer Hinsicht der Nachteil an, dass die Bandagen und Kappen durch die Fliehkräfte der Spulenköpfe auf ihrem Umfang ungleichmässig belastet werden.
Betrachtet man nämlich einen Radialschnitt 1-B durch den bogenförmigen Teil des innersten Spulenkopfes, so verteilt sich die Belastung der Kappe in der Schnittebene durch den Wickelkopf einer zweipoligen Maschine gemäss Fig. 3 in der Weise. dass der in Richtung des Umfangs verlaufende Teil 3 des innersten Spulenkopfes durch seine Fliehkraft Pl die Hauptbelastung des Ringes darstellt. während die Ausschnitte ans den geradlinigen Teilen der
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ziehen. Ist der Läufer nicht zweipolig, wie in Fig. 2 angenommen, so entsteht eine andere, ebenfalls unrunde Form.
Ganz ähnliche Verhältnisse ergeben sich. wenn man einen Radialschnitt durch den in Richtung des Umfanges verlaufenden Teil eines axial weiter nach aussen liegenden Spulenkopfes legt und dort die Verteilung der Belastung nachprüft. Je weiter jedoch die Spulen nach aussen liegen, um so geringer wird die Ungleichförmigkeit der Belastung, weil der immer grösser werdende, in Umfangsrichtung verlaufende Teil des Spulenkopfes für die Kappe oder Bandage eine gleichmässige Belastung darstellt. Bei der äussersten Spule bleibt schliesslich nur noch der Zwischenraum in der neutralen Zone unbelastet. Es wird also auch hier immerhin noch ein gewisses Bestreben zur unrunden Verformung der Läuferkappe bestehen bleiben.
Es ist nun eine Anordnung bekanntgeworden, nach der innerhalb der Länferkappen zusätzliche Gewichte in Form besonderer Zusatzgewichte oder Verdickungen der Wicklungelemente angeordnet werden, welche die ungleichmässige Lastverteilung über den Kappenumfang ansgleichen sollen. Diese bedingen aber eine Erhöhung der Gesamtlast.
Gemäss der Erfindung wird der umgekehrte Weg eingeschlagen, indem die relativ schwächer belasteten Teile der Kappe nicht künstlich stärker belastet werden, sondern an den relativ stärker belasteten Teilen das Gewicht der Spulenköpfe durch Verringerung ihres Querschnitts oder ihres spezifischen Gewichts oder beider vermindert wird. Eine solche Anordnung ergibt eine viel geringere Beanspruchung der Kappen und Bandagen, als der vorher erwähnte Belastungsausgleich durch Zusatzgewichte. Die Querschnittsverringerung der freiliegenden Wicklungs-
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teile gegenüber dem Nutenkupfer zum Zweck die Kappenbeanspruchung zu vermindern, ist an sich bekannt.
Demgegenüber erstrebt die Erfindung eine Vergleichmässigung der auf die Kappen oder Bandagen ausgeübten Fliehkräfte, ohne dabei die Wickelköpfe hoher belasten zu müssen. Das ist erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass im Vergleich zum Nutenleiter die Querschnitts-
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nicht überall gleichmässig, sondern nur oder zum mindesten in grösserem Masse an solchen Stellen der haltenden Kappen oder Bandagen ausgeführt sind, an denen pro Flächeneinheit das grösste Kupfergewicht liegen würde.
Die'Verringerung des Querschnitts gemäss der Erfindung kann beispielsweise so erfolgen, dass man den Leiterquerschnitt im Kopf bei gleicher radialer Tiefe schmaler oder bei gleicher Breite weniger tief ausführt als in der Nut. Die Verringerung des Querschnitts oder des spezifischen Gewichts oder des Querschnitts und des spezifischen Gewichts kann sich über den ganzen Spulenkopf oder nur über einen Teil desselben, beispielsweise den in der Umfangsrichtung verlaufenden, erstrecken. Sie kann auf alle Spulenköpfe ausgedehnt werden oder nur auf einen Teil derselben."
Fig. 3 ist eine beispielsweise Ausführung für die Querschnittsverringerung über den ganzen Spulenkopf, während Fig. 4 die Querschnittsverringerungen nur für den in der Umfangsrichtung verlaufenden Teil des Spulenkopfes beispielsweise darstellt.
Es kann auch eine für die einzelnen Spulenköpfe gestaffelte Verringerung des Querschnitts oder des spezifischen Gewichts oder des Querschnitts und des spezifischen Gewichts erfolgen, beispielsweise derart, dass auch eine Vergleichmässigung der mechanischen Beanspruchung der Kappen oder Bandagen über ihre axiale Ausdehnung hin eintritt. Anderseits ist die Notwendigkeit des Belastungsausgleichs, wie bereits eingangs erwähnt, für die zu innerst liegenden Spulenköpfe viel grösser als für die weiter aussen liegenden. Auch dieses wäre ein Gesichtspunkt für eine gestaffelte Vergleichmässigung der Belastung. Unter einer gestaffelten Verringerung, beispielsweise des Querschnitts, ist dabei eine Verringerung des Querschnitts der Spulenköpfe derartig zu verstehen, dass z.
B. in axialer Richtung fortschreitend von aussen nach Innen gegen das wirksame Eisen zu jeder folgende Wickelkopf einen geringeren Querschnitt hat als der vorhergehende.
Sollte die so erzielte Vergleichmässigung der Lastverteilung noch nicht ausreichen, so können in Verbindung mit der beschriebenen Anordnung noch an sich bekannte Zusatzgewichte zwischen den Spulenköpfen, insbesondere in der neutralen Zone, angeordnet werden, wie dies in Fig. 4 rechts beispielsweise dargestellt ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Anordnung der Läuferspulenköpfe schnellaufender elektrischer Maschinen, bei denen die Spulenköpfe zur Vergleichmässigung der von ihnen auf die Kappen oder Bandagen ausge- übten Beanspruchungen durch die Fliehkräfte stellenweise im Vergleich zum Nutenleiter und den übrigen Teilen der Wickelköpfe mit geändertem Gewicht je Längeneinheit ausgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass ihr Querschnitt oder ihr spezifisches Gewicht oder beides an den
Stellen, an denen je Flächeneinheit das grösste Kupfergewicht liegen würde, verringert ist.