<Desc/Clms Page number 1>
Zahnloser bewickelter Läufer für elektrische Maschinen
EMI1.1
<Desc/Clms Page number 2>
B.lb-die geraden Teile der Rotorleiter bezeichnet, mit-2-die zum sicheren Sitz des Stahlmantels und zur Verankerung des Wicklungskörpers nötigen Stützstege. Mit-3-wird in Fig. la ein aus
EMI2.1
evolventenförmigen Rillen die in derselben Form gebogenen Stirnverbindungen der Rotorleiter gebettet sind ! Mit --5-- in Fig. la und 2 sind die geraden Enden der Stirnverbindungen der Rotorstäbe bezeichnet. Ober-und Unterstäbe sind gemäss Fig. 2 an den geraden Enden--5--elektrisch miteinander verbunden.
Teil--6-in Fig. lb bezeichnet einen Hohlraum im Stirnteil des Rotors ; er wird durch die Welle, die Endscheibe und die geraden Enden --5-- begrenzt und dient als Zufluss-bzw. Abflusskammer für die Kühlflüssigkeit. Gemäss Fig. lb liegen die Leiter--l--im aktiven Bereich der Maschine--A-nicht in Nuten, sondern sie sind nur durch wenige (sechs) Stützstege-2- unterbrochen, in 2 n Schichten symmetrisch am Umfang verteilt. Mechanisch gehalten wird dieser Wicklungsverband im geraden Teil der Leiter einesteils durch aufgeschrumpfte unmagnetische Stahlrohre --3--, die zur Erzielung eines ausreichenden Widerstandsmomentes gegen Wellendurchbiegung in der gezeichneten Weise überlappt sind.
Ein Teil der Fliehkraftbeanspruchung anderseits wird von den Stegen--2--in Verbindung mit der erfindungsgemässen Anordnung der Leiter aufgenommen. Die mit einer geschlossenen Isolierhülse ausreichender mechanischer Festigkeit versehenen Leiter-l-werden durch die Fliehkraft gegen den äusseren Stahlmantel --3-- gepresst bzw. der Stahlmantel drückt im Stillstand durch seine Schrumpfspannung den Leiterverband wie ein Gewölbe zusammen.
Zufolge der durch Radialdruck bedingten gegenseitigen Reibung und die schichtenweise Versetzung der Leiter gemäss Fig. lb, bilden diese abschnittsweise einen festen Verband, der Radialkräfte an die Stege übertragen kann.
Zweckmässig wird die Wicklung--l--aus einem Material hoher mechanischer Festigkeit, geringem spezifischen Gewichtes sowie guter elektrischer Leitfähigkeit auszuführen sein, z. B. aus der Aluminiumlegierung Aldrey.
Durch den vorstehend beschriebenen erfindungsgemässen Aufbau der Wicklung kann auf die Ausführung von Zähnen verzichtet und der gewonnene Raum für die Unterbringung zusätzlicher Amperewindungen ausgenutzt werden. Der Wegfall der Zähne bedingt einen zusätzlichen Luftweg
EMI2.2
imübereinanderliegenden, geschlossenen Zwei-Schichtwicklungen (la und lb, in Fig. l) ähnlich einer 2/3 gesehnten Kommutatorwicklung bestehen, wie sie in Fig. 2 schematisch für eine zweischichtige Lage dargestellt ist. Durch diese Sehnung ergibt sich bei Durchmessereinspeisung gemäss Fig. 2 eine Stromverteilung, die sich über 2/3 des Umfanges erstreckt, wie sie auch bei konventionellen Turborotoren angestrebt wird.
Im restlichen Drittel des Umfanges heben sich die Durchflutungen schichtenweise auf, so dass dieser Abschnitt des Umfanges zwar stromdurchflossen, jedoch magnetisch unwirksam bleibt.
Die Anordnung einer zyklisch symmetrischen Wicklung gemäss Fig. 2 gegenüber der herkömmlichen konzentrischen Wicklung (vgl. R. Richter :"Elektrische Maschinen", Bd. II, S. 128, Abb. 106d, Verlag Birkhäuser, Basel/Stuttgart) bringt trotz zusätzlicher Verluste (im unwirksamen Drittel) drei wesentliche Vorteile :
1. Symmetrische Temperaturverteilung am Umfang.
2. Symmetrische Massenverteilung am Umfang.
3. Die Möglichkeit symmetrischer Stirnverbindungen in der Form von Evolventen.
Diese Stirnverbindungen werden entsprechend Fig. l und 2 in den achsnormalen Ebenen--a bis h--in bekannter Weise evolventenartig gelegt, wobei erfindungsgemäss die Leiter einer Schicht am Umfang auf mehrere achsnormale Schichten im Stirnkopf aufgeteilt werden. (Die Schichten--la--in den Ebenen-e bis h--, die Schichten-lb-in den Ebenen-a bis d--). Diese Massnahme ist deshalb notwendig, weil zwischen zwei benachbarten Leitern der erfindungsgemässen Anordnung kein natürlicher, durch die Zähne bestimmter Zwischenraum besteht, wie bei einer herkömmlichen Nutentwicklung.
Die Beanspruchung des Stahlmantels--3--durch die Fliehkraft der Wicklung ist nun gemäss Fig. la im Stirnbereich--B--höher als im geraden Bereich--A- : Erstens verursachen die evolventenförmigen Stirnverbindungen im Bereich--B-einen zusätzlichen Innendruck auf den
<Desc/Clms Page number 3>
übrigen Wicklungskörper ; zweitens wird dieser zusätzliche Druck noch erhöht durch den Flüssigkeitsdruck in der Kammer-6-. Diese zusätzliche mechanische Beanspruchung des Stahlmantels-3-im Stirnbereich-B-wird vermindert durch erfindungsgemässe Anordnung von Stahlringscheiben-4-in Fig. la, in deren evolventenförmigen Rillen die evolventenförmig gebogenen Stirnverbindungen gebettet sind.
Die Scheiben stellen gewissermassen eine Armierung der selbst nicht tragfähigen Wicklungsköpfe dar.
An den geschweissten bzw. verlöteten Enden der Ober-und Unterstäbe-5-- kann die Kühlflüssigkeit aus der durch Welle und Wicklungskörper gebildeten Kammer --6-- eintreten, wozu der Wicklungskörper im Stirnteil-B-mit Kunstharz oder Kautschuk vergossen sein muss (Fig. l und 2).
Der Querschnitt der einzelnen Rotorstäbe ist gemäss Fig. lb von der Form eines Kreisringstückes, dessen Abmessung in radialer Richtung zumindest nicht grösser als in Umfangsrichtung sein soll. Je breiter die Stäbe (in Umfangsrichtung) sind, umso sicherer ist der Reibungsschluss zwischen den versetzten Stäben eines Verbandes.
Der Übergang vom geraden Teil zum evolventenförmigen Stirnteil eines Stabes und von diesem wieder zu den geraden Enden--5--, ist, wie aus Fig. 3 hervorgeht, erfindungsgemäss durch eine Faltbiegung hergestellt. Da der Stab, dessen Stirnverbindung sich in der Ebene-b-befindet, an der Stirnverbindung des Nachbarstabes in der achsnormalen Ebene--a--vorbeigeführt werden muss, ist eine besondere Formgebung des Überganges vom geraden zum evolventenförmigen Teil nötig. Die naheliegendste Lösung wäre es, den Stab beim Übergang radial nach innen zu kröpfen und danach hochkant um 90 zu biegen. So käme der evolventenförmige Teil, der daran anschliesst, unter den gerade weiterlaufenden Nachbarstab zu liegen.
Dieser komplizierte 2fache Biegevorgang ist nicht nur aus Herstellungsgründen von Nachteil, es würde durch die Hochkantbiegung auch der rohrförmige Hohlraum im Inneren unkontrollierbar verengt werden.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Faltbiegung ist hingegen nur ein Biegevorgang erforderlich, der zudem nicht hochkant erfolgen muss.
PATENTANSPRÜCHE :
EMI3.1
dass die Leiter in ihrem geraden Teil übereinander in mehreren, durch Zylindermantelflächen begrenzten Schichten angeordnet sind, wobei die Leiter radial benachbarter Schichten in Umfangsrichtung um eine halbe Leiterbreite versetzt sind.
EMI3.2