AT330289B - Zweipoliger turbogenerator grosser leistung - Google Patents

Description

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   Die Erfindung bezieht sich auf einen zweipoligen Turbogenerator grosser Leistung, dessen Statorwicklung als Luftspaltwicklung ausgebildet ist und der aus zwei oder einem Vielfachen von zwei axial aneinandergereihten Teileinheiten besteht. 



   Die heute fast ausnahmslos ausgeführte Bauart von schnellaufenden Turbogeneratoren ist bei allen Herstellern nahezu dieselbe ; sie ist in der Buch und Zeitschriftenliteratur   (z. B.   Bödefeld-Sequenz, Richter usw.) hinlänglich beschrieben. Maschinen dieser Art wurden schon bis zu einer Leistung von 1635 MVA (vierpolig) gebaut (Kernkraftwerk Biblis, BRD). Wie beispielsweise aus dem Aufsatz von K. Abegg   :"The   growth of turbogenerators",   Phil. Trans. R. Soc. Lond. A27551-67/1973, S. 66 hervorgeht,   liegt die obere Leistungsgrenze von wassergekühlten zweipoligen Turbogeneratoren bei etwa 1700 MVA (50 Hz). Bestimmt wird diese Grenze vor allem durch die mit Rücksicht auf die mechanischen Beanspruchungen, beschränkte Rotorlänge und den Rotordurchmesser.

   Ein weiteres Hindernis für noch grössere Leistungen stellen die Transportmasse dar. In letzter Zeit werden weltweit Versuche unternommen, Maschinen mit supraleitenden Erregerspulen zu entwickeln, womit man die Leistungsgrenze noch weiter auf das zwei- bis dreifache zu erhöhen hofft. Diese neue Technik bringt aber neue, heute noch unübersehbare Probleme mit sich. 



   Ziel der Erfindung ist eine   gas-oder ftüssigkeitsgekühlte   Maschine von der zwei- bis dreifachen Länge (und damit auch Leistung), bei welcher die grosse Länge wegen der Zwischenlagerung kein Problem mehr darstellt. 



   Ein weiteres Ziel ist die Verbesserung der Transportfähigkeit durch Teilbarkeit der Maschine. 



   Zur Erreichung dieser Ziele schlägt die Erfindung vor, dass der Eisenkörper des Stators hauptsächlich aus axial verlaufenden Jochbalken besteht, die jeweils zwei Einheiten zugeordnet und über den Umfang regelmässig verteilt angeordnet sind, und dass die den beiden Einheiten angehörenden Rotorabschnitte einander entgegengesetzt magnetisiert sind, so   dass-für   den jeweiligen Augenblick betrachtet-eine Gruppe axial 
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 Längsschnitt durch die Maschine, Fig. 2 den Querschnitt durch die Maschine und Fig. 3 eine schematische Darstellung des Magnetflussverlaufes darstellt. 



   Die Maschine besteht aus zweimal zwei axial aneinandergereihten Teileinheiten (Wicklungssystemen)--5 und 6 bzw. 6 und   7--,   bei welchen die Eisenkörper der   Statoren-3 und 4-hauptsächlich   aus axial verlaufenden Jochbalken bestehen, die jeweils zwei Einheiten (Wicklungen)--5 und 6 bzw. 6 und 7-zugeordnet sind, wobei eine   Gruppe--8--axial   verlaufender Jochbalken für den magnetischen Hauptfluss   z. B.   
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 der erstgenannten Einheit vorgesehen ist. 



   Wegen des Drehfeldes gehört innerhalb einer Umdrehung ein Jochbalken einmal der einen Gruppe, ein anderes Mal der andern Gruppe an. 



   Die axial in der Mitte liegende   Wicklung--6--stellt   im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Vereinfachung zweier axial aneinandergereihten Wicklungssysteme dar, die je einer Hälfte der beiden Doppeleinheiten zuzuordnen sind. Axial in der Mitte jeder Doppeleinheit ist je ein Zwischenlager--10 bzw. 



  11--angeordnet, das sich mithin in einer magnetisch neutralen Zone befindet. Die Hauptlager befinden sich an beiden Enden der Maschine. 



   Von wesentlicher Bedeutung für die Ausnutzung der Maschine und die Beherrschung der Kurzschlussstromkräfte ist die aus Fig. l ersichtliche Gestaltung der Jochbalken, wodurch die gesamte Wicklung einschliesslich der Stirnverbindungen von einem geblechten Eisenkörper umgeben ist. 



   Durch Hinzufügen weiterer Doppeleinheiten ist es möglich, die Leistung der Maschine nahezu beliebig zu erhöhen, womit die bei den bekannten Bauarten gegebene Leistungsbeschränkung aufgehoben wird. 



   Die Vorteile der vorstehend beschriebenen erfindungsgemässen Maschine gegenüber konventionellen Bauarten sind die folgenden :
1. Keine Beschränkung der Einheitsleistung durch die Maschinenabmessungen (Zwischenlagen,
Teilbarkeit). 



   2. Keine Probleme durch biegekritische Drehzahlen (Zwischenlagerung). 



   3. Keine Transportprobleme (Teilbarkeit der Maschine). 



   4. Keine zusätzlichen Massnahmen zur Wicklungsabstützung gegen Kurzschlussstromkräfte   (Jochbalkengestaltung).   



   5. Anwendungsmöglichkeit einer einfachen Luftspaltwicklung geringer Herstellungskosten für hohe
Spannungen. 



   6. Spannungserzeugung auch in den Stirnverbindungen ohne zusätzliche konstruktive Massnahmen zur
Führung des magnetischen Hauptflusses im Stirnbereich.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Zweipoliger Turbogenerator grosser Leistung, dessen Statorwicklung als Luftspaltwicklung ausgebildet ist und der aus zwei oder einem Vielfachen von zwei axial aneinandergereihten Teileinheiten besteht, EMI2.1 Jochbalken besteht, die jeweils zwei Einheiten zugeordnet und über den Umfang regelmässig verteilt angeordnet sind, und dass die den beiden Einheiten angehörenden Rotorabschnitte einander entgegengesetzt magnetisiert sind, so dass-für den jeweiligen Augenblick betrachtet-eine Gruppe axial verlaufender Jochbalken für den magnetischen Hauptfluss vom Nordpol der einen (z. B. ersten) Einheit zum Südpol der andern (z.

   B. zweiten) Einheit und eine weitere Gruppe axial verlaufender Jochbalken für den Rückschluss vom Nordpol der letztgenannten zum Südpol der erstgenannten Einheit vorgesehen ist.