AT399624B - Einrichtung zum umschalten von rotorwicklungen elektrischer maschinen - Google Patents

Description

AT 399 624 B

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Umschalten von Rotorwicklungen elektrischer Maschinen, welche als Ringkörper ausgebildet und zentrisch und radial zur Rotorwelle sowie nahe einer Stirnseite des Rotors angeordnet ist und Bohrungen und Anschlußbolzen aufweist, welche mit Rotorwicklungsanfängen und -enden leitend verbunden sind. 5 Bei Spezialmaschinen mit komplizierten umschaltbaren Rotorwicklungen ist es bei manchen Betriebseinsätzen erforderlich, zur optimalen Ausnutzung der Maschine die Wicklungen relativ oft umzuschalten.

Bisher wurden, bis zu einem beschränkten wirtschaftlichen Leistungsbereich und bei üblichen Drehzahlen, solche Maschinen mit einem oder mehreren Anschlußkästen ausgeführt, wobei die Wicklungsanfänge und -enden zu Anschlußbolzen geführt wurden, welche übereinander oder nebeneinander oder verschach-io telt angeordnet waren. Durch entsprechende Verbindungsänderungen mittels Verbindungslaschen wurden dabei die Wicklungsanfänge und -enden entsprechend zusammengeschaltet.

Nachteilig bei dieser Art von Umschaltung ist, daß durch die große Anzahl von jeweils durchzuführenden Schaltverbindungen sehr viele Verbindungslaschen einander kreuzen und die jeweiligen Schaltungen unübersichtlich sind. 75 Die Druckschrift GB-PS 332 011 befaßt sich mit Verbesserungen von und im Zusammenhang mit dynamoelektrischen Maschinen, vorzugsweise mit Induktionsmotoren mit einem Schleifringläufer, dessen Wicklung verschiedene externe Schaltungen für verschiedene Betriebsverhältnisse erfordert Dabei ist, zur Durchführung dieser Umschaltungen, ein scheibenförmiges Klemmbrett vorgesehen, welches mit der Rotorwelle starr verbunden ist. Für die Umschaltung ist das Klemmbrett mit den erforderlichen Bolzen oder za Schrauben samt Haltemuttern versehen. Diese Bolzen oder Schrauben stehen von der Vorderfläche des Klemmbrettes ab, eine gewisse Anzahl von ihnen ist in der Nähe der Peripherie des Klemmbrettes angeordnet und mit der Rotorwicklung leitend verbunden. Weitere Bolzen oder Schrauben befinden sich nahe dem Zentrum des Klemmbrettes und sind mit den Schleifringen leitend verbunden. Mittels Kupferlaschen werden die für die jeweils gewünschte Polzahl erforderlichen Verbindungen zwischen den verschie-25 denen Bolzen oder Schrauben hergestellt, wodurch die jeweils erforderliche elektrisch leitende Verbindung zwischen Rotorwicklung und Schleifringen entsteht.

Nachteilig bei der Erfindung ft. GB-PS 332 011 ist, daß das als Umschalteinrichtung ausgebildete Klemmbrett auf relativ aufwendige Art mit dem Rotorkörper verbunden ist.

Die Patentpublikation GB-PS 359 207 behandelt Verbesserungen von elektrischen Motoren, vorzugsweise se von Kurzschlußläufermotoren. Konkret geht es darum, solche Motoren derart auszulegen, daß sie sowohl eine hervorragende Start- und Laufcharakteristik als auch eine ausgezeichnete Bremscharakteristik aufweisen. Zu diesem Zweck erhält der Motor eine Ständerwicklung für verschiedene Polzahlen, und die Kurzschlußwicklung des Rotors ist so ausgelegt, daß ihr Widerstand bei Bremsbetrieb ein anderer ist als bei Normalbetrieb. Dazu werden mehrere getrennte Kurzschlußringe vorgesehen, die über Wderstände leitend 35 miteinander verbunden sind. Diese Kurzschlußringe sind als einfache, flache Ringkörper ausgebildet und mittels eines Nutenkeiles direkt auf der Rotorwelle starr befestigt.

Die in der Publikation GB-PS 359 207 als Umschalteinrichtung vorgeschlagenen flachen Ringkörpem sind für komplizierte Wcklungen mit vielen Umschaltemöglichkeiten nicht geeignet.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zu schaffen, mit welcher das Umschatten von komplizier-40 ' ten Rotorwicklungen elektrischer Maschinen, unter Vermeidung der. bekannten Nachteile, möglich ist.

Die Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst. Diese ist dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper am äußeren Umfang des Rotors versenkt angeordnet und mit dem Rotorkörper starr verbunden ist.

Mit der Erfindung ist es möglich, komplizierte Rotorwicklungen rasch und übersichtlich umzuschalten.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist die der nähergelegenen Stirnseite des Rotors zugewandte 45 Stirnseite des Ringkörpers einen Außenflansch oder einen Innenflansch auf.

Mit Hilfe des Flansches ist es möglich, die erfindungsgemäße Umschalteinrichtung problemlos am Rotorkörper zu befestigen.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Ringkörper mehrteilig ausgeführt ist.

Damit wird, vor allem bei Großmaschinen, die Montage der Umschalteinrichtung wesentlich erleichtert so Ein besonderes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß am äußeren Umfang des Ringkörpers ein ringförmiger, mit Lüftungsausnehmungen versehener, Berührungsschutz angeordnet ist.

Dadurch wird das unbeabsichtigte Berühren von elektrisch leitenden Teilen verhindert und gleichzeitig vermieden, daß sich zwischen Ringkörper und Berührungsschutz ein Wärmestau bildet.

An Hand von Auslührungsbeispielen soll die Erfindung näher erläutert werden. Fig. 1 zeigt den Rotor 55 einer Drehstrom-Erregermaschine mit einer erfindungsgemäßen Umschatteinrichtung. In Rg. 2 ist die Umschalteinrichtung im Detail dargestellt Die Fig. 3 bis 6 zeigen vier konkrete Ausführungsbeispiele der Erfindung für eine bestimmte Rotorwicklung. 2

Claims (4)

1. AT 399 €24 B In Fig. 1 ist mit "B” die Plazierung der erfindungsgemäßen Umschalteinrichtung am Rotor einer Wechselstrommaschine bezeichnet. Wie Fig. 2 im Detail zeigt, besteht die erfindungsgemäße Umschalteinrichtung aus einem Ringkörper 6 mit einem der Rotorwelle zugewandten schmalen Flansch 11. Der Ringkörper 6 ist starr mit dem Rotorkörper verbunden, und zwar einerseits durch Fixierung in einer Nut 13, und anderseits durch eine Schraubverbindung einer Stirnplatte 14 mit dem Flansch 11. Der Ringkörper 6 weist in radialer Richtung Bohrungen auf, in denen Anschlußbolzen 7 angeordnet Sind. Mittels Isolierhülsen 8 und Isolierplatten 12 ist bei Verwendung elektrisch leitenden Materials für den Ringkörper 6 die gegenseitige Isolierung leitender Teile gewährleistet An der der Rotorwelle zugewandten Seite des Ringkörpers 6 sind Rotorwicklungsanfänge und -enden 10 mit Anschlußbolzen 7 leitend verbunden. Die jeweils notwendigen Schaltungen der Rotorwicklung werden durch Einsetzen oder Entfernen von Verbindungsbügeln 9 durchgeführt. Durch Aufbringen eines Berührungsschutzes 15 wird verhindert, daß leitende Teile, also die Anschlußbolzen 7 und die Verbindungsbügel 9, unabsichtlich berührt werden können. Der Berührungsschutz 15 ist mit Ausnehmungen versehen, so daß ein Wärmestau zwischen ebendiesem Berührungsschutz 15 und dem Ringkörper 6 verhindert wird. Die Rotorwicklung der Drehstrom-Erregermaschine ist im vorliegenden Beispiel als dreiphasige Drehstromwicklung mit mehrfach parallelen Zweigen und herausgeführtem Sternpunkt geschaltet und ist in die Nuten eines geblechten Rotors eingelegt. Die Realisierung der erforderlichen Parallelschaltung der Rotorwicklung - die Drehstrom-Erregermaschine ist dadurch für unterschiedliche Drehstrom-Synchrongeneratoren verwendbar - erfolgt im Stillstand durch Umklemmen auf der am Läufer angeordneten Umschalteinrichtung. Konkret zeigt Fig. 3 eine in Stern geschaltete, 36polige Rotorwicklung für eine bürstenlose Außenpol-DrehstromErregermaschine, wobei pro Phase 36 Teilspulen vorgesehen sind. Es ist eine Schaltungsanor-dung gewählt, mittels derer für die Wicklungsumschaltung möglichst wenige Anschlußkontakte notwendig sind und möglichst einfache Verbindungen durchzuführen sind. Zu diesem Zweck sind im vorliegenden Fall lediglich jene Wicklungsanfänge und Wickiungsenden der Teilspulen 20 bis 31 den Anschlußkontakten 32 bis 45 des am Rotor der Erregermaschine 4 angeordneten Schaltrades 9 zugeführt, welche für einen bestimmten Typ einer erfindungsgemäßen Drehstrom-Erregermaschine 4 tatsächlich bei einer Umschaltung umgeklemmt werden müssen. Im vorliegenden Fall ist angenommen, daß die Drehstrom-Erregermaschine 4 für 6, 9, 12, und 18 parallele Zweige pro Phase schaltbar sein muß. Aus diesem Grund sind die Teilspulen 20 u. 21 bzw. 24 u. 25 bzw. 26 u. 27 bzw. 30 u. 31 jeweils betriebsmäßig nicht lösbar miteinander verbunden; aus demselben Grund besteht zwischen dem Wicklungsanfang der Teilspule 20 und dem Phasenanschluß L1 bzw. zwischen dem Wicklungsende der Teilspule 31 und dem Nulleiter jeweils eine betriebsmäßig nicht lösbare Verbindung 48 bzw. 49. Die betriebsmäßig lösbaren Verbindungen sind als geschwungene Linien dargestellt, das sind für die in Fig. 3 dargestellte Wicklungsschaltung, für 6 Wicklungszweige pro Phase, die Verbindungen 50 bis 57. Diese für 3 Nuten pro Pol und Phase ausgelegte Wicklung kann, durch jeweils geringfügige Änderung der betriebsmäßig lösbaren Verbindungen, umgeschaltet werden. Soll die Wicklung von - wie in Fig. 3 oben komplett dargestellt - 6 parallelen Wicklungszweigen pro Phase auf - wie in Fig. 4 oben komplett dargstellt - 9 parallele Wicklungszweige pro Phase umgeschaftet werden, so können die Verbindungsbügel 50, 51, 54 und 57 belassen werden; es sind lediglich die Verbindungsbügel 52, 53,55 und 56 zu entfernen, und die Verbindungsbügel 58 bis 62 anzuschließen. Soll die Wicklung von - wie in Fig. 4 oben komplett dargestellt - 9 parallelen Wicklungszweigen pro Phase auf - wie in Fig. 5 oben komplett dargstellt - 12 parallele Wicklungszweige pro Phase umgeschaltet werden, so können die Verbindungsbügel 58 und 62 belassen werden; es sind lediglich die Verbindungsbügel 50, 51, 54, 57,59, 60 und 61 zu entfernen, und die Verbindungsbügel 63 bis 69 anzuschließen. Soll die Wicklung von - wie in Fig. 5 oben komplett dargestellt - 12 parallelen Wicklungszweigen pro Phase auf - wie in Fig. 6 oben komplett dargestellt -18 parallele Wicklungszweige pro Phase umgeschaltet werden, so können die Verbindungsbügel 64 und 68 belassen werden; es sind lediglich die Verbindungsbügel 53, 58,63, 65, 66, 67, und 69 zu entfernen, und die Verbindungsbügel 70 bis 77 anzuschließen. Patentansprüche 1. Einrichtung zum Umschalten von Rotorwicklungen elektrischer Maschinen, welche als Ringkörper ausgebildet und zentrisch und radial zur Rotorwelle sowie nahe einer Stirnseite des Rotors angeordnet ist und Bohrungen und Anschlußbolzen aufweist, welche mit Rotorwicklungsanfängen und -enden leitend verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper (6) am äußeren Umfang des 3 AT 399 624 B Rotors (1) versenkt angeordnet und mit dem Rotorkörper starr verbunden ist
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der nähergelegenen Stirnseite des Rotors (1) zugewandte Stirnseite des Ringkörpers (6) einen Außenfiansch oder einen Innenflansch (11) aufweist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der Ringkörper (6) mehrteilig ausgeführt ist
4. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite des Ringkörpers (6) ein ringförmiger, mit Lüftungsausnehmungen versehener, Berührungsschutz (15) angeordnet ist Hiezu 6 Blatt Zeichnungen 4