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Die Erfindung betrof eine elektrische Maschine mit vertikaler Welle und mit schwingungstechnischer Entkopplung von Rotor- und Statorlagerung, wobei ein Führungs- und/oder Traglager, in welchem das obere Wellenende geführt ist, in einem oberen Armsten sitzt, für
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von dieser getrennt federnd am Fundament gelagert ist.
In Einphasen-Synchronmaschinen tritt ein mit doppelter Netzfrequenz pulsierendes Drehmoment im Stator auf und versetzt diesen in dauernde Schwingungen. In bestimmten Betriebsfällen, beispielsweise beim Parallelschalten nach einer Grobsynchronisierung oder bei Kurzschluss, entstehen vorübergehend auch in den Ständern von Drehstrommaschinen grosse Wechseldrehmomente.
Es sind Ausführungen von elektrischen Maschinen mit vertikaler Welle und oberem Armsten mit Trag- und/oder Führungslager bekannt, bei denen der obere Armsten direkt auf dem Stator abgestützt ist, wodurch die statischen und dynamischen Kräfte der rotierenden Massen auf das Statorgehäuse und von diesem über Blattfedern in ein Fundament eingeleitet werden.
Der Nachteil dieser Ausführung besteht darin, dass der Armstern mitschwingt und somit einen Übertrager für die Anregung der rotierenden Massen bildet. Dies kann in speziellen Fällen zu gefährlichen Anregungen in der Nähe der jeweiligen Resonanzfrequenz fuhren.
Nachteilig ist weiters, dass solche Schwingungen auch auf angebaute Hilfsmaschinen übertragen werden und an diesen Schäden verursachen können.
In der Patentpublikation CH-PS 288 852 wird vorgeschlagen, dass der Stator einer vertikalen Einphasenmaschine, indem er unabhängig vom Rotor gelagert wird, frei in der Umfangsrichtung schwingbar angeordnet wird. Zur Durchführung dieses Vorschlages ist vorgesehen, dass das Statorgehäuse auf drehbaren Rollen gelagert und dadurch das Gewicht direkt auf das Fun-
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dament übertragen wird. Eine weitere Variante sieht vor, dass das Statorgehäuse am Umfang auf Federgruppen aufgehängt wird, welche die Drehmomente und das Gewicht des Stators auf das Fundament übertragen.
Aufgrund von baulichen Gegebenheiten ist eine getrennte Abstützung jedoch nur selten ausführbar.
Die Patentschrift AT-PS 310 859 beschreibt eine vertikale Einphasenmaschine, bei welcher der Stator-unabhängig vom Rotor - auf einem Tragteil gelagert ist und frei in Umfangsrichtung schwingen kann. Der Tragteil ist längs seines Umfanges frei schwingbar an Blattfedern befestigt, welche an ihren Enden mit dem Fundament verbunden sind.
Nachteilig ist auch in diesem Fall, dass eine getrennte Abstützung nur selten durchführbar ist.
Ausserdem ist bei einer Abstützung der rotierenden Massen auf dem Stator zu befürchten, dass bei bestimmten Betriebsbedingungen der Maschine die auftretenden Vibrationen des Stators mechanische Schäden hervorrufen können.
Die Pàtentpublikation CH-PS 539 970 befasst sich mit einer Einphasen-Synchronmaschine, deren Stator federnd abgestützt ist. Diese Abstützung wird mittels Federblöcken durchgeführt, welche mindestens eine Blattfeder besitzen. Die Enden der Blattfedern sind in Federhaltern eingespannt, welche in der Biegungsebene der Feder verlaufende Rippen aufweisen ; die Rippen auf der einen bzw. auf der anderen Seite der Feder stehen mit dem Stator bzw. mit der Statorfussplatte in fester Verbindung. Auf diese Weise beansprucht das Gewicht des Stators die Federn lediglich auf Zug.
Auch bei dieser Maschine ergibt sich bei bestimmten Betriebsbedingungen die Gefahr der Verstärkung von Statorvibrationen, wodurch Schäden an der Maschine und am Fundament hervorgerufen werden können.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Konstruktion zu schaffen, mit welcher die Nachteile der bekannten Konstruktionen sicher verhindert werden.
Die Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst. Diese ist dadurch gekennzeichnet, dass die Armstern-Stützkonstruktion, in Draufsicht, im wesentlichen hohlzylinder-oder polygonformig
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ausgebildet und zwischen Stator und Maschinengehäuse angeordnet und am unteren Teil des Fundamentes abgestützt ist sowie einen breiten, senkrecht zur Drehachse der Welle angeordneten unteren Tragring aufweist.
Dadurch ist es bei einer elektrische Maschine der beschriebenen Art zum ersten Mal möglich, die Massen von Rotor und Stator vollkommen zu entkoppeln und somit eine direkte Anregung durch die vom Stator ausgehenden Schwingungen über die Lagerung sicher zu verhindern. Die im Stator auftretenden Kräfte werden separat über Blattfedern in das Fundament eingeleitet.
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An Hand eines Ausführungsbeispieles wird nun die Erfindung näher erläutert.
Die Fig. zeigt einen Längsschnitt durch einen Einphasengenerator mit vertikaler Welle 1 und, in einem kombinierten Trag- und Führungslager 3 geführten, oberen Wellenende 4. Das Tragund Führungslager 3 sitzt im oberen Armsten 2, das obere Wellenende 4 trägt Schleifringe 11 und ist mit der Welle einer Erregermaschine 12 gekuppelt.
Die Stützpunkte 13 des oberen Tragstemes 2 ruhen auf einer hohlzylinderformigen kreisrunden Anmstem-Stützkonstruktion 7 und sind mit dieser starr verbunden. Diese Armstem-Stützkon- struktion 7 ist zwischen dem Stator 5 und dem Maschinengehäuse 22 angeordnet und stützt sich mit ihrem unteren Tragring 8 auf einem im Fundament 6 verankerten Zwischenring 9 ab.
Mit demselben Zwischenring 9 sind die Blattfedern 14 verbunden, welche die im Stator 5 auftretenden Kräfte separat ableiten. Somit überträgt der Zwischenring 9 sowohl die vom Rotor 15 als auch die vom Stator 5 ausgehenden Kräfte auf das Fundament 6. Eine Ausnehmung im Fundament 6 erlaubt eine Durchführung des unteren Wellenendes 16 weiter nach unten, um eine Turbine 17 zu kuppeln. Auf einem unteren Armsten 18 ortsfest aufgesetzt sind BremsHebeböcke 19, welche gegen einen auf dem Rotor 15 befestigten Bremsring 20 pressbar sind.
Zur Wärmeabfuhr mittels Kühlern 21 ist die Armstem-Stützkonstruktion 7 entsprechend oft durchbrochen.
Durch die getrennte Ableitung der Schwingungen vom Rotor 15 - über den oberen Armsten 2 und die Stützkonstruktion 7 - und vom Stator 5 - über die Blattfedern 14 - sind die Massen
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von Rotor 15 und Stator 5 entkoppelt, so dass die vom Stator 5 ausgehenden Schwingungen keine direkten Anregungen über die Lagerung bewirken können.