Zweipolige Synchronmaschine Bei zweipoligen Synchronmaschinen sieht man im allgemeinen am Erregerteil eine in Nuten unterge brachte und verteilte Erregerwicklung vor. Der Er regerteil besitzt dementsprechend keine ausgeprägten Pole, sondern ist als Walzenläufer ausgebildet. Es hat sich gezeigt, dass diese Konstruktion zu Schwierig keiten führt, wenn man gezwungen ist, am Erregerteil eine kräftige Dämpferwicklung anzuordnen.
Dies ist der Fall, wenn die Maschine als Synchronmotor oder als Generator im Ständer Einphasenstrom führt, da die Dämpferwicklung dann das gegenläufige Drehfeld dieses Einphasenstromes wegdämpfen muss. Die An ordnung führt ferner zu Schwierigkeiten bei zwei poligen Synchronmotoren mit Selbstanlauf, da man auch hier für den Anlauf am Erregerteil eine kräftige Dämpferwicklung vorsehen muss.
Die Schwierigkeiten sind dadurch bedingt, dass erstens infolge der in Nuten verteilten Erregerwicklung wenig Raum für die Unter bringung einer Dämpferwicklung in den Nuten und für die Unterbringung des Kurzschlussringes der Dämpferwicklung unterhalb der Wickelkopfkappe zur Verfügung steht, und dass zweitens die Erwärmung der Dämpferstäbe in den Nuten und an der Übergangs stelle zu den Kurzschlussringen der Dämpferwicklung sehr verschieden ist,
so dass es zu mechanischen Span nungen zwischen dem Kurzschlussring und den Dämp- ferstäben kommt, die zu einem Abreissen der Dämp- ferstäbe am Kurzschlussring führen können. Den Kurz schlussring durch Unterteilung und Einfügung von ela stischen Zwischenstücken so auszubilden, dass er sich den Wärmedehnungen der Dämpferstäbe anpassen kann, ist schwierig, da dafür kein Raum für die Un terbringung des Kurzschlussringes unterhalb der Kappe für das Festhalten der Wickelköpfe der Erregerwick lung zur Verfügung steht.
Die Erfindung bezieht sich auf eine zweipolige Synchronmaschine, an der die geschilderten Schwierig- keiten erfindungsgemäss dadurch vermieden sind, dass sie als Schenkelpolmaschine ausgeführt ist und die bei den Erregerpole je Pol aus drei in der Umfangsrich tung nebeneinander angeordneten ausgeprägten Teil polen bestehen. Ferner ist der mittlere Teilpol und der Gesamtpol von je einer zueinander konzentrischen Erregerwicklung umschlungen.
Infolge der ausgepräg ten Pole, die einen Polschaft und am Luftspalt einen Polschuh aufweisen, kann man erstens die beiden konzentrischen Erregerwicklungen besser unterbrin gen, da in radialer Richtung mehr Raum zur Ver fügung steht als bei einer in Nuten untergebrachten verteilten Erregerwicklung; zweitens kann man dann die Dämpferwicklung in der bei ausgeprägten Polen bekannten Weise in den Polschuhen unterbringen, wo genügend Platz vorhanden ist und wo man auch den Kurzschlussring der Dämpferwicklung in der Um fangsrichtung in mehrere Teile unterteilen und durch elastische Zwischenglieder miteinander verbinden kann.
Wie ersichtlich, ist die neue Ausbildung des Er regerteils besonders dann vorteilhaft, wenn eine kräf tige Dämpferwicklung am Erregerteil erforderlich ist. Dies ist der Fall bei Synchronmotoren mit Selbst anlauf, insbesondere unter Last. Ferner ist dies so wohl bei Einphasenmotoren als auch bei Einphasen generatoren der Fall. Besonders schwierige Verhält nisse ergeben sich auch dann, wenn die Maschine einerseits mit Einphasenstrom arbeitet, anderseits z. B.
als Generator mit einer niedrigen Frequenz wie 16213 oder 25 :Perioden. Infolge dieser niedrigen Frequenz ist man bei der Dimensionierung auf einen starken magnetischen Fluss angewiesen, und dementsprechend muss auch die Dämpferwicklung für die Wegdämpfung des gegenläufigen Teils des Ankerrückwirkungsflusses besonders kräftig ausgeführt werden.
Im folgenden ist die Erfindung an Hand der Fig. 1, 2 und 3 der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel darstellen, noch näher erläutert. Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch die obere Hälfte der Erregerpole eines zweipoligen Einphasen-Synchrongenerators für <B>1621</B>; Hz, Fig. 2 einen axialen Schnitt durch diesen oberen Erregerpol und Fig. 3 die Verteilung der In duktion längs der Polteilung a im Luftspalt des Er regerpols.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist der Läufer des Synchrongenerators aus einzelnen Platten 1 auf gebaut, die auch den Eisenkern für den Erregerpol bzw. für die Teilpole des Erregerpols liefern. Die Platten werden mittels die Erregerpole in axialer Rich tung durchdringender Bolzen 13 zusammengepresst. Am Anfang und am Ende des magnetisch aktiven Läuferkörpers befindet sich eine besonders starke Platte 17, die mittels der Bolzen 13 mit den Platten 1 zusammengepresst ist. An diesen Endplatten 17 sind dann auch die Wellenenden 18 mittels der Verschrau bung 19 befestigt. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht jeder der beiden Gesamtpole aus drei in der Umfangs richtung nebeneinander angeordneten Teilpolen 2, 3 und 4.
Der mittlere Teilpol 2 besitzt dabei in der Umfangsrichtung eine grössere Breite als die beiden seitlichen Teilpole 3 und 4. Der mittlere Teilpol 2 wird von einer Erregerwicklung 5 umschlungen; der aus den drei Teilpolen zusammengesetzte Gesamtpol wird von einer mit der Wicklung 5 koaxialen Erregerwick lung 6 umschlungen. Der magnetische Fluss durch setzt dabei an allen drei Teilpolen den Luftspalt in derselben Richtung. Wie ersichtlich, steht für die Un terbringung dieser beiden Erregerwicklungen zwischen den einzelnen Teilpolen und am Anfang und am Ende des Gesamtpols genügend Raum zur Verfügung. Ausserdem kann aber nunmehr in den Polschuhen 7, 8 und 9 der einzelnen Teilpole eine kräftige Dämpfer wicklung der bei Schenkelpolmaschinen bekannten Art untergebracht werden.
Diese Dämpferwicklung befindet sich in Nuten 10 der Polschuhe, die an den Luftspalt der Maschine angrenzen. Die Dämpferwick- lungsstäbe sind zur Vermeidung von Stromverdrän- gungserscheinungen, die die Ausbildung eines Dämp- ferstromes hindern würden, als verdrillte Gitterstäbe ausgeführt.
Die Polschuhe werden im unteren Teil noch durch die Platten 1 des Läuferkörpers gebildet, im obern Teil sind mittels Schwalbenschwanzbefesti- gung aus einzelnen Blechen aufgebaute Polschuhteile <B>1 1</B> vorgesehen.
Aus dem Schnittbild der Fig.2 ist die Anord nung der Wickelköpfe der beiden Erregerwicklungen 5 und 6 und des Kurzschlussringes für die Dämpfer stäbe 10 zu ersehen. Über den Wickelköpfen 5 und 6 der beiden Erregerwicklungen befindet sich ein Halte ring 14, der eine Verformung der Erregerwicklungen infolge der Fliehkräfte verhindert. Oberhalb dieses Halteringes ist nun der Kurzschlussring 15 für die Dämpferstäbe 10 der Dämpferwicklung vorgesehen. Da der Kurzschlussring aus gutleitendem Material (Kupfer) besteht, ist über ihn noch ein schwacher Haltering 16 aus Stahl geschoben.
Man sieht, dass bei dieser Anordnung der Kurzschlussring für den Dämp- ferkäfig nicht mehr wie bei Turbogeneratoren unter halb der Läuferkappe angeordnet ist, wo wenig Raum zur Verfügung steht, sondern sich oberhalb des Halte ringes 14 für die Wickelköpfe der Erregerwicklung be findet. Dabei ergibt sich der weitere Vorteil, dass man bezüglich der Zahl der Nuten für die Unterbrin gung der Dämpferwicklung unabhängig davon ist, ob und in wieviel Nuten die Erregerwicklung unterge bracht werden soll.
Wie ersichtlich, ist für die Unter bringung der Dämpferwicklung eine grosse Zahl von Dämpferstäben und Nuten am Luftspalt der Maschine vorgesehen. Dies hat den Vorteil, dass die Wegdämp fung des inversen Ankerrückwirkungsdrehfeldes der Ständerwicklung besonders vollkommen ist, da nur geringe Streuung zwischen den Ständeramperewindun- gen und den Amperewindungen der Dämpferwicklung besteht.
Fig. 3 zeigt die Verteilung der Luftspaltinduktion entlang der Polteilung z des Gesamtpols der Fig. 1. Man sieht, dass unter dem mittleren Teilpol 2 die Induktion BL, wesentlich grösser ist als die Induk tion BL2 unter den seitlichen Teilpolen. Die Ein schnürungen der Induktion, die an den übergangs steilen zwischen den Teilpolen im Luftspalt auftreten, können z. B. durch eine Sehnung der Ständerwicklung in ihrem Einfluss auf ihre Spannungskurve ausge glichen werden.
Die Erregerpole brauchen mit den Platten des Läuferballens nicht einstückig ausgebildet zu werden. Beispielsweise können die einzelnen Teilpole mit schwalbenschwanzförmigen Ansätzen in Ausnehmun- gen des Läuferballens in axialer Richtung eingescho ben werden. Wie an sich ebenfalls bekannt, ist es aber auch möglich, den Läuferballen mit kammartigen Rillen zu versehen, in die dann entsprechende An sätze der Polschäfte hineinragen; die Befestigung der Teilpole erfolgt dann mittels axialer, die Rillen des Läuferballens und die Ansätze der Polschäfte durch dringender Bolzen.