Anordnung mit rotierenden Gleichrichtern, insbesondere zur Erregung elektrischer Maschinen Im Patentanspruch des Hauptpatentes ist eine An ordnung mit rotierenden Gleichrichtern, insbesondere zur Erregung von elektrischen Maschinen, z. B, Wech selstromgeneratoren (Turbo-Generatoren) umschrie- schrieben, bei welcher Anordnung die Gleichrichter an einem ringförmigen, mit der Welle des Maschinen aggregates gekuppelten, die von den Gleichrichtern stammenden Fliehkräfte aufnehmenden Träger ange ordnet sind, wobei der ringförmige Trägerkörper der Gleichrichter gleichzeitig zur Schaltverbindung und zur Stromführung der Gleichrichter dient.
Die Erfindung betrifft eine weitere Ausgestaltung dieser Anordnung und besteht darin, dass der ring förmige Gleichrichterträger gleichzeitig als Stützring für die Läuferwickelköpfe des Gleichrichtergenerators ausgebildet ist, Diese Anordnung bietet den besonde ren Vorteil, dass die Gleichrichterelemente den sie spei senden Wicklungszweigen des Gleichrichters in einer solchen Weise zugeordnet werden können, dass sich bezüglich der Leitungsführung die günstigsten Verhält nisse ergeben.
Der Erfindungsgedanke hat auch den Vorzug, dass so gut wie kein zusätzlicher Raum für die Gleichrichteranordnung erforderlich ist, da der unter den Wickelköpfen der Maschine ohnehin vorhandene Raum für die Gleichrichteranordnung ausgenutzt wird. Die erfindungsgemässe Anordnung macht es möglich, eine grössere Anzahl von Gleichrichterelementen inner halb der Maschine unterzubringen, wobei z. B. die Wickelkopfräume auf beiden Seiten der Maschine für die Gleichrichteranordnung herangezogen werden.
Die Erfindung kann auch bei Anwendung von Doppel sternschaltungen mit Saugdrosselspule angewendet werden, wobei die Saugdrosselspule zweckmässig eben falls unmittelbar neben den Gleichrichtern in dem Wickelkopfraum vorgesehen wird. Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie zahlreiche Einzelheiten, die sich bei Anwendung des Erfindungsgedankens für verschiedene Gleichrichterschaltungen ergeben, anhand der Zeich nung erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Teilschnitt durch eine als Erreger maschine, beispielsweise für einen Turbogenerator aus gebildete Wechselstrommaschine.1 bedeutet die Welle, die das Eisenblechpaket 2 trägt. Der mit Einzelpolen oder einer verteilten Erregerwicklung versehene Stän der ist zur Vereinfachung in der Zeichnung nicht wie dergegeben. 3 ist die induzierte Ankerwicklung. Die Wickelköpfe 3a sind unter Zwischenschaltung einer Isolierung 4, auf dem Stützring 5 abgestützt, der durch eine Isolierscbieht 6 gegenüber dem Eisenblechpaket und der Welle 1 isoliert ist.
Der Ring 5 ist gleichzeitig als Trägerring für die Gleichrichterpatronen 7 ausge bildet. 8 bedeutet die Stromzuleitung, mit der die eine Klemme der Gleichrichterpatrone an die zugeordnete Phase der Wechselstromwicklung 3 angeschlossen ist. Die zweite Klemme der Gleichrichterpatrone 7 ist di rekt mit dem stromleitenden Trägerring 5 verbunden. 9 ist eine an den Trägerring 5 angeschlossene, ein posi tives Potential führende Stromleitung,<B>10</B> die direkt mit der beispielsweise in Sternschaltung angeordneten Maschinenwicklung verbundene negative Ableitung.
Zweckmässigerweise kann die Leitung 10 ebenso wie die Leitung 9 isoliert in einer Wellennut oder einer Isolier- buchse geführt werden. Man erkennt, dass bei dem Aus führungsbeispiel der Fig, 1 die Zuleitung 8 zwischen Wicklung und Gleichrichterpatrone ausserhalb des aus Stahl oder dergleichen bestehenden Trägerringes 5 ver legt ist, wodurch Verluste durch Ummagnetisierung in dem Trägerring vermieden werden. Selbstverständlich ist über den Umfang des Trägerringes verteilt eine An- zahl von Gleichrichterelementen vorhanden.
Die Zahl der Gleichrichterelemente ergibt sich hierbei aus der Wicklungsschaltung der Maschine bzw. Gleichrichter schaltung.
Fig. 2 der Zeichnung gibt eine etwas abgeänderte Ausführungsform wieder, bei der der Trägerring 5 in einen unmagnetischen zylindrischen Ringteil 5a und in den auf der Welle sitzenden, zur Abstützung dienenden Ringteil 5b aus magnetischem Material zerlegt ist. Bei dieser Anordnung ist die Stromzuleitung 8 von der Wicklung 3 zu der Gleichrichterpatrone 7 direkt durch eine Bohrung 11 in dem Ringteil 5a geführt.
Die Anordnung bietet ohne weiteres die Möglich keit, beim Vorhandensein grösserer Ströme die einzel nen Phasenwicklungen in mehrere parallele Wicklungs zweige aufzulösen. Eine entsprechende Schaltung gibt Fig. 3 der Zeichnung wieder. In dieser Figur bedeuten 3a,1 3b1, 3a2, 3b2, 3a3, 3b3 die in parallele Zweige auf gelösten Phasenwicklungen. Jedem Wicklungszweig ist ein besonderer Gleichrichter 7a1, 7b1 bzw. 7a2, 7b2 bzw. 7a3, 7b3 zugeordnet.
Die positive Stromableitung wird bei dieser Schaltung wieder, wie aus den voran gehenden Figuren ersichtlich ist, durch den Träger ringkörper 5 (Fig. 1) gebildet, während mit dem Wick- lungssternpunkt die negative Wicklungsableitung 8 verbunden ist.
Fig.4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Gleichrichteranordnung mit Saugdrosselschaltung. Bei der Anordnung gemäss Fig. 4 sind die Sternpunkt leitungen der Maschinenwicklung über die Leitungen 12, 13 mit einer Saugdrossel 14 verbunden, die beispiels weise als Ringdrossel ausgeführt ist und ebenfalls in dem Raum zwischen Wickelköpfen und Welle inner halb des Wickelkopf- bzw. Gleichrichterträgers unter Zwischenschaltung isolierender Teile 16 eingeschaltet ist.
17 bedeutet bei der Anordnung nach Fig.4 die negative Stromableitung, die ebenfalls von der Welle sowie den übrigen Teilen der Maschine isoliert ist. Mit 18 ist in dieser Figur noch die positive Stromzuleitung angedeutet, die auf der Welle um<B>180'</B> gegenüber der negativen Zuleitung versetzt ist und mit dem Gleich richterträgerkörper über die Stromzuführungslasche 18a verbunden ist.
Wie bereits angedeutet war, ist es ohne weiteres möglich, bei der Anordnung auf beiden Seiten der Ma schine Gleichrichtergruppen vorzusehen. Fig. 5 zeigt die entsprechende Anordnung, die nach dem Vorange henden ohne weiteres verständlich sein dürfte. Fig. 5 bezieht sich dabei auf eine Sechsphasensaugdrossel- schaltung, wie sie beispielsweise die Fig. 6 der Zeich nung wiedergibt. Die Phasenwicklungen 30a bis 30f sind bei dieser Anordnung zweifach in Stern geschaltet.
Die Wicklungsenden der Phasenwicklungen 30a, 30c und 30e sind durch auf der rechten Seite der Maschine angeordnete Gleichrichter 71a,<I>71e, 71e</I> an den unter teilten Trägerring 51 angeschlossen, der mit der posi tiven Stromableitung 90 auf der Maschinenwelle lei tend verbunden ist. Die linken Wicklungsenden der Phasenwicklungen 30a,<B>30e</B> und 30e sind über die Stern leitung 81 auf der linken Seite der Maschine mitein- ander verbunden. Die Sternleitung 81 ist dabei entlang der Welle zu der in Stromteilerschaltung angeordneten Saugdrosselspule 14 auf der rechten Maschinenseite geführt, welche innerhalb des Trägerringes 51 unterhalb der Wickelköpfe der Maschine liegt.
In analoger Weise sind die Phasenwicklungen 30b, 30d und 30f über die Gleichrichter 71b,<I>71d, 71f</I> an den als Stromableitung dienenden Trägerring 52 angeschlossen, der ebenfalls mit der positiven, an der Welle entlanggeführten Strom ableitung 90 verbunden ist. Auf der rechten Maschi nenseite ist die Sternpunktverbindung 82 der Wicklun gen 30b, 30d und 30f mit der anderen Aussenklemme der Saugdrosselspule 14 verbunden, von welcher der Strom über die Mittelableitung 91 abgeführt werden kann.
Mit 60 sind in Fig. 5 noch Zwischenisolierungen bezeichnet, durch die die einzelnen spannungsführen den Leiter gegenseitig in der erforderlichen Weise iso liert werden. Um die Leitungen 81, 90 ausserhalb des wirksamen Eisenblechpaketes führen zu können, emp fiehlt es sich, wie in Fig. 5a angedeutet ist, das Blech paket bzw. die einzelnen Bleche mit Aussparungen 99 zu versehen, die den erforderlichen Raum für die Un terbringung der Leitungen 81, 90 frei lassen.
Die Anordnung der Gleichrichter auf beiden Seiten der Maschine kann selbstverständlich auch bei anderen Schaltungen Anwendung finden, beispielsweise bei einer Mehrfachparallelschaltung für ein Dreiphasensystem, wie es in Fig. 7 der Zeichnung wiedergegeben ist.
Die Schaltung nach Fig. 7 entspricht weitgehend der der Fig. 3, jedoch sind die den parallelen Zweigen der Fha- senwicklungen 3a1, 3b1, - 3a3, 3b3 zugeordneten Gleich richter 7a1, 7b1 <I>-</I> 7a3, 7b3 gruppenweise abwechselnd auf beiden- Seiten der Maschine angeordnet.
Fig.8 gibt eine weitere Ausführungsform einer sechsphasigen Saugdrosselschaltung mit Anordnung der Sternpunkte auf einer Maschinenseite wieder, deren Verwirklichung in einer der Fig. 5 entsprechenden Anordnung ohne Schwierigkeiten möglich ist.
Die Erfindung kann auch dann Anwendung finden, wenn mit Rücksicht auf die Spannungen eine Reihen schaltung von Gleichrichterelementen notwendig ist. Fig. 9 zeigt im Prinzip eine entsprechende Schaltung. In Fig. 10 der Zeichnung ist die Anordnung und Befe stigung der Gleichrichter in dem mit isolierten Teilen 71a versehenen Trägerring 51 wiedergegeben. Bis auf ein Element müssen bei dieser Anordnung alle in Reihe liegenden Gleichrichterelemente isoliert in je einem der Teile 71a des Trägerrings 51 abgestützt sein. Die Rei henschaltung erfolgt durch Zwischenverbinder 75, die von der einen Klemme des einen Gleichrichters zu der anderen Klemme des zweiten Gleichrichters geführt sind.
Die Fig. 11 und 12 geben zwei weitere Schaltun gen wieder, bei denen die zu beiden Seiten der Phasen wicklungen eingeschalteten Gleichrichterelemente auf einer bzw. beiden Maschinenseiten angeordnet sind. Einzelheiten der beschriebenen Gleichrichteranordnung können selbstverständlich in Anpassung an die auftre tenden Betriebsverhätnisse abgeändert werden. Die Er- findung ermöglicht ohne weiteres die Anwendung einer grösseren Anzahl paralleler Gleichrichterzweige, wo durch es ermöglicht wird, die unter Umständen erfor derlichen grossen Ströme zu erzeugen.
Besondere Vor teile bietet es, Silizium- oder Germanium-Gleichrich- terelemente anzuwenden, die sich durch besonders hohe Belastbarkeit auszeichnen. Um die Belastbar keit der Gleichrichterelemente zu erhöhen, empfiehlt es sich ferner, den Gleichrichtergenerator derart aus zubilden, dass das zur Kühlung verwendete Kühlmittel die Gleichrichter sowie die zugleich als Träger für die Wickelköpfe dienenden Trägerringe umspült.
Unter Umständen kann es auch Vorteile bieten, die Gleich richterträgerringe selbst mit Lüfterflügeln oder der gleichen zu versehen oder besondere Hilfslüfter vorzu sehen, um ein Kühlmittel in dem die Gleichrichter auf nehmenden, innerhalb des Gleichrichterträgers liegen den Hohlraum umzuwälzen.