Anordnung zum Vermindern der Zusatzverluste im Raum zwischen den Spulenköpfen in Synchrongeneratoren Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anord nung zum Vermindern der Zusatzverluste, die im Raum zwischen den Spulenköpfen in Synchrongene ratoren entstehen.
Die Zusatzverluste, die im Raum zwischen den Spulenköpfen in Synchrongeneratoren entstehen, sind besonders störend bei grossen 2-poligen Turbogenera toren, speziell bei grosser Benutzung. Um diese Ver luste zu vermindern, hat man bisher entweder einen Metallschirm oder eine ma gnetische Lamellierung auf dem Druckring des Stators befestigt. Diese bekannten Anordnungen haben jedoch beträchtliche Nachteile.
Der Metallschirrn wirkt derart, dass der Streufluss von den Spulenköpfen im Metallschirm Ströme indu ziert und diese induzierten Ströme eine entgegen- gerichtete magnetomotorische Kraft im Metallschirm verursachen, die den Streufluss begrenzt.
Da dieser jedoch bei sehr hohem Strom in den Spulenköpfen erzeugt und durch einen verhältnismässig langen Luft weg begrenzt wird, sind sehr grosse Ströme im Metall schirm erforderlich, um den Streufluss nennenswert zu begrenzen, und diese Ströme verursachen ihrerseits bei ihrem Umlauf beträchtliche Ohmsche Verluste.
Die magnetische Lamellierung auf den Druck ringen ist vorgesehen, um die dort wegen des Streu flusses der Spulenköpfe auftretenden Wirbelstrom- verluste zu begrenzen. Die Lamellierung vermindert jedoch den effektiven Luftweg des Streuflusses, wo durch der Streufluss grösser wird und grössere Verluste in den Spulenköpfen mit sich bringt.
Diese Nachteile der bekannten Anordnung können erfindungsgemäss dadurch vermieden werden, dass ein ringförtniger Schirm aus Metall mit hoher elek trischer Leitfähigkeit auf der Innenseite des Druck ringes des Stators angebracht ist, und dass ein ring förmiger Körper aus lamelliertem magnetischem Ma- terial auf der Aussenseite des Druckringes des Stators angebracht ist, konzentrisch mit dem Metallschirm und unmittelbar ausserhalb desselben.
Durch diese neue Anordnung werden die Verluste stärker herabgesetzt als mit den bekannten Anord nungen. Da die äussere magnetische Lamellierung einen alternativen Weg für den Streufluss ermöglicht, ist ein bedeutend kleinerer Strombelag im inneren Metallschirrn erforderlich, um zu verhindern, dass der Fluss durch diesen fliesst. Die Ohmschen Verluste im Metallschirrn werden hierdurch kleiner.
Da die magnetische Lamellierung in einem gewissen Abstand von der Rotorachse angebracht ist, wird der Luftweg des Flusses verlängert, so dass die Lamellierung keine Vergrösserung des Streuflusses verursachen kann, was der Fall wäre, wenn die Lamellierung den ganzen Druckring bedecken würde.
Vom Gesichtspunkt der Herstellung aus kann die Lamellierung vorteilhaft als Ring aus magnetisch orientiertem Blechband ausgeführt sein.
Die Erfindung wird unter Hinweis auf die bei gefügte Zeichnung beispielsweise beschrieben, die einen Schnitt durch einen Teil eines Synchrongenera- tors zeigt, auf welchem eine beispielsweise erfindungs gemässe Anordnung angebracht ist.
In der Zeichnung ist der Rotor des Synchron- generators mit<B>1,</B> sein Stator mit 2 und einer der Spulenköpfe des Stators mit<B>3</B> bezeichnet. Der Druck ring 4 hält das Statorbündel zusammen. Am inneren Teil des Druckringes 4 ist ein Metallschirm, z. B. aus Kupfer, am äusseren Teil eine magnetische Lamellie- rung angebracht.
Der Streufluss vom Spulenkopf <B>3</B> fliesst teilweise durch den Kupferschirm<B>6</B> und teilweise durch die magnetische Lamellierung <B>5.</B> Der Teil des Flusses, der durch den Metallschirrn <B>6</B> fliesst,
induziert dort Wir- belströme. Diese Ströme verursachen eine entgegenge- richtete magnetomotorische Kraft im Metallschirm und damit eine Richtungsänderung des Streuflusses vom Metallschirrn zur magnetischen Lamellierung. Die äussere magnetische Lamellierung <B>5</B> lässt einen älterna- tiven Weg für den Streufluss offen, dessen grösster Teil durch diese Lamellierung fliesst.
Die Ohmschen Ver luste im Metallschirrn werden hierdurch kleiner, weil der Fluss durch den Schirm und dadurch auch die Wir belströme kleiner werden. Die magnetische Lamellie- rung <B>5,</B> zu welcher der Streufluss vom Metallschirrn <B>6</B> gel <B>-</B> en kt wird,
-ist in einem beträchtlichen Abstand von der Rotorachse und den Spulenköpfen entfernt, so dass der Streufluss und die Spulenkopfverluste auf Grund eines verkürzten Luftweges für den Streufluss nicht grösser werden.
Arrangement for reducing the additional losses in the space between the coil heads in synchronous generators The present invention relates to an arrangement for reducing the additional losses that arise in the space between the coil heads in synchronous generators.
The additional losses that occur in the space between the coil heads in synchronous generators are particularly annoying with large 2-pole turbo generators, especially when used extensively. In order to reduce these losses, either a metal screen or a magnetic lamination has been attached to the pressure ring of the stator. However, these known arrangements have considerable disadvantages.
The metal shield acts in such a way that the leakage flux from the coil ends induces currents in the metal shield and these induced currents cause an opposing magnetomotive force in the metal shield, which limits the leakage flux.
However, since this is generated at a very high current in the coil heads and is limited away by a relatively long air, very large currents in the metal screen are required to limit the leakage flux significantly, and these currents in turn cause considerable ohmic losses when they circulate.
The magnetic lamination on the pressure rings is provided in order to limit the eddy current losses that occur there due to the stray flux from the coil heads. The lamination, however, reduces the effective air path of the leakage flux, where the leakage flux increases and results in greater losses in the coil heads.
These disadvantages of the known arrangement can be avoided according to the invention that a ring-shaped screen made of metal with high electrical conductivity is attached to the inside of the pressure ring of the stator, and that a ring-shaped body made of laminated magnetic material on the outside of the pressure ring of the stator is attached, concentric with the metal screen and immediately outside it.
With this new arrangement, the losses are reduced more than with the known arrangements. Since the outer magnetic lamination enables an alternative path for the leakage flux, a significantly smaller current layer is required in the inner metal frame to prevent the flux from flowing through it. This reduces the ohmic losses in the metal harness.
Since the magnetic lamination is attached at a certain distance from the rotor axis, the air path of the flux is lengthened so that the lamination cannot cause an increase in the leakage flux, which would be the case if the lamination were to cover the entire pressure ring.
From the point of view of manufacture, the lamination can advantageously be designed as a ring made of magnetically oriented sheet metal strip.
The invention is described with reference to the attached drawing, for example, which shows a section through part of a synchronous generator on which an arrangement according to the invention, for example, is attached.
In the drawing, the rotor of the synchronous generator is denoted with <B> 1 </B>, its stator with 2 and one of the coil heads of the stator with <B> 3 </B>. The pressure ring 4 holds the stator bundle together. On the inner part of the pressure ring 4 is a metal screen, for. B. made of copper, a magnetic lamination attached to the outer part.
The leakage flux from the coil head <B> 3 </B> flows partly through the copper shield <B> 6 </B> and partly through the magnetic lamination <B> 5. </B> The part of the flux that flows through the metal shield < B> 6 </B> flows,
induces eddy currents there. These currents cause an opposing magnetomotive force in the metal screen and thus a change in direction of the leakage flux from the metal screen to the magnetic lamination. The outer magnetic lamination <B> 5 </B> leaves an alternative path open for the leakage flux, the greater part of which flows through this lamination.
The ohmic losses in the metal harness are reduced as a result, because the flow through the screen and thus also the eddy currents are reduced. The magnetic lamination <B> 5 </B> to which the leakage flux from the metal harness <B> 6 </B> is <B> - </B> activated,
- is at a considerable distance from the rotor axis and the coil ends, so that the leakage flux and the coil end losses do not increase due to a shortened air path for the leakage flux.