CH403960A

CH403960A - Wechselstrommaschine mit zwei Klauenpolrädern

Info

Publication number: CH403960A
Application number: CH1110762A
Authority: CH
Inventors: Weier Heinrich; Berger Walter; Zumsteg Viktor
Original assignee: Bbc Brown Boveri & Cie
Priority date: 1962-09-20
Filing date: 1962-09-20
Publication date: 1965-12-15
Also published as: AT238298B

Description


      Wechselstrommaschine    mit zwei     Klauenpolrädern       Die Erfindung betrifft eine     Wechselstromma-          schine    mit zwei     Klauenpolrädem    und mit einer sym  metrisch zum     Stator    angeordneten, stillstehenden Er  regerwicklung.  



  Bei bekannten Maschinen dieser Art ist der Rotor  einseitig gelagert. Diese Lagerung ist heikel. Es re  sultiert ferner eine relativ grosse Länge der Maschine,  um dabei eine genügende Stabilität des Rotors zu  erreichen. Maschinen dieser Art weisen ein relativ  grosses Gewicht auf. Die Erfindung vermeidet diese  Nachteile.  



  Die Erfindung besteht darin,     dass    die Erreger  wicklung über einen magnetisch leitenden     hohlzylin-          derförmigen    Tragring an dem einen Lagerschild be  festigt ist, wobei das erste     Klauenpolrad        nüt    einer  zylindrischen Innenfläche versehen ist, welche mit  einer aussenliegenden Zylinderfläche des Tragringes  einen ersten magnetischen Luftspalt bildet, und       dass    das zweite     Klauenpolrad    mit einer Nabe  versehen ist, welche eine zylindrische Aussenfläche  aufweist und mit der Innenfläche des Tragringes  einen zweiten magnetischen Luftspalt bildet, derart,

         dass    über die beiden Luftspalte und den Tragring der  innere magnetische     Schluss    zwischen den beiden       Klauenpolrädem    erfolgt.  



  Die Erfindung wird anhand eines     Ausführungs-          bei,spieles    näher erläutert-.  



  In der     Fig.   <B>1</B> ist ein Schnitt durch die     Wechsel-          strommaschine    gezeigt.<B>1</B> und 2 sind die     Klauen-          polräder,    welche mit ihren Polzacken     lb    und<B>2b</B>  innerhalb der Bohrung des     Stators   <B>3</B> rotieren. Die       Klauenpolräder    sind über die magnetisch nichtlei  tende Distanzhülse<B>16</B> gegenseitig zentriert und durch  die nichtmagnetischen Schrauben<B>7</B> zu einem festen  Polrad zusammengehalten. Das     Klauenpolrad    2 weist    eine Nabe 2c auf, und sitzt auf der in den Kugellagern  <B>10</B> und<B>11</B> beidseitig gelagerten Welle<B>8.</B>  



  Symmetrisch zum     Stator    ist die stillstehende Er  regerwicklung 4 angeordnet. Diese ist über einen       hohlzylinderförmigen    magnetisch leitenden Tragring  <B>5</B> an dem einen Lagerschild<B>6</B> befestigt. Der Tragring  bildet gleichzeitig den feststehenden Teil des magne  tischen Kraftfeldweges zu dem ersten     Klauenpolrad   <B>1</B>  und der Nabe 2c des zweiten     Klauenpolrades    2. Zu  diesem Zweck ist das     Klauenpolrad   <B>1</B> mit einer zy  lindrischen Innenfläche     la    versehen. Diese ist der  aussenliegenden Zylinderfläche 5a des Tragringes<B>5</B>  gegenüber gelegen. Zwischen diesen beiden Flä  chen liegt ein erster magnetischer Luftspalt.

   Beim  zweiten Polrad ist dessen Nabe     2c    mit einer  zylindrischen Aussenfläche 2a versehen. Dieser steht  die Innenfläche<B>5b</B> des Tragringes gegenüber. Zwi  schen den beiden Flächen liegt ein zweiter Luft  spalt. Beide Luftspalte werden möglichst kurz, ihr  Querschnitt jedoch möglichst gross gehalten, um einen  kleinen magnetischen Widerstand zu erreichen.

   Die  beiden Luftspalte und der Tragring bilden den inne  ren magnetischen     Schluss    zwischen den beiden       Klauenpolrädern.    Deren äusserer     Schluss    verläuft über  das     Statoreisen   <B>3.</B> Der Tragring weist eine Fort  setzung 5c auf, welche zum Tragen der Erreger  wicklung 4 dient. über diese Fortsetzung erfolgt  gleichzeitig die Wärmeableitung von der Erreger  wicklung über den Tragring nach dem Lagerschild<B>6.</B>  



  Der Tragring<B>5</B> kann mit dem Lagerschild aus  einem Stück gefertigt sein. Der Gehäusemantel<B>9</B> be  steht dann aus einem magnetisch nichtleitenden  Material, zweckmässig aus Aluminium, dadurch wird  ein unerwünschter magnetischer Nebenpfad vom  Tragring<B>5</B> nach dem     Statoreisen   <B>3</B> vermieden. Die      Verwendung eines Gehäusemantels aus Aluminium  ermöglicht gleichzeitig eine gute     Wärineabfährung.     



  Der Lagerschild<B>6</B> kann auch aus Aluminium be  stehen, an dem dann der     Stahltragring   <B>5</B> befestigt ist,  z. B. durch     Miteingiessen    in den Lagerschild. Dies  ermöglicht eine gute Wärmeableitung von der Erre  gerwicklung 4 über den Tragring<B>5</B> an den Lager  schild<B>6.</B>  



  Der Tragring wird vorteilhaft mit Löchern ver  sehen, in welche beim Giessen des Lagerschildes das  Aluminium einfliesst und so zusammenhaltende Ver  bindungsbolzen entstehen. Gleichzeitig wird die Wär  meableitung verbessert.  



  Die Befestigung der Erregerwicklung 4 auf den  Tragring<B>5</B> kann auch gemäss     Fig.    2 mittels eines gut  wärmeleitenden Tragrohres 12 aus Kupfer, das am  Tragring<B>5</B> befestigt ist, z. B. durch Hartlöten,     aus-          ,geführt    werden. über das     Kupferrohr    wird eine gute       Wärineabführung    von der Innenseite der Erreger  wicklung 4 an den Tragring und weiter an den Lager  schild<B>6</B> erreicht.  



  Für die Wärmeabführung ist es zweckmässig, den  Lagerschild<B>6</B> mit Kühlrippen zu versehen. Es kann  auch das ganze Gehäuse, nämlich die Lagerschilder  und der Mantel<B>6,</B> aus Aluminium bestehen, woraus  sich ein minimales Baugewicht ergibt.  



       Fig.   <B>3</B> zeigt eine Ausführung, bei der in dem La  gerschild<B>60</B> aus Aluminium der     Stahltragring   <B>50</B>  eingegossen ist und zudem das Tragrohr<B>70</B> für die  Erregerwicklung mit zusammengegossen ist. Dazu  sind im Tragring     achsparallele    Bohrungen vorhanden,  durch welche das Aluminium beim Ausgiessen fliesst.  über die so entstehenden Aluminiumbolzen<B>65</B> sind  Lagerschild und Tragrohr verbunden, woraus sich  neben der höheren Festigkeit noch eine Verbesserung  der Wärmeableitung ergibt. Im Tragring<B>50</B> ist gleich  zeitig das Kugellager<B>10</B> eingesetzt.  



  Die     Wechselstrommaschine    kann vorteilhaft zu  einem Doppelgenerator erweitert werden. Dazu wird  gemäss     Fig.   <B>1</B> an der rechten Seite des     Klauenpol-          rades    2, also an der vom Tragring abgewandten  Seite, eine zweite Maschine spiegelbildlich angebaut.  Beide Lagerschilder erhalten dann<B>je</B> einen Tragring  und eine Erregerwicklung, und der Rotor weist zwei       Klauenpolräderpaare    auf. Die Maschinenleistung     lässt     sich so verdoppeln, ohne     dass    die Maschine doppelt so  lang wird.

   Die     Statorwicklungen    können einzeln mit  Wicklungen beliebiger     Windungszahlen    versehen sein.  Es kann aber auch eine gemeinsame Wicklung ange  wendet werden, deren Drähte von einem     Stator    zum  andern direkt     durchgewickelt    sind.  



  Die erfindungsgemässe Maschine ermöglicht es,  mit einer geringen Maschinenlänge auszukommen,  insbesondere deshalb, weil die Lagerung beidseitig  erfolgen kann. Die beidseitige Achslagerung ergibt    zudem eine grosse Betriebssicherheit. Ferner ist es  möglich, mit minimalsten     Luftspalten    auszukommen.  



  Es kann vorteilhaft sein, den einen Lagerschild  mit dem Gehäusemantel als zusammenhängendes       Gussstück    auszuführen.

Claims

PATENTANSPRUCH Wechselstrommaschine mit zwei Klauenpolrädem (1, 2) und mit einer symmetrisch zum Stator (3) angeordneten, stillstehenden Erregerwicklung (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Erregerwicklung (4) über einen magnetisch leitenden, hohlzylinderförmi- gen Tragring(5) an dem einen Lagerschild(6) be festigt ist, wobei das erste Klauenpolrad (1) mit einer zylindrischen Innenfläche (la) versehen ist, welche mit der aussenliegenden Zylinderfläche (5a) des Tragringes einen ersten magnetischen Luftspalt bildet,

und dass das zweite Klauenpolrad (2) mit einer Nabe (2c) versehen ist, welche eine zylindrische Aussenfläche(21d) aufweist und mit der Innenfläche (5b) des Tragringes einen zweiten magnetischen Luft spalt bildet, derart, dass über die beiden Luftspalte und den Tragring(5) der innere magnetische Schluss zwischen den beiden Klauenpolrädern erfolgt. UNTERANSPRüCHE 1. Wechselstrommaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragring(5) und der Lagerschild(6) aus Stahl bestehen.

2. Wechselstrommaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragring(5) aus Stahl besteht und dieser an dem Lagerschild befestigt ist, welcher aus einem magnetisch nichtleitenden, aber gut wärmeleitenden Material besteht. 3. Wechselstrommaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Tragring(5) ein Tragrohr (12) für die Erregerwicklung befestigt ist, welches aus einem gut wärmeleitenden Material besteht.

4. Wechselstrommaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerschild(60) und das Tragrohr(70) mit dem Tragring(50) ge meinsam verbunden sind und dazu der Tragring achs- parallele Bohrungen aufweist, welche durch Alumi niumbolzen ausgefüllt sind (Fig. 3). 5. Wechselstrommaschine nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragring(50) als Lagerbüchse für das Kugellager(10) ausgebildet ist.

6. Wechselstrommaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lagerschild mit dem Gehäusemantel ein gemeinsames Gussstück bilden. 7. Wechselstrommaschine, dadurch gekennzeich net, dass zwei Maschinen nach Anspruch1 spiegel bildlich zusammengebaut sind.