CH452673A - Rotor einer rotierenden elektrischen Maschine - Google Patents

Description

  Rotor     einer    rotierenden     elektrischen        Maschine       Die     vorliegende        Erfindung    betrifft einen Rotor     einer     rotierenden elektrischen Maschine, vorzugsweise eines       Wasserkraftgenerators        mit    vertikaler Achse, der einen  Kernteil und einen von diesem getragenen     Rotorring        um-          fasst,    der seinerseits die Pole und die Wicklung des Ro  tors trägt.  



  Bei Betrieb einer rotierenden elektrischen Maschine  wird speziell der     Rotorring    wegen der Rotation starken  Zentrifugalkräften ausgesetzt. Um dem Rotor einen Auf  bau zu geben, der bei verschiedenen Drehzahlen ausrei  chend dynamisch stabil ist, hat man früher den Rotor  ring unter starker radialer     Vorspannung    entweder da  durch befestigt, dass man     ihn    auf den     Kernteil    aufge  schrumpft oder mit radialen Druckstangen belastet hat.  Ein solcher Aufbau des Rotors wird jedoch     kostspielig     und stellt grosse Anforderungen an Genauigkeit bei -der  Herstellung und Montage.  



  Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist, eine     Ro-          torkonstruktion    zu     schaffen,    die     verhältnismässig    geringe       Anforderungen    an die Herstellungsgenauigkeit stellt und  sich dadurch insbesondere zur Montierung auf dem Be  triebsplatz eignet und ausserdem billig und einfach her  zustellen ist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,  dass der     Rotorring    am Kernteil mit Hilfe von     Befesti-          gungsmitteln    befestigt ist, die eine freie     radiale    Ausdeh  nung des     Rotorringes    zulassen.

   Dadurch, dass der Rotor  ring sich frei radial ausbreiten kann, ist er, wenn der  Rotor stillsteht, keiner     Vorspannung@    in radialer Rich  tung ausgesetzt. Die Erfindung ist auf dem Gedanken  gang aufgebaut, dass die radialen Kräfte, die wegen der       Zentrifugalkraft    entstehen, innerhalb des     Rotorringes     unter radialer Expansion desselben aufgenommen wer  den sollen, weshalb also keine kostspieligen Anordnun  gen oder Massnahmen zum Erreichen einer     Vorspan-          nung    im     Rotorring    notwendig sind.  



  Die Befestigungsanordnungen zwischen     Kernteil    und       Rotorring    werden vorzugsweise so     ausgeführt,    dass der         Kernteil    eine Anzahl     U-förmiger        Führungselemente    und  der     Rotorring    eine Anzahl den     U-Nuten    der Führungs  elemente     angepasster    Steuerleisten trägt.

   Dadurch wird  in einfacher Weise ermöglicht, dass der     Rotorring    sich  frei radial ausbreiten kann, während dagegen     tangentiale     Momentkräfte von der     Rotorwelle    und dem     Kernteil     zum     Rotorring    übertragen werden. Zur Regelung der  Breite der Steuerleisten werden zweckmässige Keilorga  ne verwendet, und die Steuerleisten selbst können aus  gegeneinander gleitenden- Keilen zusammengesetzt sein.

    Bei den Gleitflächen, die die radiale Expansion des     Ro-          torringes    zulassen, werden zweckmässig Einlagen aus  Kunststoff oder     ähnlichem        reibungsvermindernden    Ma  terial     angeordnet;        Polytetrafluoräthylen    eignet sich be  sonders gut als reibungsverminderndes Material.  



  Die Erfindung wird im folgenden an Hand der beige  fügten Zeichnung     näher    beschrieben, die in axialer Pro  jektion schematisch einen Sektor eines beispielsweisen  Rotors nach der Erfindung zeigt.  



       In    der Figur bezeichnet 1 die Welle des Rotors, 2  den Kernteil und 3 den     Rotorring.    Der     Rotorring    3 ist  aus einer Anzahl aufeinander gelegter Blechsektoren  aufgebaut, die einander überlappen und von einer     gro-          sen    Anzahl axialer Bolzen 4 zusammengehalten werden,  so dass ein fester, einheitlicher     Rotorring    erhalten wird.  Auf der Aussenseite ist der     Rotorring    mit einer Anzahl       Schwalbenschwanznuten    5 zum Festhalten der     Rotorpo-          le    und der Wicklung versehen, die in der Figur nicht  eingezeichnet sind.

   Die     Bolzen    4 und Schwalben  schwanznuten 5 sind nur in einem begrenzten Teil der  Figur voll eingezeichnet. Der Kernteil 2 besteht aus  einem     Nabenring    6, zwei in Abstand voneinander geleg  ten     Stirnblechen    7 und diese Bleche versteifenden Steh  blechen B.  



  Auf der Innenseite des     Rotorringes    3 sind eine An  zahl Steuerleisten 9 angeordnet, die in Nuten im Rotor  ring 3 befestigt sind. Der Kernteil 2 zeigt eine entspre-           chende    Anzahl U-förmiger     Führungselemente    10 deren       U-Nuten    die Steuerleisten 9 aufnehmen.

   Die Steuerlei  sten 9 können     radial        im    Verhältnis zu den Führungsele  menten 10 gleiten, und dies bedeutet, dass sich der     Ro-          torring    3 unter dem     Einfluss    der     Zentrifugalkraft    radial  ausdehnen kann, wobei diese Ausdehnung nicht auf die       Momentüberführung        zwischen    Kernteil und     Rotorring     einwirkt.  



  Die Steuerleisten 9 können aus zwei     keilförmigen     Teilen 9a und 9b oder gegebenenfalls aus drei oder mehr  Teilen bestehen, wodurch die Einpassung in die innere  Nute des     Rotorringes    3 erleichtert wird. Um eine gute  Passung zwischen den Führungselementen 10 und den  Steuerleisten 9 zu erhalten, werden ein oder mehrere  zusätzliche Passkeile oder     Füllstücke    11 angeordnet. Die  Passelemente 11 können auch verwendet werden, um die       tangentiale    Lage zwischen den     Führungselementen    10  und den Steuerleisten 9 einzustellen.  



  Bei radialer Ausdehnung des     Rotorringes    3 entste  hen Gleitflächen entweder zwischen den Steuerleisten 9  und den Passelementen 11 oder zwischen diesen Ele  menten und den Führungselementen 10. An den Gleit  flächen wird in zweckmässiger Weise ein reibungsver  mindernder Flächenbelag, z. B. aus     Polytetrafluoräthy-          len,    angebracht.  



  Ein erfindungsgemässer Rotor wird zweckmässig so  hergestellt, dass bei der     Montierung    des Rotors die Befe  stigungsorgane des Rotors zur Befestigung am     Rotorring     beweglich im Verhältnis zum Kernteil angeordnet wer  den, so dass sie bei der     Montierung    vom     Rotorring    ge  steuert werden, und dass sie erst nachdem dieser im we  sentlichen fertig montiert ist, definitiv am Kernteil befe  stigt werden. Dieses Verfahren ermöglicht, dass der Ro  tor vom     Rotorring    ausgehend aufgebaut werden kann.

    Dadurch wird der Vorteil gewonnen, dass der Kernteil  ohne allzu grosse Anforderungen an Präzision hergestellt  werden kann,     weil    man im kritischen Moment der Mon  tierung, d. h. beim Zusammenfügen von     Rotorring    und  Kernteil, eine Justierung ausführen kann, obwohl sowohl       Rotorring    als auch Kernteil im wesentlichen fertig mon  tiert sind. Das Loch für die     Rotorwelle    im Kernteil muss  natürlich als letzter Schritt der     Montierung    gebohrt wer  den; dies kann aber in an und für sich bekannter Weise  geschehen.

   Um beim Festschweissen der Führungsele  mente 10 deren Deformation     zu    vermeiden, sind die       Führungselemente    10 im voraus mit Befestigungsplatten  12 versehen welche in den Stirnblechen 7 des Kernteils  2 festgeschweisst werden. Um eine günstige     Überführung     der     tangentialen    Kräfte zwischen den Führungselemen  ten 10 und dem Kernteil 2 zu erreichen, werden die  Elemente 10 auch im voraus mit     tangential    herausragen  den Befestigungsblechen 13 versehen, die an den Enden  der Stehbleche 8 festgeschweisst sind.

   Die Befestigungs  platten 12 und die Befestigungsbleche 13 werden an den  Elementen 10 festgeschweisst, ehe diese auf Mass bear  beitet werden, so dass die von der Schweisswärme verur-    sachten     Formveränderungen    nicht die     endgültigen    Masse  verändern können.

   weil die exakte Lage der Führungs  elemente 10 im Verhältnis zum     Kernteil    2 erst während  des Montageverlaufs bestimmt wird, ist es wesentlich,  dass die Befestigung     Justierungen        zulässt.    Die     gezeigte          Ausführungsform    mit     tangentialen    Befestigungsblechen  13 eignet sich besonders gut für     tangentiale        Justierungen     und gleichzeitig auch für kleinere radiale Justierungen.  Eine für gewünschte Justierungen ausreichend grosse       Ausnehmung    14 muss natürlich in den Stirnblechen 7  bei den     Führungselementen    10 angeordnet werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Z Rotor einer rotierenden elektrischen Maschine, vor zugsweise eines Wasserkraftgenerators mit vertikaler Achse, der einen Kernteil und einen von diesem getrage nen Rotorring umfasst, der seinerseits die Pole und die Wicklung des Rotors trägt, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorring am Kernteil mit Hilfe von Befesti gungsmitteln befestigt ist, die eine freie radiale Ausdeh nung des Rotorringes zulassen. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Rotor nach Patentanspruch I, dadurch gekenn zeichnet, dass die Befestigungsmittel im Kernteil befe stigte U-förmige Führungselemente und auf dem Rotor ring befestigte Steuerleisten umfassen. 2. Rotor nach Unteranspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die Steuerleisten aus Keilorganen zur An passung an die Öffnung der U-förmigen Führungsele mente zusammengesetzt sind. 3. Rotor nach Patentanspruch 1 oder einem der vor angehenden Unteransprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Gleitflächen für die radiale Expansion des Rotorringes Einlagen aus reibungsverminderndem Mate rial, z.

   B. aus Kunststoff, angeordnet sind. 4. Rotor nach Unteanspruch 1 oder Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerleisten regel bare oder austauschbare Seitenstücke zur Anpassung an die Öffnung der Führungselemente umfassen.

   PATENTANSPRUCH 1I Verfahren zum Herstellen des Rotors nach Patentan spruch I, dadurch gekennzeichnet, dass beim Montieren des Rotors die Befestigungsorgane zur Befestigung des Rotorringes am Kernteil beweglich im Verhältnis zu letz terem angeordnet werden, so dass sie beim Montieren des Rotorringes in ihrer Lage reguliert werden, und dass sie erst, nachdem der Rotorring im wesentlichen fertig montiert ist, definitiv am Kernteil befestigt werden.