CS235686B1

CS235686B1 - Damping and starting winding of synchronous machines with massive poles

Info

Publication number: CS235686B1
Application number: CS918582A
Authority: CS
Inventors: Ivan Pergler; Jan Synek
Original assignee: Ivan Pergler; Jan Synek
Priority date: 1982-12-15
Filing date: 1982-12-15
Publication date: 1985-05-15

Abstract

Vynález řeší zmenšení pevnostního namáhání rotorové soustavy, zejména při těžkých rozbězích. Je urěen pro čtyř až ósmipólové synchronní stroje. Podstatou vynálezu je konstrukční řešení uvedeného vinutí, které je realizováno vzájemným spojením čelních stran hlav masivních pólů pomocí radiálních pasů, jejichž konce jaou propojeny dilatujíoí pružnou spojkou, tvořenou vrstvami navinutého vodivého pásu do tvaru čtyřúhelníku či víceúhelníku, která je umístěna v blízkosti obvodu hřídele na každé z obou stran rotoru. Proti případnému vybočení je konec radiálního pasu v místě spoje s pružnou spojkpu zabezpečen zajišíovací deskou, připevněnou odizolované ke hřídeli rotoru.The invention solves the problem of reducing the strength stress of the rotor system, especially during heavy starts. It is intended for four to eight-pole synchronous machines. The essence of the invention is the design solution of the mentioned winding, which is realized by connecting the front sides of the heads of the massive poles with each other using radial belts, the ends of which are connected by an expanding flexible coupling, formed by layers of a wound conductive belt in the shape of a quadrilateral or polygon, which is placed near the circumference of the shaft on each of both sides of the rotor. Against possible deflection, the end of the radial belt at the point of connection with the flexible coupling is secured by a locking plate, attached to the rotor shaft while being stripped of insulation.

Description

Vynález se týká dilatujícího tlumicího a rozběhového vinutí synchronních strojů s masivními póly pro těžké asynchronní rozběhy. «The present invention relates to dilating damping and starting windings of synchronous machines with massive poles for heavy asynchronous starting. «

Dosud známá konstrukční řešení uvedeného vinutí jsou obvykle realizována vzájemným spojením hlav pólů buď pevnými měděnými kruhy, připevněnými na celních stranách hlav pólů, případně různě tvarovanými spojkami, umístěnými v mezipólovém prostoru. U strojů velkých výkonů tato známá řešení jiz pevnostně nevyhovují. Vlivem značného oteplení během rozběhu vznikají v kruzích, ci spojkách síly, které tyto konstrukčně prvky trvale deformují a které ohrožují i pevnost hlav pólů.The known winding solutions of the present invention are usually realized by interconnecting the pole heads with either fixed copper rings mounted on the ends of the pole heads or with differently shaped connectors located in the interpole space. In the case of high-performance machines, these known solutions are no longer suitable for strength. Due to the considerable warming during start-up, forces, which are permanently deformed by these structural elements and which also endanger the strength of the pole heads, arise in the rings or couplings.

Známá jsou i konstrukční řešení, kde povrchové části stěn pólů jsou tvořeny vodivými deskami různých tvarů, jejichž vývody jsou pat pólů vzájemně vodivě spojeny. Jednou z nevýhod tohoto spojení je, že nemá dilatační schopnost. Ta.to konstrukční řešení vyhovují zejména vícepólovým strojům menších výkonů s lehčími rozběhy.Also known are construction solutions where the surface portions of the pole walls are formed of conductive plates of various shapes, the terminals of which are connected to each other by the pole heels. One disadvantage of this combination is that it has no dilatation capacity. These design solutions are particularly suitable for multi-pole machines of lower power with lighter starts.

Uvedené nevýhody odstraňuje, dilatující tlumící a rozběhové vinutí synchronních strojů s masivními póly podle vynálezu, určené pro těžké asynchronní rozběhy. Je tvořeno na každé z obou celních stran rotoru masivními hlavami nejméně čtyř a nejvíce osmi pólů, na jejichž celních stranách jsou upevněny vodivé desky, dále radiálními pasy, jejichž, počet odpovídá počtu pólů a jednou pružnou spojkou. Podstatou vynálezu je, že ke každé celní straně hlavy pólu je přes vodivou desku rozebíratelně připojen přilehlý konec měděného radiálního pasu, umístěného podél vnější stěny cívky budicího vinutí směrem ke hřídeli rotoru. Jeho druhý konec je pevně spojen s pružnou spojkou přibližného tvaru pravidelného čtyřúhelníku, ěi vSceúhelníku, jíž je tak vytvořeno vzá2The above-mentioned disadvantages are overcome by the dilating damping and start-up windings of the synchronous solid-pole machines according to the invention, intended for heavy asynchronous starts. It consists of massive heads of at least four and at most eight poles on each of the two front sides of the rotor, with conductive plates fixed at their front sides, and radial passports of a number corresponding to the number of poles and one flexible coupling. It is an object of the invention that to each customs side of the pole head, an adjacent end of a copper radial waist extending along the outer wall of the coil of the field winding towards the rotor shaft is detachably connected via a conductive plate. Its other end is rigidly connected to a flexible connector of approximately the shape of a regular quadrilateral or a quadrilateral, which is thus formed by

235 686 jemné propojení hlav pólů poblíž obvodu hřídele rotoru. V místech spojení radiálních pasů s pružnou spojkou je k pružné spojce připevněn naplocho jeden konec axiálně umístěné zajišťovací desky, jejíž druhý konec je rozebíratelně odizolované připevněn ke hřídeli rotoru. Pružná spojka je tvořena vrstvami naplocho navinutého vodivého pasu a v jejích zaoblených rozích jsou vytvořeny vzduchové dilatační mezery, zatímco vrstvy pasu v jejích rovných cástech jsou kompaktně spojeny vodivou pájkou. Radiální pas je případně půlený a na jeho náběhové straně ve směru rotace, stroje je připevněno ventilační křidélko.235 686 Fine connection of pole heads near rotor shaft circumference. At the connection points of the radial belts to the flexible coupling, one end of the axially positioned locking plate is mounted flat to the flexible coupling, the other end of which is detachably insulated fastened to the rotor shaft. The flexible connector is formed by layers of flatly wound conductive waist and air expansion gaps are formed in its rounded corners, while the waist layers in its straight parts are compactly connected by conductive solder. The radial waist is optionally halved and on its leading side in the direction of rotation, a ventilation wing is attached to the machine.

Dilatační tlumící a rozběhové vinutí podle vynálezu umožňuje dobře vodivé vzájemné propojení hlav pólů a vzhledem k umístění obou pružných spojek blízko hřídele, je zmenšeno pevnostní namáhání jak hlav pólů, tak i pružných spojek, jež je způsobováno odstředivými silami. Při rozběhu stroje tyto pružné spojky vhodně dilatují v rozích, čímž je odstraněno přídavné namáhání mechanické soustavy rotoru. Jednou z dalších výhod je jeho rozebíratelné spojení, které usnadňuje montáž, případně i demontáž..Kromě styčných ploch na čelech hlav pólů je konstrukce řešena bez obrábění a ohýbání za tepla, čímž je snížena pracnost. Pájení je umožněno provádět v optimální poloze mimo rotor. Celkovým konstrukčním uspořádáním je umožněno dokonalejší chlazení, než u dosud známých řešení, neboť tato konstrukce nechává maximální prostor jak pro axiální proudění chladícího vzduchu do mezipólového prostoru, tak i do statoru strojé. Chlazení je ještě zintenzfvněno výhodně umístěnými ventilačními křidélky na radiálních pasech. Půlenými radiálními pasy je zmenšena případná tangenciální dilatace ve styčných plochách u hlav pólů.The expansion damping and start-up windings of the present invention allow for good conductive interconnection of the pole heads and, due to the location of the two flexible couplings near the shaft, the strength stresses of both the pole heads and the flexible couplings caused by centrifugal forces are reduced. When starting the machine, these flexible couplings appropriately dilatate in the corners, thereby eliminating the additional stress on the mechanical rotor assembly. One of the other advantages is its detachable connection, which facilitates assembly and eventually dismantling. Besides the contact surfaces on the pole heads, the construction is solved without machining and hot bending, which reduces labor consumption. Soldering is possible in an optimal position outside the rotor. The overall design allows for better cooling than the prior art solutions, since this design leaves maximum space for both axial flow of cooling air into the interpole space and the machine stator. The cooling is further intensified by the advantageously positioned ventilation wings on the radial belts. The halved radial strips reduce the possible tangential dilatation in the contact surfaces at the pole heads.

Na připojeném výkresu je uveden příklad dilatujícího tlumícího a rozběhového vinutí podle vynálezu, kde obr. 1 znázorňuje část jedné celní strany rotoru ctyřpólového synchronního’stroje s masivními póly a obr. 2 částečný bokorys jednoho pólu.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawing shows an example of a dilating damping and starting winding according to the invention, wherein FIG. 1 shows a portion of one customs side of a solid pole four-pole synchronous rotor and FIG. 2 shows a partial side view of one pole.

Střední část čelní strany hlavy pólu je opatřena vodivou deskou 2, která je s pólem pevně spojena svarem a spodní částí přesahuje hlavu 1_ pólu. K této vodivé desce 2_ je plošně přilehlý jeden konec radiálního pasu 5. z mědi, který je připevněn pomocí hlavních šroubů 2 ^a přídavných šroubů 4· Radiální pas 5 je tvořen dvěma paralelními,zrcadlově stejnými částmi a jě umístěn podél cívky 9 budícího vinutí směrem ke hřídeli 11 rotoru. JehoThe middle part of the front side of the pole head is provided with a conductive plate 2, which is fixedly welded to the pole and the lower part extends beyond the pole head 7. One end of a copper radial waist 5, which is fixed by means of the main screws 2 ^and additional screws 4, is adjacent to this conductive plate 2. The radial waist 5 is formed by two parallel, mirror-like parts and is positioned along the coil 9 of the winding driving towards the rotor shaft 11. Its

235 888 druhý konec je poblíž hřídele 11 pevně spojen vodivou pájkou k boční straně vrstvené pružné spojky 6, která je vytvořena naplocho navinutým tenkým měděným pasem do přibližného tvaru čtyřúhelníku, a tvoří tak vzájemné propojení všech čtyř hlav 1_ pólů kolem hřídele 11 rotoru. V zaoblených rozích pružné spojky 6 jsou mezi vrstvami měděného pasu vytvořeny vzduchové dilatační mezery, zatímco v jejích rovných částech jsou tyto vrstvy kompaktně spojeny vodivou pájkou. Konec radiálního pasu 5, přilehlý k boční straně vodivé spojky 6 je opatřen větším množstvím malých otvoru 2. P^ro zatékání pájky, a tím k zd^^nalenf pevnosti a vodivosti tohoto spoje. Proti eventuálním-§fVybocení konce radiálního pasu 5 vlivem náhodných ci odstředivých sil je ve střední části uvedeného spoje k vnější obvodové ploše pružné spojky naplocho rozebíratelně připevněna jedna strana axiálně umístěné zajištovací desky 8 trojúhelníkového tvaru z nemagnetického materiálu, jejíž druhá strana, respektive cíp, je odizolovaným šroubem připevněni ke hřídeli 11 rotoru. Radiální pas 5 je na náběhové straně ve směru rotace opatřen ventilačním křidélkem W.235 888 the other end is rigidly connected to the shaft 11 by a conductive solder to the side of the laminated flexible coupling 6, which is formed by a flat-wound thin copper strip in an approximately quadrangular shape, thereby forming an interconnection of all four pole heads 7 around the rotor shaft 11. In the rounded corners of the flexible coupling 6, air expansion gaps are formed between the copper waist layers, while in the straight parts thereof the layers are compactly connected by a conductive solder. The end of the radial band 5 adjacent the side of the coupling conductor 6 is provided with a plurality of small opening 2. P ^ro solder leakage, and thus W ^^ nalenf strength and the conductivity of this joint. One side of the axially positioned triangular-shaped securing plate 8 of non-magnetic material, the other side or the tip of which is axially positioned, is detachably fastened to the outer peripheral surface of the flexible coupling against the possible rotation of the end of the radial belt 5 due to accidental or centrifugal forces. fixed by a stripped screw to the rotor shaft 11. The radial belt 5 is provided with a ventilation wing W on the leading side in the direction of rotation.

Při prudkém ohřevu během těžkého rozběhu stroje dilatují radiální pasy 5. směrem ke hřídeli 11 rotoru. Pružná spojka 6 se elasticky deformuje v rozích, aniž by vytvářela přídavné namáhání na mechanickou soustavu rotoru. Zajištovací desky 8 se vedení proudu nezúčastňují, pouze zajištují stabilizaci konců radiálních pasů 5, a tím i jejich spojů s pružnou spojkou 6.During rapid heating during heavy start-up, the radial passages 5 dilate towards the rotor shaft 11. The elastic coupling 6 elastically deforms at the corners without creating additional stress on the mechanical assembly of the rotor. The securing plates 8 do not participate in the current conduction but merely stabilize the ends of the radial belts 5 and thus their connections with the flexible coupling 6.

Claims

1. Expansion cushioning and starting windings of synchronous machines with massive poles for heavy asynchronous start-ups consisting of heads of at least four and at most eight poles, on both sides of which conductive plates are fixed, radial strips corresponding to the number of poles and two flexible couplings characterized in that, on both sides of the rotor, an adjacent end of a copper radial waist (5) located along the outer wall of the coil (9) of the coil driving winding towards the shaft (12) is detachably connected to each end face of the pole head (1) via a conducting plate (2); 11) of a rotor, the other end of which is rigidly conductive connected to a flexible connector (6) of approximately regular quadrangular or polygon shape, by which the pole heads (1) are connected to each other near the rotor shaft (11) (6) with radial passports (5) to its outer peripheral surface, e.g. one end of the axially positioned securing plate (8), the other end of which is detachably and insulated fastened to the rotor shaft (11).

Expansion damping and start-up winding according to claim 1, characterized in that the flexible coupling (6) is formed by layers of flat-wound conductive waist and air expansion gaps are formed in its rounded corners, while the strip layers in its flat parts are compactly connected by conductive solder. .