DE10103537A1

DE10103537A1 - Vorrichtung zum induktiven Erwärmen

Info

Publication number: DE10103537A1
Application number: DE2001103537
Authority: DE
Inventors: Willi Lutz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2001-01-26
Filing date: 2001-01-26
Publication date: 2002-08-22

Abstract

Vorrichtung zum induktiven Erwärmen von Wicklungsspulen und/oder Stäben elektrischer Maschinen, wobei die Einzelleiter der Wicklungsspulen bzw. Stäbe mit verbackfähigem Material umgeben sind, und wobei das induktive Erwärmen mittels eines Induktors (1) erfolgt, wobei die aktive Fläche des Induktors (1) einstellbar ist und gleichzeitig die Pressleiste bildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum induktiven Erwär men von Wicklungsspulen und/oder Stäben elektrischer Maschi nen, wobei die Einzelleitungsspulen bzw. Stäbe mit verbackfä higem Material umgeben sind und wobei das induktive Erwärmen mittels eines Induktors erfolgt.

Es ist bekannt, Nutteile der zu befestigenden Isolationen von Wicklungsspulen bzw. Stäben mit Hilfe von Gas, Öl oder elekt robeheizten Einzel- oder Etagenpressen auf die erforderliche Temperatur zu bringen, um das Befestigungsmaterial zu verba cken. Dabei wird unter einem vorgebbaren Druck der Pressen die Wicklungsspule bzw. der Stab eine vorgebbare Zeit er wärmt. Je nach Querschnitt der Wicklungsspulen bzw. Stäben dauern die Erwärmungsvorgänge bis zu einer Stunde. Anschlie ßend werden die Spulen gegebenenfalls unter Pressdruck abge kühlt. Es werden dabei die gesamten Wicklungsspulen bzw. Stä be erwärmt. Dies ist z. B. bei Wicklungsspulen von Hauptpolen erwünscht, die bei Gleichstrommaschinen eingesetzt werden.

Bei Wicklungsspulen oder Stäben für Drehstrommotoren wird an gestrebt, nur die in den Nuten der elektrischen Maschine be findlichen Teile der Wicklungsspule oder Stabes zu erwärmen. Aufgrund der langen Erwärmungszeiträume tritt ein Wärmefluss in die Spulenstirnseiten in die nicht zu verbackenden Teile von Wicklungsspule und Stab auf.

Die bekannten Leiterisolationsmaterialen haben dabei aufgrund des Wärmeflusses auch außerhalb des Nutseitenbereiches des Leiters von Wicklungsspule oder Stab den Nachteil, dass sie in Ziehradienbereich verkleben. Dies führt u. a. zu einer qua litätsmindernden bis unzulässigen Beschädigung der Leiteriso lation beim Spulenziehen. Versuche den Wärmefluss zu unterbinden durch z. B. Kühlung Stirnseitenbereiche waren wenig er folgreich.

Um den schädlichen Wärmefluss zu verhindern, wird in der EP 0 905 864 A ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben, mit der durch induktives Erwärmen und gleichzeitigem Verfes tigen bzw. Pressen und Kühlen das Verbacken von Wicklungsspu len bzw. Stäben wesentlich einfacher und schneller geschieht.

Nachteilig dabei ist aber, dass unterschiedliche Maschinenty pen, insbesondere mit unterschiedlichen axialen Längen unter schiedliche lange Wicklungsspulen bzw. Stäbe aufweisen, deren jeweilige Nutteile induktiv erwärmt werden müssen.

Ausgehend davon liegt nunmehr der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur induktiven Erwärmung zu schaf fen, die auch die wechselnden Anforderungen von Wicklungsspu len bzw. Stäben bezüglich ihrer induktiv zu erwärmenden axia len Länge erfüllt.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt dadurch, dass die aktive Fläche des Induktors einstellbar ist.

Dadurch, dass die aktive Fläche des Induktors verstellbar ist, können unterschiedliche Werkstückgeometrien mit einem Induktor abgedeckt werden, z. B. Nutlängen von 300 bis 1500 mm. Es werden dabei die gängigen Nutbreiten von ca. 10 bis 70 mm abgedeckt, ohne eine explizite Anpassung des Induktors an die Nutbreite vorsehen zu müssen. Es muss somit nicht für jede Geometrie ein eigener Induktor vorhanden sein. Somit entfällt das Wechseln des Induktors. Damit ist es möglich, den induktiven Erwärmungsvorgang zeitlich weiter zu optimie ren.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird die aktive elektri sche Fläche des Induktors über Schraub- und/oder Steckbrücken verstellt. Damit ist eine relativ einfache und schnelle Möglichkeit vorhanden, die Aktivfläche des Induktors der jewei ligen Werkstückgeometrie anzupassen. Es ist ebenso möglich durch Schiebekontakt die Fläche des Induktors stufenlos zu verstellen. Vorteilhafterweise werden diese Induktoren zum Pressen der Wicklungsspulen und/oder Stäbe verwendet.

Der Induktor ist somit gleichzeitig Pressleiste. Es ist somit kein Wechsel der Wicklungsspule oder des Stabes von der In duktionsanlage zur Presse notwendig.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Induk tor derart ausgebildet, dass er mit Flüssigkeit durchströmt wird und somit gleichzeitig gekühlt werden kann. Diese Maß nahmen führen zu einer weiteren Effizienz bei der Herstellung von elektrischen Maschinen. Falls die Induktoren hohl ausge führt sind, ist es vorteilhaft, diese Induktoren mit einem Kühlmedium zu beaufschlagen. Eine Änderung der aktiven Fläche des Induktors, führt vorteilhafterweise nicht zwangsläufig zu einem veränderten Verlauf des Kühlmediums. Diese Anschlüsse können belassen werden, es sind nur die elektrische Brücken der Nutlänge anzupassen.

Der allgemeine Aufbau und die Wirkungsweise eines Induktors sind dem Fachmann z. B. aus der europäischen Offenlegungs schrift EP 0 905 864 allgemein bekannt, die zur Vermeidung von Wiederholungen zum Gegenstand der vorliegenden Offenba rung gemacht wird.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gemäß Merkmalen der Unteransprüche werden im fol genden anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbei spiels in der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 die prinzipielle Darstellung eines Induktors.

Fig. 1 zeigt einen Induktor 1 mit einem mäanderförmigen Rohr system 2 und einem weiteren Rohrsystem 3, die zusammen mit Leitvorrichtungen, insbesondere Leitblechen 12 den Induktor 1 bilden. Die Leitbleche 12 dienen u. a. der Vergleichmäßigung der Induktion über die zu bearbeitende Nutlänge. Das Rohrsys tem 2, 3 bildet in seiner gesamten axialen Länge den Induktor 1. Die Rohrsysteme sind mit ihren Enden 4, 5 und 6, 7 an ein Kühlsystem anschließbar. Das Rohrsystem 2, 3 ist somit hohl ausgeführt, so dass Flüssigkeitskühlung des Induktors 1 stattfinden kann. Durch verschiedene Schraub- oder Steckbrü cken 8, 9 lässt sich die aktive Fläche des Induktors 1 dis kret variieren. Es sind noch weitere Anschlussmöglichkeiten vorhanden, z. B. 10, 11.

Zwischen den Anschlüssen 6, 7 lassen sich somit über den In duktor 1 die alternativen Brücken 8, 9 und den weiteren An schlussmöglichkeiten 10, 11 die elektrisch aktive Fläche des Induktors 1 einstellen.

Es sind auch andere Bauformen des Induktors 1 außer der mäan derförmig ausgeführten Struktur möglich, wie z. B. gerade ver laufend.

Ebenso ist die Anordnung der Leitbleche 12 oder der Kühlvor richtung nur beispielhaft aufgezeigt und reduziert sich somit nicht auf die gezeigte Ausführungsform.

Claims

1. Vorrichtung zum induktiven Erwärmen von Wicklungsspulen und/oder Stäben elektrischer Maschinen, wobei die Einzellei ter der Wicklungsspulen bzw. Stäbe mit verbackfähigem Materi al umgeben sind, und wobei das induktive Erwärmen mittels ei nes Induktors (1) erfolgt, dadurch gekenn zeichnet, dass die aktive Fläche des Induktors (1) einstellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die aktive Fläche des Induk tors (1) über Schraub- (8) und/oder Steckbrücken (9) diskret verstellbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die aktive Fläche des Induk tors (1) insbesondere über Schleifkontakte stufenlos ver stellbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Induktor (1) zum Pressen der Wicklungsspulen und/oder Stäbe verwendbar ist.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Induktor (1) eine Flüssigkeitskühlung aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, dass der Induktor (1) von der Flüssigkeit durchströmt ist.