DE10244201A1

DE10244201A1 - Elektrische Maschine sowie Verfahren zum Montieren einer solchen elektrischen Maschine

Info

Publication number: DE10244201A1
Application number: DE2002144201
Authority: DE
Inventors: Paulo Dr. Gomes de Lima; Nevio Salerno; Josef Schwanda
Original assignee: Alstom Schweiz AG
Current assignee: General Electric Technology GmbH
Priority date: 2002-09-23
Filing date: 2002-09-23
Publication date: 2004-04-01

Abstract

Eine elektrische Maschine umfasst einen Stator (10) mit einem Blechkörper (11), in welchem eine Mehrzahl von in axialer Richtung verlaufenden, radial in die Tiefe gehende Wicklungsnuten (12) vorgesehen ist, in denen jeweils wenigstens ein Wicklungsstab (13) angeordnet ist und mittels eines die Wicklungsnut (12) abschließenden Keiles (16) in der Wicklungsnut (12) fixiert ist, welcher eine größere Breite als die Wicklungsnut (12) aufweist und auf beiden Seiten der Wicklungsnut (12) in axial verlaufenden, in die Nutwände eingelassenen Keilnuten (14, 15) gehalten wird. DOLLAR A Bei einem solchen Stator werden die thermischen Eigenschaften verbessert, die Montagezeit verkürzt und der Materialaufwand verringert, indem die Breite des Keiles (16) durch elastische Verformung verkleinerbar ist, derart, dass der Keil (16) bei reduzierter Breite in radialer Richtung in die Wicklungsnut (12) einsetzbar ist und in den Keilnuten (14, 15) einrastet.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der elektrischen Maschinen. Sie betrifft eine elektrische Maschine gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine solche Maschine ist z.B. aus der Druckschrift EP-A1-0 684 682 bekannt (siehe beispielsweise die dortige 7).
STAND DER TECHNIK
Bei elektrischen Maschinen wie z.B. Generatoren, bei denen im Stator in entsprechende Wicklungsnuten Wicklungsstäbe der Statorwicklung eingelegt sind, werden die Wicklungsstäbe durch Wicklungskeile in den Wicklungsnuten fixiert. Es ist im Stand der Technik eine Vielzahl von Wicklungssystemen bekannt, bei denen massive Keile mit einer unterschiedlichen Anzahl von Keilunterlagen kombiniert sind. Die Keile werden in axialer Richtung in dafür vorgesehene Keilnuten eingeschoben und verspannen dann die Wicklungsstäbe über die gesamte Breite der Wicklungsnut.
Die bekannten Keilsysteme haben jedoch verschiedene Nachteile: Zum einen wird durch die Keile und die Keilunterlagen der Wärmeaustausch zwischen den oberen, direkt unterhalb des Keils liegenden Wicklungsstäben und der Umgebung behindert, was zu einer Beeinträchtigung der Kühlung führt. Zum anderen ist die Montage dieser Keilsysteme mit einem erheblichen Aufwand verbunden, weil die Keile über eine grössere Länge gegen einen zunehmenden Reibungswiderstand in die Keilnuten eingeschoben werden müssen. Schliesslich sind für die Keilunterlagen eine Vielzahl von gestanzten Streifen notwendig, die aufwändig in Material und Herstellung sind und die Montage verkomplizieren.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Maschine mit einer mit keilen fixierten Statorwicklung zu schaffen, die sich durch einen stark vereinfachten und besonders einfach und schnell zu montierenden Aufbau des Keilsystems auszeichnet, sowie ein Verfahren zu seiner Montage anzugeben.
Die Aufgabe wird durch die Gesamtheit der Merkmale der Ansprüche 1 und 4 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, einen Keil zu verwenden, der sich derart elastisch verformen lässt, dass er gleichzeitig in radialer Richtung in die Wicklungsnut eingesetzt werden kann und aufgrund seiner elastischen Eigenschaften auf die Wicklungsstäbe in der Wicklungsnut drückt.
Gemäss einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Keil als gekrümmter Streifen ausgebildet, wobei die Krümmung des Keiles zur Wicklungsnut hin konvex ausgebildet ist.
Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass der Keil zunächst mit einer Längskante in eine der Keilnuten eingesetzt wird, während die andere Längskante ausserhalb der Wicklungsnut verbleibt, und dass der Keil dann unter elastischer Reduzierung seiner Breite mit der anderen Längskante einrastend in die andere Keilnut gedrückt wird.
KURZE ERLÄUTERUNG DER FIGUREN
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Die 1-4 zeigen in einer Querschnittsdarstellung des eingasseitigen Teils einer Wicklungsnut verschiedene Schritte bei der Montage eines Keils gemäss einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
In den 1 bis 4 ist jeweils der eingangsseitige Teil einer Wicklungsnut 12 im Blechkörper 11 des Stators 10 einer elektrischen Maschine im Querschnitt dargestellt. In der Wicklungsnut 12 ist in an sich bekannter Weise ein Wicklungsstab 13 mit rechteckigem Querschnitt untergebracht. Weitere Wicklungsstäbe können in der Wicklungsnut 12 unterhalb des Wicklungsstabes 13 vorgesehen sein, sind aber in den Figuren der Einfachheit halber nicht dargestellt.
Zur Fixierung des Wicklungsstabes 13 und möglicher weiterer Wicklungsstäbe in der Wicklungsnut 12 ist gemäss der Erfindung ein spezieller Keil 16 vorgesehen, der gemäss 4 in zwei axial verlaufenden, in den Seitenwänden der Wicklungsnut 12 eingelassenen Keilnuten 14, 15 gehalten wird. Die Breite des Keiles 16 ist durch elastische Verformung verkleinerbar, derart, dass der Keil 16 bei reduzierter Breite in radialer Richtung in die Wicklungsnut 12 einsetzbar ist und in den Keilnuten 14, 15 einrastet.
Bei dem in 1 bis 4 dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Verkleinerung der Breite des Keiles 16 durch elastische Verformung dadurch erreicht, dass der Keil 16 als gekrümmter Streifen aus einem geeigneten Material ausgebildet ist, und dass die Krümmung des Keiles 16 zur Wicklungsnut 12 hin konvex ausgebildet ist. Durch elastische Verkleinerung des Krümmungsradius kann so auf einfache Weise die Breite des Keiles 16 verringert werden, so dass er in radialer Richtung in die Wicklungsnut 12 einsetzbar ist und nicht in axialer Richtung in die Keilnuten eingeschoben werden muss.
Der Montagevorgang des Keiles 16 ist in den verschiedenen Schritten in den 1 bis 4 wiedergegeben. In 1 befindet sich der Keil 16 noch vollkommen ausserhalb der Wicklungsnut 12 in seiner Ausgangsposition vor der Montage. Gemäss 2 wird der Keil 16 dann ohne elastische Deformation zunächst schräg liegend mit einer Längskante in eine der Keilnuten 14, 15 eingesetzt. Die andere Längskante befindet sich in dieser Phase noch ausserhalb der Wicklungsnut 12 und stösst an der eingangsseitigen Kante der Wicklungsnut 12 an. Im nächsten Schritt (3) wird der Keil 16 durch Verstärkung der Krümmung elastisch so weit deformiert, dass die andere Längskante an der Kante der Wicklungsnut 12 vorbei in die darunterliegende Keilnut 14 gleiten und dort unter teilweiser Entspannung einrasten kann (4). Der Keil 16 sitzt auf diese Weise fest in den Keilnuten 14, 15 und drückt gleichzeitig mit seiner Mitte auf den Wicklungsstab 13.
Eine auf die beschriebene Weise vorgenommen Verkeilung der Wicklungsstäbe in den Wicklungsnuten zeichnet sich durch folgende Vorteile aus:

– Der Wärmeübertragungskoeffizient für die (in der Wicklungsnut) oberen Wicklungsstäbe wird verbessert.
– Die Montagezeit für die Statorwicklung wird verkürzt.
– Im Vergleich zu der bisherigen Lösung wird die Menge an eingesetztem, gestanzten Material verringert.

10: Stator
11: Blechkörper
12: Wicklungsnut
13: Wicklungsstab
14,15: Keilnut
16: Keil

Claims

Elektrische Maschine, umfassend einen Stator (10) mit einem Blechkörper (11), in welchem eine Mehrzahl von in axialer Richtung verlaufenden, radial in die Tiefe gehende Wicklungsnuten (12) vorgesehen ist, in denen jeweils wenigstens ein Wicklungsstab (13) angeordnet ist und mittels eines die Wicklungsnut (12) abschliessenden Keiles (16) in der Wicklungsnut (12) fixiert ist, welcher eine grössere Breite als die Wicklungsnut (12) aufweist und auf beiden Seiten der Wicklungsnut (12) in axial verlaufenden, in die Nutwände eingelassenen Keilnuten (14, 15) gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Keiles (16) durch elastische Verformung verkleinerbar ist, derart, dass der Keil (16) bei reduzierter Breite in radialer Richtung in die Wicklungsnut (12) einsetzbar ist und in den Keilnuten (14, 15) einrastet.
Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Keil (16) als gekrümmter Streifen ausgebildet ist.
Elektrische Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmung des Keiles (16) zur Wicklungsnut (12) hin konvex ausgebildet ist.
Verfahren zum Montieren einer elektrischen Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einsetzen des Keiles (16) in die Wicklungsnut zunächst die Breite des Keiles (16) elastisch verkleinert wird, und dass dann der Keil (16) in Wicklungsnut (12) in radialer Richtung soweit eingesetzt wird, bis er mit seinen Längskanten in den Keilnuten (14, 15) einrastet.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Keil (16) zunächst mit einer Längskante in eine der Keilnuten (14, 15) eingesetzt wird, während die andere Längskante ausserhalb der Wicklungsnut (12) verbleibt, und dass der Keil dann unter elastischer Reduzierung seiner Breite mit der anderen Längskante einrastend in die andere Keilnut gedrückt wird.