DE1060981B

DE1060981B - Lamellierter Vollpollaeufer fuer vier- und mehrpolige Synchronmaschinen

Info

Publication number: DE1060981B
Application number: DES56797A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Rudolf Caser; Dipl-Ing Dr Karlheinz Lutz; Siegfried Voll
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1958-02-01
Filing date: 1958-02-01
Publication date: 1959-07-09

Description

Lamellierter Vollpolläufer für vier-und mehrpolige Synchronmaschinen Die Läufer von Synchronmaschinen für Frequenzen bis 60 Hz werden mit ausgeprägten Polen gebaut, nur bei Turbo-Maschinen, insbesondere bei 3000 U/min und mehr, werden die Läufer als Vollpolläufer ausgeführt, da der Läuferdurchmesser mit Rücksicht auf die höchstzulässige Umfangsgeschwindigkeit klein bemessen werden muß und damit eine Ausführung mit ausgeprägten Polen nicht möglich ist.
Die Erfindung geht von der neuen Erkenntnis aus, daß diese Bauart mit ausgeprägten Polen für eine hohe Ausnutzung der Maschine ungünstig ist. Man geht immer mehr dazu über, Synchronmaschinen in geschützter Ausführung mit Durchzugsbelüftung zu bauen und die axiale Baulänge der aktiven Teile zu vergrößern, um den Durchmesser verkleinern zu können. Damit wird es aber immer schwieriger, das Polrad ausreichend zu kühlen.
Um diese Nachteile zu vermeiden, ist erfindungsgemäß bei vier- und mehrpoligen Synchronmaschinen für Frequenzen bis 60 Hz mit einem Mindestdrehmoment von 30 mkg und bei vierpoliger Ausführung mit einem Höchstdrehmoment von 600 mkg der Läufer als lamellierter Vollpolläufer ausgeführt.
Solche Vollpolläufer können wegen der Verteilung der Wicklung in Nuten und der damit verbundenen besseren Wärmeabführung wesentlich höher belastet werden als Läufer mit ausgeprägten Polen. Dadurch ergibt sich eine höhere Ausnutzung des aktiven Materials, und damit ergeben sich wiederum geringere Fertigungskosten. Diese Vorteile können ohne Verschlechterung des Wirkungsgrades erzielt werden.
In den Fig. 1 bis 3 der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
In Fig. 1 ist 1 ein Läuferblech, in dessen Nuten 2 die nicht dargestellte verteilte Wicklung eingelegt wird. In den Zähnen 3 sind Nuten 4 für die ebenfalls nicht dargestellten Dampferstäbe angeordnet. Die Dampferstäbe 5 können entsprechend Fig. 2 mit ihren Enden 6 abgekröpft und zwischen dem Läuferblechpaket 7 und den Wicklungsköpfen 8 hindurch zu einem Kurzschlußring 9 geführt sein, der die gleiche Bohrung hat wie das Läuferblechpaket B. Man kann auch entsprechend dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel an den Stirnseiten des Blechpaketes 7 Kupferbleche 10 vorsehen, die die gleiche Form haben wie die Läuferbleche. Diese Kupferbleche bilden die Kurzschlußverbindungen für die Dampferstäbe 11. Mit diesen beiden Anordnungen der Dampferwicklung ist gegenüber der üblichen Anordnung bei Polradausführung, bei der die Dampferstäbe über Spulen hinweggeführt und mit außerhalb der Spulen liegenden Kurzschlußringen verbunden sind, eine hervorragende Sicherung gegen die Wirkung der Fliehkräfte gewährleistet. Ein weiterer erheblicher Vorteil ergibt sich durch die Anwendung der Vollpolläufer bei Konstantspannungsmaschinen mit selbsttätiger lastabhängiger Erregung (Störwertaufschaltung), vorzugsweise in Strom- oder Spannungstransformatorschaltung. Bei diesen Maschinen liefern die Erregereinrichtungen selbsttätig einen Erregerstrom oder eine Erregerspannung, die durch geometrische Addition einer lastunabhängigen und einer stromproportionalen Komponente unter einem Winkel a + 9 gebildet wird. Dabei bedeutet a einen für die bestimmte Anlage konstanten Winkel nahe 90° und 9 den Phasenverschiebungswinkel zwischen Strom und Spannung. Gegenüber einer Maschine mit ausgeprägten Polen ergibt sich bei Ausführung mit Vollpolläufer eine bessere Spannungshaltung. Dies ist in der Symmetrie des Vollpolläufers begründet, dessen magnetische Leitwerte in allen Läuferachsen nahezu gleich sind.
Da bei jeder Innenpol-Synchronmaschine das Polrad als Träger der Erregung die Begrenzung für die Leistung der Maschine darstellt, kann die Leistung einer Maschine gegebenen Volumens dadurch erhöht werden, daß die Läuferwicklung mit einer Isolation versehen wird, die einer höheren Isolierstoffklasse angehört als die des Ständers.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Vier- und mehrpolige Synchronmaschine für Frequenzen bis 60 Hz mit einem Mindestdrehmoment von 30 mkg und bei vierpoliger Ausführung mit einem Höchstdrehmoment von 600 mkg, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer als lamellierter Vollpolläufer ausgeführt ist.
2. Synchronmaschine nach Anspruch 1 mit Dämpferwicklung, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten für die Dämpferstäbe zwischen den- Erregernuten in den Läuferblechen angeordnet sind.
3. Synchronmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschlußverbindungen für die Dämpferwicklung zwischen dem Läuferblechpaket und den Wicklungsköpfen hindurchgeführt sind.
4. Synchronmaschine nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschlußringe mit etwa gleicher Bohrung wie die Läuferbleche an den Stirnseiten des Blechpaketes angeordnet und mit den abgekröpften Enden der Dämpferstäbe verlötet sind.
5. Synchronmaschine nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Stirnseiten des Blechpaketes Kupferbleche angeordnet sind, die etwa die gleiche Form haben wie die Läuferbleche und die Kurzschlußverbindungen für die Dämpferstäbe bilden.
6. Synchronmaschine nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolation der Läuferwicklung einer höheren Isolierstoffklasse angehört als die der Ständerwicklung.
7. Synchronmaschine nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch die Anwendung als Konstantspannungsmaschine mit selbsttätiger lastabhängiger Steuerung des Erregerstromes (Störwertaufschaltung), vorzugsweise in Strom- oder Spannungstransformatorschaltung. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 220 520, 714 590, 759306. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen