DE1077774B

DE1077774B - Pole wheel for two-pole synchronous generators

Info

Publication number: DE1077774B
Application number: DEE17302A
Authority: DE
Inventors: Ing Josef Binder
Original assignee: IAELINIA AG fur ELEK SCHE IND
Current assignee: IAELINIA AG fur ELEK SCHE IND
Priority date: 1958-03-17
Filing date: 1959-03-14
Publication date: 1960-03-17

Description

Polrad für zweipolige Synchrongeneratoren Bei kleinen Synchrongeneratoren höherer Drehzahl ergeben sich bei der Fertigung des Läufers in Massivpolausführung (zweipolige Ausführung) Schwierigkeiten bei der Konstruktion der stirnseitigen Erregerspulenabstützungen gegen Fliehkräfte. Außerdem müssen die Erregerspulen an den Stirnseiten um die durchlaufende Welle gelegt werden, was viel Platz verlangt und die Spulen verteuert. Es ergibt sich dadurch weiter eine größere Windungslänge, d. h. größerer Materialaufwand und höhere elektrische Verluste der Erregerspulen als notwendig. Konstruktiv wurde daher eine Zweiteilung der Spulen durchgeführt.Pole wheel for two-pole synchronous generators For small synchronous generators higher speed results when the rotor is manufactured with a solid pole (two-pole version) Difficulties in the construction of the frontal excitation coil supports against centrifugal forces. In addition, the excitation coils on the front sides must be around the continuous Wave are placed, which requires a lot of space and makes the coils more expensive. It results This further increases the winding length, d. H. greater material expenditure and higher electrical losses of the excitation coils than necessary. It was therefore constructive a division of the coils is carried out.

Um die Stirnseiten der Erregerspulen gegen die Wirkung der Fliehkraft zu schützen, wurden Ausführungen bekannt, bei denen unmagnetische Kappen über die Stirnseiten der Spulen geschoben werden. Diese Kappen müssen infolge ihrer mechanischen Beanspruchung eine entsprechende Wandstärke aufweisen und vermindern dadurch den freien Wicklungsraum für die Erregerspule.Around the end faces of the excitation coils against the effect of centrifugal force To protect, designs were known in which non-magnetic caps on the Front sides of the coils are pushed. These caps have to be due to their mechanical Stress have a corresponding wall thickness and thereby reduce the free winding space for the excitation coil.

In dem Bestreben, vorangeführte Nachteile abzustellen, wurde, wie beispielsweise in der deutschen Patentschrift 191665 beschrieben, von einer durchgehenden Welle Abstand genommen und statt deren ein Rahmen oder Kasten aus unmagnetischem Metall benutzt, der in seinem Hohlraum den gemeinsamen Schenkel der beiden Pole sowie die Wicklung aufnimmt und durch die beiden Polschuhe gleichsam als Deckel verschlossen wird.In an effort to remedy the aforementioned disadvantages, how For example, described in German Patent 191665, from a continuous Wave removed and instead a frame or box made of non-magnetic Metal used, which in its cavity the common leg of the two poles as well as the winding and through the two pole pieces as a cover is closed.

Diese Ausführungsform hat jedoch den Nachteil, daß durch den Läuferkasten aus unmagnetischem Material der freie Wicklungsraum für die Erregerspule stark eingeschränkt wird.However, this embodiment has the disadvantage that by the rotor box made of non-magnetic material, the free winding space for the excitation coil is severely restricted will.

Es wurden auch Konstruktionen bekannt, bei welchen der Läufer aus magnetischem Material unter Zuhilfenahme eines unmagnetischen Zwischenstückes mit den Wellenstümpfen durch axiale Befestigungsbolzen verbunden wird. So zeigt z. B. die österreichische Patentschrift 130 119 einen Läufer mit genuteten Stirnflächen für elektrische Maschinen, bei dem die Wicklungsnuten quer über die Läuferstirnseiten geführt werden, wobei die axialen Befestigungsbolzen an den stirnseitigen Nutenzähnen bzw. an den Nutenverschlußstücken angreifen, indem sie beispielsweise mit schwalbenschwanzförmigen, hammerkopfförmigen oder ähnlich geformten Köpfen in unterschnittene Ausnehmungen der stirnseitigen Nutenzähne bzw. Nutenverschlußstücke eingesetzt sind. Es steht aber auch hier nur ein begrenzter Wicklungsraum für die Polwicklung zur Verfügung, da dieser durch die notwendigen Läuferstege sowie durch die Nutenkeile stark beschränkt wird.There are also designs known in which the runner from magnetic material with the aid of a non-magnetic intermediate piece is connected to the stub shaft by axial fastening bolts. So shows z. B. the Austrian patent specification 130 119 a runner with grooved end faces for electrical machines, in which the winding slots across the rotor face are guided, with the axial fastening bolts on the front groove teeth or attack the groove locking pieces by using, for example, dovetail-shaped, hammer head-shaped or similarly shaped heads in undercut recesses the front groove teeth or groove locking pieces are used. It stands but even here only a limited winding space is available for the pole winding, as this is severely limited by the necessary runner bars and the slot wedges will.

Weiter sind auch Polradausführungen unter Verwendung von unmagnetischen Brücken zwischen Polrad und Wellenstümpfen bekanntgeworden, bei denen für die Polradwicklung ein relativ größerer Platz zur Verfügung steht. Die Sicherung gegen die auf die Erregerspule wirkende Fliehkraft der Wicklung selbst ist bei diesen Konstruktionen mangelhaft. Die schweizerische Patentschrift 76 607 beschreibt z. B. eine Einrichtung zur Befestigung der Polradwicklung am Rotor, bei der Vorsprünge von am Eisenkern des Rotors gehaltenen Organen in Auskerbungen der Polradwicklung eingreifen.Pole wheel designs using non-magnetic ones are also available Bridges between the pole wheel and stub shafts became known, where for the pole wheel winding a relatively larger space is available. The protection against the on the The centrifugal force acting on the excitation coil is the winding itself in these designs inadequate. The Swiss patent specification 76 607 describes, for. B. a facility for fastening the rotor winding on the rotor, with the protrusions on the iron core of the rotor held organs engage in notches in the rotor winding.

Die Erfindung betrifft, um die Nachteile der vorbeschriebenen Polradausführungsformen zu vermeiden, ein Polrad für zweipolige Synchrongeneratoren, bei dem die Übertragung des Drehmomentes bzw. die Verbindung zwischen den beiden Wellenstümpfen durch den magnetisch aktiven Teil des Läufers (Polkern mit den beiden Palschuhen unter konstruktiver Zuhilfenahme von unmagnetischen Brücken erfolgt und der Wicklungsquerschnitt der um den Polkern gelegten Polradwicklung die volle freie Fläche zwischen Polkern und dem durch die Polschuhe bedingten Umfangskreis des Polrades voll ausfüllt und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Polradspule mit dem- Polrackern seitlich in einen durch die Pulschuhe und die unmagnetischen Brücken gebildeten Rahmen eingeschoben werden kann. Dadurch wird maximalste Ausnutzung des bei einer Synchronmaschine für die Erregerwicklung zur Verfügung stehenden Raumes erreicht, d. h., bei Ausführung eines Synchrongenerators gemäß vorliegender Erfindung kann dieser gegenüber den bis jetzt bekannten Konstruktionen eine weitaus größere Leistung abgeben.The invention relates to the disadvantages of the above-described pole wheel embodiments to avoid a pole wheel for two-pole synchronous generators, in which the transmission the torque or the connection between the two stub shafts through the magnetically active part of the rotor (pole core with the two pal shoes under constructive With the help of non-magnetic bridges and the winding cross-section of the The pole wheel winding placed around the pole core takes up the entire free area between the pole core and the circumference of the pole wheel caused by the pole shoes is completely filled and is characterized in that the pole wheel coil with the pole rackers laterally in a Inserted the frame formed by the pulley shoes and the non-magnetic bridges can be. As a result, maximum utilization of the with a synchronous machine for the excitation winding reaches the available space, d. i.e., upon execution a synchronous generator according to the present invention can this give a far greater performance compared to the designs known up to now.

Die Polschuhe werden mit dem die Erregerwicklung tragenden Polkern vorteilhaft mittels Schrauben mit versenktem Kopf verbunden, die Verbindung der Polschuhe mit den Wellenstümpfen wird durch zwei unmagnetisehe Brücken erreicht, die an den Polschuhen in einer der bekannten Arten befestigt werden.The pole shoes are connected to the pole core carrying the excitation winding advantageously connected by means of screws with a countersunk head, the connection of the Pole shoes with the stub shafts are reached by two non-magnetic bridges, which are attached to the pole pieces in one of the known ways.

Die Abstützung der Spulenlängsseiten gegen die Wirkung der Fliehkraft erfolgt durch unmagnetisch.e Stahldrahtbandagen, die vorteilhaft in schraubenförmig gedrehte Rillen im Polschuh eingelegt werden. Tim ein Heraussteigen der hochbeanspruchten Stabldrahtbandagen aus den Rillen zu vermeiden, werden die Polschuhrillen leicht keilförmig ausgebildet, wobei die mittlere Rillenbreite dem Bandagendrahtdurchmesser entspricht. Durch die so ausgeführten Rillen erreicht man für den eingelegten, gespannten Draht über eine Art Keilwirkung eine Selbsthemmung beim Lockerwerden der Bandage. Die Befestigung der Drahtenden erfolgt vorteilhaft durch Verstemmen.The support of the long sides of the coil against the effect of centrifugal force takes place by nonmagnetisch.e steel wire bandages, which are advantageous in helical form turned grooves are inserted in the pole piece. Tim getting out of the highly stressed To avoid bar wire bandages from the grooves, the pole shoe grooves are light wedge-shaped, the mean groove width being the bandage wire diameter is equivalent to. Through the grooves made in this way one can reach for the inserted, tensioned Wire a kind of wedge effect to self-locking when the bandage is loosened. The wire ends are advantageously fastened by caulking.

Die Erfindung wird durch Fig. 1 und 2 ergänzend erläutert.The invention is explained in addition by FIGS. 1 and 2.

Fig. 1 zeigt den Längsschnitt, Fig. 2 den Querschnitt längs der Linie A-ß der Fig.1 eines zweipoligen Synchrongenerators mit fliegend angeordneten Schleifringen.Fig. 1 shows the longitudinal section, Fig. 2 shows the cross section along the line A-ß of Figure 1 of a two-pole synchronous generator with overhung slip rings.

Teil 1 ist das Statorgehäuse, in dem das Blechpaket 2 eingegossen ist. 3 stellt die Statorwicklung dar. 4 ist das schlreifringseitige Lagerschild, 5 das antriebsseitige Lagerschild. Außerhalb des antriebsseitigen Lagerschildes sitzen der Ventilator 6 und die Luftführungshaube 7. Das Polrad besteht aus den Polschuhen 8, dem Polschenkel 9 und der Erregerspule 10. Polschuhe und Polschenkel sind mittels Schrauben mit versenkten Köpfen 11 verbunden. Über je eine urimagnetische Brücke 12 sind die Polschuhe mit den Wellenstummeln durch Schweißung verbunden. 13 stellt die fliegend angeordnete Schleifringgarnitur dar. Teil 14 ist die unmagnetische Stahldrahtbandage, die die Erregerspulenlängsseiten gegen die Fliehkraft hält.Part 1 is the stator housing in which the laminated core 2 is cast is. 3 represents the stator winding. 4 is the bearing shield on the slip ring side, 5 the end shield on the drive side. Outside the end shield on the drive side sit the fan 6 and the air duct hood 7. The pole wheel consists of the Pole shoes 8, the pole leg 9 and the excitation coil 10. Pole shoes and pole legs are connected to countersunk heads 11 by means of screws. About one urimagnetic each Bridge 12, the pole shoes are connected to the shaft stubs by welding. 13 shows the overhung slip ring assembly. Part 14 is the non-magnetic one Steel wire bandage that holds the long sides of the excitation coil against the centrifugal force.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Pole wheel for two-pole synchronous generators, at the transmission of the torque or the connection between the two stub shafts through the magnetically active part of the rotor (pole core with the two pole pieces) takes place with the constructive aid of non-magnetic bridges and in which the winding cross-section of the pole wheel winding placed around the pole core is the entire Free area between the pole core and the circumferential circle determined by the pole shoes of the pole wheel completely fills, characterized in that the pole wheel coil with the Pole wheel core laterally in one through the pole shoes and the non-magnetic bridges formed frame is retractable.

2. Pole wheel according to claim 1, characterized in that the two pole shoes are firmly connected to the urimagnetic bridges (e.g. by welding) and the support of the longitudinal sides of the coil against the effect of centrifugal force by non-magnetic bandage wires, which is preferably carried out in. Wedge-shaped grooves are stored in the pole piece. Considered publications: Österreichasche Patentschrift No. 130 097; Swiss Patent No. 66 584; French Patent No. 387625; Belgian Patent No. 511605; British Patent No. 749 480.