DE1121716B

DE1121716B - Wechselstrom- bzw. Drehstromgenerator mit Klauenpollaeufer

Info

Publication number: DE1121716B
Application number: DES69400A
Authority: DE
Inventors: Dr Erich Schwab
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1960-07-14
Filing date: 1960-07-14
Publication date: 1962-01-11
Also published as: GB969914A

Description

Wechselstrom- bzw. Drehstromgenerator mit Klauenpolläufer Die Erfindung bezieht sich auf einen Wechselstrom-bzw. Drehstromgenerator mit aus zwei Teilrädern bestehendem Klauenpolläufer mit über den Gehäusemantel sich schließendem Magnetfluß und zwei symmetrisch an mit Gehäuseteilen zusammengebauten Tragringen angeordneten und gleichsinnig in Achsrichtung magnetisierenden Erregerwicklungen. Der über die rotierenden Klauen des Läufers ein- bzw. austretende Magnetfluß wird unter Zwischenschaltung von Hilfsluftspalten über die magnetisch leitenden Lagerschilde einem magnetisch leitenden Außenmantel zugeführt. Die rotierenden Klauen, die magnetisch voneinander isoliert sind, laufen innerhalb der Ständerbohrung um.
Die Erfindung hat die Aufgabe, die Erregerleistung derartiger Maschinen möglichst klein zu halten. Erfindungsgemäß umschließen die Tragringe für die Erregerwicklungen unmittelbar die Maschinenwelle.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Fig. 1 und 2 der Zeichnung dargestellt. Die Fig. 1 zeigt einen Wechselstrom- bzw. Drehstromgenerator, die Fig. 2 eine andere Ausführung eines Teiles des Generators, beide im Längsschnitt.
In der Fig. 1 ist auf der Welle 1 aus unmagnetischem Material die Läufernabe 2 gelagert, die das aus zwei Teilen 3 und 4 bestehende unbewickelte Klauenpolrad trägt. Die beiden Teilräder 3 und 4, die aus magnetisch gut leitendem Material bestehen, sind durch die unmagnetische, beispielsweise aus Aluminiumguß bestehende Nabe 5 magnetisch voneinander isoliert. Die Zahl der Klauen ist beliebig und entspricht je Teilrad der Polpaarzahl der Maschine. Die Welle 1 ist mittels der Wälzlager 6 und 7 an den Lagerschilden 8 und 9 gelagert. An dem Ständergehäuse 10 ist unter Zwischenlage eines magnetisch isolierenden und die Wärme gut leitenden, z. B. aus Aluminiumguß bestehenden Ringes 21 das Ständerblechpaket 11 mit der Ständerwicklung 12 befestigt. Die Lagerschilde 8 und 9 haben kragenartige Fortsätze 13 und 14, die die Welle 1 unmittelbar umschließen und mit den Klauenpolrädern 3 und 4 radiale und axiale Luftspalte 15 und 16 bzw. 17 und 18 bilden. Sie tragen ringförmige Erregerspulen 19 und 20.
Das rotierende Magnetsystem stellt ein Wechselpolsystem dar, wobei in der ruhenden Ständerwicklung die Wechselspannungen induziert werden. Der aus den kragenartigen Fortsätzen 13 und 14 der Lagerschilde aus- bzw. eintretende Fluß wird über die magnetisch gut leitenden Lagerschilde 8 und 9 dem magnetisch gut leitenden Gehäusemantel 10 zugeführt und durchströmt diesen im wesentlichen in axialer Richtung. Die Wälzlager 6 und 7 sitzen an Stellen, die praktisch feldfrei sind und an denen keine radial gerichteten Induktionslinien auftreten, was für die Betriebssicherheit und Lebensdauer der Lager sehr wesentlich ist.
Der magnetisch isolierende Ring 21 zwischen Ständerblechpaket 11 und Gehäusemantel 10 hat den Zweck, zu verhindern, daß bei Unsymmetrie der Hilfsluftspalte 15 bis 18 merkliche Streuflüsse vom Ständerblechpaket zum Mantel gehen. Hierdurch läßt sich erreichen, daß der auf der einen Seite ins Klauenpolrad eintretende Fluß praktisch gleich groß wird wie der aus dem anderen Teil des Klauenpolrades austretende Fluß. Bei zweckmäßiger Ausbildung kann man erreichen, daß sich die magnetischen Zugkräfte in axialer Richtung bei den beiden Klauenpolteilrädern gegenseitig aufheben, so daß das auf der einen Maschinenseite eingesetzte Festlager praktisch keine axialen Kräfte aufnehmen muß.
Bei der Ausführung nach Fig. 2 sitzen die beiden Teilräder 21 und 22 des Klauenpolrades 23 unmittelbar auf der Welle 24 aus unmagnetischem Material. Sie sind durch einen isolierenden Luftzwischenraum 27 voneinander getrennt. Die Stirnseiten der Teilräder sind so ausgebildet, daß sie planparallele Luftspalte 34 und 36 mit den Tragringen 30 und 31 für die Erregerwicklungen 32 und 33 bilden. Die Tragringe sind an den Lagerschilden 28 und 29 befestigt und bilden zugleich die inneren Lagerdeckel für die Lager.
Da die die Erregerwicklungen tragenden Teile die Welle unmittelbar umschließen, kann der Durchmesser und damit die mittlere Windungslänge der Erregerspulen sehr kleingehalten werden, wodurch sich wiederum eine kleine Erregerleistung ergibt. Die axiale Ausdehnung der Erregerspulen ist im wesentlichen durch die axiale Ausladung der Ständerwicklung und ihrer Schaltverbindungen bestimmt, wodurch insgesamt für die Maschine eine geringe axiale Baulänge erzielt wird. Diese kann noch weiter verringert werden, wenn die Teilräder mit den Tragringen für die Erregerwicklungen planparallele Luftspalte bilden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Wechselstrom- bzw. Drehstromgenerator mit aus zwei Teilrädern bestehendem Klauenpolläufer mit über den Gehäusemantel sich schließendem Magnetfluß und zwei symmetrisch an mit Gehäuseteilen zusammengebauten Tragringen für die gleichsinnig in Achsrichtung magnetisierenden Erregerwicklungen, dadurch gekennzeichnet, daß ' die Tragringe die Welle unmittelbar umgeben.
2. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragringe die inneren Lagerdeckel für die Maschinenlager bilden und an den Lagerschilden befestigt sind.
3. Generator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragringe mit den unmittelbar auf der Welle aus unmagnetischem Material sitzenden Teilrädern des Klauenpolläufers planparallele Hilfsluftspalte bilden.