DE1133811B - Einzelpolausbildung am Laeufer schnellaufender Synchron-Schenkelpol-maschinen - Google Patents

Description

• Einzelpolausbildung am Läufer schnellaufender Synchron-Schenkelpolmaschinen Synchronmaschinen mit ausgeprägten Polen weisen in der Regel eine Anordnung auf, wie sie Fig. 1 der Zeichnung darstellt. Der in beliebiger Weise am Polrad 6 befestigte Pol 1 ist von einer Polspule 2 umgeben, deren in Achsrichtung verlaufende Flanken parallel angeordnet sind. Dabei wird die in radialer Richtung auf diesen Spulenteil wirkende Fliehkraft von den Polschuhnasen nur in der zur Polachse A parallelen Komponente aufgenommen. Zum Abfangen der in Umfangsrichtung entstehenden Komponente sind besondere Bauteile 3 vorzusehen. Diese meist Xeilförmigen und an das Polrad 6 angeschraubten Konstruktionselemente behindern das Strömen der Kühlluft in axialer Richtung in dem Raum zwischen zwei Polen.
• Die Fig. 2 zeigt eine Lösung, die man gelegentlich bei hochbeanspruchten Maschinen angewandt hat. Die Längsschenkel der Polspule 2 sind radial aufgebaut, und dementsprechend besitzen die Pole 1 selbst auch radiale Seitenflanken. Es werden die Polspulen 2 zunächst auf die Pole 1 aufgesetzt und diese dann am Polrad 6 befestigt, z. B. durch eine Klauen- oder durch eine Kammkonstruktion mit axialen Bolzen 7, wie es in Fig. 2 angedeutet ist.
• In diesem Sinne sind auch Maschinen bekannt, bei denen die durchgehend radiahlankigen Uäuferpolschenkel und der ganze Läuferkörper nicht aus einem Stück hergestellt sind, sondern in besonderer Weise zusammengesetzt werden. Die durchgehend radialflankigenLäuferpolschenkelergeben jedoch stets eine relativ kleine gemeinsame übergangsfläche zwischen Polschenkel und Läuferkörper. Hierdurch verringert sich einmal der Querschnitt des magnetischen Weges und zum anderen der zur Befestigung zur Verfügung stehende gemeinsame Querschnitt beider Teile. Das hat elektrische und mechanische Nachteile. Bei radialflankigen Polspulen ist der Aufbau des Poles in der Art nach der Fig. 2 üblich, bei dem die gesamte Fliehkraft des Poles mit Polschuh, Polkern und Polspule von denBefestigungselementen 7 getragen werden muß.
• Bei Maschinen mit hohen Umlaufzahlen reichen die Konstruktionsmittel zur Befestigung der Pole am Polrad infolge der großen Fliehkräfte nicht mehr aus. Nach Fig. 3 führt man in solchen Fällen einen Teil des Polkörpers in einem Stück mit dem Polrad 6 aus und befestigt daran Polschuhe 4, z. B. durch Schrauben 5. Der Zusammenbau muß so vor sich gehen, daß die Polspulen 2 zunächst auf die Polschenkel 8 aufgeschoben und dann erst die Polschuhe 4 aufgesetzt werden. Bei dieser Ausführung war es bisher nicht möglich, Polspulen mit radial gerichteten Längsschenkeln zu verwenden. Es ist außerdem bekannt, parallelflankige Polspulen aus räumlichen Gründen im unteren Bereich außen abzusetzen, weil sonst dort die Nachbarspule keinen Platz hätte.
• Gegenstand der Erfindung ist eine schnellaufende Synchron-Schenkelpolmaschine, deren Läuferpolschenkel aus einem Stück mit dem Jochring des Polrades bestehen und parallele Seitenflanken besitzen und deren Polschuhe aufgeschraubt oder in kammartigen Rillen durch axiale Bolzen befestigt sind, die dadurch gekennzeichnet ist, daß nur die Polschuhe mit, auf die Wellenachse bezogen, radial gerichteten, die Parallelflanken der Polschenkel überragenden Seitenflanken versehen sind, an denen der mit ebenfalls radial gerichteten Längsschenkeln ausgebildete äußere Teil der Polspule anliegt, während diese im inneren unteren Teil im Bereich der parallelflankigen Polschenkel dem Verlauf derselben angepaßt abgesetzt ist.
• Damit ist also erreicht, diese Befestigung insofern zu entlasten, daß man trotz der Verwendung einer radialflankigen Spule einen Teil des Poles, den Polschaft, mit dem Polrad zusammen in einem Stück ausführt. Der Polschuh wird dann in bekannter Weise, beispielsweise durch Kammbolzen, mit dem Polschaft verbunden. Die radialflankige Polspule wird dann im inneren unteren Bereich, also im Bereich des parallelflankigen Polschaftes, nach innen so abgestuft oder in anderer Form abgesetzt, daß sie dem Polschaft angepaßt ist. Hierdurch ergeben sich ein fliehkraftentlasteter Aufbau, eine begünstigte Spulenkühlung und ein größerer übergangsquerschnitt des Eisenweges zwischen Pol und Polradkörper.
• Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung sei an Hand der Fig. 4 erläutert, wobei gleichzeitig Merkmale für die Kühlung des Poles angegeben sind, wobei diese Merkmale der Patentansprüche 2 und 3 nur in Verbindung mit dem Merkmal des übergeordneten Hauptanspruches zu werten sind.
• Das Polrad 6 und die Polschenkel 8 bestehen aus einem Stück. In die Polschenkel 8 - sie reichen bis zum Luftspalt - sind in Umfangsrichtung Rillen rechteckigen Querschnitts eingedreht, welche durch lamellierte Polschuhpakete 10 ausgefüllt werden. Die Polschenkel 8 sind parallelflankig, die eingesetzten Polschuhpakete 10 radialflankig. Die Polschuhnasen 9 der Polschuhpakete 10 seien so ausgeführt, daß sie die radial gerichtete Fliehkraft der Polspule 2 aufnehmen können. Zur Befestigung der Polschuhpakete 10 in den Kämmen der Polschenkel 8 dienen axial gerichtete Bolzen 11.
• Die Fig. 5 stellt die Ansicht einer Polspule 2 dar. Die Innenseiten ihrer Längsschenkel haben im unteren Bereich parallele Flanken, während sie darüber radialflankig ausgebildet sind. Dies kann entweder durch Abfräsen der fertigen Polspulen 2 oder durch abgestufte Breiten des Polkupfers, erreicht werden.
• In der Fig. 4 sind die Innenflanken der Polspule 2 gegen den Pol selbst durch einzelne Stege 13 aus Isolierstoff so abisoliert, daß zwischen diesen Stegen Hohlräume als Kühlkanäle entstehen. Durch besondere Fang oder Leitbleche 12 wird die Kühlluft oder das Kühlgas an der in der Drehrichtung vorn liegenden Polflanke infolge des Staudrucks an den Polschuhnasen 9 von außen nach innen gedrückt, während an der in der Drehrichtung hinteren Flanke des danebenliegenden Poles die Kühlluft unter Wirkung des dort entstehenden Unterdruckes von innen nach außen gefördert wird. Die Kühlluft oder das Kühlgas beschreibt den durch Pfeile in Fig.4 angedeuteten Weg und kühlt damit die Polspulen 2 auch an der dem Polschenkel 8 zugewendeten Innenflanke.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Schnellaufende Synchron-Schenkelpolmäschine, deren Läufeipolschenkel aus einem Stück mit dem Jochring des Polrades bestehen und parallele Seitenflanken besitzen und deren Polschuhe aufgeschraubt oder in kammartigen Rillen durch axiale Bolzen befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß nur die Polschuhe mit, auf die Wellenachse bezogen, radial gerichteten, die Parallelflanken der Polschenkel überragenden Seitenflanken versehen sind; an denen der mit ebenfalls radial gerichteten Längsschenkeln ausgebildete äußere Teil der Polspule anliegt, während diese im inneren unteren Teil im Bereich der parallelflankigen Polschenkel dem Verlauf derselben angepaßt abgesetzt ist.
2. 2. Einzelpolausbildung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der axialen Zwischenräume zwischen den Polschuhpaketen Kühlgas an der in der Drehrichtung vorderen Polflanke infolge des Staudruckes an den Polschuhnasen in Kanäle, die von die Spulenwicklung gegen die parallelen Flanken der Polschenkel und gegen die radialen Flanken der Polschuhe abstützenden Isolierstegen gebildet werden, von außen nach innen und durch gleiche Kanäle an der hinteren Flanke des Nebenpoles infolge des dort entstehenden Unterdruckes von innen nach außen strömt und die Polspule kühlt.
3. 3. Einzelpolausbildung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Polschuhnasen Fangnuten angeordnet -oder Fang-, Leitbleche od. ä. für die Kühlluft oder das Kühlgas befestigt sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 353 774; österreichische Patentschrift Nr. 163 566; schweizerische Patentschrift Nr. 180501; französische Patentschrift Nr. 1086 995; britische Patentschrift Nr. 626 823; USA.-Patentschrift Nr. 2 812 460.