DE1170056B

DE1170056B - Arrangement to reduce the additional losses in the space between the coil heads of synchronous generators

Info

Publication number: DE1170056B
Application number: DEA35636A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Olav Karsten
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1959-09-26
Filing date: 1960-09-23
Publication date: 1964-05-14

Description

Anordnung zum Vermindern der Zusatzverluste im Raum zwischen den Spulenköpfen von Synchrongeneratoren - Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Vermindern der Zusatzverluste in den außerhalb der Stirnflächen des Statorkernes liegenden Teilen von Synchrongeneratoren. Diese Verluste sind bekanntlich besonders störend bei großen zweipoligen Turbogeneratoren. Um sie zu vermindern, hat man bisher entweder einen Metallschirm oder eine magnetische Lamellierung auf dem Druckring des Stators befestigt, oder man hat sowohl Ringe aus Metall großer elektrischer Leitfähigkeit als auch Ringe aus lamelliertem mechanischem Material verwendet. Die bekannten Anordnungen haben aber beträchtliche Nachteile.Arrangement for reducing the additional losses in the space between the coil heads of synchronous generators - The invention relates to an arrangement for reducing the additional losses in the parts of synchronous generators lying outside the end faces of the stator core. These losses are known to be particularly troublesome in large two-pole turbo-generators. In order to reduce them, either a metal screen or a magnetic lamination has hitherto been attached to the pressure ring of the stator, or both rings made of metal of high electrical conductivity and rings made of laminated mechanical material have been used. However, the known arrangements have considerable disadvantages.

Ein Metallschirm wirkt derart, daß der Streufluß der Spulenköpfe im Metallschirm Ströme induziert. Diese verursachen im Metallschirm eine entgegengerichtete magnetomotorische Kraft, die den Streufluß begrenzt. Da dieser aber von einem sehr hohen Strom in den Spulenköpfen erzeugt und ein verhältnismäßig langer Luftweg zu überbrücken ist, sind sehr große Ströme im Metallschirin erforderlich, um den Streufluß nennenswert zu begrenzen. Diese Ströme verursachen also ihrerseits beträchtliche ohmsche Verluste.A metal screen acts in such a way that the leakage flux of the coil ends in the Metal screen induces currents. These cause an opposite direction in the metal screen magnetomotive force limiting the leakage flux. But since this one of a very high current generated in the coil heads and a relatively long air path too is to be bridged, very large currents in the metal shirin are required to reduce the leakage flux significant limit. These currents in turn cause considerable ones ohmic losses.

Eine magnetische Lamellierung auf den Druckringen soll die in ihnen wegen des Streuflusses der Spulenköpfe auftretenden Wirbelstromverluste begrenzen. Die Lamellierung vermindert jedoch den effektiven Luftweg des Streuflusses, dadurch wird der Streufluß größer und bringt größere Verluste in den Spulenköpfen mit sich.A magnetic lamination on the pressure rings is said to be in them limit eddy current losses due to the leakage flux of the coil ends. However, the lamination reduces the effective air path of the leakage flux, thereby the leakage flux becomes greater and results in greater losses in the coil heads.

Die erwähnten bekannten Kombinationen eines leitenden Metallschirins mit einer Lamellierung haben den Mangel, daß sie neben großen Herstellungskosten noch so große Verluste in den Metallschirmen haben, daß sie eine beträchtliche Verringerung des Wirkungsgrades bewirken.The mentioned known combinations of a conductive metal sirin with a lamination have the drawback that they are in addition to high manufacturing costs no matter how great losses in the metal screens, that they are considerably reduced the efficiency.

Auch die Erfindung verwendet gleichzeitig einen leitenden Metallschirm und eine Lamellierung. Die Anordnung ist aber erfindungsgemäß so ausgebildet, daß der ringförmige Schirm aus Metall mit großer elektrischer Leitfähigkeit auf dem inneren Teil des Diuckringes des Stators und der ringförinige Körper aus lamelliertem magnetischem Material auf dem äußeren Teil des Druckringes außerhalb des Metallschirines konzentrisch zu diesem und an ihn anschließend angebracht sind.The invention also uses a conductive metal screen at the same time and a lamination. According to the invention, however, the arrangement is designed so that the ring-shaped metal screen with great electrical conductivity on the inner part of the diaphragm ring of the stator and the annular body made of laminated magnetic material on the outer part of the pressure ring outside the metal sirin concentric to this and attached to it are attached.

Durch diese Anordnung wird eine größere Herabsetzung der Verluste erhalten als mit den bekannten Anordnungen. Da die äußere Lamellierung einen alternativen Weg für den Streufluß ermöglicht, ist ein bedeutend kleinerer Strombelag im inneren Metallschirm erforderlich, um zu verhindern, daß der Fluß durch diesen fließt. Die ohmschen Verluste im Metallschinn werden hierdurch kleiner. Da die Lamellierung etwas außerhalb der Rotorachse angebracht ist, wird der Luftweg des Flusses verlängert, so daß die Lamellierung keine Vergrößerung des Streuflusses verursachen kann, was der Fall ist, wenn die Lamellierung den ganzen Druck.ring bedeckt.With this arrangement, a greater reduction in losses is obtained than with the known arrangements. Since the outer lamination allows an alternative route for the leakage flux, a significantly smaller amount of current is required in the inner metal shield to prevent the flux from flowing through it. This reduces the ohmic losses in the metal channel. Since the lamination is placed slightly outside the rotor axis, the air path of the flow is lengthened so that the lamination cannot cause an increase in the leakage flux, which is the case when the lamination covers the entire pressure ring.

Vom Gesichtspunkt der Herstellung aus kann die Lamellierung vorteilhaft als Ring aus magnetisch orientiertem Blechband ausgeführt sein.From a manufacturing point of view, lamination can be advantageous be designed as a ring made of magnetically oriented sheet metal strip.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben, die einen Schnitt durch einen Teil eines Synchrongenerators mit der erfindungsgemäßen Anordnung zeigt.The invention is described below with reference to the drawing, a section through part of a synchronous generator with the inventive Arrangement shows.

In der Zeichnung ist der Rotor des Synchrongenerators mit 1 und sein Stator mit 2 bezeichnet. Einer der Spulenköpfe des Stators ist mit 3 bezeichnet und der Druckring, der das Statorbündel zusammenhält, mit 4. Der Metallschirm, der am inneren Teil des Druckringes angebracht ist, ist niit 6 bezeichnet, und die am äußeren Teil des Druckringes angebrachte Lamellierung mit 5. In the drawing, the rotor of the synchronous generator is denoted by 1 and its stator by 2. One of the coil ends of the stator is labeled 3 and the pressure ring that holds the stator bundle together is labeled 4. The metal screen attached to the inner part of the pressure ring is labeled 6 , and the lamination attached to the outer part of the pressure ring is labeled 5.

Der Streufluß vom Spulenkopf 3 fließt teilweise durch den Kupferschirm 6 und teilweise durch die Lainellierung 5. Der Teil des Flusses, der durch den Metallschinn 6 fließt, induziert dort Wirbelströme. Diese Ströme verursachen eine entgegengerichtete magnetomotorische Kraft im Metallschirm und damit eine Richtungsänderung des Streuflusses vom Metallschirm zur Lamellierung. Die äußere Lamellierung 5 läßt einen alternativen Weg für den Streufluß offen, dessen größter Teil durch diese Lamellierung fließt. Die ohmschen Verluste ün Metallschirm werden hierdurch kleiner, weil der Fluß durch den Schirm, und dadurch auch die Wirbelströme, kleiner werden. Die Lamellierung 5, zu welcher der Streufluß vom Metallschirm 6 gelenkt wird, hat einen beträchtlichen Ab- stand von der Rotorachse und den Spulenköpfen, so daß der Streufluß und die Spulenkopfverluste auf Grund eines verkürzten Luftweges für den Streufluß nicht größer werden.The stray flux from the coil head 3 flows partly through the copper screen 6 and partly through the lainellierung 5. The part of the flux which flows through the metal channel 6 induces eddy currents there. These currents cause an opposing magnetomotive force in the metal screen and thus a change in direction of the leakage flux from the metal screen to the lamination. The outer lamination 5 leaves an alternative path open for the leakage flux, the largest part of which flows through this lamination. This reduces the ohmic losses in the metal screen, because the flow through the screen, and thus also the eddy currents, become smaller. The lamination 5, to which the leakage flux is directed from the metal screen 6 , has a considerable distance from the rotor axis and the coil ends, so that the leakage flux and the coil head losses do not increase due to a shortened air path for the leakage flux.

Claims

Claims: 1. Arrangement for reducing the additional losses in the outside of the end faces of the stator core parts of synchronous generators, consisting of an annular screen made of metal with high electrical conductivity and an annular body made of laminated magnetic material, characterized in that the annular screen is made of metal with high electrical conductivity on the inner part of the pressure ring (4) of the stator (2) and the annular body (5) made of laminated magnetic material on the outer part of the pressure ring outside the metal screen, concentric to this and attached to it.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the annular body of laminated magnetic material consists of a magnetically oriented sheet metal strip which is wound into an annular body. Considered publications: German Patent Specifications Nos. 590 951, 578 381.