DE1203871B - Anordnung der Erregerwicklung auf Polraedern grosser, mechanisch hoch beanspruchter,elektrischer Synchronmaschinen - Google Patents

Anordnung der Erregerwicklung auf Polraedern grosser, mechanisch hoch beanspruchter,elektrischer Synchronmaschinen

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Publication number
DE1203871B
DE1203871B DEL38897A DEL0038897A DE1203871B DE 1203871 B DE1203871 B DE 1203871B DE L38897 A DEL38897 A DE L38897A DE L0038897 A DEL0038897 A DE L0038897A DE 1203871 B DE1203871 B DE 1203871B
Authority
DE
Germany
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pole
winding
arrangement
excitation winding
piece
Prior art date
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Pending
Application number
DEL38897A
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Ing Gerhard Hagedorn
Horst Rickmann
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Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Original Assignee
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/46Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/52Fastening salient pole windings or connections thereto
    • H02K3/527Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to rotors only

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Description

  • Anordnung der Erregerwicklung auf Polrädern großer, mechanisch hoch beanspruchter, elektrischer Synchronmaschinen Eine Steigerung der elektrischen Grenzleistuni von Synchronmaschinen hängt in hohem Maße vor der mechanischen Festigkeit des Polrades ab. Dic Beanspruchbarkeit des Polrades durch die Fliehkraft begrenzt daher oft eine Steigerung der elektrischen Leistung. Die kritische Stelle hinsichtlich dei Beanspruchung durch die Fliehkraft ist im allgemeinen die Befestigung der Erregerwicklung und der Polschuhe an den Polkernen, die durch die Fliehkraft des Polschuhgewichtes sowie durch die Fliehkraft der Erregerwicklung hoch beansprucht werden. Im Rahmen der Erfindung wird eine Möglichkeil gezeigt, die eine höhere mechanische Belastung des Polrades erlaubt, indem auf eine lösbare Befestigung zwischen Polschuh und Polkern verzichtet wird.
  • Es ist bekannt, Polschuh und Polkern in lamellierter oder nichtlamellierter Form aus einem Stück herzustellen. Die Erregerwicklung wird dann von innen her auf den Polkern aufgeschoben, wobei diese dann gegen die Fliehkraft durch den Polschuh gesichert ist. Der Pol selbst wird in bekannter Weise durch Hammerkopfansätze, Bolzen oder andere Mittel am Jochkörper befestigt. Diese Befestigungsmittel sind aber dann mechanisch mit der Fliehkraft des ganzen Pols zusammen mit der der Erregerspule beansprucht. Deshalb sind auch bei einer solchen Konstruktion, die sich in bestimmten Bereichen bewährt hat, Grenzen gesetzt, womit auch eine weitere Vergrößerung der elektrischen Leistung verhindert ist.
  • Es ist bei kleinen Motoren, beispielsweise für Raumventilatoren, bekannt, aus fertigungstechnischen Gründen die nicht rotierende Ständerwicklung mäanderförmig zwischen die Pole des Ständers einzulegen. Bei größeren Maschinen jedoch, insbesondere aber bei denen mit hohen Drehzahlen rotierenden, hoch beanspruchten Polrädern großer Maschinen, ist eine derartige Anordnung noch nicht bekanntgeworden.
  • Bei anderen Anordnungen ist es bekannt, Erregerwicklungen vorher fertigzuwickeln und dann deren Windungen einzeln über den Polschuh zu streifen. Dabei bestehen die Windungen aus isoliertem Kupferband; sie sitzen auf einem Spulenrahmen auf, der außerdem eine Isolation darstellt. Die Befestigungsart der Wicklung ist dabei relativ kompliziert, da sie sich gegen die Polschuhe abstützt und außerdem durch ein Spannband gehalten werden muß.
  • Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung der Erregerwicklung auf Polrädern großer, mechanisch hoch beanspruchter, elektrischer Synchronmaschinen,-wobei zumindest Polschuh und Polkern flächenmäßig aus einem Stück bestehen. Erflndungsgemäß ist die Erregerwicklung mittig zu den benachbarten Polen gleichsinnig mäanderförmig durch die Pollücken und außerhalb der Pollücke entlang einer Stirnseite jedes Pols mit Abstand von den Polkernen und ohne Isolation gegenüber diesen geführt.
  • Es sind wohl schon mäanderförinige Erregerwicklungen bekanntgeworden. In einem Fall handelt es sich jedoch um eine Anordnung im feststehenden Teil der Maschine mit dem Zweck, die Zwischenräume zwischen den Polen vollständig mit leitendem Material auszufüllen, wobei außerdem noch eine Isolation vorgesehen werden muß. Bei der vorliegenden Erfindung soll dagegen der Zwischenraum als solcher erhalten bleiben, um unter anderem eine bessere Kühlung zu ermöglichen und die Wicklung unisoliert auszubilden. Außerdem kann bei der bekannten Anordnung überhaupt keine Beanspruchung durch Fliehkräfte auftreten, während deren Berücksichtigung wesentlicher Bestandteil der Anordnung nach der vorliegenden Erfindung ist.
  • In einem anderen Fall, bei dem im Prinzip dieselben Nachteile wie oben angedeutet, auftreten, kommt noch hinzu, daß der mäanderförmige Leiter als Dämpferwicklung verwendet wird und schon deswegen eng an den Polen anliegen muß; deswegen wird er auch gleichzeitig zur Halterung und Distanzierung der relativ sehr kleinen Pole verwendet.
  • Der Aufbau eines Polrades gemäß der Erfindung entlastet nun den übergangsquerschnitt zwischen dem Polschuh einerseits und dem Polkern andererseits, wobei dieser Querschnitt jetzt nicht mehr zusätzlich durch die Fliehkraft beansprucht wird. Denn die Befestigung der Wicklung kann in den Pollücken am Jochring oder an den Polkernen, an der Stimseite der Pole dagegen auf zwei stimseitig umlaufenden Ringen oder Preßplatten erfolgen. Es wird durch die mäanderförmige Wicklungsanordnung auch eine erleichterte Montage erreicht, wobei die Pole seitlich montiert werden können, ohne daß bei Reparaturen die Erregerwicklung, die unabhängig vom Pol befestigt ist, entfernt oder in einer anderen Weise einem Arbeitsvorgang unterworfen werden muß.
  • Das Polrad gemäß der Erfindung kann auch insgesamt einteilig, z. B. aus Blechen oder aus Platten oder als Schmiedestück, hergestellt sein.
  • Da die Erregerwicklung nur noch gegen ihre Halterung elastisch isoliert werden muß, nicht aber gegen die Pole, läßt sie sich besonders wirksam durch einen Luftstrom kühlen, der in an sich bekannter Weise zwischen der Polkernwand und der Erregerspule hindurchgeleitet wird. Die Kühlluft für die Erregerspule wird dabei durch Schlitze dem Jochring zugeführt und strömt zu beiden Seiten der Erregerspule in den Luftspaltraum. Die Schlitze ergeben sich durch das Einschichten von Blechen kleinerer Abmessungen, wie später noch gezeigt werden wird.
  • Die Montage der Erregerwicklung gestaltet sich besonders einfach, wenn die Pole in bekannter Weise mittels Schwalbenschwanz oder Hammerkopf am Jochring befestigt sind. In diesem Fall kann die gesamte Erregerwicklung auf dem Jochring befestigt werden, noch ehe die Pole aufgebracht worden sind. Danach können die Pole jeweils nach Lage der Wicklung an der entsprechenden Stelle von der Seite her in den Jochring eingeschoben und gesichert werden. Zieht man bei Reparaturen die Pole seitlich ab, so kann der Pol ausgetauscht oder aber auch die Erregerwicklung als ganze oder in Teile abgenommen werden. Diese Bauart ist nicht nur für Reparaturen, sondern auch für den Transport des Polrades günstig, da es an der vorgesehenen Stelle einfach wieder zusammengesetzt werden kann. Für diese Art der Befestigung (Schwalbenschwanz, Hammerkopf) der Pole am Jochring wird nur im Zusammenhang mit der nach Anspruch 1 vorgeschlagenen Wicklungsanordnung Schutz beansprucht.
  • In den Figuren sind an Ausführungsbeispielen Einzelheiten des Polrades mit der Wicklungsanordnung gemäß der Erfindung dargestellt.
  • F i g. 1 zeigt einen Teil des hier beispielsweise als massiv angegebenen Jochringes mit eingesetzten Polen mit Wicklungen und F i g. 2 die Draufsicht auf dasselbe vom Umfang her gesehen.
  • Nach F i g. 1 bilden der Polkern 1 und der Polschuh 2 eine Einheit. An den Pollücken 6 sind je- weils Zuganker 7 am Jochring 9, beispielsweise mit Schwalbenschwanzbefestigung 8, verankert. Diese Zuganker 7 halten die aus mehreren Lagen bestehende Erregerwicklung 10, die mäanderförinig zwischen den Polen um das Polrad herumgeführt ist und zwischen zwei Isolierplatten 11 und 12 liegt. Die Zentrifugalkraft der Erregerwicklung 10 wird über Deckplatten 13 von den Muttern 14 auf den Zuganker 7 übertragen.
  • Ein fabrikatorischer Vorteil ergibt sich beim Gegenstand der Erfindung in der Weise, daß, da die Erregerwicklung nicht mehr am Polkern anliegt, die Bearbeitung des Polkernes vereinfacht werden kann. So können die Umrisse des Pols bis auf die Befestigungsnuten, beispielsweise aus Platten, ohne Nacharbeit durch Brennschneiden ausgeschnitten werden. Der erfindungsgemäß ermöglichte große Abstand zwischen den Polkernen 1 und den Windungen der Erregerwicklung 10 kann dann zu einer wirksamen Kühlung der Erregerwicklung 10 ausgenutzt werden. Zusätzlich können im Jochring 9 dabei radiale Luftführungskanäle geschaffen werden, durch die Kühlluft vom Jochring her in Richtung 17 zum Polradumfang durch die Zwischenräume 16 strömen kann. Die Radialluftführungskanäle 15 innerhalb des Jochringes können dadurch geschaffen werden, daß im Falle eines lamellierten Jochringes zwischen die Blechlamellen jeweils einige Lamellen geschichtet werden, die am Umfang 18 so verkürzt sind, daß sich radiale Luftkanäle nach der Schichtung ergeben. Diese Anordnung ist in F i g. 1 gestrichelt angedeutet. Bei einem massiven Jochring werden einfache radial gerichtete Bohrungen, die hier nicht dargestellt sind, vorgesehen.
  • F i g. 2 zeigt die Befestigung der in Mäanderform eingelegten Erregerwicklung 10 und die zweckmäßige Aufteilung der Deckplatten 13, 19,20 und 21. Die Erregerwicklung 10 umgibt danach jeden der Pole 22 nur auf drei Seiten. Die vierte Polseite bleibt frei. Die stirnseitigen Abschnitte der Erregerwicklung 10 sind an den Ringen 23 und 24 befestigt.
  • Mit der Erfindung wird eine fliehkraftgünstige Bauform eines Polrades einer mechanisch stark beanspruchten, großen, elektrischen Synchronmaschine ermöglicht, bei der die günstige Wicklungsanordnung sehr hohe Beanspruchungen zuläßt.

Claims (2)

  1. Patentansprüche: 1. Anordnung der Erregerwicklung auf Polrädern großer, mechanisch hoch beanspruchter, elektrischer Synchronmaschinen, wobei zumindest Polschuh und Polkem flächenmäßig aus einem Stück bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerwicklung mittig zu den benachbarten Polen gleichsinnig mäanderförmig durch die Pollücken und außerhalb der Pollücke entlang einer Stirnseite jedes Pols mit Abstand von den Polkernen und ohne Isolation gegenüber diesen geführt ist.
  2. 2. Polrad für eine Wicklungsanordnung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flächenmäßig aus einem Stück bestehenden Pole (Polschuh und Polkern) in an sich bekannter Befestigungsweise mittels Hammerköpfen oder Schwalbenschwänzen seitlich in den Jochring einschiebbar und in diesem gehalten sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 443 084, 945 526, 950 659; französische Patentschrift Nr. 1211438; Buch v. M ö 11 e r - W e r r, »Leitfaden der Elektrotechnik«, Bd. 111, 1955, S. 56, 57.
DEL38897A 1960-08-04 1960-08-04 Anordnung der Erregerwicklung auf Polraedern grosser, mechanisch hoch beanspruchter,elektrischer Synchronmaschinen Pending DE1203871B (de)

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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE443084C (de) * 1924-06-01 1927-04-19 North East Electric Co Serpentinenfoermige Feldmagnetwicklung fuer elektrische Maschinen mit rohr-foermigem Feldmagnetring und nach innen vorspringenden, abnehmbaren Polen
DE945526C (de) * 1953-08-29 1956-07-12 Elektro Bau Ag Mittelfrequenz-Synchronmaschine
DE950659C (de) * 1952-10-14 1956-10-11 Siemens Ag Anordnung zur Aufnahme der von der umlaufenden Erregerspule von Synchronmaschinen ausgehenden Fliehkraefte
FR1211438A (fr) * 1957-07-16 1960-03-16 Westinghouse Electric Corp Enroulement inducteur pour dynamo

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