DE1282162B - Pole shoe arrangement for an asynchronously starting synchronous machine - Google Patents

Pole shoe arrangement for an asynchronously starting synchronous machine

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DE1282162B
DE1282162B DEA47564A DEA0047564A DE1282162B DE 1282162 B DE1282162 B DE 1282162B DE A47564 A DEA47564 A DE A47564A DE A0047564 A DEA0047564 A DE A0047564A DE 1282162 B DE1282162 B DE 1282162B
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Germany
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pole
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contact
shoe arrangement
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DEA47564A
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Lars Gynt
Sven Gynt
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ABB Norden Holding AB
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ASEA AB
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00Synchronous motors or generators
    • H02K19/02Synchronous motors
    • H02K19/14Synchronous motors having additional short-circuited windings for starting as asynchronous motors

Landscapes

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

Description

Polschuhanordnung für eine asynchron anlaufende Synchronmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Polschuhanordnung für eine asynchron anlaufende Synchronmaschine mit ausgeprägten Polen und massiven, unmittelbar an den Polkernen anliegenden und durch Bolzen befestigten Polschuhen.Pole shoe arrangement for an asynchronously starting synchronous machine Die The invention relates to a pole piece arrangement for an asynchronously starting Synchronous machine with pronounced poles and massive ones directly on the pole cores adjacent pole pieces fastened by bolts.

Es ist bekannt, solche Maschinen mit einer Anlaufwicklung auszuführen, die aus in den Polschuhen axial angeordneten Leitern besteht, wobei zu verschiedenen Polschuhen gehörende Leitergruppen durch Segmente aus elektrisch leitendem Material oder durch Kurzschlußringe, die sämtliche Pole verbinden, miteinander verbunden sind. Es ist auch bekannt, die in den massiv ausgeführten Polschuhen fließenden Wirbelströme für die Momentbildung beim Anlassen auszunutzen. Auch bei der letztgenannten Ausführung muß der Strom von Pol zu Pol fließen können, z. B. durch Kopplungsschienen, die die Polschuhe miteinander verbinden, oder durch Kurzschlußringe. Solche elektrischen Verbindungen zwischen den Stirnflächen der Polschuhe bringen aber mehrere Nachteile. Bei hoher Drehzahl müssen sie mit radialen Verstrebungen versehen werden, um den Zentrifugalkräften entgegenzuwirken; weiter erschweren sie das Durchströmen des Kühlmittels durch die Maschine, und schließlich ist es schwierig, einen zuverlässigen elektrischen Kontakt zwischen der Anlagefläche am Polschuh und den anliegenden Kupplungsschienen oder Kurzschlußringen zustande zu bringen. Man hat deshalb bei mehreren bekannten Maschinen die direkte Verbindung von Polschuh zu Polschuh ganz weggelassen, so daß sich der Strom von Pol zu Pol statt durch die genannten Verbindungen durch die Polkerne und den Läuferkörper schließen muß. Wenn die Polkerne und das Läuferjoch in einem Stück ausgeführt sind, bietet der übergang vom Polkern zum Läuferjoch kein Problem. Bei solchen Maschinen ist es jedoch üblich, daß der Polschuh für sich hergestellt und am Polkern durch Schraubenbolzen befestigt wird, die durch den Polschuh verlaufen und im Polkern festgeschraubt sind. Dabei ist es wesentlich, daß Polkern und Polschuh einen guten elektrischen Kontakt miteinander bilden. Es hat sich jedoch oft gezeigt, daß man trotz großer Zugkräfte zwischen Polkern und Polschuh keinen genügend guten Kontakt zwischen ihnen erhält. Dies bringt mehrere Mängel mit sich. Es kommt z. B. vor, daß die Bolzen mit einem allzu großen Teil des Stromes zwischen Polschuh und Polkern belastet werden und dadurch eine unzulässig große Erwärmung bekommen, was wiederum zu einer erheblichen Verschlechterung der mechanischen Festigkeit der Bolzen führt. Bei einer Polschuhanordnung der eingangs genannten Art wird der erforderliche gute Kontakt zwischen Polschuh und Polkern erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß jeder Pol mindestend einen Hohlraum zwischen Polschuh und Polkern aufweist, in dem ein unter dem Druck eines federnden Organs stehendes Kontaktorgan angeordnet ist, das einen elektrisch gut leitenden Kontakt zwischen Polkern und Polschuh herstellt.It is known to run such machines with a start winding, which consists of conductors arranged axially in the pole pieces, with different Conductor groups belonging to pole pieces by segments made of electrically conductive material or connected to one another by short-circuit rings that connect all poles are. It is also known to flow in the solid pole pieces To utilize eddy currents for the momentum generation when starting. Even with the latter Execution, the current must be able to flow from pole to pole, e.g. B. by coupling rails, which connect the pole pieces to one another, or by short-circuit rings. Such electrical However, connections between the end faces of the pole shoes have several disadvantages. At high speed, they must be provided with radial struts to the Counteract centrifugal forces; they further complicate the flow through the Coolant through the machine, and ultimately it is difficult to find a reliable one electrical contact between the contact surface on the pole shoe and the adjacent coupling rails or to bring about short-circuit rings. One therefore has known several Machines completely omitted the direct connection from pole piece to pole piece, so that the current moves from pole to pole instead of through the aforementioned connections through the pole cores and must close the rotor body. When the pole cores and the rotor yoke in one Piece, the transition from the pole core to the rotor yoke presents no problem. In such machines, however, it is common for the pole piece to be manufactured by itself and attached to the pole core by bolts passing through the pole piece and are screwed into the pole core. It is essential that the pole core and pole piece make good electrical contact with each other. However, it has often been shown that in spite of the large tensile forces between the pole core and the pole shoe, one does not have a sufficiently good one Keeps contact between them. This has several shortcomings. It comes z. B. before that the bolts with too large a part of the current between the pole piece and pole core are loaded and thus get an unacceptably high temperature rise, which in turn leads to a significant deterioration in the mechanical strength of the Bolt leads. In the case of a pole shoe arrangement of the type mentioned at the outset, the required good contact between pole shoe and pole core according to the invention achieved in that each pole has at least one cavity between the pole piece and pole core, in which a contact element under the pressure of a resilient element is arranged, which creates an electrically conductive contact between the pole core and pole piece.

Ausführungsbeispiele der Erfindung mit weiteren Merkmalen der Unteransprüche sind im folgenden an Hand einer schematischen Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt F i g. 1 einen Teil des Querschnitts einer Synchronmaschine mit der erfindungsgemäßen Polschuhanordnung winkelrecht zur Maschinenachse, F i g. 2 eine radiale Ansicht eines Polschuhs der Maschine und F i g. 3 bis 9 verschiedene Ausführungsformen eines Kontaktorgans, das zwischen Polschuh und Polkern angeordnet ist.Embodiments of the invention with further features of the subclaims are described below with reference to a schematic drawing; in this shows F i g. 1 shows a part of the cross section of a synchronous machine with the inventive Pole shoe arrangement at right angles to the machine axis, F i g. 2 is a radial view a pole piece of the machine and FIG. 3 to 9 different embodiments of one Contact member, which is arranged between the pole shoe and pole core.

In den F i g. 1 und 2 bezeichnen 1 den Ständer einer Synchronmaschine des Innenpoltyps, 3 das Läuferjoch aus massivem Stahl, 2 die Läuferachse und 4 die Polkerne, die in einem Stück mit dem Läuferjoch 3 ausgeführt sind, z. B. mittels Gießen. Auf den Polkernen 4 sind Polschuhe 5 durch in den Figuren nicht gezeigte durchgehende Bolzen befestigt, die in der Hauptsache mit radialer Richtung verlaufen. Die Feldspulen der Läuferpole sind mit 6 bezeichnet. In jedem Polende sind Kontaktorgane 7 angeordnet, um einen guten elektrischen Kontakt zwischen Polkern 4 und Polschuh 5 herzustellen. Die für die Kontaktorgane 7 vorgesehenen Hohlräume sind zwischen Polschuh und Polkern ausgebildet und sind vorzugsweise gemäß F i g. 2 an den Polenden angeordnet.In the F i g. 1 and 2 denote 1 the stator of a synchronous machine of the inner pole type, 3 the rotor yoke made of solid steel, 2 the rotor axis and 4 the pole cores which are made in one piece with the rotor yoke 3, e.g. B. by means of casting. On the pole cores 4, pole shoes 5 are fastened by through bolts (not shown in the figures), which extend mainly in a radial direction. The field coils of the rotor poles are denoted by 6. Contact members 7 are arranged in each pole end in order to produce good electrical contact between pole core 4 and pole piece 5. The cavities provided for the contact organs 7 are formed between the pole shoe and the pole core and are preferably shown in FIG. 2 arranged at the pole ends.

Auch in der F i g. 3 bezeichnet 4 den Polkern und 5 den Polschuh. Mit 8 ist ein zwischen Polkern und Polschuh ausgebildeter, im wesentlichen zylindrischer Hohlraum und mit 9 ein im Polkern festgeschraubter Bolzen bezeichnet, der zentral den Hohlraum 8 durchsetzt und zum Befestigen des Polschuhs am Polkern dient. Der Hohlraum 8 enthält weiter ein Kontaktorgan, um zwischen Polkern 4 und Polschuh 5 eine gut leitende elektrische Verbindung herzustellen. Das Kontaktorgan umgibt den Bolzen 9 und besteht aus einem federnden Organ 10, das aus drei aufeinandergestapelten Scheibenfedern besteht, und aus einem dehnbaren Stromübergangselement 11, z. B. einem dehnbaren Kupferband, das in der Hauptsache das federnde Organ umschließt. Das aus einem Material hoher Leitfähigkeit bestehende Stromübergangselement 11 wird durch das federnde Organ 10 mit seinem untersten Teil gegen eine Kontaktfläche 12 des Polkerns 4 und mit seinem oberen Teil gegen eine Kontaktfläche 13 des Polschuhs 5 gedrückt. Die Kontaktflächen 12 und 13 sind versilbert.Also in FIG. 3 denotes 4 the pole core and 5 the pole piece. 8 is a substantially cylindrical cavity formed between the pole core and pole piece and 9 is a bolt screwed tightly in the pole core, which centrally penetrates the cavity 8 and is used to fasten the pole piece to the pole core. The cavity 8 also contains a contact member in order to produce a highly conductive electrical connection between the pole core 4 and the pole piece 5. The contact member surrounds the bolt 9 and consists of a resilient member 10, which consists of three stacked disc springs, and of an expandable current transfer element 11, for. B. a stretchable copper band that mainly encloses the resilient organ. The current transfer element 11, which consists of a material of high conductivity, is pressed by the resilient element 10 with its lowermost part against a contact surface 12 of the pole core 4 and with its upper part against a contact surface 13 of the pole piece 5. The contact surfaces 12 and 13 are silver-plated.

F i g. 4 zeigt eine Ausführungsform des Kontaktorgans, in der das federnde Organ eine Schraubenfeder 14 ist, die einen durchgehenden Bolzen umschließt. In F i g. 5 besteht das federnde Organ aus mehreren Schraubenfedern, die um den durchgehenden Bolzen herum kreisförmig angeordnet sind. Die federnden Organe können auch aus in Druckrichtung aufeinandergestapelten Platten 15 aus federndem Material bestehen, die mit Absätzen 16 versehen sind und, wie in der F i g. 6 gezeigt, als Distanzstücke dienen. Mit 17 ist ein Stromübergangselement mit guter elektrischer Leitfähigkeit bezeichnet, das durch die federnden Platten 15 gegen Pol und Polschuh gedrückt wird. Die F i g. 8 zeigt ein federnd ausgebildetes Kontaktorgan, das aus einem Material mit guter elektrischer Leitfähigkeit besteht und somit als Stromübergangselement dient. Das Kontaktorgan ist als Ring mit S-förmigem Querschnitt ausgeführt und umschließt einen durchgehenden Bolzen. Ein ähnliches Kontaktorgan ist in F i g. 7 gezeigt, es besteht aus einem federnden Rohr aus leitendem Material, das zu einem Ring geformt oder aus einer Anzahl Ringsegmente zusammengesetzt ist. Das in F i g. 9 gezeigte Kontaktorgan besteht aus einem gut federnden Material, das mit einem Material guter elektrischer Leitfähigkeit belegt ist. In F i g. 9 bezeichnet 18 den ringförmigen oder aus Ringsegmenten zusammengesetzten Körper aus federndem Material, z. B. in der Form eines Rohres oder einer Schraubenfeder, und 19 eine Schicht aus leitendem Material, z. B. in der Form eines aufgewickelten Kupferdrahtes.F i g. 4 shows an embodiment of the contact member in which the resilient member is a helical spring 14 which encloses a through bolt. In Fig. 5 consists of the resilient member of several coil springs around the through bolts are arranged around a circle. The resilient organs can also from plates 15 made of resilient material stacked one on top of the other in the printing direction exist, which are provided with paragraphs 16 and, as in FIG. 6 shown as Serve spacers. At 17 is a current transfer element with good electrical Conductivity denotes that by the resilient plates 15 against the pole and pole piece is pressed. The F i g. 8 shows a resiliently designed contact element from a material with good electrical conductivity and thus as a current transfer element serves. The contact element is designed as a ring with an S-shaped cross section and encloses it a through bolt. A similar contact member is shown in FIG. 7 shown It consists of a resilient tube made of conductive material that is shaped into a ring or is composed of a number of ring segments. The in Fig. 9 shown Contact organ consists of a well-resilient material, which is good with a material electrical conductivity is proven. In Fig. 9 denotes 18 the annular one or composed of ring segments body made of resilient material, for. Am in the form of a tube or a coil spring, and 19 a layer of conductive Material, e.g. B. in the form of a coiled copper wire.

Claims (7)

Patentansprüche: 1. Polschuhanordnung für eine asynchron anlaufende Synchronmaschine mit ausgeprägten Polen und massiven, unmittelbar an den Polkernen anliegenden und durch Bolzen befestigten Polschuhen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Pol mindestens einen Hohlraum (8) zwischen Polschuh (5) und Polkern (4) aufweist, in dem ein unter dem Druck eines federnden Organs (10) stehendes Kontaktorgan (7) angeordnet ist, das einen elektrisch gut leitenden Kontakt zwischen Polkern (4) und Polschuh (5) herstellt. Claims: 1. Pole shoe arrangement for an asynchronous starting Synchronous machine with pronounced poles and massive ones directly on the pole cores adjacent pole pieces fastened by bolts, characterized in that each pole has at least one cavity (8) between pole shoe (5) and pole core (4), in which a contact element (7) under the pressure of a resilient element (10) is arranged, which has a good electrically conductive contact between the pole core (4) and pole piece (5) produces. 2. Polschuhanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ringförmige Anordnung der Hohlräume (8) und der Kontaktorgane (7) um die der Polschuhbefestigung dienenden Bolzen (9). 2. pole shoe arrangement according to claim 1, characterized by the annular arrangement of the cavities (8) and the contact organs (7) around the Pole shoe attachment bolts (9). 3. Polschuhanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das federnde Organ aus einem Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit besteht (F i g. 7 und 8). 3. pole shoe arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the resilient member is made of a material with high electrical Conductivity exists (Figs. 7 and 8). 4. Polschuhanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das federnde Organ aus einem Federmaterial (18) besteht, das mit einer Schicht (19) hoher elektrischer Leitfähigkeit belegt ist (F i g. 9). 4. pole shoe arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the resilient member consists of a spring material (18), which is covered with a layer (19) of high electrical conductivity (FIG. 9). 5. Polschuhanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das federnde Organ (10 in F i g. 3, 14 in F i g. 4, 15 in F i g. 6) Druckkräfte gegen eine Kontaktfläche (13) des Polschuhs (5) sowie gegen eine Kontaktfläche (12) des Polkerns (4) über mindestens ein an den beiden genannten Flächen anliegendes, dehnbares Stromübergangselement (11 in F i g. 3, 17 in F i g. 6) ausübt. 5. pole shoe arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the resilient Organ (10 in FIG. 3, 14 in FIG. 4, 15 in FIG. 6) compressive forces against a contact surface (13) of the pole shoe (5) and against a contact surface (12) of the pole core (4) at least one stretchable current transfer element resting on the two mentioned surfaces (11 in Fig. 3, 17 in Fig. 6). 6. Polschuhanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das federnde Organ aus Scheibenfedern (10) aufgebaut ist (F i g. 3). 6. Pole shoe arrangement according to one of the preceding Claims, characterized in that the resilient member consists of disc springs (10) is constructed (Fig. 3). 7. Polschuhanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige der Flächen, die den Hohlraum (8) begrenzen, mit einem Material mit guten elektrischen Kontakteigenschaften belegt, z. B. versilbert, sind. B. Polschuhanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktorgane (7) in der Nähe der Polenden angeordnet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 303 111, 336 711.7. Pole shoe arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that at least some of the surfaces which delimit the cavity (8) are covered with a material with good electrical contact properties, e.g. B. silver-plated, are. B. pole shoe arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the contact organs (7) are arranged in the vicinity of the pole ends. Considered publications: German Patent Specifications No. 303 111, 336 711.
DEA47564A 1963-11-12 1964-11-10 Pole shoe arrangement for an asynchronously starting synchronous machine Pending DE1282162B (en)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE303111C (en) *
DE336711C (en) * 1919-01-30 1921-05-10 Oerlikon Maschf Device on damper windings of runners with end caps for the winding heads of electrical machines

Patent Citations (2)

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