Nutenverschluß einer Statornut einer großen elektrischen Maschine,
insbesondere eines Turbogenerators Es ist ein Nutenverschluß einer Statornut einer
großen elektrischen Maschine, insbesondere eines Turbogenerators, bekannt, welcher
radial auf einanderfolgende Leiterstäbe gegen den Nutgrund verspannt. Dieser Nutenverschluß
ist durch einen Nutenlängsverschlußstab schwalbenschwanzförmigen oder keilförmigen
Querschnitts gebildet, der mit Längsnuten ebensolchen Querschnitts, die in den Seitenwänden
der Statornut vorgesehen sind, in Eingriff steht. Bei der Montage werden die Leiterstäbe
in die Statornut eingelegt und zur Nutöffnung hin mit einer Isolierstoffbeilage
abgedeckt. Vor dem axialen Eintreiben des Verschlußstabes in die Ausnehmungen werden
die Leiterstäbe und die Beilage durch Spannvorrichtungen fest gegen den
Grund der
Statornut gepreßt. Dann wird der Stab axial eingetrieben, wobei
mit fortschreitendem Vordringen des Verschlußstabes jeweils die unmittelbar vor
ihm liegende Spannvorrichtung gelöst wird. Dieses Verfahren ist sehr umständlich.
Außerdem kann dabei nicht verhindert werden, daß während des Eintreibens zwischen
dem Verschlußstab und der Beilage bzw. dem Leiterstab Reibungskräfte und Scherkräfte
auftreten, die zur Beschädigung der Beilage und/oder der Leiterstabisolation führen
können. Besonders gefährlich ist, daß bei diesem Nutenverschluß die Leiterstäbe,
die im Betrieb infolge der durch das Nuten querfeld hervorgerufenen großen elektromagnetischen,
zum Nutgrund hin gerichteten Kräfte mit einer Frequenz, die doppelt so groß ist
wie die Frequenz des Leiterstroms, gegen den Nutgrund und die Isolierstoffbeilage
drücken, locker werden, also Radial-spiel bekommen, und hämmern
und somit, insbesondere wenn sie
hohl, also flüssigkeitsdurchströmt sind,
Risse bekommen. Durch
diese Stabschwingungen und Kräfte werden
auch Beschädigungen an
der Stabisolation und somit Spannungsdurchschläge
verursacht.
Mit zunehmendem Radialspiel vergrößern sich diese Kräfte
stark.
Ein durch die französische Patentschrift 1 336 159
bekannter Nutenverschluß, bei dem im Gebiet des Verschlußstabes ein aufblähbares,
im aufgeblähten Zustand über Beilagen die Leiterstäbe gegen den Nutgrund drückendes
Rohr vorgesehen ist, hat im wesentlichen die gleichen Nachteile. Darüberhinaus ist
diese Bauart relativ aufwendig, da ein Rohr, Druckmedium für das Rohr und eine zugehörige
Druckerzeugungseinrichtung benötigt werden, und ferner unsicher, da das Druckmedium
bzw. der Druck ausfallen kann. Bekannt ist ferner, einen anfangs genannten Nutenverschluß
über ein Federelement gegen den Nutgrund zu verspannen (Deutsches Gebrauchsmuster
1 749 1oo). Dadurch soll erreicht werden, daß auch nach längerer Betriebszeit die
Isolierstoffbeilage sich nicht teilweise aus der Nut herausbewegt. Es ist aber wegen
des anfangs genannten Verfahrens und seiner genannten Nachteile praktisch unmöglich,
die Leiterstäbe mit einer definierten Federkraft gegen den Nutgrund zu verspannen.
Gemäß der Erfindung sollen die Leiterstäbe zwecks Vermeidung , des Hämmerns und
der damit zusammenhängenden Nachteile mit einer definierten Federkraft gegen den
Nutgrund verspannt werden. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Kombination
gelöst, daß der Nutenverschluß einer Statornut einer großen elektrischen Maschine,
insbesondere eines Turbogenerators, welcher radial aufeinanderfolgende Leiterstäbe
über ein Federelement gegen den Nutgrund verspannt (Deutsches Gebrauchsmuster 17491oo),
durch einen radial in die Öffnung der Nut eingelegten Nutenlängsverschlußstab und
in korrespondierende Längsnuten des Verschlußstabes und der beiden Nutwände eingetriebene
Klemmstäbe gebildet ist (US-Patentschrift 2 945 139), wobei das Federelement zwischen
dem Verschlußstab und dem diesem benachbarten Leiterstab vorgesehen ist#
Bei der Bauart gemäß dieser US-Patentschrift und übri-gens auch bei der dieser
Bauart ähnlichen, für einen Rotor einer
elektrischen Maschine vorgesehenen
Bauart gemäß der US-Patentschrift 2 59o 255 und bei der Bauart gemäß der
österreichischen Patentschrift 63 878 sind die Leiterstäbe nicht mit einer Feder-
kraft
und also auch nicht mit einer definierten Federkraft gegen den Nutgrund
verspannt, denn es ist kein Federelement vorgesehen.
Auch liegt dort:
n.ick'-t` die erfindungsgemäße Aufgabe vor.
Die erfindunsgemäße
Kombination löst diese Aufgabe, weil der Verschlußstab bei der Montage unter Wegfall
von Beschädigungen einer Isolierstoffbeilage und/oder der Leiterstabisolation radial
eingelegt wird und die Leiterstäbe durch den Verschlußstab mit einer vorher berechneten
Radialkraft über das Federelement gegen der Nutgrund gedrückt und danach die Klemmstäbe
eingetrieben werden und dabei und danach die Radialkraft in der vorher berechneten
Größe praktisch genau erhalten bleibt. Diese Federkräfte können so definiert bzw.
dimensioniert werden, daß sie auch hei mit wachsender Temperatur nachlassender Elastizität
des Federelements sowie bei Setzerscheinungen der Leiterstäbe ir der Nut roch groß
sied, um das Hämmern zu verhindern, und andererseits hei hohlen Leiterstäben kein
Zusammenquetschen derselben bewirken. Das Federelement ist zwischen dem Verschlußstab
und dem diesem benachbarten Leiterstab vorgesehen, weil bei zwei Leiterstäben pro
Nut von der radialen elektromagnetischen Höchstgesamtkraft der größte Teil im Bohrungsstab
wirkt. Mit dieser Anordnung des Federelements sind bei größtmöglicher de@inierter
Federkraft bzw. Radialverspannung nur noch kleine Restradialschwingungen beider
Leiterstäbe vorhanden. Es wird eine starke Dämpfung der Schwingungen bzw. Schwingungsamplituden
erzielt. Da der Verschlußstab radial eingelegt wird, werden Beschädigungen und Verlagerungen
des Federelements vermieden. Die Größe der radialen Verspannung kann über eine hydraulische
Preßvorrichtung, die den Verschlußstab radial in die Nut preßt, exakt dimensioniert
werden. Die Längsnuten können beliebigen Querschnitt haben. Der Einfachheit halber
empfiehlt es sich aber, Halbrundnuten vorzusehen. Zur Vermeidung von Kurzschlüssen
zwischen den einzelnen Blechen des Blechpaketes wird als Werkstoff für die Klemmstäbe
Isolierstoff, vorzugsweise Epoxyd-Glashartgewebe hoher Scherfestigkeit, vorgeschlagen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Nutenverschlusses
gemäß der Erfindung in einem Querschnitt dargestellt.
Hit 1 ist ein
Statorblechpaket bezeichnet. Es weist eine Statornut 2 auf, in
der zwei Leiterstäbe 3 und der Statorwicklung angeordnet sind. Zur Nutöffnung
hin sind diese Leiterstube mit
einem Federelement (Beilage
aus elastischem Werkstoff) 5 abgedeckt. Zwischen beiden Leiterstäben 3 und 4 ist
eine Zwischenlage 11 aus festem Werkstoff angeordnet. Der Nutenverschluß besteht
aus einem rechteckigen Nutenlängsverschlußstab 6, in dessen Schmallängsseiten 7
je eine in axialer Richtung verlaufende Längsnut 8 angeordnet ist, die mit je einer
entsprechenden Längsnut 9 in den Seitenflächen der Statornut 2 derart korrespondiert,
daß im Einbauzustand des Verschlußstabes 6 jeweils ein in Achsrichtung verlaufender
Kanal entsteht, in den ein entsprechend profilierter Stab 1o zur Festsetzung des
Verschlußstabes 6 eingetrieben ist. Zwischen dem Federelement 5 und dem Verschlußstab
6 ist eine Justierbeilage 12 vorgesehen. Der Verschlußstab 6 wird ebenso einfach
wie die Leiterstäbe 3 und 4 und das Federelement 5 in die Öffnung der Statornut
2 eingelegt und mittels einer Preßvorrichtung durch eine Radialkraft derart stark
in Richtung zum Nutengrund belastet, bis die Längsnuten 8 und 9 einander genau gegenüberliegen.
Sodann werden die Klemmstäbe 9 in den dadurch entstehenden Kanal eingeschoben, so
daß der Verschlußstab 6 auch nach der Entlastung von der Preßvorr@ichtung fest in
seiner Lage verbleibt. Das Federelement 5 besteht aus Silikonkautschuk. Es können
aber auch zwischen dem Verschlußstab und dem Leiterstab metallische Federelemente
vorgesehen sein.