Synchron-Maschine mit verminderter 'nkerriickvrirki.ing und einem
Anlauf-Dämpferkäfig Die Erfindung bezieht sich auf eine Synchron-Maschine mit verminderter
Anker-Rückwirkung und einem Anlauf-Dämpferkäfig, deren Rotor in Walzenform ausgebildet
ist und auf seinem Umfang ungleichmäßig verteilte Rotornuten aufweist, in denen
die Erregerwicklung eingesetzt ist. Die bisher bekannten Synchron-Maschinen dieser
Gattung mit ausgeprägten Polen und mit zylindrischem Läufer, z. I3. Turbogeneratoren,
weisen eine Rotorkonstruktion auf, die eine s inusf örmige Kurvenform der Induktion
im Luftspalt erzeugt. Diese sinusförmige Feldkurve ist z,:rar wegen der Spannungskurvenform
nützlich, sie begrenzt jedoch die Zulassung größerer Induktionswerte im Luftspalt,
so daß manche Partien des magnetischen Kreises, z.B. :nkerzähne und Zähne des 1?21dmagneten
bei walzenförmigen Rotoren von Turbogeneratoren, nicht ausgenutzt werden können.
Zu den Hauptnachteilen der Synchron-T,Laschinen mit ausgeprägten Polen und Anlauf-Dämpf
erkäf ig gehören außerdem hohe Produktionskosten, schwierige Kühlungsmöglichkeiten
der z@-irammenUeh<iuften Spulen der Erregerwicklung, eine
verzerrte
Spannungskurve bei Wirk-Blind-Belastung und die Pleigung zur Beschädigung der Erregervricklung3isolation
hei ;31pulenschwingungen infolge der auftretenden a@@dial- oder iangentialkräfte.
Bei den Synchron .,aschinen, hei denen -iie Erregerwicldung so ausgeführt ist, dalj
deren m#-1Uneti-che Durchflutung, die einer Sinuskurve entspricht, i:: t auijerdem
die Unterbringung einer genügenden Anzahl von Dämoferstäben in der _@c#lhe der --iolr:iitte
wegen Platzmangel uni.lö,-lich. Auch die uri(°leichrnäisiife s.ufteilung der für
die Erregervricklünt"r dienenden _@otornuten durch ver:-chiedene Nutentief#noder
::ich zur Polmitte verf-rößernden Nutenabs tand f ür:r te nicht zur Über::rindung
dieser Nachteile. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die:@e i;=i@@r:teile
auf einfache Weise zu vermeiden. Die Erfindung besteht darin, daß die @rre;ervri
c@@lung in den Rotornuten derart verteilt ist, daß die Kurvenform der durch den
!#rregerwicklungsstrom erzeugten mar,;netischen Durchflutung im Luftspalt trapezähnlich
verli.lift _ind daß die parallelen T'rapezseiten ein Längenverhc*tltniL von etwa
0,4 bis 0,6 aufweilsen. Den oben --n.°efit'_nrten Induktionsverlauf im Luftspalt
erreicht man cur:@_ e:-_ :sprechende .';nordnun@- :der Uten der Erregervricklung
auf dem Rotorumfang; die Tuft@3Ualtlänge zwischen den Blechpaketen des Rotors und
;tator:: ist dagegen auf dem gesamten Umfang konstant, die 7?e@@rbei tungskosten
sind daher niedrig. Bei einer derartigen Feldkurve im Luftspalt über2chreitet die
Artlitude der ersten Harmonischen der Induktion den maximalen -:ert ihres wirklichen
Verlaufes um 10 bis 15 ;$.
Dadurch wird es möglich, den Ankerstronbelag
zu senken und demzufolgen die I-,iaBChinenreaktanz im stationären und irr. nichtstationären
Zustand zu zerkleinern. Bei der richtigen Mahl der Luftspaltfeldkurve schlieiit
sich das Verhältnis der ersten Harmonischen des Flusses zu dem totalen magnetischen
Fluß der Polteilung zwischen der. Grenzwerten 0,95 bis 0,98 ab. Die Ankerwicklung
hat dank dem verkürzten Schritt und evtl. einer Bruchzahl von :;uten pro Pol und
Phase soriie infoll°e der Schr4gstellung der Erregerviicklung;n-iten in bezug auf
die in der Luftspaltinduktien skurve in rohem Maße enthaltenen höheren Harmonischen
str:i#k i:kzentuierte Diskriminationseigenschaften. nie hlemri:ensparinung skurve
der i:i':ßen bjyncliron-?,iasciiir:e ist .dal:e:auch ;@raktioch .^'ir£usf örinig.
Bei sehr hoher mai-rnetischer ,;usnutzun#- :"ürce m:-n !-ei der erfindungsCemäßen
eine -zu :iiec:,-,i.--z s 1.1-tr«r:;3-4 -tcrirclie Reakt.inz er:.,; @ 4("!-"
wegen :des ur@-;achlußstrones nicht zul:3s: ij- ist. ist daher eine @rl:üdie durch
durch ': er huntdes .rikerstrorabelar-es nc -leinerung des Innen- und itußendurcsi:::e:--sers
der Statorbl.ec' e er, zielbar ist. Auf diese ;eise hat die mit Ankerrückwii#kung
und spezielle::: :, :iauf-Däm2- ferkäfig nicht s_ :# r #s;:-er ' b..e ,. nur eine
klei..ere F,eaktanz, 'Kleinere im Vergleich zu den In den Fi._-. 1 t:riü 2 ist ein
_.;sfü1:;#unsbeis_-iel f':r d'_e `rfindung sez:e::atl-ech dari-estelit. i .,.Synchronous machine with reduced 'nkerriickvrirki.ing and a start-up damper cage where the excitation winding is used. The previously known synchronous machines of this type with pronounced poles and with a cylindrical rotor, z. I3. Turbo generators have a rotor construction that creates a sinusoidal curve shape of the induction in the air gap. This sinusoidal field curve is useful because of the shape of the voltage curve, but it limits the admission of larger induction values in the air gap, so that some parts of the magnetic circuit, e.g. teeth and teeth of the 1? 21d magnet in cylindrical rotors of turbo generators, cannot be used . The main disadvantages of synchronous T machines with pronounced poles and start-up dampers also include high production costs, difficult cooling options for the central coils of the field winding, a distorted voltage curve with active-reactive load and the risk of damage The excitation curl insulation is called coil vibrations as a result of the a @@ dial or angential forces that occur. In the case of synchronous machines, in which the excitation development is designed in such a way that its m der --iolr: iitte uni.lö, -lich due to lack of space. Also the uri (° leichrnäisiife see subdivision of the _ @ otornlünt serving for the exciter fan grooves by different: -different groove depths or :: I to the pole center enlarging groove distance for: r te not to overcome these disadvantages The invention is based on the object of avoiding the: @ei; = i @@ r: parts in a simple manner waveform of the generated by the #rregerwicklungsstrom mar; _ind verli.lift trapezoidal similar netic flux in the air gap that the parallel T'rapezseiten * aufweilsen a Längenverhc tltniL of about 0.4 to 0.6 the above --n ° efit '!.. _rth induction course in the air gap is reached cur: @_ e: -_: speaking. '; nordnun @ -: the Uten of the excitation winding on the rotor circumference; the tuft @ 3Uold length between the laminated cores of the rotor and; tator :: is on the other hand on the whole The scope is constant, the 7? E @@ processing costs are therefore low In the air gap, the typelitude of the first harmonic of induction exceeds the maximum of its actual course by 10 to 15%. This makes it possible to lower the anchor stron coating and consequently the I-, iaBChinenreaktanz in the stationary and irr. crush non-stationary state. If the air-gap field curve is correct, the ratio of the first harmonic of the flux to the total magnetic flux of the pole pitch between the two closes. Limit values from 0.95 to 0.98. The armature winding has, thanks to the shortened step and possibly a fraction of:; utes per pole and phase soriie infoll ° e of the inclination of the excitation winding; nths in relation to the higher harmonics contained in the air gap induction curve in crude measure: i # ki: accentuated discrimination properties. never hlemri: ensparinung skurve der i: i ': ßen bjyncliron - ?, iasciiir: e is .dal: e: also; @raktioch. ^' ir £ usf örinig. In the case of a very high level of potential use: "ürce m: -n! -If the inventive one -zu : iiec:, -, i .inz he:.,; @ 4 ("! -" because of: the ur @ -; achlußstrones not permissible: 3s: ij- ist. is therefore a @rl: üdie through ': he huntdes .rikerstrorabelar-es nc - cleaning of the inner and outer diameter ::: e: - where the stator blade can be aimed. : # r #s;: - er 'b..e,. just a smaller F, eaktanz,' smaller compared to the In the Fi ._-. 1 t: riü 2 is a _ .; sfü1 :; # unsbeis_-iel f ': r d'_e `rfindung sez: e :: atl-ech dari-estelit. i.,.
ri-ä 7 stellt. +stellt. durch Rotor einer r; i neund
Fig.
2 die Ansicht eines Teiles des Rotors dar.ri-ä 7 represents. + represents. by rotor a r; i nine
Fig.
2 shows the view of part of the rotor.
Der aus Dynamoblech oder einem anderen Blech paketierte Rotor 1 weist
zwei Nuteriarten 2 und 3 auf seinem Umfang auf. Die Nuten 2 der Erregerwicklung
4 sind auf dem Rotorumfang ungleichmäßig verteilt; je mehr sich die Nuten den neutralen
Achsen einzelner Pole nähern, desto kleiner wird diese Teilung. In den übrigen Teilen
jeder Polteilung, die keine fluten 2 enthalten, finden sich gleichmäßig verteilte
Nuten 3 des Anlauf- und Dämpferkäfigs 5. Da sich in der Synchron-Ilaschine mit verminderter
Ankerrückwirkung die Erregerwicklungsnuten 2 nur auf etwa die Hälfte der Polteilung
erstrecken, ist der Rest der Teilung für die Unterbringung einer genügenden Anzahl
von Dämpferstäben 6 des Anlauf-Dämpf erkäf igs 5 ausnutzbar. In den Idas ehinen
kleinerer Leistung ist es am einfachsten, die Erregerwicklung als einschichtige
Träufelwicklung auszuführen. Gemäß einer @;eiterbildung der Erfindung kann der Anlaufdämpferkäfig
5 vor dem Einlegen von iindungen der Erregerwicklung 4 vollständig fertiggestellt
werden. Die Dämpferstäbe 6 mit runde., oder beliebigem anderen Querschnitt werden
mit den 'r-,ijrz:chlußelementen 7 durch Hartlöten verbunden. Die Kurzschlußelei-:ente
7 verbinden die Dämpferstäbe 6 eine:: Pols stir::seitig und sind andererseits mit
den auf der Innenseite der Erregerwicklung 4 aufgesetzten Kurzsc-:1-_. rinf-en 9
mittels radial verlaufender Verbindungsglieder ü üurci. ::ü.- Töten veri:unden.
Die Kurzschlußringe 9 können auf de::: ;@ic::l@zngs träger oder ohne denselben aufgesetzt
werden. `e axialen Ventilationskanäle 11 sichern eine inter:sive @,bführung der
in der Erregerwicklung 4 entstehender. Wärme. =ie Kühlung ist viel intensiver als
die Kühlung des sich errv.:.rmenden Kupfers in konzentrierten Erregerspule- der
i.",:-c°:ine mit ausgeprägten Polen.The rotor 1, which is packaged from dynamo sheet metal or another sheet metal, has
two types of uteri 2 and 3 on its circumference. The grooves 2 of the excitation winding
4 are unevenly distributed on the rotor circumference; the more the grooves are the neutral
The closer the axes of individual poles, the smaller this division becomes. In the remaining parts
every pole pitch that does not contain floods 2 are evenly distributed
Grooves 3 of the start-up and damper cage 5. Since in the synchronous machine with reduced
Armature reaction the excitation winding grooves 2 only to about half of the pole pitch
extend, the remainder of the pitch is to accommodate a sufficient number
of damper rods 6 of the start-up damper cage 5 can be used. In the Idas anyway
lower power it is easiest to single-layer the excitation winding
Execute trickle winding. According to one embodiment of the invention, the start-up damper cage
5 completely completed before the insertion of iindungen of the field winding 4
will. The damper rods 6 with round. Or any other cross-section
connected to the 'r, ijrz: locking elements 7 by brazing. The short-circuit line: duck
7 connect the damper rods 6 on one side and on the other side with
the short sc-: 1-_ placed on the inside of the excitation winding 4. rinf-en 9
by means of radially extending connecting links ü üurci. :: ü.- killing veri: unden.
The short-circuit rings 9 can be placed on de :::; @ic :: l @ zngs carrier or without the same
will. `e axial ventilation channels 11 ensure an inter: sive @, guiding of the
arising in the excitation winding 4. Warmth. = The cooling is much more intense than
the cooling of the leaking copper in concentrated excitation coils
i. ",: - c °: ine with pronounced poles.