DE19535700A1 - Anordnung zur Befestigung der Wickelköpfe am Schleifringläufer einer Asynchronmaschine großen Durchmessers - Google Patents
Anordnung zur Befestigung der Wickelköpfe am Schleifringläufer einer Asynchronmaschine großen DurchmessersInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Asynchronmaschine mit einem
Schleifringläufer großen Durchmessers, insbesondere eines
Wasserkraftgenerators, dessen Läuferwicklung infolge hoher
Umfangsgeschwindigkeit gegen Fliehkraftüberbeanspruchung und zu
große Verformung sicher abgestützt werden muß.
Bekannt ist die Befestigungsart der Wickelköpfe freiliegend oder
auf einem Wicklungsträger mittels Bandagen aus Stahldraht bzw.
Glasfaser-Harz.
Weiterhin ist ein Halten der Wickelköpfe mit Hilfe von
Schrumpfringen bekannt.
In der DE-OS 29 24 863 werden Blechsegmente als Haltekörper für
die Wicklung benutzt. Die Wicklungsstäbe werden in radialer
Richtung über Druckleisten und Spannschrauben abgestutzt. Diese
Erfindung bezieht sich auf Ständer, ist jedoch analog für Läufer
einsetzbar.
Die zuerst beschriebenen Befestigungsarten sind ungeeignet für
Läufer mit einem großen Durchmesser, welche erst auf der Baustelle
aus den Komponenten Welle, Läuferkranz, Blechpaket und Wicklung
montiert werden sollen. Ein Aufbringen der Wickelkopfbandagen auf
die vor Ort eingelegten Spulen mit hoher Vorspannung und
anschließende Wärmeaushärtung ist technologisch im
Baustellenbetrieb kaum möglich. Die Halterung mittels Schrumpfring
erfordert eine komplizierte und genaue Angleichung der isolierten
Wickelköpfe an die Schrumpfringe. Die Herstellung hochfester,
unmagnetischer Stahlringe sehr großen Durchmessers bei
gleichzeitiger hoher Genauigkeit ist sehr arbeitsaufwendig.
Die Anzahl der Bauteile muß reduziert und die Herstellung
vereinfacht werden.
Die bekannten Befestigungsarten bringen bei den auftretenden hohen
Fliehkraftspannungen infolge des großen Durchmessers bei der
Bandagen- und Schrumpfringanwendung auch erhebliche Aufweitungen
im Durchmesser mit sich, so daß Wickelköpfe und Blechpaket ihre
radiale Lage zueinander verändern. Dies führt zur Zerstörung der
Wicklung.
Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem
zugrunde, bei Schleifringläufern großen Durchmessers und hoher
Umfangsgeschwindigkeit eine einfache Befestigungsart der
Wickelköpfe zu finden, die sich auch bei einer Montage auf der
Baustelle realisieren läßt und keine Relativbewegung der
Wickelköpfe zum Blechpaket durch unterschiedliche
Durchmesserveränderungen ermöglicht.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere
darin, daß mit verhältnismäßig wenig Bauteilen eine
qualitätsgerechte Montage der Maschine auch auf Baustellen möglich
ist. Die Wicklungsstabilität wird in alle Richtungen gewährt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen
2 bis 5 angegeben. Die Weiterbildung nach Anspruch 2 garantiert
eine Befestigung des Wickelkopfes in gleichmäßigen Abständen. In
Anspruch 3 wird eine zusätzliche Befestigung vorgeschlagen. Die
Ausgestaltung nach Anspruch 4 beschreibt eine besondere Gestaltung
des Stützelementes am Gewindebolzen für die Wickelkopfbefestigung
und Anspruch 5 den Einsatz von Isolier-Distanzstücken für die
Isolierung und Erhöhung der Wicklungsstabilität.
Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird
im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen
Fig. 1 den Längsschnitt des Schleifringläufers im Bereich des
Wickelkopfes,
Fig. 2 den Ausschnitt einer Draufsicht auf den Schleifringläufer
im Bereich des Wickelkopfes,
Fig. 3 den Ausschnitt einer Stirnansicht auf den Schleifringläufer
im Bereich des Wickelkopfes und
Fig. 4 Befestigungselemente der Wickelkopf teile im Detail.
Erfindungsgemäß wird das Problem bei einem Schleifringläufer
großen Durchmessers dadurch gelöst, daß zwischen dem
Läuferblechpaket 1 und dem Läuferkranz 3 am Umfang segmentförmige
Schweißkonstruktionen, bestehend aus einem am Blechpaket 1
anliegenden Preßsegment 4, einem dazu rechtwinklig angeordneten
Wicklungsträgerelement 5 und einem oder mehreren darunterliegenden
Schwalbenschwanzgegenprofilen 7, beide verbunden durch eine oder
mehrere Rippen 6, am Blechpaket 1 durch Schrauben und am
Läuferkranz 3 durch ein oder mehrere in die
Schwalbenschwanzgegenprofile 7 eingreifende
Schwalbenschwanzprofile 2 befestigt sind. Diese
Schweißkonstruktion dient zur Aufnahme der entstehenden
Fliehkräfte. Mittels Tangentialkeile 19, die zwischen die
Schwalbenschwanzprofile 2 und Schwalbenschwanzgegenprofile 7
geschlagen werden, erfolgt die Befestigung im Bereich des
Läuferkranzes. Die Größe der Preßsegmente 4 und damit auch der
Wicklungsträgerelemente 5 richtet sich nach dem Durchmesser des
Schleifringläufers. Die über den Wicklungsträgerelementen 5
liegenden Rückenstabkopfteile 8 und Bohrungsstabkopfteile 9 werden
durch Stützelemente 11 aus Isolierstoff, vorzugsweise in
T-förmiger Gestalt, und durch die Stützelemente 11 hindurchgehende
Gewindebolzen 12 mit Befestigungsmuttern 18 und einer
Befestigungsmutternsicherung 17 gehalten. Auf dem Wicklungsträger
5 liegen die sich unter 90° kreuzenden, isolierten
Rückenstabkopfteile 8 und Bohrungsstabkopfteile 9 der
Läuferwicklung. Dadurch entstehen zwischen benachbarten und
übereinanderliegenden Wickelkopfteilen in axialer und tangentialer
Richtung in gleichen Abständen quadratische Freiräume 10, durch
die zur Wickelkopfbefestigung die Gewindebolzen 12 hindurchragen.
Weitere Gewindebolzen 12 mit Stützelementen 11 sind am Nutausgang
13 und hinter den Stabverbindungen 14 angebracht. Zwischen den
Wicklungsträgerelementen 5 und den Rückenstabkopfteilen 8 und den
Bohrungsstabkopfteilen 9 liegen bekannte, aber durchbrochene
Isolationszwischenlagen 15. Die Distanzierung benachbarter
Wickelkopfstäbe und zum Gewindebolzen 12 übernehmen harzgetränkte,
aushärtende Vlies-Harz-Distanzstücke 16. Gleichzeitig wird damit
die Wicklungsstabilität erhöht.
Durch die gemeinsame Befestigung von Blechpaketsegmenten 1 und
Wicklungsträgerelementen 5 an den Schwalbenschwanzgegenprofilen 7
haben das Blechpaket 1 und die Kopfteile 8/9, abhängig von der
Drehzahl, stets die gleiche, geringe Durchmesservergrößerung und
somit keine schädigende Relativbewegung zueinander. Gerade die
Einhaltung minimalster Durchmesservergrößerungen spielt für
Asynchronläufer infolge des relativ kleinen Luftspaltes der
Maschine eine große Rolle.
Claims (5)
1. Anordnung zur Befestigung der Wickelköpfe am Schleifringläufer
einer Asynchronmaschine großen Durchmessers mit aus Blechsegmenten
bestehenden Haltekörpern,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Läuferblechpaket (1) und dem Läuferkranz (3) am
Umfang segmentförmige Schweißkonstruktionen, bestehend aus einem
am Blechpaket (1) anliegenden Preßsegment (4), einem dazu
rechtwinklig angeordneten Wicklungsträgerelement (5) und einem
oder mehreren darunterliegenden Schwalbenschwanzgegenprofilen (7)
beide verbunden durch eine oder mehrere Rippen (6), am Blechpaket
(1) durch Schrauben und am Läuferkranz (3) durch ein oder mehrere
in die Schwalbenschwanzgegenprofile (7) eingreifende
Schwalbenschwanzprofile (2) und damit kombinierten
Tangentialkeilen (19) befestigt sind und die über den
Wicklungsträgerelementen (5) liegenden Rückenstabkopfteile (8) und
Bohrungsstabkopfteile (9) mittels Stützelementen (11) und
Gewindebolzen (12) an den Wicklungsträgerelementen (5) befestigt
sind.
2. Anordnung zur Befestigung der Wickelköpfe nach Anspruch 11
dadurch gekennzeichnet,
daß sich die Rückenstabkopfteile (8) und Bohrungsstabkopfteile (9)
im Wickelkopfbereich oberhalb der Wicklungsträgersegmente (5)
gegenseitig mit 90° kreuzen und in den so gebildeten
Zwischenräumen (10) die Gewindebolzen (12) mit den Stützelementen
(11) axial und umfangsmäßig in gleichen Abständen angeordnet sind,
wobei die Stützelemente (11) durch Befestigungsmuttern (18) mit
einer Befestigungsmutternsicherung (17) auf die Kopfteile (8)/(9)
pressen.
3. Anordnung zur Befestigung der Wickelköpfe nach Anspruch 1 und
2,
dadurch gekennzeichnet,
daß zusätzlich an den Nutausgängen (13) und hinter den
Stabverbindungen (14) neben den Wicklungsstäben in den vorhandenen
freien Zwischenräumen Gewindebolzen (12) mit Stützelementen (11)
angeordnet sind.
4. Anordnung zur Befestigung der Wickelköpfe nach Anspruch 1 bis
3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stützelemente (11) aus Isolierstoff T-förmig ausgebildet
sind und mit einem Schenkel zwischen Bohrungsstabkopfteil (9) und
Gewindebolzen (12) eingreifen.
5. Anordnung zur Befestigung der Wickelköpfe nach Anspruch 1 bis
4,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den Rückenstabkopfteilen (8), den
Bohrungsstabkopfteilen (9) und den Gewindebolzen (12)
Vlies-Harz-Distanzstücke (16) angeordnet sind.
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DE19535700C2 DE19535700C2 (de) | 1999-03-04 |
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