DE19546688C2 - Vorrichtung zur Befestigung einer Läuferdämpferwicklung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung einer Läuferdämpferwick­ lung in der Polzone eines mit Permanentmagneten versehenen Läufers einer elek­ trischen Maschine, insbesondere Turbogenerator, mittels Keilen.

Es ist bekannt, in den Läufern von elektrischen Maschinen, insbesondere von Tur­ bogeneratoren, zusätzlich zu der Erregerwicklung auch sogenannte Dämpferwick­ lungen einzubauen, welche dazu dienen, bei einer Schieflast, das heißt einer un­ symmetrischen Netzbelastung, das resultierende Gegenfeld abzudämpfen.

Üblicherweise sind derartige Dämpferwicklungen jeweils zwischen den Polen des Läufers angeordnet. Für die Befestigung der Dämpferwicklungen ist es bekannt, diese mittels formschlüssig wirkender Haltekeile am Läufer zu befestigen. Zu die­ sem Zweck sind zwischen den Polen Nuten in die Läuferumfangsfläche eingeformt, welche zunächst die Leiter der Dämpfungswicklung aufnehmen.

Im oberen, das heißt randnahen, Bereich der Nut weist diese eine beiderseits in die Nutflanke eingeformte Hinterschneidung auf, welche als radiale Anlage für den in diese als Führung dienende Nut eingeführten Haltekeil dient. Die derart geformte Nut erstreckt sich über die gesamte Länge des Läufers. Der Haltekeil wird übli­ cherweise seitlich, das heißt von einer Stirnseite aus, in axialer Richtung in die achsparallele Halte- und Führungsnut eingeführt und an den Enden oder an einer beliebigen Stelle gegen seitliches Herausgleiten gesichert, zum Beispiel mittels Pass- oder Kerbstift.

Um die bei herkömmlichen elektrischen Maschinen, insbesondere bei Turbogeneratoren, auftretenden Blindleistungsverluste zu vermindern, ist vorgeschlagen worden, zusätzlich zur Erregerwicklung des Läufers, welche im Luftspalt ein Magnetfeld erzeugt, den Läufer auch mit wenigstens einem Permanentmagenten zu versehen.

Da auch bei derartig ausgestalteten Läufern die genannten Dämpfungswicklungen erforderlich sind, besteht ein Problem derart, auf der begrenzten Umfangsfläche sowohl die Erregerwicklung als auch die Dämpfungswicklung sowie auch die zusätzlichen Permanentmagnete unterzubringen und zu befestigen.

So ist es bspw. aus der DE 36 12 112 A1 bekannt, Wicklungsteile des Ständers eines Turbogenerators mittels Keilen und einer mit den Keilen zusammenwirkenden Nut zu befestigen. Durch die Verspannung der Zähne des Ständers durch die Keile kann die Eigenfrequenz des Ständers erhöht und in gewissen Grenzen beeinflusst werden.

Aus der DE-PS 708 038 ist eine Synchronmaschine großer Leistung bekannt, bei der die Erregung der Maschine zum größeren Teil durch umlaufende Permanentmagnete bewirkt wird, während der kleinere Teil der Erregung die Maschine von während des Betriebes regelbaren Magnetisierungsströmen herrührt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, für eine elektrische Maschine der eingangs genannten Art eine Vorrichtung zu schaffen, mittels welcher sowohl die Dämpfungsleiter als auch die Permanentmagnete befestigt werden können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Verbesserungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß der Erfindung ist also vorgesehen, dass die Keile von den Permanentmagneten gebildet sind, wobei die als Keile vorgesehenen Permanentmagnete radial aus der Keilführung herausgeführt sind und sich am Außenumfang des Läufers beiderseits der Keilführung in Umfangsrichtung erstrecken. Hierbei weist der betreffende Permanentmagnet ein T-förmiges Querschnittsprofil auf, dessen Steg radial in den Läuferkörper eingreift, während der sich hierzu quer erstreckende Flansch an die Umfangsfläche des Läufers anlegt.

Diese erfinderische Lösung besticht durch die geniale Einfachheit ihrer Gestaltung. Während ursprünglich getrennte Systeme zur Befestigung der Permanentmagnete sowie der Keile für die Halterung der Dämpfungsleiter vorgesehen waren, wird gemäß der Erfindung das Befestigungsproblem durch eine einheitliche Lösung überwunden, indem die zum Einsatz vorgesehenen Permanentmagenten im Fußbereich an die ursprüngliche Keilform soweit angenähert sind, dass separate Keile zur Halterung der Dämfungsleiter entbehrlich sind.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass jeder Perma­ nentmagnet sich über die gesamte Länge des Läufers erstreckt und jeweils die Pol­ zone des Läufers überdeckt. Hierbei beträgt die Erstreckungsbreite jedes Perma­ nentmagneten ca. 1/6 des Außenumfangs des Läufers.

Anhand eines in der schematischen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels sollen die Erfindung, vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfin­ dung sowie besondere Vorteile der Erfindung näher erläutert und beschrieben wer­ den.

Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine elektrische Maschine mit einem Läufer mit Permanentmagneten und

Fig. 2 einen Teilquerschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit Dämp­ fungsleiter.

In Fig. 1 ist in schematischer Darstellung eine elektrische Maschine 10 mit einem Ständer 12 und einem Läufer 14 im Querschnitt, welcher Läufer 14 zwei an seinem Umfang an diametral gegenüberliegenden Positionen angeordnete Permanentma­ gnete 16 aufweist. Die Permanentmagnete 16 verstärken das in der Läuferwicklung erzeugte Magnetfeld ohne Erregerstromerhöhung.

In der Fig. 2 ist in ein Permanentmagnet 16 im Querschnitt dargestellt, der zum Einsatz in einen auszugsweise dargestellten Läufer 14 vorgesehen ist. Das Quer­ schnittsprofil des erfindungsgemäßen Permanentmagneten 16 ist T-förmig vorge­ sehen, wobei sein Steg 18 beiderseits eine dreieckförmige Erweiterung 20 auf­ weist, die einem sonst hier üblicherweise eingesetzten Keil nachgebildet ist und sich an eine gleichförmige Hinterschneidung in der im Läufer 14 eingeformten Nut anlegt.

Radial oberhalb des Steges 18 des Permanentmagneten 16 ist ein Dämpfungsleiter 22 angeordnet, der im Permanentmagnet 16 gehalten wird. Die äußere Umfangs­ fläche des Läufers ist vom Flansch des Permanentmagneten 16 überdeckt, der sich, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, zu etwa 1/6 des Umfangs azimutal erstreckt.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Befestigung einer Läuferdämpferwicklung (22) in der Polzone eines mit Permanentmagneten (16) versehenen Läufers (14) einer elektrischen Maschine (10), insbesondere Turbogenerator, mittels Keilen (20), wobei die Keile (20) von Permanentmagneten (16) gebildet sind, die radial aus ihrer Keilführung herausgeführt sind und sich am Außenumfang des Läufers (14) beiderseits der Keilführung in Umfangsrichtung erstrecken.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei jeder Permanentmagnet (16) sich über die gesamte Länge des Läufers (14) erstreckt und jeweils die Polzone des Läufers (14) überdeckt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Erstreckungsbreite jedes Permanentmagneten (16) etwa 1/6 des Außenumfangs des Läufers (14) beträgt.