DE2033060A1

DE2033060A1 - Elektrische Maschine mit ringbewickeltem Ständer

Info

Publication number: DE2033060A1
Application number: DE19702033060
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. Dr. 8741 Mühlbach Volkrodt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-07-03
Filing date: 1970-07-03
Publication date: 1972-01-05

Description

Elektrische Maschine mit ringbewickeltem Ständer Elektrische Maschinen mit ringbewickeltem Ständer haben gegenüber den herkömmlichen Ausfülirungen, insbesondere zweipoligen Maschinen den Vorteil, daß die weit ausladenden. Wickelkbpfe entfallen. Ferner erfolgt eine besonders günstige Wärmeabfuhr, da die Wicklung engen Kontakt mit dem Ständerpaket hat. Trotz dieser Vorteile sind ringbewickelte Maschinen bisher nicht oder zumindest kaum verwendet worden, weil alle das Ständerjoch umschließenden Drähte der Ringwicklung durch die Bohrung des geschlossenen Ständerpaketes gedElrt werden müssen, wodurch das Wickeln sehr schwierig wird.
Die Erfindung setzt sich die Aufgabe, eine elektrische Maschine mit.ringbewickeltem Ständer einsrseits so auszubilden und andererseits Wickelverfahren zu finden, die ein einfaches und wirtschaftliches Herstellen des Ständers erlauben. Dies wird zunächst dadurch erreicht, daß zur Vereinfachung des Wick.elvorganges das Ständerpaket aus zwei gleichen Teilpak.eten besteht, wobei die aus rechteckigen Blechgittern gestanzten Einzelbleche des Paketes entlang einer Diagonalen des Rechteckes geteilt sind.
Durch die Ausbildung des Ständers in zwei zunächst offene Teilpakete läßt sich verständlicher Weise die Ringwicklung wesentlich einfacher aufbringen als bei einem geschlossenen Paket.
Vor dem Zusammensetzen der bewickelten Teilpakete kann man in die Trennfuge eine dünne elektrische Isolation einbringen, um Wirbelströme zu urlterdrücken. Diese Isolation kann aus einer Folie, einer Lackschicht od. dgl. bestehen, gegebenenfalls auch aus einem Kleber, der gleichzeitig den Zusammenhalt der Teilpakete unterstützt.
Weitere Erfindungsgedanken bestehen in der Art und Weise der Zusammensetzung und formschlüssigen Befestigung der beiden Teilpakete sowie in der Art des Bewickeln der Ständerteilpakete.
An Hand der Zeichungen sind einige Ausführungbeispiele der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine bzw. des Ständers derselben sowie der zugehörigen Wickelverfahren erläutert.
Fig. 1 zeigt ein rechteckiges Blechgitter 1 , aus dem ein Stsiiderpaketblech ausgestanzt ist. Dieses ist erfindungsgemäß in einer Diagonalen 2 des Blechgitters geteilt, so daß sich zwischen den beiden Blechhälften 3 und 4 eine Trennfuge 5 ergibt. In der zur Trennfuge 5 rechtwinkeligen anderen Diagonale sind die beiden Blechhälften 3 und 4 mit über das aktive Ständerjoch hinausragenden Ansätzen 6 versehen, die für den später beschriebenen Wickelvorgang einmal eine halbkreisförmige Ausnehmung 7 und zum anderen eine kreisförmige Ausnehmung 8 aufweisen. Die Ausnehmung 7 dient beim Wickelvorgang als Schwenkpunkt, und die Ausnehrnung 8 ist zur Aufnahme von Fixierbolzen bestimmt.
Die bewickelten Teilpakete müssen formschlüssig und ohne Versatz der Paketbohrung miteinander befestigt werden. Dies kann = etwa unter Verwendung eines Zentrierdornes - durch Verschweißen geschein, d.h.die beiden Pakethälften werden am äußeren Umfang im Bereich der Trennfuge mit Schweißraupen versehen. Dieses Verschweißen bringt allerdings die Gefahr mit sich, daß benachbarte Isolierstoffe zerstört werden.
Eine andere Befestigungsart besteht in einer Schwalbenschwanzkonstruktion; jedoch ist hier wiederum die Gefahr des Verhakens der gestanzten Bleche gegeben.
Ene wzstigero lösung zeigt Figo 2. Hier sind die Blech- bzo Paket;-a.lften 3 und 4 an ihren'Trennstellen mit einer Hakenkontur 9 bzw. 10 versehen. Die beiden bewickelten Pakethälften lassen sich leicht axial ineinanderschieben, wonach zwischen die Haken 9" und 10' axial Spannungsbolzen 11 eingedrückt werden. Dabei pressen sich die Teilpakete so zusammen, daß praktisch kein Versatz am LuftspaLt auftreten kann. Zweckmäßig ist es, vor dem Zusammenpressen der Teilpakete 3 und 4 in die Trelinfugen 5 eine Isolierfolie 12 einzulegen, wodurch man eine Wirbelstromunterdrückung erreicht.
Eine weitere vorteilhafte und einfache Art der Befestigung der beiden Ständerteilpakete miteinander zeigen die Fig. 3a bis 3d.
Hier verwendet man zum Zusammenfügen der beiden Ständerpakethälften 13 und 14 Klammern 15. Deren Schenkel 16 werden in Schlitze 17 der beiden Pakethälften eingepreßt, die radial von außen nach innen spitzwinkelig zueinander verlaufen. Hierbei ist es jedoch wichtig, daß die mechanische Verbindung der Pakethälften nach Formschluß unter Vorspannung bleibt. Dies erzielt man dadurch, daß der Klammerrücken 18 in etwa seiner Mitte in eine Vertiefung 19 eingedrückt wird, so daß sich in der Klammer selbst eine Vorspannung ergibt.
Vor dem Einpressen der Klammern werden übrigens die beiden Teilpakete 13 und 1-4 gegen einen die Ständerbohrung ausfüllenden Zentrierdorn 20 gedrückt. Zu einer zusätzlichen Zentrierung kann noch In jede Teilfuge zwischen den Pakethälften ein Zentrierbolzen 21 in entsprechende Blechausstanzungen eingedrückt werden.
Eine ardere zusätzliche Zentrierung, d.h. versatzfreie Paketbohrung erzielt man damit (Fig. 3 d), daß die Päkethälften im Bereich der Trennfugen mit ausgestanzten Zentrierkeilen 22 und in jeweils gegenüberliegenden Paketteil entsprechenden keilförmigen Ausnehmungen versehen sind.
Auch hier wird man zweckmäßig in die Trennfugen zwischen den Paketteilen eine Isolierschicht 23 einbringen, die - wie oben erwährt - hier für eine zusätzliche Verfestigung der Paketteile aus einem Kleber bestehen kann.
An Hand der Fig. 4 ist ein erfindungsgemäßes, wirtschaftliches Wickelverfahren für die Ständerteilpakete beschrieben. Mit 24 ist eine Drehachse bezeichnet, die mit zwei mit i-hr umlaufenden Einspannvorrichtungen 25 und 26 versehen ist. Das Ständeteilpaket 27 wird in die antreibende Einspannvorrichtung 25 mittels der Ausnehmung 8 und eines Fixierbolzens 28 so eingespannt, daß gleichzeitig die halbkreisförmige Ausnehmung 7 gegen einen Bolzen 29 der Einspannvorrichtung 25 anliegt. in der mitumlaufenden Einspannvorrichtung 26 wird die H8kenkontur 9 in eInen Bolzen 30 eingehängt. Ein Paketviertel des Geilpaketes weist im vorliegenden Fall drei Nuten auf, und unterhalb dieser Nuten sind drei Drahtführer 31 angeordnet. Wird die Drehachse 24 angetrieben, dann läuft das Teilpaket 27 um die Achse um, und die drei Nuten des über den Drahtführungen 31 liegenden Paketviertelsserden bei gleichzeitiger Umwicklung-des Ständeråoches gefüllt. Ist dieses Paketviertel bewickelt, dann wird nach Lösen des Fixierbolzens 28 und gegebenenfalls auch des Bolzens 30. das Teilpaket um den Punkt P um 900 nach o-ben geschwenkt und dann die Fixierbolzen in dieser Lage wieder eingesetzt ( s.gestrichelte Linien). Es befindet sich nun das zweite Paketviertel im Bereich der Drahtführungen und kann mit der Ringwicklung versehen werden.
Statt für die Herstellung der Ringwicklung das Teilpaket umlaufen zu lassen, kann dieses, wie in Fig. 5 gezeigt, auch feststehend eingespannt werden. In diesem Fall ist ein Drahtführer 32 vorgesehen, der um das Paket umläuft und zum Bewickeln der Nuten hintereinander auch mit einem Transport zur Längsverschtebbsrkeit versehen ist. Auch hier wird nach Fertigbewickeln des einen Paketviertels das Teilpaket 27 um 900 nach oben geschwenkt und dann das zweite Paketviertel bewickelt.
Bei den beschrieb8 Verfahren für die Herstellung der Ringwicklung ist nicht ohne weiteres eine gleichmäßige Füllung der außermittigen Nuten der einzelnen Paketviertel sichergestellt, weil diese schräg zu den Drantführungen liegen. Ideal wäre daher für das Wickelverfahren eine Ausführung der Ständerpakethälften, bei denen die Nuten der einzelnen Paketviertel, wie in Fig. 6 dargestellt, parallel zueinander verlaufen. Eine solche Ausbildung mit Parallelnuten bringt allerdings eine verschlechterte Ausnutzung des aktiven Eisens mit sich und kann daher nur bei bestimmten Maschinentypen, insbesondere bei kleineren Abmessungen, angewendet werden. Bei der radial gleichmäßig geteilten Nutausführung kann. eine gleichmäßige Nutfüllung auch der außermittigen Nuten dadurch sichergestellt werden, daß der bzw. den Drahtführungen eine synchron umlaufende Changier-Einrichtung zugeordnet wird. Durch diese Changier-Einrichtung werden die Drähte so gefuhrt, daß alle Nuten optimal gefüllt und die Drähte auf dem Paketrücken gleichmäßig verteilt sind.
Ein Beispiel dafürzeigt Fig. 7. Hier ist der Fadenführer 33 als umlaufende Welle ausgeführt, die mit kurvenförmigen Einkerbungen 34 versehen ist, so daß die Drähte 35 wie vorbeschrieben -geführt werden.
13 Ansprüche 7 Figuren

Claims

Ps tentansprüche Elektrische Maschine mit ringbewickeltem Ständer, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vereinfachung des Wickelvorganges das Ständerpaket aus zwei gleichen Teilpaketen (3 und 4) besteht, wobei die aus rechteckigen Blechgittern (1) gestanzten Einzelbleche des Paketes entlang einer Diagonalen (2) des Rechteckes geteilt sind.
2. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Trennfuge (5) der beiden Teilpakete (3, 4) zur Wirbelstromunterdrückung eine dünne elektrische Isolation (12) in Form einer Folie, einer Lackschicht, eines Klebers od. dgl. eingebracht ist.
3. Elektrische Maschine nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Pakethälften (3, 4) an ihren Trennstellen mit einer eingestanzten Hakenkontur (9, 10) versehen, nach Bewickeln der Pskethälften diese Haken (9, 10) axial ineinandergeschoben ünd zwischen die Haken Spannbolzen (11) axial eingepreßt sind.
4. Elektrische Maschine nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Pakethälften mittels Schwalbenschwänzen miteinander verbunden sind.
5. Elektrische Maschine nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Pakethälften durch am äußeren Umfang angeordneten Schweißraupen miteinander verbunden sind.
6. Elektrische Maschine nach den Ansprüchen 1 oder 2 9 dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Pakethälften (13, 14) durch Klammern (15) miteinander verbunden sind, deren Schenkel (16) in radial von außen nach innen spitzwinkelig zueinander verlaufenden Schlitze (17) in den Paket hälften eingepreßt sind, während die Klammerrücken (18) zur Herstellung einer Vorspannung in am Paketumfang vorgesehene Vertiefungen (19) eingedrückt sind.
7. Elektrische Maschine nech Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß zur Zentrierung der beiden Pakethälften in die Teilfugen derselben Bolzen (21) in entsprechende Blechausstanzungen eingelegt sind.
8. Elektrische Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Pakethälften im Bereich der Teilfugen mit gemeinsam mit diesen gestanzten Zentrierkeilen (22) versehen sind.
9. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Pakethälften zum Nacheinander wickeln jeweils eines Paketviertels in der zur Trennfuge rechtwinkeligen Diagonale einen über das aktive Ständerjoch hinausragenden Ansatz (6) aufweisen, der mit einer einen Schwenkpunkt bildenden halbkreisförmigen Ausnehmung (7) sowie einer kreisförmigen Ausnehmung (8) zur Aufnahme eines Fixierbolzens (28) versehen ist.
10. Elektrische Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten jedes Paketviertels des Ständerpaketes parallel verlaufen.
11. Verfahren zum Bewickeln des Ständerpaketes einer elektrischen Maschine nach den Ansprüchen 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß jede Pakethälfte (27) in einer angetriebenen Einspannvorrichtung (25, 26) zunächst um eine durch ein Paketviertel verlaufende Achse (24) umläuft und über Drahtführungen (31) die Nuten dieses Viertelsbei gleichzeitiger Umwicklung des Ständerjoches gefüllt werden, danach die Pakethälfte um 900 geschwenkt und das andere Paketviertel bewickelt wird.
12. Verfahren zum Bewickeln des Ständerpaketes einer elektrischen Maschine nach den Ansprüchen 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß jede Pakethälfte (27) feststehend so in einer Wickeleinrichtung befestigt wird, daß ein umlaufender sowie langßverschiebbarer Wrahtführer zunächst die Nuten des einen Paketviertels nacheinander bei gleichzeitiger Umwickelung des Ständeråoches füllt, danach die Pakethälfte 0 um 90 geschwenkt und das andere Paketviertel bewickelt wird.
13. Verfahren nach den Ansprüchen 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine gleichmäßige Füllung auch der außermittigen Nuten jedes Paketviertels durch eine der bzw. den Drahtführungen zugeordnete Changier-Einrichtung (33, 34) sichergestellt ist.