DE2201346A1

DE2201346A1 - Elektrische Maschine

Info

Publication number: DE2201346A1
Application number: DE19722201346
Authority: DE
Inventors: Simmonds Leonard B; Botts John C
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1971-01-20
Filing date: 1972-01-07
Publication date: 1972-08-03
Also published as: BE778218A; US3679926A; CH533922A; JPS4715601A

Description

Westinghouse 7. Jan. 1972

Electric Corporation
Pittsburgh

Mein Zeichen: VPA 72/8301 D/Win

Elektrische Maschine

Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der entsprechenden USA-Patentanmeldung Ser.No. 108 040 vom 20.1.1971 beansprucht.

Bei elektrischen Maschinen ist es üblich, die in den Nuten der Blechpakete befindlichen isolierten Wicklungsstäbe dadurch festzulegen, daß eine Beilage zwischen den' Wicklungsstäben und der Seitenwand der Nut angeordnet wird. Diese Beilage besteht z.B. aus einem Glasfasermaterial, das mit Harzen, gewählt aus der Gruppe der Epoxid-, Polyesteroder Melaminharze, imprägniert ist, da diese Beilage trotz ihrer geringen Dicke verglichen zum isolierten Wicklungsstab eine verhältnismäßig große mechanische Festigkeit haben soll, da sie nach dem Einlegen der isolierten Wicklungsstäbe in die Nut zwischen den Wicklungsstäben und die Seitenwand der Nut von den Stirnseiten der Maschine her eingetrieben wird. Außerdem kann die Beilage durch geeignete Füllstoffe eine gewisse elektrische Leitfähigkeit besitzen, damit sie zur Spannungssteuerung innerhalb der Nut ausgenutzt werden kann.

Während des Betriebes der elektrischen Maschine zeigte es sich jedoch, daß derartige Beilagen infolge der ständigen Wärmewechsel, welche eine Ausdehnung bzv/. Zusammenziehung der isolierten Wicklungsstäbe zur Folge haben,sich allmählich in axialer Richtung verlagern und sogar aus der Nut ausgetrieben werden können, so daß sich die Wicklungsßtäbe lockern. Dies kann eine Beschädigung der Isolierung der Wicklungsstäbe durch die Nutwände zur Folge haben.

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Durch die vorliegende Erfindung soll eine axiale Bewegung der Beilage infolge der Wärmewechsel der Maschine vermieden werden. Zur Lösung dieser Aufgabe weist bei einer elektrischen Maschine, bei der die in Nuten des Blechpaketes angeordneten isolierten Wicklungsstäbe durch eine insbesondere leitfähige Teilchen enthaltene Beilage aus harzgetränkten Faserstoffen, die zwischen den Seitenwänden der Nut und den Wicklungsstäben angeordnet ist, in ihrer Lage festgelegt sind, gemäß der Erfindung die den isolierten Wicklungsstäben zugewandte Oberfläche der Beilage einen kleineren Reibungskoeffizienten auf als die der Seitenwand der Nut zugewandte Oberfläche. Die Reibung der Beilage an der Oberfläche der isolierten Wicklungsstäbe ist also wesentlich geringer als die gegenüber der an sich bereits durch die Toleranzen der einzelnen Bleche wesentlich rauheren Seitenwand der .Nut. Man vermeidet somit ein Anhaften der Beilage an der Oberfläche der isolierten Wicklungsstäbe, insbesondere wenn diese während der Perioden der größten Erwärmung erhitzt sind und gegen die Beilage drücken, was zu einer Mitnahme der Beilage während der Längenänderung der Wicklungsstäbe und schließlich zu einem Austreiben der Beilage aus der Nut geführt hätte. Die Beilage behält somit in der Nut auch während der zahlreichen Wärmewechsel ihre axiale Lage unverändert bei, während sich die Wicklungsstäbe frei bewegen. Dadurch wird auch eine Beschädigung der Isolierung der Wicklungsstäbe vermieden.

Es ist zv/eckmäßig, die Beilage so auszubilden, daß der Reibungskoeffizient der dem Wicklungsstab zugev/andten Oberfläche höchstens angenähert 60 % des Reibungskoeffizienten der der Nutwand zugewandten Oberfläche beträgt. Dies läßt sich mit Vorteil dadurch erzielen, daß die dem Wicklungsstab zugewandte Seite der Beilage mit einem Fluor-Karbon-Polymer imprägniert ist. Dazu eignet sich insbesondere Polytetrafluoräthylen.

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Im folgenden sei die Erfindung noch anhand des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Schnitt durch einen Teil des Blechpaketes einer elektrischen Maschine mit einer isolierte Wicklungsstäbe enthaltenden Nut, Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch eine gemäß der Erfindung ausgebildete Beilage.

In der Nut 1 des Ständerblechpaketes 2 einer elektrischen Maschine liegen zwei V/icklungsstäbe 3> deren gegeneinander isolierte Teilleiter jeweils von einer gemeinsamen Isolierung 4 umgeben sind. Auf beiden Seiten der Wicklungsstäbe 3 ist zwischen der Seitenwand 5 der Nut 1 und der Oberfläche der Isolierungen 4 der V/icklungsstäbe 3 eine Beilage 6 angeordnet, von denen die eine (6·) nach dem Einlegen der Wicklungsstäbe 3 und dem Verschließen der Nut 1 durch den Nutenverschlußkeil 7 von der Stirnseite der Maschine her in axialer Richtung eingetrieben wird und somit die Wicklungsstäbe 3 in der Nut 1 festlegt.

Diese Beilagen 6 sind gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet, d.h. ihre der Oberfläche der Isolierungen der Wicklungsstäbe 3 zugewandte Oberfläche 8 hat einen wesentlich geringeren Reibungsfaktor als die der Seitenwand 5 der Nut 1 zugewandte Oberfläche 9· Zu diesem Zweck kann die Beilage 6 aus zwei miteinander verbundenen Schichten 11 und 12 unterschiedlicherEigenschaften bestehen, wie dies in Fig. 2 näher dargestellt ist. Die Schicht 12, welche die der Seitenwand 5 der Nut 1 zugewandte Oberfläche 9 der Beilage 6 bildet, besteht aus einem harzimprägnierten Glasfasermaterial verhältnismäßig großer Festigkeit, v/obei zur Imprägnierung 3poxid-, Phenol- oder Melaminharze verwendet wurden. Die andere Schicht 11 der Beilage 6 mit der den Wicklungsstaben 3 zugewandten Oberfläche 8 besteht ebenfalls aus einem Glasfasermaterial, das

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mit einem Polymer getränkt ist, das einen ausgeprägt niedrigen Reibungskoeffizienten der Oberfläche 8 ergibt und außerdem eine geringe Neigung zum Ankleben dieser Oberfläche an anderen Flächen, auch unter Hitze bzw. Druck.

Zur Imprägnierung der Schicht 11 verwendet man in geeigneter Weise Fluor-Karbon-Polymere, wozu z.B. Polytetrafluoräthylen zählt. Da eine derartig getränkte Glasfaserschicht an den Oberflächen eine Gleitfläche bildet, die nicht an anderen Flächen haftet, ist es erforderlich, bei der Herstellung der Beilage 6 die an der Schicht 12 zu befestigende Oberfläche der Schicht 11 zunächst mit Natrium zu ätzen, ehe beide Schichten 11 und 12 in geeigneter Weise verbunden werden. Außerdem können beide 3chichten 11 bzw. 12 mit Rußpartikeln, z.B. Acetylenruß, oder anderen leitenden Füllstoffen versehen werden, damit sich ein gewünschter Oberflächenwiderstand einstellt, der zur Spannungssteuerung innerhalb der Nut 1 ausgenutzt wird.

Eine derartig aus zwei Schichten 11, 12 aufgebaute Beilage 6 hat den Vorteil, daß der größte Teil der Beilage 6 aus einem billigen Werkstoff bestehen kann. Man wird daher die Dicke der Schicht 12 zwei- bis dreimal so groß wie die Dicke der Schicht 11 wählen. Außerdem ist es zweckmäßig, die beiden in einer Nut 1 auf den unterschiedlichen Seiten der Wicklungsstäbe 3 angeordneten Beilagen 6 bzw. 6' insgesamt auch von unterschiedlicher Dicke zu wählen. Man kann nämlich eine der Beilagen, z.B. die Beilage 6, noch vor dem Einfügen der Nutenverschlußkeile 7 zusammen mit den Wicklungsstäben 3 einlegen, so daß deren Dicke verhältnismäßig gering sein kann. Daher kann die Dicke der anderen Beilage 6', die nun von der Stirnwand der Maschine aus in axialer Richtung eingetrieben werden muß, größer gewählt werden, damit sie eine bessere Festigkeit erhält.

Bei der Verwendung der gemäß der Erfindung aufgebauten Beilagen 6 zur Festlegung der Wicklungsstäbe 3 in den Nuten 1

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einer elektrischen Maschine zeigte sich, daß eine freie Beweglichkeit der Wicklungsstäbe während der während des Betriebes der Maschine auftretenden Wärmewechsel gegeben war. Dadurch veränderten die Beilagen 6 ihre axiale Lage innerhalb der Nut 1 nicht und Beschädigungen der Isolierungen 4 der Wicklungsstäbe 3 wurden vermieden.

Bei den heute zur Imprägnierung von derartigen Beilagen zur Verfügung stehenden geeigneten Stoffen, wie z.B. Fluor-Karbon-Polymeren, empfiehlt es sich, den Reibungskoeffizienten auf der Oberfläche 8 der Beilage 6, die den Wicklungsstäben 3 zugewandt ist, so zu wählen, daß er ungefähr 60 % oder weniger des Reibungskoeffizienten auf der anderen, der Seitenwand 5 der Nut zugewandten Oberfläche 9 beträgt. Dies bedeutet normalerweise, daß der Reibungskoeffizient auf der Seite, die eine freie Bewegung des Wicklungsstabes ermöglichen soll, nicht mehr als angenähert 0,13 beträgt.

7 Ansprüche
2 Figuren

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ORlWNAL INSPECTED

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Claims

VPA 72/8301 - 6 Patentansprüche

M.yElektrische Maschine, bei der die in Nuten des Blechpaketes angeordneten isolierten Wicklungsstäbe durch eine insbesondere leitfähige Teilchen enthaltende Beilage aus harzgetränkten Faserstoffen, die zwischen den Seitenwänden der Nut und den Wicklungsstäben angeordnet ist, in ihrer Lage festgelegt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die den isolierten Wicklungsstäben (3) zugewandten Oberfläche (8) der Beilage (6). einen kleineren Reibungskoeffizienten aufweist als die der Seitenwand (5) der Nut (1) zugewandte Oberfläche (9).
2. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibungskoeffizient der dem Wicklungsstab (3) zugewandten Oberfläche der Beilage (6) höchstens angenähert 60 % des Reibungskoeffizienten der der Seitenwand (5) der Nut (1) zugewr iten Oberfläche (9) beträgt.
3. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Wicklungsstäb (3). zugewandte Seite der Beilage (6) mit einem Fluor-Karbon-Polymer imprägniert ist.
4. Elektrische Maschine nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß als Fluor-Karbon-Polymer Polytetrafluoräthylen verwendet ist.
5. Elektrische Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der mit dem Fluor-Karbon-Polymer imprägnierten Schicht (11) ungefähr 1/2 bis 1/4 der Dicke der anderen Schicht (12) beträgt.

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6. Elektrische Maschine nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß die der Seitenwand (5) der Nut (1) zugewandte Schicht (12) aus einem Glasfasermaterial besteht, das mit einem Harz, gewählt aus der Gruppe der Epoxid-, Phenol- oder Melaminharze, imprägniert ist.
7. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf beiden Seiten der V/icklungs stäbe (3) angeordneten Beilagen (6,6') unterschiedliche Dicken haben.

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