DE2234473C3 - Lamellierter Statorkern für elektrische Maschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen lamellierten Statorkern für elektrische Maschinen gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2.

Ein durch die DT-OS 18 08 577 bekannter Statorkern ist aus versetzt übereinander gestapelten, gegeneinande.· isolierten Ringlamellen zusammengesetzt, von denen jede aus vier in Umfangsrichtung aneinander gereihten Segmenten besteht und jeweils zwei Bohrun- so gen zur Aufnahme von axialen Befestigungsstäben des Statorrahmens sowie an ihrem inneren Umfangsrand Wicklungsnuten und Zähne aufweist. Der Kern wird demnach von insgesamt acht Spannbolzen zusammengehalten und besitzt insgesamt achtzehn Wicklungsnuten. Die Versetzung zweier übereinanderliegender Lamellen beträgt eine Segmenilänge, so daß jedes Lamellensegment von jeweils zwei Befestigungsstäben gehalten wird. Es werden zwei verschiedene Segmenttypen verwendet, wobei die Segmenttypen einer Ringlamelle an ihrer einen Stoßkante eine Zahnhälfte und an ihrer anderen Stoßkante eine Wicklungsnuthälfte aufweisen. Bei der anderen nächstfolgenden Ringlamelle fallen die Stoßkanten der Segmente jeweils mit einer Zahnflanke zusammen. Durch gleichmäßig über die (15 Statorlänge verteilte Versteifungsplatten so!! bei diesem bekannten Statorkern die mechanische Festigkeit insbesondere gegenüber rückwirkenden Drehmomenten und Verformungen bei hohen Kurzschlußbelastungen erhöht werden.

Unterschiedliche Frequenzen werden bei elektrischen Maschinen gleicher Leistung und Spannung üblicherweise durch Änderung der Spulenanzahl im Statorkern erreicht. In der Praxis wird beispielsweise die Anzahl der Wicklungsnuten eines in großen, schnelldrehenden Elektromotoren verwendeten Statorkerns von 30 auf 36, 42, 48, 54, 60, 72, 78 um die Zahl 6 geändert, wobei bei einer aus gleichen Segmenten aufgebauten Ringlamelle die Anzahl der Wicklungsnuten durch die Anzahl der Segmente vollständig teilbar ist. Diese Beziehung zwischen der Anzahl der Segmente und der Anzahl von Wicklungsnuten in bekannten Statorkernen für jeweils unterschiedliche Frequenzen ist in der folgenden Tabelle zusammengestellt, wobei jedes Segment von mindestens einem Profilstab gehalten wird.

Gesamtzahl der	Anzahl der	Anzahl tier
Wicklungsnuicn	Segmente	Profilstäbe
30	10, 15	10, 15
36	12, 18	12, 18
42	14,21	14, 21
48	12. 16, 24	12, 16, 24
54	18	18
60	15.20	15, 20
66	22	22
72	18,24	18, 24
78	26	26

Nach dieser Tabelle muß bei einer Änderung der Gesamtanzahl der Wicklungsnuten von 36 auf 42 auch die Anzahl der Segmente und der Profilstäbe von 12 auf 14 geändert werden. Diese Forderung ergibt sich aus der Talsache, daß die Ringlamellen jeweils um mindestens eine Wicklungsnut gegeneinander versetzt werden müssen. Für die Herstellung hat eine Änderung der Anzahl der Wicklungsnuten die nachteilige Folge, daß nicht nur der Statorkern, sondern auch der Statorrahmen auf Grund der geänderten Anzahl und Anordnung der Profilstäbe gesondert hergestellt werden muß, obwohl der Außendurchmesser und die Stärke des Kerns gleich bleiben.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem lamellierten Statorkern für elektrische Maschinen der eingangs genannten Art einen alternativ verwendbaren Statorkern mit 42 Wicklungsnuten so auszubilden, daß er bei Verwendung einer möglichst geringen Anzahl verschiedenartiger Segmente in den gleichen Statorrahmen eingebaut werden kann.

Diese Aufgabe wird jeweils durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 sowie des Anspruchs 2 gelöst.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele des erfindungcgemäßen Statorkerns an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine teilgeschnittene perspektivische Ansicht eines Stators mit einem lamellierten Statorkern im Prinzip,

Fig. 2 eine erste Ausführung eines Segments nach der Erfindung für eine Ringlamelle in perspektivischer Darstellung

Fig. 3 zwei aneinandergereihte Segmente nach Fi g. 2 in Draufsicht,

F i g. 4 eine Draufsicht auf drei übercmandergestapel te Ringlamellen, die aus einer zweiten Segmeniaiisfulv rung nach der Erfindung zusammengesetzt sind.

Bei dem in Fig.! teilgeschnitten dargestellten Stator für einen Turbinengenerator is' ein Statorrah- -> men i aus ringförmigen Tragplatten 3 und 4 sowie einein an diesem befestigten Zylindermantel 6 zusain mengesetzt. Axiale Profilstäbe 7 sind um gleiche WirA.el gegeneinander versetzt an den inneren Umfangsrändern derTragphtten 3 und 4 befestigt. Die Profilstäbe 7 weisen zur Halterung eines im Statorrahmen 1 angeordneten Statorkerns 2 an ihrer inneren Längsseite einen schwalbenschwanzförmigen Ansatz 10 auf.

Der von diesen Profilstäben 7 gehaltene ringförmige Statorkern 2 besteht aus einer Vielzahl von Ringlame!- i> len, von denen jede aus einer Anzahl von nebeneinander angeordneten Segmenten zusammengesetzt ist. Bei dem bekannten Statorkern mit 36 Wicklungsnuten und 12 Profilstäben besitzt jedes sektorlormige Segment drei schwalbenschwanzförmige Profilnuten 9 an seinem ju äußeren Umfangsrand, wobei in jeweils einer der drei Profilnuten ein Profilstab 7 eingreift.

Bei der in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführung eines Segments 11 nach der Erfindung verläuft die Mittellinie einer Wicklungsnut 12 in der einen radialen :; Endkante und die Mittellinie eines Zahns in der anderen radialen Endkantc des Segments, so daß an einem Ende eine Hälfte :i einer Wicklungsnut und am anderen Ende eine Hälfte beines Zahns vorhanden ist.

In Fig. 3 sino zwei verschiedene Segmenttypen 11a y und Wb nebeneinander angeordnet, die sich hinsichtlich der Lage der schwalbenschwanzförmigen Profilnuten 9 unterscheiden. Zur Bildung einer Ringlamelle liegen jeweils zwei Segmente 11;; und life mit den Wicklungsnuthälften an ihren einen Enden und den Zahnhälften an ; ihren anderen Enden nebeneinander. Die einzelnen Ringlamellen sind aufeinander gestapelt, wobei die Stirnkanten der Segmente einer Ringlamelle gegenüber der nächstfolgenden versetzt sind.

Bei der in I ig. 4 dargestellten zweiten Segmentausführung nach der Erfindung ist jede Ringlanielle von mindestens einem Profilstab 7 an einer vollen schwalbenschwanzförmigen Ausnehmung in ihrem äußeren Umfangsrand gehalten, so daß der gesamte Kern 2 im Statorrahmen 1 festgelegt ist.

Die in den F i g. 2 bis 4 dargestellten Segmente können in einen für eine Frequenz von bO Hz ausgelegten Stator unter Verwendung von 12 Profilstäben eingebaut werden. Jedes der in den F i g. 2 und 3 dargestellten Segmente 11; Wn bzw. Ufa weist 3'/> Ausnehmungen auf, so daß die Segmente gegeneinander versetzt zu einer Ringlamelle so angeordnet werden können, daß sich die Wicklungsnuthälften an ihren Unifangsenden zur Ausbildung einer axial abgeglichenen Wicklungsnut in der oben beschriebenen Weise ergänzen. Der aus einem derartigen Lamcllenstape! gebildete Kern weist somit 42 Wicklungsnuten und 12 durchgehende schwalbenschwanzförmige Profilnuten an seinem Außenumfang zur Aufnahme von 12 Proi'ilstäben auf. Dadurch kann ein einziger Rahmentyp mit 12 i'rofilstäben zur Herstellung von elektrischen Maschinen für 50 bzw. 60 Hz ohne Änderungen verwendet werden.

Bei der in F i g. 4 dargestellten Segmentausführung ist die Anzahl der schwalbenschwanzförmigen Nuten zur Aufnahme der Profilstäbe doppelt so groß wie die Zahl der Wicklungsnuten, jede der gegeneinander im Stapel versetzten Ringlamellen besteht aus gleichen Segment- · platten, die in abwechselnder Reihenfolge nebeneinander mit ihrer Vorderkante nach vorn bzw. mit ihrer Rückkante nach vorn ausgerichtet angeordnet sind. Durch diese Anordnung wird nur ein einziger Segmenttyp lit· benötigt, so daß auch nur eine s Stanzmatrize zur Herstellung der Segmente erforderlich ist, wodurch der Herstellungsaufwand verringert wird. Bei Verwendung eines derartigen. Segmenttyps vereinfacht sich darüber hinaus auch die Lagerhaltung und die Montage eines Staiorrahmens.

Hietzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Lamellierter Statorkerii für elektrische Maschinen, der in einem Statorrahmeri von 12 gegeneinander winkelversetzten Profilstäben gehalten ist und dessen geschlossene Ringlamellen aus versetzt übereinander angeordneten Segmenten zusammengesetzt sind, die jeweils von einem Profilstab gehalten sind und an ihrem inneren Umfangsrand 36 Wicklungsnuten aufweisen, wobei an einem radialen Stoß jedes Segments eine Hälfte einer Wicklungsnut und am anderen Stoß eine Zahnhälfte ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei alternativer Verwendung eines Statorkerns (2) mit 42 Wicklungsnuten (12) jede Ringlamelle aus zwei verschiedenen Segmenttypen (11a bzw. i\b) in abwechselnder Reihenfolge derart zusammengesetzt ist, daß bei dem einen Segmenttyp (llaj jeder Wicklungsnute eine Profilnut (9) und bei dem anderen Segmenttyp [Wb) jedem Zahn eine Profilnut (9) gegenübersteht (F i g. 3).

2. Lamellierter Statorkern für elektrische Maschinen, der in einem Statorrahmen von 12 gegeneinander winkelversetzten Profilstäben gehalten ist und dessen geschlossene Ringlamellen aus versetzt übereinander angeordneten Segmenten zusammengesetzt sind, die jeweils von einem Profilstab gehalten sind und an ihrem inneren Umfangsrand 36 Wicklungsnuten aufweisen, wobei an einem radialen Sioß jedes Segments eine Hälfte einer Wicklungsnut und am anderen Stoß eine Zahnhälfte ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei alternativer Verwendung eines Statorkerns mit 42 Wicklungsnuten jede Ringlamelle aus gleichen, abwechselnd umgeklappten Segmenten zusammengesetzt ist, bei denen jeder Wicklungsnut und jedem Zahn je eine Profilnut gegenübersteht (F i g. 4).