DE2301243A1

DE2301243A1 - CORE BRACKET FOR DYNAMOELECTRIC MACHINE

Info

Publication number: DE2301243A1
Application number: DE19732301243
Authority: DE
Inventors: Sterling Cheney Barton
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1972-01-24
Filing date: 1973-01-11
Publication date: 1973-08-02
Also published as: CH547568A; FR2169173A1; JPS4882307A; GB1416371A; FR2169173B1

Description

1 River Road
SCHENECTADY, N.Y./ü.S.A.1 River Road
SCHENECTADY, NY / US

Kernhalterung für dynamoelektrische MaschineCore holder for dynamo-electric machine

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf große dynamoelektrische Maschinen wie z.B. Dampfturbinengeneratoren und Gasturbinengeneratoren mit einem flexibel angebrachten elektromagnetischen Kern. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen federgehalterten Anker oder Statorkern, der auf einem Fundament unabhängig gehaltert ist.The invention relates generally to large dynamo-electric Machines such as steam turbine generators and gas turbine generators with a flexibly attached electromagnetic Core. In particular, the invention relates to a spring-loaded armature or stator core that is independent on a foundation is held.

Der Anker oder Statorkern einer großen dynamoelektrischen Maschine ist Vibrationskräften ausgesetzt, die durch das Magnetfeld des Rotors hervorgerufen werden. Das Magnetfeld des Rotors hat die Neigung, den Ankerkern synchron in eine eliptische Konfiguration zu verformen,'die von der Lage der Rotorpole zu irgendeinem Zeitpunkt abhängt. Bisher wurden die Vibrationskräfte dadurchThe armature or stator core of a large dynamo-electric machine is exposed to vibration forces caused by the magnetic field of the rotor. The rotor's magnetic field has the Tendency to deform the armature core synchronously into an elliptical configuration depending on the location of the rotor poles to any one Time depends. So far the vibratory forces have been thereby

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aufgenommen, daß der Ankerkern unter Einfügung von Federn in den Außenrahmen des Generators eingebaut wurde, wodurch der Außenrahmen die Vibrationskräfte in ein geeignetes Fundament überträgt. Da jedoch die Maschinendaten steigen, vergrößern sich auch die elektromagnetischen Kräfte und die Größe der elektromagnetischen Kerne, die zu größeren Generatoraußenrahmen führen. Dies führt zu Schwierigkeiten, da die Generatoraußenrahmen zu groß werden, um in einem Stück transportiert zu werden. Eine gegenwärtig verwendete Lösung besteht darin, die sogenannte "Käfig-"konstruktion zu verwenden, die einen Käfig, der die Magnetkernlamellen und Wicklungen in ihrer Lage hält, und als eine Einheit transportiert wird, und einen Außenrahmen umfaßt, der in Abschnitten transportiert werden kann und die erforderlichen Gas Zuführungskanäle und die Halterungsstruktur für den elektromagnetischen Kern enthält. Beispiele für die oben beschriebenen Anordnungen sind in den US-Patentschriften 2 554 226 und 3 505 546 beschrieben.added that the anchor core with the insertion of springs in the The outer frame of the generator was installed, whereby the outer frame transfers the vibration forces into a suitable foundation. However, as the machine data increases, the electromagnetic forces and the magnitude of the electromagnetic forces also increase Cores that lead to larger generator outer frames. This leads to difficulties because the generator outer frames become too large, to be transported in one piece. One solution currently used is the so-called "cage" design to use a cage that holds the magnetic core laminations and windings in place and transports them as a unit and an outer frame that can be transported in sections and the required gas supply channels and includes the support structure for the electromagnetic core. Examples of the arrangements described above are shown in U.S. Patents 2,554,226 and 3,505,546.

Eine der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die Ankervibration Von anderen Teilen der dynamoelektrischen Maschine, einschließlich dem gasdichten Außenmantel zu trennen bzw", fernzuhalten.An object of the present invention is to reduce the armature vibration of other parts of the dynamoelectric Separate or "keep away the machine, including the gas-tight outer jacket.

Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die bisher erforderlichen großen, strukturell tragenden Generatoraußenrahmen "zu vermeiden.A further object of the present invention is to provide the large, structurally load-bearing generator outer frames that were previously required "to avoid.

In einer großen dynamoelektrischen Maschine wird der elektromagnetische Kern mittels vertikaler Federplatten gehaltert, die an dem einen Ende an Winkelstutzen befestigt sind, die von dem Kern radial nach außen führen. Der elektromagnetische Kern kann einen Anker oder Statorkern mit einer integralen Käfigkonstruktion aufweisen und kann in einem gasdichten, nicht tragenden Außenrahmen eingeschlossen sein. Die Winkelstutzen sind an einem Punkt minimaler tangentialer Bewegung auf den Kern und die Käfigkonstruktion befestigt, und die Federplatten sind tangential starr aber radial flexibel in bezug auf die Befestigungspunkte. Das andere Ende je eier Federplatte ist direkt mit dem Fundament verankert und vollständig unabhängig von dem Außenrahmen. EsIn a large dynamo-electric machine, the electromagnetic Core supported by means of vertical spring plates, which are attached at one end to angle connectors that are from the Lead the core radially outwards. The electromagnetic core can be an armature or stator core with an integral cage construction have and can be enclosed in a gas-tight, non-load-bearing outer frame. The elbow connectors are on one Point of minimum tangential movement attached to the core and cage structure, and the spring plates are tangent rigid but radially flexible with respect to the attachment points. The other end of each spring plate is directly with the foundation anchored and completely independent of the outer frame. It

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sind zv/ei Ausfünrungsbeispiele gezeigt» ^{um den} Kern in einem gasdichten Außenrahmen vollständig einzuschließen. Die eine Konstruktion enthält einen halbkreisförmigen Außenrahmen mit vertikalen Seitenwänden und einem horizontalen Basisteil, während die andere Konstruktion einen zylinderförmigen Außenrahmen beinhaltet, der um den elektromagnetischen Kern herumgelegt ist.zv / ei examples are shown ^to completely enclose the core in a gas-tight outer frame. One construction includes a semicircular outer frame with vertical side walls and a horizontal base part, while the other construction includes a cylindrical outer frame which is wrapped around the electromagnetic core.

Die Erfindung wird nun mit weiteren .Merkmalen und Vorteilen "anhand der folgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen zweier Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.The invention will now be based on further "features and advantages" the following description and the accompanying drawings of two exemplary embodiments of the invention are explained in more detail.

Pig. 1 ist eine teilweise aufgeschnitten dargestellte isometrische Ansicht von einer dynamoelektrischen Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung, die einen "weichen" minimalen Außenrahmen enthält.Pig. 1 is an isometric view partially cut away View of a dynamo-electric machine according to the present invention having a "soft" Contains minimal outer frame.

Fig. 2 ist eine Schnittansicht nach einem Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1.FIG. 2 is a sectional view after a section along FIG Line II-II in Fig. 1.

Fig. 3 ist eine Stirnansicht von einer dynamoelektrischen Maschine, die ein alternatives Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.Fig. 3 is an end view of a dynamoelectric Machine embodying an alternate embodiment of the present invention.

Fig. 4 ist eine Seitenansicht von einer starren Verbindung an dem einen Ende einer dynamoelektrischen Maschine und zeigt einen Teil eines minimalen weichen Außenrahmens, der an einem Teil eines Endrahmens befestigt ist.4 is a side view of a rigid link at one end of a dynamoelectric machine and FIG shows part of a minimal soft outer frame, which is attached to part of an end frame.

In den Fig. 1 und 2 ist eine dynamoelektrische Maschine 11 dargestellt, die ein Paar Endrahmen 15 und einen elektromagnetischen Kern 17 enthält,.der dazwischen angebracht ist. Der Kern kann einen Anker oder Statorkern 19 bilden, der von einer Käfig^einrichtung 21 umgeben ist. Der Käfig ist mit dem Kern sicher verspannt und es ist dafür gesorgt, daß er mit dem Käfig vibriert, so daß der Punkt minimaler tangentialer Bewegung festgelegt werden kann. Der Ankerkern ist innerhalb des Käfigs mittels in Umfangsrichtung, angeordneter Keilstäbe 23 und anderer geeigneterIn Figs. 1 and 2, a dynamo-electric machine 11 is shown, which includes a pair of end frames 15 and an electromagnetic core 17 attached therebetween. The core can Form an armature or stator core 19, the device of a cage ^ 21 is surrounded. The cage is securely braced with the core and it is ensured that it vibrates with the cage, so that the point of minimum tangential movement can be specified. The anchor core is inside the cage by means of in Circumferential direction, arranged wedge bars 23 and other suitable

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Mittel (Klemmringbefestigungsglieder) befestigt, die es ermöglichen, daß der Käfig und der Kern eine integrale Baueinheit werden. Eine innerhalb des Kernes ausgebildete Rotorbohrung 25 nimmt den nicht gezeigten Rotor auf. 'Means (clamping ring fasteners) attached, which make it possible to that the cage and the core become an integral unit. A rotor bore 25 formed within the core takes on the rotor, not shown. '

Der Kernwüer sowohl den Ankerkern als auch den Käfig einschließt, ist durch eine Reihe von Biegeteilen gehaltert, die vertikale Pederplatten 29 umfassen, die gewöhnlich in komplementären Paaren angebracht sind. Die Pederplatten könnten jedoch auch versetzt angeordnet sein oder ein einzelnes Federplattenpaar bilden.The nuke includes both the anchor core and the cage, is supported by a series of flexures comprising vertical spring plates 29, usually in complementary pairs are appropriate. However, the spring plates could also be arranged offset or form a single spring plate pair.

An den Seiten des Kernes sind entlang seiner axialen Länge paarige Winkelstutzen 31 befestigt, die sich von dem Kern radial nach außen erstrecken. Die Stutzen sind jeweils am Punkt minimaler tangentialer Bewegung an der Außenseite des Kernes angebracht, wie es in der US-Patentschrift 2 55¹* 226 beschrieben ist.On the sides of the core, paired angled connectors 31 are attached along its axial length, which extend radially outward from the core. The nozzles are each mounted at the point of minimum tangential movement on the outside of the core, as described in US Patent 2 55 ¹ * 226th

Das untere Ende von jeder vertikalen Federplatte ist durch Bolzen an einer mit Planschen versehenen Platte 35 befestigt, die' von einer Basisplatte 37 getragen wird. Di'e Basisplatte 37 ist in das Fundament eingebettet ,wie es in den Zeichnungen dargestellt ist.The lower end of each vertical spring plate is fastened by bolts to a flap plate 35, shown in FIG a base plate 37 is carried. The base plate 37 is embedded in the foundation, as shown in the drawings is.

Häufig ist es bei einer großen dynamoelektrischen Maschine wünschenswert, den elektromagnetischen Kern vollständig mit einem gasgefüllten Mantel zu umgeben. In dem in Fig. 2 gezeigten Ausführunpsbeispiel schließt ein minimaler "weicher" Mittelrahmen-Außenmantel hl den Kern 17 ein. Der Außenmantel ist von dem Kern vollständig getrennt, und dieser Aufbau gestattet die Verwendung eines "weichen" oder nicht-tragendeh Mantels. Die Mantelseiten werden gegenüber den mit Flanschen versehenen Platten 35 ■ gasdicht gehaltert. Ein Paar vertikaler Seitenplatten 45 stößt an den Basisplatten 37 an, und eine einzelne horizontale Bodenplatte *19 ist zwischen den Seitenplatten angeordnet, um die äußere Rahmenumhüllunc zu vervollständigen.It is often desirable in a large dynamo-electric machine to completely enclose the electromagnetic core with a gas-filled jacket. In the embodiment shown in FIG. 2, a minimal "soft" midframe outer jacket hl encloses the core 17. The outer jacket is completely separate from the core and this construction allows a "soft" or non-structural jacket to be used. The jacket sides are held gas-tight with respect to the plates 35 provided with flanges. A pair of vertical side panels 45 abut the base panels 37 and a single horizontal floor panel * 19 is positioned between the side panels to complete the outer frame envelope.

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Der Kern 17 kann einen herabhäncenden radialen Flansch 51 aufweisen, der von einem unteren Abschnitt des Kernes ausgeht, der ; durch.ein Paar an dem radialen Plansch 51 befestigten Verankerungsstäben 55 in seiner Lage gehalten und an einer Rotation gehindert ist. Die Verankerungsstäbe, die auch eine seitliche Bewegung des Kernes verhindern, können ihrerseits an den vertika- ^: len Seitenwandplatten *J5 befestigt sein.The core 17 may have a depending radial flange 51 extending from a lower portion of the core which; a pair of anchoring rods 55 attached to the radial face 51 is held in place and prevented from rotating. The anchoring rods, which prevent a lateral movement of the core can turn on the ^vertika-: len be mounted side wall panels * J5.

In Pig. 3 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt, bei dem eine dynamoelektrische Maschine 111 ein Paar Endrahmen 115 und einen elektromagnetischen Kern 117 enthält. Der Kern kann von einem Ankerkern 119 und einer integralen Käfigeinheit 121 gebildet sein, wobei der Käfig und der Kern durch in Umfangsrichtung angeordnete Keilstäbe 123 aneinander befestigt sind. Eine innerhalb des Kernes ausgebildete Rotorbohrung 125 nimmt einen nicht gezeigten Rotor auf.In Pig. 3 is an alternate embodiment of the present one Invention shown in which a dynamo-electric machine 111 has a pair of end frames 115 and an electromagnetic core 117 contains. The core can be formed by an armature core 119 and an integral cage unit 121, the cage and the core by wedge bars 123 arranged in the circumferential direction are attached to each other. A rotor bore 125 formed within the core receives a rotor, not shown.

Der Kern wird von Biegeteilen getragen, wie z.B. vertikalen Federplatten 129, die auf entgegengesetzten Seiten des Kernes \ angeordnet sind. Der obere Teil der Pederplatten ist durch Bolzen an Winkelstutzen 131 befestigt, die an dem Punkt minimaler tangentialer Bewegung von dem Kern radial nach außen ragen, wie es in der US-Patentschrift 2 554 226 beschrieben ist.The core is supported by bent parts, such as vertical spring plates 129 which are disposed on opposite sides of the core \. The upper portion of the peder plates are fastened by bolts to elbow studs 131 which project radially outwardly from the core at the point of minimum tangential movement, as described in U.S. Patent 2,554,226.

Die unteren Enden der Pederplatten sind durch Bolzen an mit Planschen versehenen Platten 135 befestigt, die auf Basisplatten 137 gehaltert sind, die ihrerseits durch das Fundament in dar- ' gestellter Weise getragen werden.The lower ends of the peder plates are bolted to with Splash-provided plates 135 attached, which are supported on base plates 137, which in turn are through the foundation in dar- ' be worn in a posed manner.

In dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Kern von ' eineiü gasdichten, "weichen", zylinderförmigen Außenrahmen l4l vollständig umgeben. Die geflanschten Platten sind an dem Außen- ; rahmen angeschweißt. Die innere Kernvibrationsbelastung wird durch die Planschplatten 135 direkt auf das Fundament übertragen, wodurch der Außenrahmen einen minimalen Konstruktionsaufwand besitzen kann. Auf den Außenrahmen wird keine Belastung übertragen.In the embodiment shown in Fig. 3, the core of ' a gas-tight, "soft", cylindrical outer frame l4l completely surrounded. The flanged plates are on the exterior; frame welded on. The internal core vibration load is transmitted directly to the foundation through the flat plates 135, whereby the outer frame can have a minimal construction effort. No load is transferred to the outer frame.

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Ein herabhängender Radialflansch 151 kann auf dem Innenkern ausgebildet sein und wird durch ein Paar Verankerungsstäbe 155 an einer Dreh- und Lateralbewegung gehindert. Der radiale Plansch kann durch den Außenmantel hindurchführen, wie es in Pig. 3 gezeigt ist. Ähnlich wie in dem Ausführungsbeispiel gemäß Pig. 2 kann durch zwei vertikale Seitenwände 145 und eine horizontale Platte 149 eine Vertiefung gebildet werden. Die Verankerungsstäbe 155 können an den vertikalen Seitenwänden befestigt·sein, wie es in Fig. 3 gezeigt ist.A depending radial flange 151 may be formed on the inner core and is attached by a pair of anchor rods 155 prevented from rotating and lateral movement. The radial splash can pass through the outer jacket, as in Pig. 3 shown is. Similar to the embodiment according to Pig. 2 can by two vertical side walls 145 and one horizontal Plate 149 a recess can be formed. The anchoring rods 155 can be attached to the vertical side walls, as shown in FIG.

Zwischen den Außenrahmenseiten und dem Pundament können Seiten- ^; wandteile l6l angeordnet sein, um die Ansammlung von Fremdmaterial zwischen dem Außenrahmen und dem Fundament zu verhindern.Side panels can be placed between the outer frame sides and the foundation ^. wall parts l6l be arranged to prevent the accumulation of foreign matter between the outer frame and the foundation.

In Fig. 4 ist eine starre Verbindung zwischen dem Außenrahmen und dem Endrahmen 15 gezeigt. Wie in Fig. 4 dargestellt ist, sind die zwei Teile durch Schweißnähte 43 aneinander befestigt. Dies würde eine typische Verbindung für die Ausführungsbeispiele sein, die einen "weichen" Außenrahmen verwenden, wie es in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist.In Fig. 4 a rigid connection between the outer frame and the end frame 15 is shown. As shown in Fig. 4, the two parts are fastened to one another by welds 43. This would be a typical connection for the embodiments using a "soft" outer frame, as shown in FIG Figs. 2 and 3 is shown.

Es wird nun kurz die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Kernhai-, terung beschrieben. Die Federplatten, die auf den Seiten des elektromagnetischen Kerns angeordnet und an diesem befestigt sind, tragen den Kern unabhängig von anderen Teilen der dynamoelektrischen Maschine und verankern ihn direkt in dem Fundament Wenn der Generatormotor umläuft, wird der elektromagnetische Kern durch elektromagnetische Kräfte verformt, die eine Vibration des Kernes hervorrufen. Diese Vibrationskräfte werden direkt auf das Fundament übertragen und durch die Federplatten gedämpft. Kein anderes Teil der dynamoelektrischen Maschine einschließlich des Außenrahmens wird durch die Vibrationen be-einträchtigt. Somit kann ein minimaler, nicht-tragenden Außenrahmen .verwendet werden.The mode of action of the core shark according to the invention, described. The spring plates, which are placed on the sides of the electromagnetic core and attached to it support the core independently of other parts of the dynamo-electric machine and anchor it directly in the foundation When the generator motor rotates, the electromagnetic core is deformed by electromagnetic forces that cause vibration of the core. These vibration forces are transmitted directly to the foundation and through the spring plates muffled. No other part of the dynamo-electric machine, including the outer frame, is affected by the vibrations. Thus, a minimal, non-load-bearing outer frame can be used.

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Claims

Core holder for a dynamo-electric machine with a vibrating electromagnetic core disposed between a pair of end frames for separating the core vibrations from other parts of the dynamo-electric machine, characterized by at least one pair vertical spring plates (29) arranged on opposite sides of the electromagnetic core (17), wherein one end of each spring plate is attached to the electromagnetic core and the other end of each spring plate attached to a load-bearing foundation (at 35), and a minimal non-load-bearing outer frame (4l), the between the end frames (Ii?) around the electromagnetic core (17) is arranged around and out of contact with the spring plates (29) and the electromagnetic core, such that Vibrations of the electromagnetic core directly on the; Foundation and not transferable to the outer frame.

2. Core holder according to claim 1, characterized in that that the outer frame (41) has a semi-cylindrical, non-load-bearing outer jacket with vertical side walls having.

3 core holder according to claim 1, characterized in that that the outer frame (141) has a cylindrical, non-load-bearing, minimal outer jacket. :

4. core holder according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the vertically arranged spring plates (23) at their upper ends at opposite ends Sides of the electromagnetic core are attached and depend from this, and at least one Pair of oppositely arranged support plates (37) are provided, which are mounted on the foundation and on to which the lower ends of the spring plates (29) correspond to

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sponding manner are mounted, such that the electromagnetic core is not in contact with the outer casing and is supported on spring plates (29) and die'Tragplatten, (37) directly from the foundation.

5 »core holder according to claim 4, characterized in that that the spring plates (29) at points of minimal tangential movement on the electromagnetic Core (17) are attached.

6.- core holder according to claim 4, characterized

show that the electromagnetic core (17) and • the spring plates (29) are enclosed in a gas-tight, non-load-bearing outer jacket.

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