DE2301442C2

DE2301442C2 - Halterung für Träger von Luftspaltwicklungen rotierender elektrischer Maschinen

Info

Publication number: DE2301442C2
Application number: DE2301442A
Authority: DE
Inventors: John S. H. Dipl.-Ing. Tilton on the Hill Leicestershire Ross
Original assignee: Bbc Ag Brown Boveri & Cie 5401 Baden Aargau; BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1972-12-18
Filing date: 1973-01-12
Publication date: 1981-11-26
Also published as: GB1424849A; FR2210851A1; US3876893A; DE2301442A1; IT1002237B; CH553502A; FR2210851B1; SE389584B

Description

Die Erfindung betrifft eine Halterung für Träger von Luftspaltwicklungen gemäß der Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Halterung ist durch die CH-PS 4 83 741 bekannt

Bei Drehstrommaschinen, vorzugsweise mit supraleitenden Rotorwicklungen, ist die Erzielung von hohen spezifischen Leistungen pro Volumeneinheit besonders stark abhängig von der Konstruktion des Stators. Im normalen Betrieb unterliegt der Stator einer zyklische»! mechanischen Beanspruchung und das hauptsächliche Kriterium besteht darin, die auftretenden Schwingungen auf einem annehmbaren Wert zu halten. Besonders bei Kurschluß-Beanspruchungen ist es erforderlich, sicherzustellen, daß der Stator und insbesondere der Wicklungsträger keinen Schaden erleidet und möglichst keine Betriebsunterbrechung auftritt. Die Kräftebeanspruchung in derartigen Fällen ist ebenfalls eine zyklische; Sie ist vorwiegend radial gerichtet. Es sind deshalb elastische Verbindungsteile zwischen Wicklungsträger und Statorkern vorgesehen.

Bei einer früheren Ausführung ist innerhalb des aus Lamellen gebildeten Eisenkerns ein Wicklungsträger aus isolierendem oder einem anderen geeigneten Material unmittelbar angeordnet, wodurch bei auftretenden eletromagnetischen Kräften die Wicklungen starr in ihrer Lage verbleiben (CH-PS 3 47 571). Diese bekannte Anordnung weist jedoch entscheidende Nachteile auf, die insbesondere darin bestehen, daß sowohl im Normalbetrieb als auch bei hohen, im Kurzschluß auftretenden Belastungen die Beherrschung dieser Kräfte schwierig ist und dadurch eine Zerstörung des Wicklungsträgers erfolgen kann.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zu schaffen, bei welcher der genannte Wicklungsträger.

welcher die einzelnen Wicklungen aufnimmt, als geschlossene Einheit mit dem Statorblechpaket fest verbunden und so elastisch ist, daß diese Einheit selbst hohen Kurzschluß-Belastungen widersteht, Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch I gekennzeichenten Merkmale gelöst.

Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, daß das Statorblechpaket, welches aus einzelnen, durch Haltebolzen zusammengehaltenen Statorblechsegmenten besteht, und der in Ringbauweise aus einem nicht-metallischen, unmagnetischen Werkstoff bestehende Wicklungsträger beim Auftreten großer Kräfte praktisch starr miteinander verbunden sind, während im Normalbetrieb eine elastische Halterung des Wicklungsträgers ermöglicht wird, d. h. er kann sich in einem vorbestimmten Rahmen frei bewegen und insbesondere in radialer Richtung auftretende kleine Vibrationen werden von den elastischen Einlagen der Keile aufgenommen. Im Falle des Auftretens von Deformationen (bei Kurzschlüssen, Störungen usw.), die den vorbestimmten Grenzwert erreichen, bleibt die Beanspruchung des Wicklungsträgers beschränkt, da durch die Anordnung der Keile mit deren nun zusammenge drückten elastischen Einlagen diese Kräfte an das Blechpaket weitergeleitet werden, und die auftretenden Deformationen ducch die hohe Steifheit des Blechpaketes begrenzt sind.

Es empfiehlt sich, die Basen der Einzelnen Keile

einander zugekehrt anzuordnen.

Durch die Anordnung von je zwei zueinander zugekehrten Keilen bleiben diese in der Umfangsrichtung des Stators zwischen Eisenkern und Wicklungsträger eingekeilt.

Ferner ist es zweckmäßig, an einer der beiden konischen Keilflächen, vorzugsweise an der dem Rotor zugekehrten Fläche, zur Aufnahme der elastischen Einlagen Aussparungen mit dazwischen liegenden Backen anzuordnen, und die elastischen Einlagen und die dazwischen stehenden Backen mit einer Schutzschicht zu überdecken.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird vorgesehen, daß zwischen der Schutzschicht und der Oberfläche der Backen ein Luftspalt angeordnet ist.

Dadurch wird erreicht, daß die Schutzschicht lediglich auf den elastischen Einlagen befestigt, vorzugsweise in bekannter Weise verklebt sind, während der Spalt zwischen der Schutzschicht und den Backen, welche sich zwischen den elastischen Einlagen befinden, keine

so Schwingungen, die auf die Schutzschicht übertragen werden, über die Keile an den Statorkern weiterleiten kann.

In der Zeichmung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes vereinfacht dargestellt. Es zeigt

F i g. I einen Sektor eines Stators, F i g. 2 einen Querschnitt durch einen Keil. Gemäß Fi g. I ist mit 1 ein Statorkern bezeichnender aus einzelnen Statorblechsegmenten Xa besteht, die durch Haltebolzen \b zusammengehalten werden und dessen Außenoberfläehe zylindrisch ausgebildet ist, und der an seiner Innenobenfläche sägezahnartige Ausnehmungen 2 aufweist. Zwischen dem Statorkern 1 und einem aus einem nicht-metallischen, unmagnetischen Werkstoff bestehenden Wicklungsträger 3, welcher in Ringbauweise hergestellt ist, mit Wicklungsstäben 4 ist ein Spalt 5 angeordnet, in welchem über den gesamten Umfang gleichmäßig verteilt Keile 6 angebracht sind,

deren Basen 7 einander zugekehrt sind, Zwischen den einzelnen Basen 7 der Keile 6 ist jeweils über die Gesamtlänge des Stators 1 ein flexibles Rohr 8 angeordnet, das mit Luft oder einer Flüssigkeit gefüllt ist.

Nach Fig.2 bestehen die Keile 6 aus einem Isoliermaterial und weisen an ihren dem Wicklungsträger 3 zugekehrten Flächen Aussparungen 9 auf, zur Aufnahme von elastischen Einlagen 10, vorzugsweise aus Gummi oder ähnlichem Material. Zwischen den Aussparungen 9 bleiben gleichmäßig über die Oberfläche der Keile 6 verteilt Backen 11 bestehen, wobei diese Backen 11 gegenüber den elastischen Einlagen 10 etwas zurückversetzt sind. Die elastischen Einlagen 10 werden in den Aussparungen 9 befestigt, vorzugsweise eingeklebt Die Außenoberflächen der elastischen Einlagen 10 werden mit einer Schutzschicht 12, die vorzugsweise aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff besteht, überdeckt Diese Schutzschicht 12 wird an den Außenoberfläche der elastischen Einlagen 10 festgeklebt. Da die zwischen den Aussparungen 9 stehengebliebenden Backen 11 gegenüber den elastischen Einlagen 10 etwas zurückversetzt sind, entsteht zwischen den Backen 11 und der Schutzschicht 12 ein Luftspalt 13.

Die Bezugszahlen von Fig. 1 gelten für gleiche Teile auch in Fig.2,

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung beim Betrieb des Generators geht aus folgendem hervor: Je nach Belastung des Generators werden durch die Radialkräfte zwischen den Keilen 6 und dem Wicklungsträger 3 die elastischen Einlagen 10 zusammengepreßt, und zwar höchstens soweit, bis die zwischen den, die elastischen Einlagen 10 aufnehmenden Aussparungen 9 stehengebliebenen Backen 11 mit der Schutzschicht 12 in Berührung kommen, d. h. bis der Luftspalt 13 eliminiert wird. Entspricht der Luftspalt von Anfang an nicht der Deformation im Dauerbetrieb des Wicklungsträgers des Generators, werden die elastischen Einlagen 10 soweit zusammengedrückt, daß die Backen 11 und die Schutzschicht 12 in engen Kontakt miteinander kommen und durch die auftretenden Vibrationen die Backen 11 soweit durch die Schutzschicht 12 erodiert und abgeschliffen werden, bis zwischen den Backen 11 und der Schutzschicht 12 wieder ein kleiner Spalt 13 entsteht Dieser Spalt 13 kann beispielsweise 30 Mikron una darüber betragen. Wenn nunmehr ein Kurzschluß eintritt, Kann der Stator nur zwichen 30 bis 100 Mikron nachgeben, bevor die Versteifungswirkung des Statorkerns 1 eintritt, und der Eisenkern die Hauptbelastung übernimmt und die Beanspruchungen im Wicklungsträger 3 begrenzt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

U Halterung für Träger von Luftspaltwicklungen rotierender elektrischer Maschinen, vorzugsweise Statorwicklungen mit elastischen Verbindungsteilen in solchen Maschinen mit supraleitenden Rotorwicklungen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Statorkern (1) und Wicklungsträger (2) über den gesamten Umfang verteilt in Umfangsrichtung Keile (6) mit elastischen Einlagen (10) angeordnet sind.
2. Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Basen (7) der einzelnen Keile (6) einander zugekehrt angeordnet sind.
3. Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einer der beiden konischen Keilflächen, vorzugsweise an der dem Rotor zugekehrten Fläche, zur Aufnahme der elastischen Einlagen (JO) Aussparungen (9) mit dazwischenliegenden Backen (11) angeordnet sind.
~ 4. Halterung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Einlagen (10) und die Backen (11) mit einer Schutzschicht (12) überdeckt sind.
5. Halterung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Schutzschicht (12) und der Oberfläche der Backen (11) ein Luftspalt (13) angeordnet ist.