DE2301442C2 - Halterung für Träger von Luftspaltwicklungen rotierender elektrischer Maschinen - Google Patents
Halterung für Träger von Luftspaltwicklungen rotierender elektrischer MaschinenInfo
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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.
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 (5)
- 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.
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