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Elektrische Synchronmaschine mit einer Anlauf- bzw.
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Dämpf erwicklung Es ist bekannt, elektrische Synchronmaschinenmit
einer Anlauf- bzw. Dämpferwicklung zu versehen, damit sie von selbst asynchron angelassen
werden können. Die Stäbe der Anlauf-bzw. Dämpferwicklung sind in den Polschuhen
der Maschine angeordnet und an den Stirnseiten jeweils kurzgeschlossen, indem sie
z*B. untereinander durch Kurzschlußringe verbunden sind. Diese Kurzschlußringe liegen
meist vor der Polschuhstirnfläche. Man hat sie aber auch bereits aus Segmenten gebildet,
welche die Querschnittsform der Pole haben und an deren Stirnfläche innerhalb der
Erregerwicklung angeordnet sind, wobei die Verbindung zwischen den einzelnen Segmenten
durch Laschen erfolgt (siehe DT-AS 1 120 574).
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Der asynchrone Hochlauf einer Synchronmaschine führt im Bereich der
Polschuhoberfläche zu erheblichen, schlagartig auftretenden Erwärmungen, weil die
bei Nenndrehzahl in den rotierenden Teilen des Maschinensatzes vorhandene kinetische
Energie während des Hochlaufs im Bereich der Polschuhoberfläche als Verlustenergie
gespeichert wird. Ist die Maschine mit lamellierten Polen und einer üblichen Anlauf-
bzw. Dämpferwicklung versehen, so können im Bereich der Dämpferwicklung unzulässig
hohe Temperaturen auftreten, die'selbst durch eine Wasserkühlung der Dämpferwicklung
nicht immer in befriedigender Weise abgeführt werden können. Man hat deshalb in
solchen, als Schweranlauf bezeichneten Fällen, z.B. bei einer elektrischen Synchronmaschine
eines Pumpspeicherwerkes,
die Pole der Maschine bereits massiv ausgeführt,
um damit die Wärmekapazität zu erhöhen und die Erwärmung in zulässigen Grenzen zu
halten. Beider Verwendung von massiven Polen ist es aber nachteilig, daß die Polschuhoberflächenverluste
erheblich ansteigen und den Wirkungsgrad gegenüber einer Maschine mit lamellierten
Polen und einer Dämpferwicklung verschlechtern. Außerdem ist die Herstellung von
massiven Polen aufwendiger als die von lamellierten Polen.
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Es besteht daher die Aufgabe, die Synchronmaschine so auszubilden,
daß lamellierte Pole mit einer Anlauf- bzw. Dämpferwicklung für einen Schweranlauf
verwendet werden können, ohne daß während dieses asynchronen Hochlaufs im Bereich
der Dämpferwicklung unzulässig hohe Temperaturen entstehen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe trägt bei einer elektrischen Synchronmaschine,
insbesondere vertikaler Bauart, mit lamellierten Polen und einer Anlauf- bzw. Dämpferwicklung,
deren Stäbe auf beiden Stirnseiten untereinander kurzgeschlossen sind, gemäß der
Erfindung jeder Stab der Anlauf- bzw. Dämpferwicklung eine Isolierung und ist mindestens
auf einer Seite mit einem vor der Stirnfläche der Pole angeordneten Widerstand verbunden,
der aus einer leitfähigen Platte besteht, die durch einseitig angeordnete Schlitze
in Finger unterteilt ist, die jeweils mit den Stäben der Anlauf- bzw. Dämpferwicklung
verbunden sind, und alle Platten sind untereinander im Bereich ihrer Befestigung
am Tragkörper der Pole durch Laschen verbunden. Die Stäbe der Anlauf- bzw. Dämpferwicklung
sind also zumindest auf einer oder auch auf beiden Seiten über einen zusätzlichen
Widerstand kurzgeschlossen. Dadurch wird erreicht, daß ein Teil der Anlaufwärme
nicht im Bereich der Polschuhoberfläche auftritt, sondern auf diese zusätzlichen
Widerstände verlagert wird. Durch geeignete Wahl der Widerstandswerte kann die Aufteilung
der beim Anlauf entstehenden Wärme in gewünschter Weise beeinflußt werden. Die Erwärmung
der
Anlauf- bzw. Dämpferwicklung im Bereich der Polschuhe wird also herabgesetzt. Darüber
hinaus wird durch die eingeschalteten zusätzlichen Widerstände das Anlaufmoment
erhöht. Dies bedeutet, daß die Maschine schneller als sonst in den Synchronismus
kommt. Die Ausbildung der zusätzlichen Widerstände als geschlitzte, vor der Stirnfläche
der-Pole angeordnete Platten, die einerseits am Tragkörper der Pole befestigt sind
und deren Finger jeweils mit einem Stab der Dämpferwicklung verbunden sind, läßt
eine einfache Anbringung der zusätzlichen Widerstände zu, sowie eine einfache Variationsmöglichkeit
der gewünschten Widerstandswerte.
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Als vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung empfiehlt es sich, die
Platten mit Abstand vor der Stirnfläche der Pole und des Tragkörpers anzuordnen,
wobei diese keine Isolierung tragen.
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Auf diese Weise behindern die geschlitzten Widerstandsplatten nicht
den Durchtritt der Kühlluft für die Kühlung der Erregerwicklungen der Synchronmaschine.
Außerdem wird auch die in ihnen selbst entstehende Wärme leicht abgeführt, da die
metallischen Platten unmittelbar von der Kühlluft bestrichen werden.
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Im folgenden sei die Erfindung noch anhand des in den Fig. 1-und 2
dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt, schematisch dargestellt, eine Ansicht auf die Stirnfläche
eines Blechkettenläufers einer elektrischen Synchronmaschine, Fig. 2 zeigt den Teil
eines Längsschnitts durch den Blechkettenläufer.
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Der Läufer 1 einer elektrischen Synchronmaschine eines Pumpspeicherwerks
ist als Blechkettenläufer ausgebildet. Die einzelnen Pole 2 mit den Erregerwicklungen
3 werden also von einer Blechkette 4 getragen. Da bei dem Betrieb eines Pumpspeicherwerkes
die mit der Pumpe bzw. der Turbine oder mit einer
Pumpenturbine
verbundene elektrische Synchronmaschine jeweils sehr schnell asynchron angelassen
werden muß, ist eine Anlauf- bzw. DämpferVicklung vorgesehen, deren Stäbe 5 in den
Polschuhen 6 liegen. Jeder Stab 5 trägt eine Isolierung, so daß er keine elektrische
leitende Verbindung zu den Polschuhen 6 hat. Die Kurzschlußverbindung der einzelnen
Stäbe 5 untereinander erfolgt auf mindestens einer Stirnseite des Läufers 1 oder
auf beiden unter Zwischenschaltung eines zusätzlichen Widerstandes.
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Die zusätzlichen Widerstände bestehen aus einer Platte z aus geeignetem,
leitfähige, magnetischem oder unmagnetischem Material, wie z.B. Kupfer, Bronze oder
Eisen. Sie sind durch einseitig angeordnete, von der den Polschuhen 6 zugewandten
Kante 8 der Platte 7 ausgehende Schlitze 9 in Finger 10 unterteilt, die an ihren
Enden jeweils mit den Stäben 5 der Anlauf-bzw. Dämpferwicklung verbunden sind. Die
Verbindung zwischen den Fingern 10 und den Stäben 5 kann direkt oder über eine dazwischen
geschaltete Lasche 11 erfolgen. Auf der der Kante 8 abgewandten Seite der Platte
7, die nicht mehr durch Schlitze unterteilt ist, sind die Platten 7 jeweils am inneren
Rand 12 der Blechkette 4 befestigt. Dazu dienen Bolzen 13. Da die Platten 7 mit
einem gewissen Abstand vor der Stirnfläche der Pole 2 und der Erregerwicklungen
sowie der Blechkette 4 angeordnet sind, brauchen die Platten 7 insgesamt keine Isolierung
zu tragen. Um den Abstand zu gewinnen, ist zwischen der Blechkette 4 und der Ausgangsbasis
der Finger 10 der Platten 7 jeweils ein entsprechendes Abstandsstück 14 aus Isolierstoff
angeordnet bzw. die Breite der Platte 7 ist im Bereich der Befestigung größer als
im Bereich der Finger 10. Der Abstand hat den Vorteil, daß die Platten 7 die von
den Stirnseiten der Maschine her in die Pollücken 15 axial eingeblasene Kühlluft
zur Abführung der in den Erregerwicklungen 3 entstehenden
Wärme
bei ihrem Durchtritt praktisch nicht behindern und außerdem selbst gleich gut gekühlt
werden, da diese Kühlluft die metallischen Außenflächen der Platten 7 unmittelbar
bestreicht.
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Zur Bildung der Kurzschlußringe sind die Platten 7 jeweils im Bereich
ihrer Befestigung an der Blechkette 4 untereinander durch Laschen 16 verbunden.
Diese Laschen 16 können insbesondere elastisch ausgebildet sein.
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3 Ansprüche 2 Figuren