DE2340691A1

DE2340691A1 - Staenderblechpaket fuer eine kompensierte gleichstrommaschine

Info

Publication number: DE2340691A1
Application number: DE19732340691
Authority: DE
Inventors: Ernst Dr Ing Beier
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-08-10
Filing date: 1973-08-10
Publication date: 1975-02-27
Also published as: IT1019833B; JPS5072103A; JPS587824Y2; BE818300A; SE7410280L; FR2240557A1; JPS5512800U

Description

Ständerblechpaket für eine kompensierte Gleichstrommaschine

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ständerblechpaket für eine kompensierte Gleichstrommaschine, bestehend aus geschichteten ringförmigen Blechen mit am Umfang der Ständerbohrung angeordneten größeren offenen Nuten beiderseits der Haupt- und Wendepole, die von radial übereinander konzentriert angeordneten Erreger- und Wendepolspulen gefüllt sind, sowie in den Hauptpolen in umfangsseitig gleichmäßigen Abständen angeordneten kleineren Nuten zur Aufnahme von Kompensationaspiilen.

Es ist bekannt, ein solches Ständerblechpaket beispielsweise in einer oberflächengekühltes Gehäuse einzupressen, so daß die Wärmeabfuhr aus dem Inneren der Maschine nur über das mit dem Ständerblechpaket in Eingriff stehende oberflächengekühlte Gehäuse erfolgen kann. Bei der vorwiegend angewandten Thyristorspeisung kompensierter Gleichstrommaschinen wird bei schwach ausgenützten oberflächengekühlten Maschinen dieser Art eine Dimensionierung auf höchstmögliche Ankerkreisinduktivität angestrebt, um die durch Wechselstromanteile bedingte Leistungsminderung möglichst klein zu halten. Eine große Ankerkreisinduktivität erfordert aber eine entsprechend große Schli tzhohrt an den Kompenaationsnuten und radial außenliegende Wendepolspulen, so daß die Erregerspulen radial innen angeordnet ,/erden müssen, so daß die Erregerspulenköpfe zwischen den Kcrnp msationsspulenköpfen und ien Wendepolspulenköpfen liegen.

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Bei Gleichstrommaschinen mit vollen Hauptpolen und geblechten genuteten Polschuhen ist es aus der DT-PS 972 331 bekannt, eine Sättigung in den äußeren Flanken des Polschuhes durch radiale Verkürzung des Abstandes der Kompensationsnutmündung zum Luftspalt zwischen Hauptpol und Läufer zu vermeiden.

Aus der DT-PS 748 606 ist zur Abführung der Wärme aus dem Ständer einer elektrischen Maschine ohne Beeinträchtigung der magnetischen Leitfähigkeit und ohne Erhöhung der magnetischen Verluste eine besondere Ausbildung der Ständernuten und Zuordnung axialer Kühlmitteldurchlässe bekannt, die aber ausdrücklich von bei Wendepolmaschinen bekannten Maßnahmen unterschieden wird, wobei darauf hingewiesen ist, daß die besagte Anordnung nicht durch Kühlkanäle zwischen Wendepolspule und benachbarten Erregerspulen berührt wird, die einer Verringerung des Platzbedarfs in Umfangsrichtung und damit auch in radialer Richtung entgegenstehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine bessere Leistungsausnutzung einer kompensierten Gleichstrommaschine mit einem Ständerblechpaket der eingangs genannten Art durch eine wirksamere und gleichmäßigere Innenkühlung des bewickelten Ständers an Stelle einer Oberflächenkühlung des Gehäuses zu erreichen.

Die Lösung der gestell.ten Aufgabe gelingt nach der Erfindung für das eingangs genannte Ständerblechpaket dadurch, daß die beiderseitig äußeren Kompensationsnuten jedes Hauptpoles einen kürzeren Schlitz alj die übrigen Kompensationsnuten aufweisen, daß in magnetisch schwach ausgenützten Zonen der Hauptpoie zwischen dem Ständerrücken und den Kompensationsnuten sowie in magnetisch schwach ausgenutzten Zonen der Wendapole axiul durchgehende Kühlmitteldurchläase verteilt angeordnet sind und dai3 die radial innenliegenien Wendepolnuten mit ihren ■Spu'l^nk-ipfen vor Kühlmlttelduranlassen in den Wendepolen unl die radial axißenliegenlen Erregerapulen mit

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ihren die Kompensationsnuten freilassenden Spulenköpfen vor den Kühlmitteldurchlässen in den Hauptpolen liegen. Durch die verteilte Anordnung einer Vielzahl von Kühlmitteldurchlässen ist eine gute Wärmeabfuhr und damit eine höhere Ausnützung der Maschine möglich, die somit mit kleinerer Ankerkreisinduktivität ausgestattet sein kann, was generell eine geringere Schlitzhöhe der Kompensationsnuten erlaubt. Die radial äußere Anordnung der Erregerspulen mit ihren vor den Ktihlmitteldurchlässen liegenden Spulenköpfen ergibt eine intensive Kühlung. Durch die beidseitig äußeren Kompensationsnuten mit gegenüber den übrigen verkürzten Schlitzhöhen gelingt es, die Wickelköpfe der Erregerspulen kröpfungsfrei an den Wickelköpfen der Kompensationsspulen entlang zwischen diesen und dem Ständerrücken zu verlegen. Außerdem wird eine gute Kühlung der Wendepolspulenköpfe erreicht.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von ünteransprüchen.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung in teilweiser Vorderansicht dargestellten Ausführungsbeispieles nachfolgend näher erläutert.

Das nur für die eine Ringhälfte dargestellte Ständerblechpaket einer vierpoligen Gleichstrommaschine ist in einem Gehäuse 2 eng anliegend befestigt und in an sich bekannter Weise durch nicht dargestellte Klammern am Ständerrücken zusammengehalten. Das Ständerblechpaket ist aus einer Vielzahl ringförmiger Bleche 1 geschichtet. In Umfangsrichtung sind in die Ständerbohrung mündende größere Nuten 6 - zwei Nuten je Hauptpol 3 und Wendepol 4 - beiderseits jedes Wende- und Hauptpoles angeordnet und so bemessen, daß sie von den darin radial hintereinander angeordnet und 30 bemessen, daß sie von den darin radial hintereinander angeordneten Wendepol- und Erregerspulen gefüllt sind. Dabei ist die um den Wendepol 4 konzentrierte Wendepolspule 9 der Nutmündung benachbart und

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die um den Hauptpol 4 konzentrierte Erregerspule 10 am Nutengrund anliegend angeordnet. Im wesentlichen im radialen Erstreckungsbereich der "beiden genannten Spulen sind un jedem Wendepol 4 zwei in Abstand radial hintereinanderliegende, axial durchgehende Kühlmitteldurchlässe 7, 7¹ angebracht, und zwar in magnetisch wenig beanspruchten Zonen, so daß eine Sättigungsgefahr nicht besteht. Jeder Hauptpol 3 weist Kompensationsnuten 5 auf, die durch schmale Schlitze mit der Ständerbohrung in Verbindung stehen. Die radiale Höhe der Schlitze der beiden äußeren Kompensationsnuten ist geringer als die der übrigen gehalten, so daß der Nutengrund der äußeren Kompensationsnuten den gleichen Abstand von der Ständerbohrung hat wie die an die Wendepolspule angrenzende Unterseite der Erregerspule. Die Abstände der Nutenmündungen der übrigen Kompensationsnuten können entsprechend einer gewünschten Vergrößerung der Streuinduktivität durch, längere Schlitze vergrößert werden. Die konzentrierte Erregerspule läßt sich auf diese Weise außerhalb der Nuten leicht so formen, daß sie außerhalb des Bereichs der Spulenköpfe der Kompensationsspule 11 bleibt und eng an diese angrenzt, so daß der radiale Raumbedarf auf die entsprechenden Abmessungen der Erregerspule beschränkt werden kann und ein ausreichender radialer Abstand zum Ständerblechrücken bestehen bleibt. Zur weiteren Vergrößerung der Streuinduktivität ist es vorteilhaft, die Schlitze der Kompensationsnuten durch eine hochpermeable bekannte Nutverschlußmasse zu füllen, die dann Streustege bildet.

Zur Abführung der Wärme aus den Spulen und dem Ständerblechpaket sind weiterhin im Hauptpol 3 in magnetisch schwach ausgenutzten Zonen zwischen dem Ständerrücken und den Kompensationsnuten ~ axial durchgehende Kühlmitteldurchlässe 8 vorgesehen, die vorzugsweise radial über jeder Kompensationsnut so angebracht sind,daß sie auf die Spulenköpfe der Erreger— spule münden. Dies gilt für die Kühlmitteldurchlässe 7' in den Wendepolen bezüglich der Spulenköpfe der Wendepolspulen

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entsprechend. Die frei in die Innenräume mündenden Kühlmitteldurchlässe 7 können, wenn eine extreme Ausnutzung nicht vorliegt, gegebenenfalls auch entfallen. Die die Kühlmitteldurchlässe in axialer Richtung durchströmende, von einem Ventilator im Maschinengehäuse angesaugte Kühlluft führt die Wärme aus dem Ständerblechpaket weg und gleicht durch die intensive Beblasung der ausströmseitigen Spulenköpfe die Unterschiede in der Kühlleistung der frischen, eintretenden und der austretenden warmen Kühlluft weitgehend aus.

Durch die Maßnahmen nach der Erfindung läßt sich bei einer vierpoligen Gleichstrommaschine mit magnetisch gut leitendem Gehäuse eine Vergrößerung des Verhältnisses von Ständerbohrung zu Außendurchmesser des Gehäuses auf Werte von mindestens 0,54 bis 0,57 erzielen.

Bei vierpoligen gehäuselosen Gleichstrommaschinen läßt sich ein Verhältnis von Ständerbohrung zu Ständerpaketaußendurchmesser von 0,57 bis 0,6 erreichen.

5 Patentansprüche
1 Figur

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Claims

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Patentansprüche

/Ί .(Ständerblechpaket für eine kompensierte Gleichstrommaschine, bestehend aus geschichteten ringförmigen Blechen mit am Umfang der Ständerbohrung angeordneten größeren offenen Nuten beiderseits der Haupt- und Wendepole, die von radial übereinander konzentriert angeordneten Erreger- und Wendepolspulen gefüllt sind, sowie in den Hauptpolen in umfangsseitig gleichmäßigen Abst. uiden angeordneten kleineren Nuten zur Aufnahme von Kompensationsspulen, dadurch gekennzeichnet, daß JLe beidseitig äußeren Kompensabionsnuten (5) jedes Hauptpoles (*) einen kürzeren Schlitz als die übrigen Komp-ti.jationsnuten aufweisen, daß in .:; :._:jne tisch schwach ausgenutzten Zonen der Hauptpole (3) zwischen dem Ständerrücken und den Kompensationsnuten sowie in magnetisch schwach ausgenutzten Zonen der Wendepole (4-) axial durchgehende Kühlmitteldurchlässe (8, 7» 7¹) verteilt angeordnet sind und daß die radial innenliegenden Wendepolspulen (9) mit ihren JpulenkÖpfen vor Kühlmitteldurchlässen (7^f) in den Wendepolen (4-) und die radial außenliegenden Erregerspuleri (10) mit ihren die Kompensationsnuten freilassenden Spulenköpfen vor den Kühlmitteldurchlässen (8) in den Hauptpolen (3) liegen.

2. Ständerblechpaket nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Ständerb!«ehrücken und jeder Kompensationsnut (5) ein Kühlmitteldurchlaü (8) vorgesehen ist.

^z . Ständerblechpaket nach Ana£rueh 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Wendepol (4) zwei iadial im Abstand übereinander angeordnete Kühlmitteldurchlässe (7, 7¹) aufweist, die überwiegend im radialen Erstreckunfsbereieh der Erregerbzw. Wendepolspule (·), 10) liegen,

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4. Vierpolige Maschine mit magnetisch leitfähigem Gehäuse und einem eingepreßten, Ständerblechpaket nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Ständerbohrung zu Außendurchmesser des Gehäuses mindestens 0,54 "beträgt.

5. Ständerblechpaket nach einem der Ansprüche 1 bis 3 für eine gehäuselose vierpolige Gleichstrommaschine, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Ständerbohrung zu Ständeraußendurchmesser mindestens 0,57 beträgt.

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