DE2362406C3 - Wickelkopfabstützung für einen Turbogenerator großer Leistung - Google Patents
Wickelkopfabstützung für einen Turbogenerator großer LeistungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Statorwickelkopfabstützung
für einen Turbogenerator großer Leistung, bei dpm Hip WinkplLnnfp Tuncnhpn ρϊπργπ Ηργ I JlffsnalK^ite»
zugewandten inneren Ring und einem äußeren Ring eingespannt sind und der äußere Ring über elastische
Elemente mit einem weiteren, an Bauteilen des MaschinengehäustS befestigten Abstütznng verbunden
ist. Eine solche Anordnung ist aus der DT-AS Ϊ4 63 796
bekannt
Bei elektrischen Maschinen mit großer Eisenlänge macht sich der verschieden große Ausdehnungskoeffizient
von Kupfer und Eisen sowie die verschiedenen Betriebstemperaturen von Blechpaket und Maschinen-
gehau im Betrieb dadurch unangenehm oemerkbar.
daß zwischen Blechpaket und Wicklungsstäben eine Wärmedehnungsdifferenz bis zu 5 mm auftreten kann.
Bei einer starren Befestigung des Wickelkopfes am Blechpaket können die Wickelkopfabstützungen die
Bewegung der Wickelköpfe gegenüber dem Blechpaket nicht mitmachen. Daher besteht dann die Gefahr, daß
die gesamte Bewegung in der Stabisolation erfolgt und sich die Isolationshülle vom Stabkupfer loslöst Als
Folge hiervon ergeben sich Luft-, Gaseinschlüsse oder Brechen der Isolation, die zu Glimmerscheinungen und
diese wiederum zu Überschlägen führen. Es kann .luch
zur Lockerung der Abstützelemente im Wickelkopf führen.
Zur Kompensierung der ungleichen Ausdehnung und zur Erleichterung der axialen Verschiebbarkeit der
Wickelköpfe bei Erwärmung der Wicklung sieht die oben erwähnte Anordnung nach der DT-AS 14 63 796
zwischen einem äußeren Stützring und der Innenfläche des axial nach außen konisch ausgebildeten, axial
geteilten Gehäuses Anzugskeiie auf, die gegen iie
Stirnseite eines Abstützringes mittels Federn abgestützi sind. Zwischen den Anzugskeilen und dem Stützring
sind Gleitkeile vorgesehen. Der äußere Stützring ist
außerdem über in axialer Richtung wirkende Federn mit dem am Maschinengehäuse befestigten Abstützring
verbunden. Diese Federn sollen die Rückführung des Stützringes beim Abkühlen der Maschine in axialer
Richtung unterstützen. Bei dieser bekannten Einrichtung treten jedoch sfhr erhebliche Reibungskräfte
zwischen dem Stützring und den Anzugskeilen auf, die die Lebensdauer der Wicklung ungünstig beeinflussen.
Bei einer weiteren Anordnung nach der DT-PS Π 97 971 sind die Wickelköpfe mittels Zuglaschen
zusammengehalten und mittels einstellbarer Keile auf Äbsiüizwinkein gelagert Der Wickelkopf ist über nur in
axialer Richtung nachgiebige Elemente einerseits auf der Preßplatte des Statoreisens und andererseits auf
dem Ende des Generatorgehäuses so abgestützt, daß er sich in axialer Richtung reibungslos verschieben kann, in
radialer und tangentialer Richtung jedoch fest gehalten ist Dazu ist das Wickelkopfpaket einerseits über radial
verlaufende, ebene Federblätter an der Preöplatte des
Statoreisens und andererseits über ebensolche Federblätter am Ende des Generatorgehäuses abgestützt Bei
dieser bekannten Anordnung ist jedoch nachteilig, daß die Montage und insbesondere die Einpassung der
Federblätter sehr arbeitsaufwendig ist
Es ist weiterhin eine Wickelkopfhalterung für die Statorwicklung einer elektrischen Maschine mit einer
Faßwicklung — bei welcher der Wickelkopf also hohl kegelförmig ausgebildet ist — bekannt bei dem die
sjhräg zur Statorachse verlaufenden Leiterstücke des
VVickelkopfes in isolierende Zwischenlagen relativ zum
Statorkern verschiebbar gelagert sind (US-PS 30 89 048). Bei dieser bekannten Anordnung sind an der
mit dem Blechpaket verbundenen Preßplatte Haltenincfsarme
vorgesehen, die ein I .anglnrh von rechteckigem
Querschnitt aufweisen, in die ein mit dem Abstützwinkel fest verbundener, im Querschnitt quadratischer
Verbindungsbolzen verscniebbar angeordnet ist, womit eine axiale Bewegung des Wickelkopfes: gegenüber
der mit dem Biecnpaket fest verbundenen Preßplatte möglich ist Aber auch diese bekannte
Anordnung ist im Aufbau sehr aufwendig und die Montage bereitet erhebliche Schwierigkeiten.
Schließlich ist aus der DT-AS 12 86 198 eine Anordnung zur Abstützung der Stirnverbindungen der
Ständerwicklung elektrischer Maschinen großer axialer Länge mit einem den Wickelkopf versteifenden
Stützring und einer zwischen dem Stützring und der Innenfläche des Maschinengehäuses angeordneten,
federnd gelagerten Einrichtung ζ-τ Erleichterung der
axialen Verschiebung der Wickelköpfe bei Erwärmung bekannt Dabei ist diese Einrichtung so ausgebildet daß
der Stützring sich gegenüber der Innenfläche des Maschinengehäuses axial bewegen kann, jedoch radial
festgehalten ist, wobei ein axial geteiltes Maschinengehäuse vorgesehen ist Dabei sind in Lagerkörpera
gelagerte RoK'.;örper vorgesehen, die zwischen der
Außenfläche des Stützringes und der Innenfläche des Maschinengehäuses als zugehörige Rollbahnen angeordnet
sind. Die Lagerkörper sind mittels Federn in Richtung auf die Rollbahn im kalten Zustand nur so weit
angehoben, daß zwischen den Roükörperr; \ der
Rollbahn ein derart bemessenes geringes Spi.-· vorhanden
ist das bei betriebswarmer Maschine durch Wärmedehnung des Stützringes in .-jdialer Richtung
aufgehoben ist. Diese bekannte inrichtung erlaubt zwar eine optimale Aus-Vnnungsmöglichkeit des
Wickelkopfes gegenüber dem Jechpaket bzw dem Maschinengehäuse, ist jedoch mit Rücksicht auf die
vielen Einzelelemente und deren nicht ganz einfacher Montage in der Herstellung teuer.
Die oben beschriebenen Wickelkopfabstützmgen besitzen sämtlich relativ große radiale Abmessungen,
was insbesondere bei vierpoligen Turbogeneratoren nachteilig ist da bei solchen Generatoren wegen der
größeren Läuferdurchmesser und die begrenzten Abmessungen für den Gehäusedurchmesser wenig Platz
in radialer Richtung zur Verfugung steht
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, die oben genannten Einrichtungen zu verbessern und eine
WickeSccpfabstüizüRg zu schaffen, die kleine Abmessungen
in radizier Richtung aufweist einfach im Aufbau ist wenige Einzelbauelemente aufweist und leicht zu
montieren ist.
Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht bei der eingangs erwähnten Wickelkopfabstützung erfindungsgemäß
darin, daß zwischen der geneigt zu der Maschinenachse verlaufenden, dem Wickelkopf zugewandten
Räche des Abstützringes und der äußeren, parallel zur Maschinenachse verlaufenden Fläche des
äußeren Ringes mindestens ein im Querschnitt trapezförmiges, aus einem gummielastischen Material bestehendes
Bauelement vorgesehen ist
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist fernerhin vorgesehen, daß das im Querschnitt trapezförmige
gummielastische Bauelement konzentrisch und ringförmig zu dem äußeren Ring ausgebildet ist Bei einer
weiteren Ausführungsform der Erfindung sind anstelle eines ringförmigen Bauelementes mehrere am Umfang
des Abstützringes gleichmäßig verteilt angeordnete Segmente vorgesehen. Unter Segmente sollen hier
kreisrängsektorförmige Bauelemente verstanden werden.
Schließlich sind bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zur Erhöhung der Elastizität des
elastischen Bauelementes bzw. der Segr-iente an ihrer
dem äußeren Ring zugewandten Fläche mehrere, in axialer Richtung nebeneinander angeordnete, in Hin
fangsrichtung verlaufende Einschnitte vorgesehen.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist schließlich der Abstützring so gestaltet, daß in einer
Ausnehmung seiner der Maschinenachse zugewandten Partie das elastische Bauelement angeordnet ist, und
daß zwischen der inneren Fläche der Restpartie des Abstützringes und der äußeren Fläche des äußeren
Ringes nur ein kleiner Spalt vorhanden ist Im Falle eines Kurzschlusses kann sich dann der äußere Ring so
weit durchbiegen, daß unter Zusammenpressung des elastischen Elementes dieser Ring direkt an dem
Abstützring zum Anliegen kommt womit dieser die Restkräfte aufzunehmen in der Lage ist.
Zur Aufnahme von im Kurzschlußfalle auftretenden in tangentialer Richtung wirkenden Kräften können
entsprechend einer weiteren Ausbildungsform der Erfindung in Bohrungen der Außenfläche des äußeren
Ringes in radialer Richtung verlaufende Stifte eingesetzt sein, die in axiale Nuten von starren Bauelementen
eingreifen, die jeweils zwischen den elastischen Segmenten angeordnet sind.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung, die zu Gegenständen der Unteransprüche gemacht sind, ergeben sich aus den im
folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigt
F i g. 1 einen Ausschnitt aus einem Schnitt durch das
Gehäuse eines Turbogenerators mü der erfindungsgemäßen
Wickelkopfabstützung,
F i g. 2 einen Ausschnitt aus der F ι g. 1.
F i g. 3 einen weiteren Ausschnitt aus der F i g. 2 mit in
radialer Richtung angeordneten Stiften und
Fig.4 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer
Wickelkor fabstützung entsprechend der Erfindung.
In den Zeichnungen ist mit 1 das Gehäuse eines 1üiLr-ö~>ierat°rs, mit 2 das Lagerschild oder ein
Zwischenstück zwischen Lagerschild und Gehäuse bezeichnet, während mit 3 das Blechpaket mit 4 der
Wickelkopf, mit 5 der äußere Ring, mit 6 der Abstützring, mit 7 das elastische Bauelement und mit 8
der innere Ring bezeichnet sind. Der Abstützring 6 ist über ein weiteres ringförmiges Bauelement an einen im
Maschinengehäuse angeordneten Ring 9 befestigt der auch die Preßplatten 10 und das Blechpaket 3 trägt Der
Abstützring 6 weist an seiner inneren, dem äußeren Ring 5 zugewandten Fläche eine Ausnehmung auf.
deren innere Fläche 6.1 zur Maschinenachs schräg verläuft Diese Ausnehmung geht in einen senkrecht
vei laufenden Absatz 6.2 über und dieser in eine zur Maschinenachse parallele zylindrische Räche. Der
anschließende Teil des Abstützringts 6 ist im inneren Durchmesser nur unwesentlich größer als der Außendurchmesser
des äußeren Ringes 5. Ir. der Innenfläche des elastischen Bauelementes 7 sind in axialer Richtung
nebeneinander mehrere im Umfangsrichtung verlaufende Einschnitte 73 vorgesehen. Diese dienen der
Erhöhung der Elastizität in axialer Richtung. Bei der in
Fig.2 dargestellten Wickelkopfabstützung ist das elastische Bauelement 7 ais geschlossener Ring
ausgebildet
Im Austührungsbeispiel nach F i g. 3 und 4 sind die
elastischen Bauelemente 7 als mehrere kreisringsektorförmige
Segment·.: 13 an der Außenfläche 5.2 des äußeren Ringes 5 gleichmäßig verteilt angeordnet In
den Zwischenräumen am Umfang des äußeren Ringes 5 sind weiterhin ebenfalls kreisringsektorförmige, jedoch
starre Bauelemente 12 vorgesehen, die mit in axialer
Richtung veriaufenJen Nuten 12.1 verseben sind. An dcr
Außenfläche 5.2 des äußeren Ringes 5 sind in radialer Richtung verlaufende Bohrungen 5.1 vorgesehen, in die
Stifte 11 eingesetzt sind, die wiederum in die Nuten 12.1 der starren Bauelemente 12 eingreifen (siehe F i g. 4).
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
- Patentansprüche:Ϊ. Statorwickelkopf abstützung für einen Turbogeneratorgroßer Leistung, bei dem die Wickelköpfe zwischen einem der Luftspaltseite zugewandten inneren Ring und einem äußeren Ring eingespannt sind und der äußere Ring über elastische Elemente mit einem weiteren, an Bauteilen des Maschinengehäuses befestigten Abstützring verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der geneigt zu der Maschinenachse verlai fenden, dem Wickelkopf zugewandten Fläche (b 1) des Abstützringes (6) und der äußeren, parallel zur Maschinenachse verlaufenden Räche (5.2) des äußeren Ringes (5) mindestens ein im Querschnitt trapezförmiges, aus einem gummielastischen Material bestehendes Bauelement (7) vorgesehen isL
- 2. Wickelkopfabstützung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet daß das im Querschnitt trapezförmige gummielastische Bauelement (7) konzentrisch und ringförmig zu dem äußeren Ring (5) ausgebildet ist.
- 3. Wickelkorrabstützung nach Anspruch 1, d? durch gekennzeichnet, daß die im Querschnitt trapezförmig ausgebildeten, gummielastischen Bauelemente (7) als am Umfang des Abstützringes (6) gleichmäßig verteilt angeordnete Segmente (13) ausgebildet sind (F i g. 4).
- 4. Wickelkopfabstützung nac.i Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das gummielastische Bauelement (7) bzw. die Segmente (13) an ihrer dem äußeren Ring (5) zugewandten Fläche mehrere, in axialer Richtung nebeneinander angeordnete, in Umfangsrichtung verlaufende Einschnitte (73) aufweisen (F i g. 2).
- 5. Wickelkopfabstützung nach tönern der Ansprüche 1 bis 3, dadurch geksnn? :ichnet, daß der Abstützring (6) an seiner der sviaschinenachse zugewandten Partie eine Ausnehmung aufweist, in der das elastische Bauelement (7) bzw. die Segmente (13) angeordnet sind, und daß zwischen der inneren Fläche der Restpartie des Abstützringes (6) und der Außenfläche (5.2) des äußeren Ringes (5) nur ein kleiner Spalt vorhanden ist.
- 6. Wickelkopfabstützung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Bohrungen (5.1) der Außenfläche (5Λ) des äußeren Ringes (5) in radialer Richtung verlaufende Stifte (11) eingesetzt sind, die in axiale Nuten (12.1) von starren Bauelementen (12) eingreifen, die jeweils zwischen den elastischen Segmenten (13) angeordnet sind (F i g. 3 und 4).
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