DE2405148A1

DE2405148A1 - Elektrische synchronmaschine, insbesondere mit niedriger drehzahl

Info

Publication number: DE2405148A1
Application number: DE19742405148
Authority: DE
Inventors: Rudolf Von Dipl Ing Musil; Ingolf Schmidt; Franz Spirk
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-01-31
Filing date: 1974-01-31
Publication date: 1975-08-14
Also published as: CH576199A5; DE2405148B2; FR2260215A1; SE7500318L; CA1026414A; FR2260215B1; JPS50109403A; SE403954B

Description

Elektrische Synchronmaschine, insbesondere mit niedriger Drehzahl

Bei elektrischen Synchronmaschinen ist es bekannt, die ausgeprägten Pole im Läufer, welche die Erregerwicklung tragen, ohne Polschuhe auszubilden (Moeller-Werr "Leitfaden der Elektrotechnik", Bd. III, 3. Auflage, Seite 42). Dadurch erhält man eine angenähert rechteckförmig ausgebildete Pollücke, in welche die Erregerwicklungen in einfachster- Weise in radialer Richtung eingebracht werden können. Bei der bekannten Anordnung füllt die Erregerwicklung die Pollücken praktisch vollkommen aus und wird durch Nutenverschlußkeile gehalten. Dies bedeutet aber, daß die in den Erregerwicklungen entstehende Wärme zumindest im Bereich der Pollücken nicht durch eine Luftkühlung abgeführt werden kann.

Durch die vorliegende Erfindung soll bei einer elektrischen Synchronmaschine der Vorteil des einfachen Einbringens der Erregerwicklung in radialer Richtung erhalten bleiben und trotzdem eine wirksame Kühlung der Erregerwicklung durch Luft erreicht werden. Zur Lösung dieser Aufgabe bestehen bei einer elektrischen Synchronmaschine mit ausgeprägten, die Erregerwicklungen tragenden Polen am Läufer, die ohne Polschuhe ausgebildet, gemäß der Erfindung die Spulen der Erregerwicklungen jeweils aus elektrischen Flachleitern, deren Mantelflächen parallel zu den Wänden der Pole verlaufen, und bilden, nur mit einer Windungsisolierung versehen, ein selbsttragendes Bauelement, und die Spulen sind nur an den Stirnseiten der Pole durch eine mit den Polen bzw. Läufer-

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körper verbundene Halterung festgelegt. Die Spulen der Erregerwicklung erhalten durch das Wickeln der Flachleiter über ihre schmale Kante eine sehr große Steifigkeit, so daß sie ein selbsttragendes Bauelement bilden, für welches eine jeweils nur an den Stirnseiten der Pole vorgesehene Halterung vollkommen zur mechanischen Festlegung ausreicht, solange es sich um eine langsam laufende elektrische Synchronmaschine handelt. Die Spulen, die nur mit einer Windungsisolierung, aber nicht mit einer Außenisolierung versehen sind, liegen somit in den Pollücken vollkommen frei in der dort strömenden Luft. Dadurch wird aber eine wirkungsvolle Abführung der während des Betriebes der Maschine in den Spulen auftretenden Stromwärme erreicht.

Zur Verbesserung der Entwärmung der Spülen empfiehlt es sich weiterhin, die Halterung so auszubilden, daß sie die Spulen in Abstand zu den Seitenflächen der Pole hält. Außerdem kann in an sich bekannter Weise die wärmeabgebende Oberfläche der Spulen an den Stirnflächen noch dadurch vergrößert werden, daß die die Spule bildenden Flachleiter zumindest an einer Stirnseite ein eine Kühlrippe bildendes Profil aufweisen.

Im folgenden sei die Erfindung noch anhand des in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.-Fig. 1 zeigt schematisch eine Aufsicht auf einen Pol mit der ihn umgebenden Erregerwicklung und Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1. In Fig. 3 ist ein Teil eines stark vergrößerten Schnittes durch die Spule der Erregerwicklung dargestellt.

Im Läufer 1 einer langsam laufenden elektrischen Synchronmaschine haben die geblechten Erregerpole 2, die an ihren Stirnflächen 3 mit Endplatten 4 versehen sind, keine Polschuhe. Dadurch haben sowohl die den Pol 2 bildenden Bleche als auch die Pollücken 5 eine angenähert rechteckförmige Gestalt. Dies hat

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den Vorteil, daß die jeden Pol 2 umgebenden Erregerwicklungen 6 in einfachster Weise in radialer Richtung ein- und ausgebaut werden können.

Jede Erregerwicklung 6 eines Poles 2 besteht aus zwei in radialer Richtung übereinander angeordneten Spulen 7, zwischen denen eine Isolierung 8 liegt. Man erhält dadurch eine höhere Windungszahl für die Erregerwicklung 6, so daß der erforderliche Erregerstrom kleiner wird. Jede Spule 7 ist aus Flachleitern 9 aus Kupfer so gewickelt, daß die Mantelflächen 10 der Flachleiter 9 parallel zu den Wänden der Pole 2 verlaufen. Dies bedeutet, daß die Flachleiter 9 über ihre schmale Kante . gewickelt sind, wobei infolge der Verringerung ihrer Höhe der Widerstand gegen das Wickeln nicht zu groß ist. Es ergibt sich aber für die fertige Spule 8 eine sehr große Steifigkeit, so daß diese ein selbsttragendes Bauelement bildet. Außerdem ist zwischen jeder Windung der Flachleiter 9 eine Windungsisolierung 11 angeordnet, die aus einem mit einem aushärtbaren Kunstharz versehenen Träger, wie z.B. ein papierartiges Fasergebilde aus aromatischem Polyamid,besteht. Durch das Aushärten dieses in der Windungsisolierung 11 enthaltenden Kunstharzes wird noch zusätzlich die Steifigkeit der Spule 7 so stark vergrößert.

Zur Befestigung der beiden radial übereinanderliegenden Spulen 7 an dem Pol 2 dienen zwei Halterungen 12, die jeweils nur an den Stirnflächen 3 der Pole 2 angeordnet sind. Jede Halterung 12 besteht aus einem mit der Endplatte 4 verbundenen Sockel 13, an dem ein Träger 14 über ein Zwischenstück 15 befestigt ist. Die Breite des Trägers 14 entspricht der Breite der Spulen 7, von denen die untere auf dem Träger 14 liegt. Ein Band 16 umfaßt nun die Seitenflächen der Spulen 7 und ist seinerseits am Träger 14 befestigt. Da die Spulen7 nur mit einer zwischen den einzelnen Windungen der Flachleiter 9

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angeordneten Windungsisolierung 11, nicht aber mit einer Außenisolierung versehen sind, ist unter den Blechen 16 der Halterung 12 noch eine die Spulen 7 von außen umgebende Isolierung 17 angeordnet. Diese beiden, nur an den Stirnseiten der Pole 2 angeordneten Halterungen 12 genügen bei der langsam laufenden Synchronmaschine zur mechanischen Festlegung der Erregerwicklung. Dabei ist die Lage der Halterung 12 gegenüber den Endplatten 4 so gewählt, daß zwischen den Innenflächen der Spulen 7 und den Polen 2 ein Abstand 18 verbleibt.

Die Spulen 7 der Erregerwicklung 6 liegen also in den Pollücken 5 völlig frei ohne jede Außenisolierung im Verlauf der dort strömenden Luft. Die Luft führt also unmittelbar die in den Spulen 7 während des Betriebes der Maschine entstehende Stromwärme über die Außenflächen der Spulen 7 ab. Dabei können zur Vergrößerung der kühlenden Oberfläche■ an den Jeweils nicht einander gegenüberstehenden Stirnseiten der beiden radial übereinander angeordneten Spulen 7 die Flachleiter 9 mit einem eine Kühlrippe 19 bildenden Profil versehen sein. Wird die Erregerwicklung -6 aus nur einer einzigen Spule 7 gebildet, so können die Kühlrippen 19 auch auf beiden Stirnseiten des Flachleiters 9 vorgesehen sein.

7 Ansprüche
3 Figuren

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Claims

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Patentansprüche

f 1 .J Elektrische Synchronmaschine, insbesondere mit niedriger Drehzahl, mit ausgeprägten, die Erregerwicklungen tragenden

• Polen im Läufer, die ohne Polschuhe ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (7) der Erregerwicklungen (6) jeweils aus elektrischen Flachleitern (9) bestehen, deren Mantelflächen (10) parallel zu den Wänden der Pole (2) verlaufen, und die, nur mit einer Windungsisolierung (11) versehen, ein selbsttragendes Bauelement bilden, und daß die Spulen (7) nur an den Stirnseiten (3) der Pole (2) durch eine mit den Polen (2) bzw. Läuferkörper verbundene Halterung (12) festgelegt sind.
2. Elektrische Synchronmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (7) durch die Halterung (12) in Abstand (18) zu den Polen (2) gehalten ist.
3. Elektrische Synchronmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (12) jeweils aus einem die Spulen (7) isoliert umfassendem Band (16) besteht.
4. Elektrische Synchronmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (12) an den Endplatten (4) der Pole (2) befestigt ist.
5» Elektrische Synchronmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungsisolierung (11) ein aushärtbares Kunstharz enthält, das nach der Herstellung der Spulen (7) ausgehärtet ist.
6. Elektrische Synchronmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachleiter (9) der Spulen (7) zumindest an einer Stirnseite ein eine Kühlrippe (19) bildendes Profil aufweisen.

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7. Elektrische Synchronmaschine nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Erregerwicklung (6) aus zwei in radialer Richtung isoliert übereinander angeordneten
Spulen (7) besteht, die an den Stirnseiten (3) der Pole (2) jeweils gemeinsam durch die Halterung (12) festgelegt sind.

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