DE2405148B2

DE2405148B2 - Elektrische synchronmaschine niedriger drehzahl

Info

Publication number: DE2405148B2
Application number: DE19742405148
Authority: DE
Inventors: Rudolf von DipL-Ing.; Schmidt Ingolf; Spirk Franz; 1000 Berlin Musil
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-01-31
Filing date: 1974-01-31
Publication date: 1976-08-05
Also published as: FR2260215A1; JPS50109403A; FR2260215B1; SE7500318L; SE403954B; CA1026414A; CH576199A5; DE2405148A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Synchronmaschine niedriger Drehzahl mit ausgeprägten, die Erregerwicklung tragenden Polen im Läufer, die ohne Polschuhe ausgebildet sind. Bei elektrischen Synchronmaschinen ist es bekannt die ausgeprägten Pole im Läufer, welche die Erregerwicklung tragen, ohne Polschuhe auszubilden (Moeller-Werr »Leitfaden der Elektrotechnik«, Bd. HI, 3. Auflage, Stuttgart 1955, 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.

Weiterhin ist es bekannt (Bulletin SEV 54 (1963), S. 466/467) Polspulen mit Kunstharz zu verfestigen, die dadurch sehr formstabil werden, so daß bei solchen Spulen die Zahl der Polspulenabstützungen reduziert und damit die Kühlung verbessert werden kann.

Ferner ist in der DT- PS 7 50 340 beschrieben, daß man die Erregerspulen von elektrischen Maschinen mit ausgeprägten Polen aus bandförmigen Leitern flachkant wickeln kann, so daß die Breitseiten der Leiter parallel zur Spulenachse verlaufen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ohne Verzicht auf den Vorteil des einfachen Einbringens der Erregerwicklung in radialer Richtung eine wirksame &° Luftkühlung der Erregerwicklung zu erreichen. Diese Aufgabe wird bei einer elektrischen Synchronmaschine der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die aus Flachleitern bestehenden, flachkant gewickelten, nur mit einer Windungsisolierung versehe- ⁶S nen und mit Kunstharz verfestigten Spulen der Erregerwicklung nur an den Stirnseiten der Pole durch eine mit den Polen oder dem Läuferkörper verbundene Halterung festgelegt sind. 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 eine wirkungsvolle Abführung der während des Betriebes der Maschine in den Spulen auftretenden Stromwärme erreicht

Zur Verbesserung der Wärmeabfuhr empfiehlt es sich, die Halterung so auszubilden, daß sie die Spulen in Abstand zu den Seitenflächen der Pole hält

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der F i g. 1 bis 3 näher erläutert

F i g. 1 zeigt schematisch eine Aufsicht auf einen Pol mit der ihn umgebenden Erregerwicklung und

F i g. 2 einen Schnitt entlang der Linie 11-11 in F i g. 1.

F i g. 3 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 inren 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 den Vorteil, daß die jeden Pol 2 umgebende Erregerwicklung 6 in einfachster Weise in radialer Richtung ein- und ausgebaut werden kann.

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 Breitseiten 10 der Flachleiter 9 parallel zu den Wänden der Pole 2 verlaufen. Dies bedeutet daß die Flachleiter 9 flachkant 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 7 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. aus einem papierartigen Fasergebilde aus aromatischem Polyamid, besteht. Durch das Aushärten dieses in der Windungsisolierung 11 enthaltenen Kunstharzes wird noch zusätzlich die Steifigkeit der Spule 7 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 Spulen 7 nur mit einer zwischen den einzelnen Windungen der Flachleiter 9 angeordneten Windungsisolierung 11, nicht aber mit einer Außenisolierung versehen sind, ist

unter dem Band 16 der Halterung 12 noch eine die Spulen 7 von außen umgebende Isolierung 17 angeordnet Diese beiden, nur an den Stirnseiten 3 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 Seitenflächen der Pole 2 ein Abstand 18 verbleibt

Die Spylen 7 der Erregerwicklung 6 liegen also in den Pollücken 5 völlig frei ohne jede Außenisolierung in der

dort strömenden Luft Die Luft führt also unmittelbar die in den Spulen 7 während des Betriebes der Maschine entstehende Stroinwärme 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 ein eine Kühlrippe 19 bildendes Profil aufweisen. 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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrische Synchronmaschine niedriger Drehzahl mit ausgeprägten, die Erregerwicklung tragenden Polen im Läufer, die ohne Polschuhe ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Flachleitern (9) bestehenden, flachkant gewickelten, nur mit einer Windungsisolierung (11) versehenen und mit Kunstharz verfestigten Spulen (7) der to Erregerwicklung (6) nur an den Stirnseiten (3) der Pole (2) durch eine mit den Polen (2) cder dem Läuferkörper verbundene Halterung (12) festgelegt sind.

2. Elektrische Synchronmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (7) durch die Halterung (12) in Abfand (18) zu den Seitenflächen der Pole (2) gehalten ist

3. Elektrische Synchronmaschine nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Halte- *> rung (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