DE2457601A1

DE2457601A1 - Anordnung zur elektrischen verbindung von drehstromerregermaschinen mit rotierenden gleichrichtern

Info

Publication number: DE2457601A1
Application number: DE19742457601
Authority: DE
Inventors: Heinrich Kueter
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1974-12-05
Filing date: 1974-12-05
Publication date: 1976-06-10
Also published as: GB1485235A; BE836270A; FR2293819A1; JPS5177809A; ATA731575A; DE2457601B2; CH595009A5; JPS5642226B2; FR2293819B1; US4079276A; AT339423B

Description

-4. DEZ. 1974

KRAFTWERK UNION AKTIENGESELLSCHAFT 4330 Mülheim-Ruhr,

v/iesenstraße 35

Unser Zeichen: PA 74/9360 Mes/Fl

Anordnung zur elektrischen Verbindung von Drehstromerregermaschinen mit rotierenden Gleichrichtern

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur elektrischen Verbindung von Drehstromerregermaschinen mit rotierenden Gleichrichtern, die an isoliert auf der Maschinenwelle festgelegten Trägerrädern gehalten sind, mittels auf der Wellenoberfläche gleichmäßig am Umfang verteilter und gegen Fliehkraft gesicherter Drehstromverbindungsleiter.

Derartige Anordnungen sind beispielsweise aus der DT-AS 1 438 711 und der DT-OS 2 304 935 bekannt. Die Drehstromverbindungsleiter werden dabei meist auf der Welle durch übergelegte Ringe oder Bandagen aus hochfestem, glasfaserarmierten Kunststoff gehalten. Mit wachsenden Einheitenleistungen und Wellendurchmessern vergrößern sich aber auch die Fliehkräfte der Drehstromverbindungsleiter, so daß die Grenze dieser Befestigungsart schnell erreicht ist. Dies um so mehr, als durch mehr Bandagen auch mehr Leiteroberfläche verdeckt wird und die so verschlechterte Kühlwirkung durch größere Leiterquerschnitte ausgeglichen werden muß.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine derartige Ausbildung und Anordnung der Drehstromverbindungsleiter zu schaffen, die eine optimale Kühlung gewährleistet, so daß dadurch auch kleinere Querschnitte und einfacherere Halterungen möglich sind. .

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die auf der Welle verlegten Drehstromverbindungsleiter aus an den Enden offenen Rohren bestehen und im Bereich der Trägerräder über radiale Verbindungsstücke mit auf größerem Durchmesser liegenden, massiv ausgebildeten und isoliert durch unmagnetische Zwischenringe der Trägerräder hindurchge-

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führten Verbindungsleiterabschnitten in Verbindung stehen, wobei die Verbindungsleiterabschnitte vor ihrem Anschluß an die radialen Verbindungsstücke um einen als Lüfterschaufel wirkenden Abschnitt seitlich aus den Zwischenringen herausragen.

Durch diese Ausbildung der Drehstromverbindungsleiter als hohle, offene Rohre und eine gesonderte Kühlluftführung durch die auf größerem Durchmesser liegenden Trägerraddurchführungen ergibt sich eine intensive Innenkühlung der Verbindungsleiter, so daß nur noch ein Bruchteil des Querschnittes der bisher üblichen Mas seilleiter erforderlich ist und sich auch der Aufwand für die Befestigung im gleichen Maße vermindert.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels nach der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine rotierende Gleichrichter-? anordnung in einer durch einen der Drehstromverbindungsleiter liegenden Radialebene;

Fig. 2 einen Teilquerschnitt entsprechend der Schnittlinie II-II nach Fig. 1 im Bereich der unmagnetischen Zwischenringe ;

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Wellenumfangsbereich entsprechend der Schnittlinie III-III nach Fig. 1 im Bereich der rohrförmig ausgeb ildeten Verbindungsleiter;

Fig. 4- eine Seitenansicht der die Drehstromverbindungsleiter haltenden und am Wellenumfang verlegten U-Profilrahmen und

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- 3 Fig. 5 einen Querschnitt durch einen derartigen Rahmen.

Nach dem in Fig. 1 gezeigten Längsschnitt sind auf der Welle 1 Rücken an Rücken zwei Gleichrichterträgerräder 2 und 2¹ isoliert befestigt, die zunächst aus einem isoliert auf die Welle 1 aufgesetzten und aus unmagnetischem Material bestehenden Zwischenring 3 und dem darauf unisoliert aufgeschrumpften eigentlichen Nabenteil 4- des Trägerrades bestehen. Der zweiteilige Ringflansch 5 trägt dabei in herkömmlicher Weise die Kühlkörper 6 sowie die Gleichrichterζeilen 7 und 8 und entsprechende Sicherungen 9· Die Trägerräder wirken dabei gleichzeitig als die Gleichstrompole, von denen dann der Strom über nicht näher dargestellte radiale Verbindungsbolzen zu den in der Welle verlegten Gleichstromleitern geführt wird.

Die am Umfang in gleichmäßiger Teilung angeordneten Gleichrichterzellen werden von der nicht näher dargestellten Drehstromerregermaschine über an der Wellenoberfläche verlegten Drehstromverbindungsleitern mit Strom versorgt. Der gesamte Zug eines derartigen Verbindungsleiters ist dabei in der Figur teilweise im Schnitt dargestellt. Dieser Leiter ist zunächst von der Erregermaschine kommend als an den Enden pff e-=· nes Rohr 10 ausgebildet, das in noch zu beschreibender Weise auf der Welle gehalten wird. Von diesem rohrförmigen Drehstromverbindungsleiter 10 sind über entsprechende Anschlüsse 11 und 12 die beiden. Gleichrichter zellen 7'- und 8' angeschlossen. Da auch die Gleichrichter 7 und 8 des anderen Trägerrades 2 an die Drehstromverbindungsleiter angeschlossen werden müssen, ist dieser Leiter im Bereich der Trägerräder 2 und 2¹ nach dem dargestellten Ausführungsbeispiel als massiver Flachleiter 13 mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet und auf einem größeren -Durchmesser durch die Zwischenringe 3 und 3¹ getrennt durch Isolierbeilagen 13 und 14-, hindurchgeführt. Es ist aber auch eine Ausbildung aus runden· Massivleitern möglich. Hinter dem Trägerrad 2 ist der Drehstromverbindungs-

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leiter wieder als rohrförmiger Leiter 16 ausgebildet und über die Anschlüsse 17 und 18 mit den Gleichrichterzellen 7 und verbunden. Der massive Verbindungsleiterabschnitt 15 ist mit den beiden rohrförmigen Leiterabschnitten 10 und 16 jeweils über radiale Verbindungsstücke 19 und 20 verbunden. Diese Verbindungsstücke 19 und 20 sind mit entsprechenden Buchsen 21 und 22 derart an die rohrförmigen Verbindungsleiter 10 und 16 angeschlossen, daß ein freier Austrittsquerschnitt für die Kühlluft verbleibt. Die massiven Verbindungsleiterabschnitte 13 ragen dabei vor ihrem Anschluß an die Verbindungsstücke 19 und 20 aus den unmagnetischen Zwischenringen 3 und 3' ein Stück heraus, so daß diese überstehenden Abschnitte 24- und 25 als Lüfterschaufeln wirken und einen intensiven Kühlluftdurchsatz durch die rohrförmigen Verbindungsleiter 10 und 16 bewirken, da diese Verbindungsleiter auch an ihrem anderen Ende offen sind.

Wie aus dem Teilquerschnitt nach Fig. 2 zu ersehen ist, sind die massiven rechteckigen Verbindungsleiterabschnitte 13 umhüllt von einer Isolierhülse 15 und in entsprechende, nach außen offene Eadialnuten 26 in den magnetischen Zwischenringen 3 bzw. 3¹ eingesetzt. Die Nuten 26 sind dann durch entsprechende Keile 27 verschlossen und zusätzlich noch durch die aufgeschrumpfte Trägerradnabe 4 gesichert.

Die rohrförmigen Drehstromverbindungsleiter 10 und 16 werden auf die folgende Weise auf der Wellenoberfläche gehalten und festgelegt. Wie insbesondere aus den Fig. 3 und 4- zu ersehen ist, sind auf der Wellenoberfläche in gleichmäßiger Teilung vier Längsnuten 30 eingeschnitten, die sich etwa von den radialen Verbindungsstücken 19 und.20 bis zum Ende der rohrförmigen Drehstromleiter 10 und 16 erstrecken. In diese Längsnuten 30 sind Längskeile 31 aus Kunststoff eingesetzt, die auf ihrer radial außenliegenden Stirnseite ebenfalls eine Längsnut 32 zur Aufnahme eines der rohrförmigen Drehstromverbindungsleiter 10 bzw. 16 aufweisen. Über den Ümfangs-

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■bereich zwischen jeweils zwei derartiger Keile 30 sind nunmehr in entsprechend lange Kreisabschnitte unterteilte U-Profilrahmen 33 axial nebeneinanderliegend angeordnet, wie das insbesondere auch aus Fig. 1 zu ersehen ist.Diese U-Profilrahmen 33 sind ebenfalls mit entsprechenden querliegenden Einschnitten 34 zur Aufnahme der Drehstromverbindungsleiter versehen. Der Querschnitt durch einen derartigen U-Profilrahmen 33 ist in Fig. 5 gezeigt. Wie insbesondere aus Fig.. 4· zu ersehen ist, ergibt sich somit durch die Keile 31 und die U-Profilrahmen 33 ein fester Aufnahmerahmen auf der Wellenoberfläche für die rohrförmigen Drehstromverbindungsleiter. Nach Einlegen dieser Leiter in die entsprechenden Ausnehmungen 34- der U-Profilrahmen bzw. in die Nuten 32 der Keile 31 werden umlaufend in die Ausschnitte 35 der U-Profilrahmen, die mit entsprechenden querliegenden Einschnitten 36 in den Keilen fluchten, Bandagen 37 aus hochfestem, glasfaserarmierten Kunststoff aufgezogen.

Durch diesen Aufbau und die Bandagierung ergibt sich somit ein sehr fester und stabiler Verbund der einzelnen rohrförmigen Drehstromverbindungsleiter, wobei trotz eines hohen Überdeckungsgrades durch entsprechende Bandagen eine optimale Kühlung dieser Leiter durch ihre hohle Ausführung und die Ausbildung der durch die unmagnetischen Zwischenringe hindurchgeführten Verbindungsleiterabschnitte als Lufterschaufein sichergestellt ist.

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Claims

PA 7V936O Pat entansprüche

1. Anordnung zur elektrischen Verbindung von Drehstromer-• regermaschinen mit rotierenden Gleichrichtern, die an isoliert auf der Maschinenwelle festgelegten Trägerrädern gehalten sind, mittels auf der Wellenoberfläche gleichmäßig am Umfang verteilter und gegen Fliehkraft gesicherter Drehstromverbindungsleiter, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Welle (1) verlegten Drehstromverbindungsleiter aus an den Enden offenen Rohren (10, 16) bestehen und im Bereich der Trägerräder (2, 2¹) über radiale Verbindungsstücke (19» 20) mit auf größerem Durchmesser liegenden, massiv ausgebildeten und isoliert durch unmagnetische Zwischenringe (3, 3¹) der Trägerräder (2, 2') hindurchgeführten Verbindungsleiterabschnitten (13) in Verbindung stehen, wobei die Verbindungsleiterabschnitte (13) vor ihrem Anschluß an die radialen Verbindungsstücke (19.» 20) um einen als Lufterschaufei wirkenden Abschnitt (24, 25) seitlich aus den Zwischenringen (3» 3') herausragen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleiterabschnitte (13) als massive Plachleiter mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß. die Verbindungsleiterabschnitte (13) als massive Rundleiter ausgebildet sind.

4·. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmigen Drehstromverbindungsleiter (10, 16) in auf der Wellenoberfläche axial nebeneinanderliegenden, sich über den Wellenumfang erstreckenden und entsprechende querliegende Einschnitte (34-) zur Aufnahme der Verbindungsleiter (10, 16) aufweisende U-Profilrahmen (33) aus Isolierstoff verlegt und durch umlaufende Bandagen (37) aus

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hochfestem Kunststoff gehalten sind..

Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in sich axial auf der Wellenoberfläche erstreckenden und in gleichmäßiger Umfängsteilung angeordneten Längsnuten (30) Längskeile (31) aus Kunststoff mit einer Längsnut (32) auf der radial außenliegenden Stirnseite zur Aufnahme eines rohrförmigen Drehstromverbindungsleiters (10, 16) eingesetzt sind und daß sich die in Kreisabschnitte unterteilten U-Profilrahmen (33) in Umfangsrichtung jeweils zwischen zwei Längskeilen (31) erstrecken.

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