DE2511636A1

DE2511636A1 - Rotierende gleichrichteranordnung fuer elektrische maschinen

Info

Publication number: DE2511636A1
Application number: DE19752511636
Authority: DE
Inventors: Heinrich Kueter
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1975-03-17
Filing date: 1975-03-17
Publication date: 1976-09-30
Also published as: CH607424A5; FR2305050B1; DE2511636C3; GB1501072A; DE2511636B2; US4052631A; AT343214B; JPS51116939A; ATA196276A; FR2305050A1; JPS5952629B2

Description

KRAFTWERK IMIOF AKTIENGESEXiSCHAFT 4-530 Mülheim-Ruhr, ^

Wiesenstraße 35

Unser Zeichen: VPA 75 P 94-52 BRD

Rotierende Gleichrichteranordnung für elektrische Maschinen

Die Erfindung "betrifft eine rotierende Gleichrichteranordnung für elektrische Maschinen mit Gleichrichter-Scheibenzelien, die am Innenumfang eines Trägerrad-Ringflansches gegen diesen durch Haltemittel federnd verspannt sind.

Eine derartige Anordnung ist aus der GH-PS 499 201 bekannt. Dabei sind mehrere in Reihe geschaltete Scheibenzellen jeweils zwischen einer starren und einer federnden Kühlkörperplatte gehalten, die zusammen als Säule am Innenumfang eines Trägerrad-Ringflansches verschraubt sind.

Derartige Scheibenzellen bieten gegenüber herkömmlichen Gleichrichtern, die ein Gehäuse mit einem Flächenkontakt und einem gegenüberliegenden Litzenanschluß aufweisen, erhebliche Vorteile, da sie kleinere Abmessungen und ein geringeres Gewicht haben. Wegen der symmetrischen i'orm der Scheibenzellen entfällt darüber hinaus noch die Notwendigkeit, jeden. Gleichrichtertyp entsprechend den verschiedenen Durchlaßrichtungen in .zwei Ausführungen zu fertigen. Schwierigkeiten ergeben sich jedoch beim Einbau derartiger Scheibenzellen, da der erforderliche Kontaktdruck von außen aufgebracht werden muß, wobei sich der Kontaktdruck gleichmäßig auf die Flächen verteilen und eventuelle Abweichungen der Kontaktflächen von der Planparallelität durch die Einspannung ausgeglichen werden müssen. Um Kontrollmessungen möglich zu machen, darf 'dabei der Kontaktdruck auch bei Stillstand der Maschine ein vorgegebenes Minimum nicht unterschreiten; andererseits

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darf im Betrieb der Maschine die auf die Teile der Einspannung wirkende Fliehkraft nur einen zulässigen Wert erreichen.

Bei einer Anordnung nach der genannten OH-PS sind diese Bedingungen jedoch nur unzureichend erfüllt. Die federnd ausgebildeten Kühlkörperplatten haben nur einen sehr kurzen Federweg, so daß sich bei geringfügigen maßlichen lnd.eruiigen von Teilen der Einspannung, z.B. durch Schrumpfen von Isolationsteilen, für den Kontaktdruck beträchtliche Änderungen vom Sollwert ergeben können. Aus dem gleichen Grund ist eine ausreichend gleichmäßige Druckverteilung auf die Kontaktflächen der Scheibenzellen - besonders, wenn diese geringfügige Abweichungen von der Planparallelität aufweisen kaum gewährleistet. Das Verspannen der Kühlkörper und der Federelemente erfolgt dabei in einem Arbeitsgang, wobei das Maß der Verspannung einen zusätzlichen unkontrollierbaren Einfluß auf die Größe des Kontaktdruckes haben kann, nachteilig ist auch, daß die Einzelteile erst direkt an der Maschine zusammengefügt und justiert werden können.

Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine rotierende Gleichrichteranordnung zu schaffen, die einfach zu montieren ist und bei der sich der richtige Kontaktdruck beim Zusammenbau ohne besondere Einstellarbeiten von selbst ergibt, ohne daß die geschilderten Nachteile auftreten.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ausgehend von einer Gleichrichteranordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß mindestens eine Scheibenzelle zwischen einem radial außenliegenden und einem radial innenliegenden Spannstück, die über durchgehende Schraubenbolzen mit dem Trägerrad-Eingflansch isoliert verschraubt sind, derart angeordnet ist, daß die Scheibenzelle mit der einen Stirnseite direkt an dem radial außenliegenden Spannstück anliegt, während an der anderen Stirnseite zwischen der Scheibenzelle

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•und dem radial inn einliegenden Spannstück ein DreListroin-Anschlußleiter und eine Druckfeder angeordnet sind.

Dabei kann das radial außenliegende Spannstück als Kühlkörper ausgebildet sein. Ferner kann der flexibel ausgeführte Anschlußleiter zwischen den beiden Spannstücken verspannt sei:a und im Bereich der Scheibenzelle eine Kontaktplatte auf der einen Seite und ein Druckstück auf der anderen Seite aufweisen. Die Druckfeder ist zweckmäßigerweise als Tellerfederpaket ausgebildet und umschließt einen zylindrischen Gewindeansatz des Druckstückes.

Um eine einwandfreie Montage der Anordnung zu ermöglichen* können Anschlußleiter, Kontaktplatte, Druckstück, Teilerfederpaket und radial innenliegendes Spannstück durch eine in einer zentralen Bohrung des Spannstückes gehaltene and in den Gewindeansatz des Druckstückes eingesetzte Schraube unter Vorspannung des Teilerfederpalretee· zueinander "ixisrt sein.

Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau un.c Virg weise eines Ausführungsbeispieles nach der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Gleichrichter-Trägerrad mit Scheibenzelle in Montagestellung,

Fig. 2 .einen Querschnitt durch ein Trägerradsegment entsprechend der Schnittlinie II-II nach Fig. 1 und

Fig. 3 einen Querschnitt durch ein Trägerradsegment im Bereich einer Scheibenzelle nach Entfernen der Montagehilfe entsprechend der Schnittlinie IH-III nach Fig. 1,

Wie aus dem in Fig. 1 gezeigten Längsschnitt zu ersehen ist, ist auf die Welle 1 ein Gleichrichter-Trägerrad 2 für die eine Polarität befestigt, wobei das Trägerrad 2 zunächst aus einem durch eine Isolation 3 getrennt auf die Welle 1

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aufgesetzten und aus unmagnetischem Material "bestehenden Zwischenring 4- und dem darauf unisoliert aufgeschrumpften eigentlichen XTabenteil 5 cles Trägerrades 2 "besteht. Der Fa"oenteil 5 ist einstückig mit dem Ringflansch 6 zur Halterung und Aufnahme aller Bauelemente der Gleichrichteran.ordja.ung ausgeführt, wobei zur Festigkeitserhöhung auf den Rin.gfla.nsch noch ein Kappenring 7 konstanten Querschnittes und aus hochfestem Material aufgeschrumpft ist. Rücken an Rücken ist zu dem gezeigten Trägerrad 2 noch ein weiteres, nicht näher dargestelltes Trägerrad in gleicher Weise auf der Welle angeordnet, das den anderen Gleichstrompol bildet.

Wie auch aus den Querschnitten nach Fig. 2 und 3 zu ersehen ist, ist nach der Erfindung eine Gleichrichti-r-Scheibenzelle 8 zwischen einem radial außenliegenden Spannstück 9 'und einem radial innenliegenden Spannstück 10 eingesetzt. Das außenliegende Spannstück 9 ist dabei als Kühlkörper ausgebildet. Die Befestigung und Verspannung der Spannstücke 9 und 10 erfolgt über Schraubenbolzen 11, die ir, den Trägerrad-Ringflansch 6 eingeschraubt sind. Dabei ist zwischen dem außenliegenden Spannstück 9 und dem Ringflansch 6 eine Isolationsschicht 12 und zwischen den beiden Spannstücken 9 und 10 eine Isolationsbeilage 13 eingefügt, so daß die Spannstücke 9 und 10 und der Ringflansch 6 gegeneinander isoliert sind. Zwischen der Isolationsbeilage 13 und dem innenliegenden Spannstück 10 ist nunmehr ein flexibler Drehstrom-Anschlußleiter 14- fest eingespannt, der an seinem anderen Ende mit dem durch den unmagnetischen Zwischenring 4- isoliert hindurchgeführten Drehstrombolzen 15 in Verbindung steht. Dieser flexible Anschlußleiter 14· weist im Bereich der Scheibenzelle 8 auf seiner einen Seite eine Kontaktplatte 16 und auf der anderen Seite ein Druckstück 17 mit einem zylindrischen Gewindeansatz 18 auf, die miteinander verschraubt sind. Zwischen dem Druckstück 17 und dem innenliegenden Spannstück 10

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ist ferner eine Druckfeder in Fort eines Tellerfede.-paketR? ^9 angeordnet, das den erforderlichen Kontaktdruck für di=; Scheibenzelle 8 aufbringt. Dieses Tellerfederpaket ^9 ist dabei so dimensioniert, daß auch im Stillstand der notwendige Kontaktdruck für erforderliche Prüfungen gewährleistet ist. Im Betrieb erhöht sich der Kontaktdruck dabei lediglich entsprechend der Fliehkraft der Kontaktplatte 16 und des Druckstückes 17 sowie eines Teils des Anschlußleiters 1^-. Gerir.ee Maßabweichungen und Veränderungen, die z.B. durch das Schrumpfen von Isolationsteilen bewirkt werden können, beeinflussen dabei wegen des relativ großen zur Verfügung stehenden Federweges des Tellerfederpaketes 19 kaum die Größe des Kontaktdruckes.

Zur besseren Einjustierung der einzelnen Bauteile ist folgende einfache Montagehilfe vorgesehen: In eine zentrale Bohrung 21 des innenliegenden Spanns tue ken "¹O ist eine Schraube 22 mit einer Unterlegscheibe 20 eingesenkt und in den zylindrischen Gewindeansatz 18 des Druckstückes eingeschraubt. Dadurch sind das innere Spannst v.o. k 10, der Anschlußleiter 14 mit der Kontaktplatte 16 und dem Druckstock ^Λ'\ sowie das Tellerfederpaket 19 in der richtigen Lage zueinander fixiert und können somit als eine Baueinheit eingebaut werden. Das Tellerfederpaket 19 ist dabei stark vorgespannt, wobei diese Vorspannung begrenzt wird durch den Anschlag des Gewindeansatzes 18 de.s Druckstücks 17 gegen die Unterlegscheibe 20. Durch diese Vorspannung kann die Diode 8 zunächst mit Spiel eingesetzt werden. Die Schraubenbolzen 11 werden dann mit eiern vorgeschriebenen Moment angezogen, ohne daß das Federsysten dabei stört. Erst nach dem Ausbau von Schraube 22 und Unterlegscheibe 20 übernimmt das Tellerfederpaket 19 seine eigentliche Funktion und gewährleistet den erforderlichen Kontaktdruck zwischen der Scheibenzelle 8 und dem außenliegenden Spannstück 9 einerseits sowie der Kontaktplatte 16 des Drehstromanschlußleiters 14 andererseits.

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Die Schraubbolzen 11 haben somit eine Doppelfunktion, da sie gleichzeitig als Befestigungs- und Verspannungselemente dienen. Gegenüber Ausführungen mit gesonderten Befestigungsund Verspannungsbolzen ergibt sich somit auch eine Platzersparnis, die zu einer optimalen Ausnutzung des am Ringflansch zur Verfügung stehenden Raumes führt.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist je Kühlkörper nur eine einzige Scheibenzelle 8 vorgesehen. Es können ö^e<ioch auch in gleicher Weise mehrere derartiger Scheibenzellen in axialer Richtung hintereinander angeordnet werden.

Das innenliegende Spannstück 10 ist zusätzlich noch mit radialen Lüftungslöchern 23 und 24 versehen, wodurch sich eine wirksame Kühlung von Anschlußleiter 14 mit Kontaktplatte 16 und Druckstück 17 sowie auch der Scheibenzellenseite ergibt, die nicht an dem eigentlichen Kühlkörper, dem außenliegenden Spannstück 9i anliegt.

In herkömmlicher Weise ist schließlich noch zwischen dem stromleitenden Kühlkörper 9 und dem äußeren, den einen Gleichstrompol bildenden Flanschring 6 eine Sicherung 25 angeordnet, die über eine Lasche 26 mit dem Kühlkörper 9 und über eine Schraube 27 und einen entsprechenden Anschlag 28 mit dem axial äußeren Ende des Elanschringes 6 verbunden ist,

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Pat entansprüche

Rotierende Gleichrichteranordnung für elektrische Maschinen mit Gleichrichter-Scheibenzellen, die am Innenumfang eines Trägerrad-Ringflansches gegen diesen durch Haltemittel federnd verspannt sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Scheibenzelle (8) zwischen einem radial außenliegenden und einem radial innenliegenden Spannstück (9» 10), die über durchgehende Schraubenbolzen (11) mit dem Trägerrad-Ringflansch (6) isoliert verschraubt sind, derart angeordnet ist, daß die Scheibenzelle (8) mit ihrer einen Stirnseite direkt an dem radial außenliegenden Spannstück (9) anliegt, während an der anderen Stirnseite zwischen der Scheibenzelle (8) und dem radial innenliegenden Spannstück (10) ein Drehstrom-Anschlußleiter und eine Druckfeder (19) angeordnet sind.
2. 'Rotierende Gleichrichteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das radial außenliegende Spannstück (9) als Kühlkörper ausgebildet ist„
3. Rotierende Gleichrichteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der flexibel ausgeführte Anschlußleiter (14-) zwischen den beiden Spannstücken

^V (9i 10) verspannt ist und im Bereich der Scheibenzelle (8) eine Kontaktplatte (16) auf der einen Seite und ein Druckstück (17) auf der anderen Seite aufweist.

4-. Rotierende Gleichrichteranordnung nach Anspruch 1 und 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder als Tellerfederpaket (19)ausgebildet ist und einen

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zylindrischen Gewindeansatz (18) des Druckstückes (17) umschließt.

Rotierende Gleichrichteranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Montage Anschlußleiter (14), Kontaktplatte (16), Druckstück (17), Tellerfederpaket (19) und radial innenliegendes Spannstück (10) durch eine in einer zentralen Bohrung (21) des Spannstückes (10) gehaltene und in den Gewindeansatz (18) des Druckstückes (17) eingesetzte Schraube (22) unter Vorspannung des Tellerfederpaketes (19) zueinander fixiert sind.

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