DE2606484C2

DE2606484C2 - Wickelkopfhalterung für die auf den Kern aufgebrachte Statorwicklung einer elektrischen Maschine

Info

Publication number: DE2606484C2
Application number: DE19762606484
Authority: DE
Inventors: Vladimir E. &Scaron;kol'nik; Garri Michajlovi&ccaron; Chutoreckij; Vladimir Markovi&ccaron; Leningrad Fridman; Anatolij Denisovi&ccaron; Ignat'ev; Igor' Aleksandrovi&ccaron; Prigorovskij; Aleksandr Ivanovi&ccaron; Voroncov
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-02-18
Filing date: 1976-02-18
Publication date: 1982-08-05
Also published as: DE2606484A1

Description

Aus der CH-PS 5 51 709 ist bereits eine Wickelkopfhalterung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Art bekannt, bei der konzentrisch zum Statorkern zwei Befestigungsringe vorgesehen sind, an denen mit Hilfe elastischer Abstandsstücke axial verschiebbare Ringe angeordnet sind. Die vorhandenen Ringe sind an den Tragstützen befestigt, die die Wicklungsstäbe tragen. Zur Befestigung der Verbindungsschiene dient ein axial bewegliches Element, dessen Ausladung sich in axialer Richtung über die gesamte Länge des Wickelkopfbereiches erstreckt. Zur Erhöhung der Steifigkeit der Befestigung der Tragstützen dient ein Isolierring.

Die bekannte Wickelkopfhalterung eignet sich nur für elektrische Maschinen mittlerer Leistung. Für Turbogeneratoren höchster Leistung ist jedoch die bekannte Wickelkopfhalterung nicht geeignet, da in radialer, tangentialer und axialer Richtung hohe Belastungen auftreten. Insbesondere die Tragstützen, die über das Ringsystem und ein elastisches Element in bezug auf zylindrischen Ansatz der Endplatte und den Statorkern flexibel befestigt sind, kompensieren die axialen Belastungen zwar recht gut, sind jedoch wegen des elastischen Elementes und der in bezug auf die Länge des stirnseitigen Teils der Wicklung in axialer Richtung verhältnismäßig geringen Höhe des zylindrischen Ansatzes in radialer Richtung nicht ausreichend steif. Aus diesem Grund sind die Tragstützen dort, wo der Isolierring befestigt ist, in radialer Richtung zwar am stärksten beweglich, die Steifigkeit der Befestigungselemente ist jedoch im Wickelkopfbereich nicht ausreichend.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Wickelkopfhalterung so weiterzubüden, daß die auftretenden radialen und tangentialen Belastungen unabhängig von denen in verschiedenen Betriebszuständen auftretenden unterschiedlichen Wärmedehnungen gleichbleibend beherrschbar sind und der Wickelkopf eine möglichst hohe Steifigkeit aufweist
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst

Dabei ist es zwar aus der DE-AS 14 63 796 an sich bekannt, die Stützflächen an der Außenseite von Tragstützen für die Wickelköpfe unter einem Winkel zur Innenfläche eines zylindrischen Stützgliedes anzuordnen und zwischen der Innenfläche des zylindrischen Stützgliedes und Tragstützen einen Keil einzudrücken, die bekannte Wickelkopfhalterung ist jedoch nicht direkt, sondern über einen Gehäuseteil am Stator abgestützt, was wegen der zu überbrückenden, verhältnismäßig großen Abstände zu einer instabilen Verbindung führt Diese ist bei den unvermeidlich eintretenden Vibrationen deren Tangential- und Radialkomponente ausgesetzt, so daß es im Bereich der Wickelköpfe zu Zerstörungen der Einzelleiter kommen kann. Darüberhinaus enthält die bekannte Wickelkopfhalterung eine große Anzahl von Befestigungsteilen, deren Form verhältnismäßig kompliziert ist, was eine erhöhte Genauigkeit bei der Herstellung dieser Teile erfordert und ihren Zusammenbau erschwert.

Die erfindungsgemäße Wickelkopfhalterung ermöglicht einerseits selbst im Falle von Kurzschlüssen die Aufnahme der axialen Ausdehnung der Wicklung und gewährleistet andererseits die erforderliche radiale Steifigkeit der Anordnung der Befestigungselemente, ohne daß es bei auftretenden Wärmedehnungen zu ungleichmäßigen radialen und tangentialen Belastungen kommen könnte. Die erfindungsgemäße Wickelkopfhalterung eignet sich daher auch für Turbogeneratoren höchster Leistung.

Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 4.

Dabei ermöglichen die Merkmale des Patentanspruchs 2 eine einfache Herstellung der Keile und geringe Anforderungen an die Bearbeitungsgenauigkeit.

Die Merkmale des Anspruchs 3 ermöglichen eine einfache Befestigung der elastischen Element.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Teil des Stators im Längsschnitt und

F i g. 2 die Ansicht Λ der F i g.!.

Der Stator der elektrischen Maschine enthält eine in die Nuten eines Kernes 2 eingelassene Wicklung 1 (F i g. 1), bestehend aus einem oberen und einem unteren Stab 3, die über Kopf miteinander verbunden sind. Die Stäbe 3 sind miteinander durch Bandagenisolierringe 4 und eine Schnurbindung 5 gekoppelt.
Die Bandagenisolierringe 4 sind mit einer Tragstütze 6 starr verbunden. Die Tragstützen 6 (Fig.2) sind gleichmäßig über den Umfang des Stators verteilt. Diese gesamte Anordnung ist in einem (nicht dargestellten) Gehäuse untergebracht. Der Kern 2 (F i g. 1) wird in Axialrichtung mit Hilfe von Schrumpfrippen 7 und Endplatten 8 gehalten. Die Endplatte 8 ist in Form eines Ringes mit einem zylindrischen Ansatz 9 gestaltet. Die Höhe des zylindrischen Ansatzes 9 entspricht der Länge

der Stäbe 3 des Wickelkopfes. Die Tragstütze 6 ist zwischen an der Endplatte 8 befestigten Führungen 10 angeordnet Die Tragstütze 6 weist eine unter einem Winkel zur Innenfläche des zylindrischen Ansatzes 9 geneigte Stützfläche 11 auf.

Im Raum zwischen der Stützfläche 11 und der Innenfläche des zylindrischen Ansatzes 9 sind mit einem Ansatz 13 versehene Keile 12 angeordnet Der Ansatz 13 ist durch in Form von Federn gestaltete elastische Elemente 14 angedrückt die am Ende des zylindrischen Ansatzes 9 mittels Schrauben 15 befestigt sind. Die Keile 12 (r i g. 2) sind in axial gerichteten rechteckigen Führungsnuten 16 untergebracht

Im Betrieb der Maschine wird die Steifigkeit der baulichen Gestaltung durch von den Keilen 12 (Fig. 1) und den elastischen Elementen 14 in bezug zum zylindrischen Ansatz 9 der Endplatte 8 entwickelte Radialkräfte gewährleistet. Die elastischen Elemente 14 sind aus einer unmagnetischen Titanlegierung mit einem Elastizitätsmodul von 1 · 10⁶ bis 1,3 - 10⁶ kp/cm² hergestellt. Bei einer unter Wärmeeinwirkung entstehenden Ausdehnung der Wicklung 1 beginnen sich die Tragstützen 6 zusammen mit dem stirnseitigen Teil der Wicklung 1 und den Keilen 12 in den Führungsnuten 16 (Fig.2) in bezug zu den Führungen 10 (Fig. 1) zu bewegen.

Durch die dieser Bewegung entgegenwirkenden Keile 12 ergibt sich eine zusätzliche Pressung der Stützfläche 11, der Keile 12 ur.d der Innenfläche des zylindrischen Ansatzes 9. Darüber hinaus preßt der Keil 12, indem er sich in Axialrichtung vom Kern 2 fortbewegt, die elastischen Elemente 14 zusätzlich

ι ο zusammen, wodurch es ermöglicht wird, eine zusätzliche Krafteinwirkung in Axialrichtung auf den Keil 12 und in Radialrichtung auf die Wicklung zu erhalten. Kühlt die Wicklung 1 ab, nimmt auch ihre Länge ab. Hierbei verschiebt sich der Keil 12 unter der Einwirkung der elastischen Elemente 14 in Richtung zum Kern 2, wodurch die dauernde, in Radialrichtung starre Abstützung der Wicklung 1 erhalten bleibt. Infolgedessen ist die gesamte Gestaltung des stirnseitigen Teiles der Wicklung 1 in zureichendem Maße angedrückt, so daß sie unter normalen und abnormalen Betriebsverhältnissen der Einwirkung von elektrodynamischen und thermischen Belastungen widerstehen kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wickelkopfhalterung für die auf den Kern aufgebrachte Statorwicklung einer elektrischen Maschine, deren aus oberen und unteren Stäben gebildeten Wickelköpfe von Bandagenisolierringeii umgeben und mittels Schnurbindung daran sowie an davon radial nach außen gerichteten Tragstützen starr befestigt sind, die wiederum an der Endplatte des Kerns axial beweglich gehaltert sind, wobei die Endplatte einen die Wickelköpfe koaxial umgebenden, zylindrischen Ansatz aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützflächen (11) an der Außenseite der Tragstützen (6) unter einem Winkel zur Innenfläche des in seiner Höhe der Länge des Wickelkopfes entsprechenden, zylindrischen Ansatzes (9) geneigt und in den Raum zwischen der Innenfläche des zylindrischen Ansatzes (Si) und der Stützfläche (11) Keile (12) mittels elastischer Elemente (14) eingedrückt sind.

2. Wickelkopfhalterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenfläche des zylindrischen Ansatzes (9) axial gerichtete rechteckige Führungsnuten (16) für die Keile (12) angeordnet sind.

3. Wickelkopfhalterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Keil (12) an seinem äußeren Ende einen Ansatz (13) aufweist, auf den das elastische Element (14) einwirkt.

4. Wickelkopfhalterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element (14) aus einer unmagnetischen Titanlegierung mit einem Elastizitätsmodul von 1 - 10⁶ bis 1,3 · 10*kp/cm² hergestellt ist.