DE2627802C3

DE2627802C3 - Anordnung zur Befestigung eines ringförmigen Trägers für eine Luftspaltwicklung in der Bohrung des Ständerblechpaketes einer elektrischen Maschine

Info

Publication number: DE2627802C3
Application number: DE19762627802
Authority: DE
Inventors: Dietrich 4330 Mülheim Lambrecht
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1976-06-22
Filing date: 1976-06-22
Publication date: 1981-10-22
Also published as: DE2627802B2; DE2627802A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Befestigung einer Luftspaltwicklung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Anordnung ist aus der DE-OS 21 65 678 bekannt Die zur formschlüssigen Verbindung zwischen dem ringförmigen Träger der Luftspaltwicklung und dem Ständerblechpaket vorgesehene Schwalbenschwanzkonstruktion soll hierbei eine stabile Halterung des Trägers gewährleisten. Eine derartige Halterung ist jedoch hinsichtlich der Qualität des Formschlusses von den erzielbaren Fertigungstoleranzen und den auftretenden elastischen Formänderungen abhängig und dürfte somit den an die Kraftübertragung zu stellenden Anforderungen nicht immer voll genügen.

Bei einer anderen aus der DE-OS 23 01442 bekannten Anordnung zur Befestigung eines ringförmigen Trägers für eine Luftspaltwicklung in der Bohrung des Ständerblechpaketes einer elektrischen Maschine sind zwischen dem ringförmigen Träger und dem Ständerblechpaket über den gesamten Umfang verteilt in Umfangsrichtung Keile mit elastischen Einlagen angeordnet. Eine solche Halterung des Trägers ist jedoch nur mit sehr großem Aufwand herzustellen und dürfte darüber hinaus für die Aufnahme größerer Kräfte in tangentialer Richtung nicht geeignet sein.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Befestigungsanordnung zu schaffen, die mit geringem Aufwand herzustellen ist und folgende Bedingungen genügt:

1. sichere Übertragung des im Luftspalt angreifenden Drehmomentes von dem ringförmigen Träger der Luftspaltwicklung auf das Ständerblechpaket;
Beherrschung der doppeltfrequenten Schwingungen im Ständerblechpaket und in dem ringförmigen Träger der Luftspaltwicklung sowie Reduzierung dieser Schwingungen durch Kopplung beider Bauteile;

3. Stützung des ringförmigen Trägers der Luftspaltwicklung durch das steifere Ständerblechpaket und

4. Wärmebeweglichkeit und Fixierung des ringförmigen Trägers der Luftspaltwicklung in axialer Richtung.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung ergibt sich eine form- und kraftschlüssige Verbindung hoher Qualität, die sämtlichen vorstehend aufgeführten Bedingungen genügt. So werden die Bedingungen 1 bis 3 durch die Verspannung der Schwalbenschwanzverbindung erfüllt, während die Wärmebeweglichkeit und axiale Fixierung des Trägers gemäß der Bedingung 4 durch die axiale Verspannung zwischen der einen Preßplatte und dem radial abgeteilten Druckring gewährleistet wird. Dabei können die beiden Spannleisten radial übereinanderliegend angeordnet sein, wobei in eine Gewindebohrung einer der beiden Spannleisten eine Spannschraube eingesetzt sein kann, die über einen radial durchgehenden Kanal im Träger zugänglich und gegen die andere Spannleiste verspannbar ist. Es ist aber auch möglich, die beiden einander zugewandten Berührungsflächen der Spannleisten in Achsrichtung

2.

zueinander keilförmig auszubilden und von der Stirnseite des Trägers gegeneinander zu verspannen. Die Spannleisten selbst können aber auch keilförmig ausgebildet und einander tangential gegenüberliegend angeordnet sein. Zum Verspannen dienen dabei radiale Spannanker mit konisch zulaufendem Kopf, die Ober Kanäle im Träger oder im Ständerblechpaket eingeführt werden.

Zur besseren Anpassung können die einander zugewandten Berührungsflächen der schwalbenschwanzförmigen Ansätze und der aufliegenden Spannleiste zylinderabschnittförmig gewölbt sein. Ferner ist es zweckmäßig, wenn die Flanken der Ansätze gegenüber dem Ständerblechpaket und die Spannleisten gegenüber dem Ständerblechpaket und den Ansätzen durch Gleitbeilagen isoliert und wärmebeweglich gelagert sind.

Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise von Ausführungsbeispielen nach der Erfindung näher erläutert Dabei zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Aufbau des Ständers mit der Luftspaltwicklung;

Fig.2 einen Teilquerschnitt durch den ringförmigen Träger der Luftspaltwicklung mit radialer Verspannung durch eine Spannschraube;

F i g. 3 einen entsprechenden Querschnitt mit einer Verspannung durch keilförmig ausgebildete Spannleisten und

F i g. 4 einen Querschnitt mit tangential gegenüberliegenden, keilförmig ausgebildeten Spannleisten.

Luftspaltwicklungen gelangen im allgemeinen bei 'Drehstrommaschinen mit hoher elektrischer Ausnutzung zur Anwendung vi.d ermöglichen gegenüber konventionellen Ständerwieklungsausführungen deutlich kleinere Reaktanzen und damit eine höhere dynamische Stabilität der Maschine. Der prinzipielle Aufbau des Ständers mit einer Luftspaltwicklung ist in F i g. 1 dargestellt. Das ringförmige Ständerblechpaket 1 besteht aus einzelnen, durch Spannbolzen 2 und 3 sowie Preßplatten 4 und 5 zusammengehaltenen magnetischen Blechsegmenten. Es dient als Hauptfeldsammeiring und zur Durchleitung des im Luftspalt angreifenden Drehmomentes in das Gehäuse 6. Zur Abschirmung des Blechpaketes gegen vorwiegend axiale magnetische Streufelder können in den Endzonen des Blechpaketes unmagnetische Blechsegmente eingesetzt werden.

Der ringförmige Träger 8 für die Luftspaltwicklung 16 besteht aus einem unmagnetischen Werkstoff. Aus Gründen erhöhte- Festigkeit ist er aus unmagnetischen Blechsegmenten zusammengesetzt.

Er dient zur mechanischen Abstützung der Luftspaltwicklung 16 und als Abschirmring des Blechpaketes gegen magnetische Streufelder.

Die Verbindung zwischen dem ringförmigen Träger 8 der Luftspaltwicklung 16 und dem Ständerblechpaket 1 ist zunächst anhand eines Ausführungsbeispiels entsprechend Fig. 2 dargestellt. Der Träger 8 weist am Außenumfang schwalbenschwanzförmige Ansätze 9 auf, die in entsprechend geformte axiale Nuten 10 am Umfang der Blechpaketbohrung 7 eingeschoben sind. Wesentlich ist dabei, daß die radiale Höhe der Ansätze 9 geringer ist als die radiale Höhe der Nuten 10 im Ständerblechpaket 1. In den verbleibenden radialen Zwischenraum sind nunmehr zwei radial übereinanderliegende Spannleisten 11 und 12 aus unmagnetischem Material eingeschoben. Diese Spannleisten 11 und 12 können dabei auf folgende Weise verspannt werden: In eine radiale Gewindebohrung 13 der unteren Spannleiste 12 ist eine Spannschraube 14 eingesetzt, die über einen durch den Träger 8 radial durchgehenden Kanal 15 von der Innenbohrung des Trägers 8 aus zugänglich ist Durch Einschrauben dieser Spannschraube 14 werden die beiden Spannleisten 11 und 12 auseinandergepreßt, so daß dadurch in radialer Richtung Druck sowohl auf das Ständerblechpaket 1 als auch auf den Träger 8 der Luftspaltwicklung 16 ausgeübt wird, so daß durch die Stauchung des Trägers 8 und seiner Ansätze 9 der vorhandene Formschluß zwischen den Ansätzen 9 und der Nut 10 zusätzlich kraftschlüssig wird.

Zur besseren Anpassung in tangentialer Richtung sind die untere Berührungsfläche 17 der Spannleiste 12 sowie die entsprechende Berührungsfläche 18 des Ansatzes 9 jeweils zylinderabschnittförmig ausgebildet Darüber hinaus sind zwischen den Flanken 19 der Ansätze 9 und den gegenüberliegenden Nutflanken Gleit- und Anpaßbeilagen 20 sowie zwischen den Spannleisten 11 und 12 und dem Ständerblechpaket einerseits sowie den Ansätzen 9 andererseits Gleitbeilagen 21 und 22 eingeschoben, wodurch eine Isolierung und axiale Wärmebeweglichkeit ermöglicht ist

Eine andere Möglichkeit der Verspannung von Träger 8 und Ständerblechpaket 1 ist in Fig.3 dargestellt Dabei sind die Spannleisten 24 und 25 in axialer Richtung keilförmig ausgebildet. Diese keilförmigen Spannleisten 24 und 25 sind an den Stirnseiten des Trägers 8 zugänglich und können von hier aus definiert vorgespannt werden.

Eine andere Art der Verspannung ist in Fig.4 dargestellt Dabei sind die beiden Spannleisten 30 und 31 in Umfangsrichtung keilförmig zulaufend ausgebildet und einander gegenüberliegend in der Nut 10 oberhalb der Ansätze 9 angeordnet. Zur Verspannung dienen dabei Spannanker 32, die über radiale Kanäle 33 im Träger 8 eingeführt sind. Diese Spannanker 32 weisen einen konisch zulaufenden Kopf 34 auf, der beim Anziehen des Spannankers 32 über den Schraubkopf 35 die beiden keilförmigen Spannleisten 30 und 31 auseinanderpreßt und somit eine form- und kraftschlüssige Verspannung der Ansätze 9 in den Nuten 10 gewährleistet.

Es ist aber auch möglich — wie in F i g. 4 gestrichelt dargestellt — Spannanker 36 radial von außen durch das Ständerblechpaket einzuführen und die Spannleisten 30 und 31 in gleicher Weise zu verspannen.

Zur Fixierung des Trägers 8 unter gleichzeitiger Gewährleistung einer axialen Wärmebeweglichkeit ist dieser Träger 8 — wie aus F i g. 1 zu ersehen ist — an einem Ende des Ständerblechpaketes 1 an der Preßplatte 4 axial festgelegt. Auf der anderen Stirnseite ist von der Preßplatte 5 ein Druckring 26 abgeteilt. Über durchgehende axiale Spannbolzen 27, die den Träger 8 zwischen der Preßplatte 4 und dem Druckring 26 verspannen, ist somit dieser Träger 8 einerseits axial festgelegt, andererseits aber ist eine Wärmebeweglichkeit in axialer Richtung möglich.

Die beschriebene Befestigung ist unabhängig von der Ausführung des Trägers der Luftspaltwicklung. Er kann sowohl vorgefertigt eingebaut werden als auch aus einzelnen Blechsegmenten bestehen, die in das Blechpaket eingeschichtet, verdichtet und axial gespannt weriion.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Befestigung eines ringförmigen Trägers für eine Luftspaltwicklung in der Bohrung des Ständerblechpaketes einer elektrischen Maschine, bei welcher der aus unmagnetischem Werkstoff bestehende Träger am Außenumfang schwalbenschwanzförmige Ansätze aufweist, die in entsprechend geformte, axial verlaufende Nuten am Innenumfang des magnetischen, durch Preßplatten zusammengehaltenen Ständerblechpaketes eingeschoben sind, dadurch gekennzeichnet, daß der aus Blechen geschichtete Träger (8) an einem Ende auf der einen Preßplatte (4) des Ständerblechpaketes (1) axial fixiert und über axiale Spannbolzen (27) und einen am gegenüberliegenden Ende von der anderen Preßplatte (5) radial abgeteilten Druckring (26) verspannt ist, daß die schwalbenschwanzförmigen Ansätze (9) eine geringere radiale Höhe als die Nuten (10) aufweisen und daß in den verbleibenden radialen Zwischenraum zwei gegeneinander verspannte Spannleisten (11, 12:24,25) aus unmagnetischem Material eingeschoben sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Spannleisten (11,12; 24,25) radial übereinanderliegend angeordnet sind (F i g. 2 und 3).

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in eine Gewindebohrung (13) einer der beiden Spannleisten (12) eine Spannschraube (14) eingesetzt ist, die über einen radial durchgehenden Kanal (15) im Träger (8) zugänglich und gegen die andere Spannleiste (11) verspannbar ist.

4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugewandten Berührungsflächen der Spannleisten (24, 25) in Achsrichtung zueinander keilförmig ausgebildet und von der Stirnseite des Trägers (8) gegeneinander verspannbar sind.

5. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugewandten Berührungsflächen (18, 17) der schwalbenschwanzförmigen Ansätze (9) und der aufliegenden Spannleiste (12; 25) zylinderabschnittförmig gewölbt sind.

6 Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Spannleisten (30, 31) keilförmig ausgebildet und einander tangential gegenüberliegend angeordnet sind (F i g. 4).

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß radial verlaufende Spannanker (32,36) vorgesehen sind, deren konisch zulaufender Kopf (34) zwischen den beiden keilförmigen Spannleisten (30, 31) liegt und beim Spannen des Ankers (32) die beiden Spannleisten (30, 31) zwischen den schwalbenschwanzförmigen Ansätzen (9) und der Wandung der Nut (10) verspannt.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannanker (32) über radiale Kanäle (33) im Träger (8) eingeführt und gegen die Innenbohrung des Trägers (8) verspannt sind.

9. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannanker (36) über radiale Kanäle im Ständerblechpaket (1) eingeführt sind.

10. Anordnung nach Anspruch 2 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken (19) der Ansätze (9) gegenüber dem Ständerblechpaket (1) und die Spannleisten (11, 12) gegenüber dem Ständerblechpaket (1) und den Ansätzen (9) durch Gleitbeilagen (20, 21, 22) isoliert und wärmebeweglich gelagert sind.