DE2635752C3

DE2635752C3 - Rotating rectifier arrangement for electrical machines

Info

Publication number: DE2635752C3
Application number: DE2635752A
Authority: DE
Inventors: Heinrich 4640 Wattenscheid Kueter
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1976-08-09
Filing date: 1976-08-09
Publication date: 1979-01-25
Also published as: JPS5320510A; DE2635752B2; JPS607903B2; DE2635752A1

Description

Die Erfindung betrifft eine rotierende Gleichrichteranordnung für elektrische Maschinen mit einer auf die Welle aufgesetzten zweiteiligen Trägerradnabe, die als Gleichstromsammeiring dient, und einem auf die Trägerradnabe aufgeschrumpften Ringflansch zur AuS-nahme der aktiven Bauelemente, sowie mit mindestens einem radialen Stromverbindungsbolzen, der die Trägerradnabe und die zugehörige, in der Welle verlegte Erregerstromzuleitung elektrisch verbindet, wobei der Stromverbindungsbolzen am radial innenliegenden Ende durch einen Spreizkonus gegen die Innenbohrung der Erregerstromzuleitung verspannt ist.The invention relates to a rotating rectifier arrangement for electrical machines with a Two-part carrier wheel hub attached to the shaft, which serves as a DC collecting ring, and one on the Carrier wheel hub shrunk-on ring flange to accommodate the active components, as well as with at least a radial power connection bolt that connects the carrier wheel hub and the associated one in the shaft electrically connects the laid exciter current supply line, the current connection bolt at the radially inner end by an expanding cone against the Inner bore of the excitation current supply line is strained.

Eine derartige Anordnung ist aus der DE-AS 57 585 bekannt Dabei ist der massive Stromverbindungsbolzen radial durch die Trägerradnabe, die als Gleichstromsammelring dient, und durch die Welle bis in die zugehörige axiale Erregerstromzuleitung geführt und nur am radial innenliegenden Ende geschlitzt. Bei den heute üblichen großen schnellaufenden Maschinen mit langen und elektrisch hoch ausgenutzten Erregerstromzuleitungen in der Mittenbohrung der Welle können jedoch relative Wärmedehnungen zwischen diesen axialen Stromzuleitungen und der Welle kritisch werden. Im Kupplungsbereich können solche Dehnungen ohne weiteres durch Buchsen und Kontaktbolzen aufgenommen werden, an den radialen Ausleitungen jedoch nicht. Der Spreizkonus am radial innenliegenden Ende des Stromverbindungsbolzens soll bei der bekannten Anordnung zwar ein Gleiten in radialer Richtung bei unterschiedlichen Wärmedehnungen ermöglichen, bringt jedoch keine Abhilfe bei relativen Wärmedehnungen in axialer Richtung. Im übrigen ist es hierzu üblich, die radialen Stromverbindungsbolzen gleichzeitig als Arretierungsbolzen auszubilden oder aber gesonderte Arretierungsbolzen vorzusehen. Es sind jedoch Verhältnisse denkbar, wo das mit vertretbarem Aufwand nicht mehr durchzuführen istSuch an arrangement is known from DE-AS 57 585. The massive power connection bolt is radially through the carrier wheel hub, which as Direct current collecting ring is used, and passed through the shaft into the associated axial excitation current supply line and only slotted at the radially inner end. With today's large, high-speed machines with long and electrically highly utilized excitation current leads in the center bore of the shaft however, relative thermal expansions between these axial power supply lines and the shaft can be critical will. In the coupling area, such expansions can easily be achieved by bushings and contact bolts but not at the radial outlets. The expansion cone on the radially inner In the known arrangement, the end of the power connection bolt is intended to slide in a radial direction Allow direction for different thermal expansions, but does not help with relative Thermal expansion in the axial direction. In addition, it is customary for this purpose to use the radial power connection bolts at the same time to be designed as a locking bolt or to provide separate locking bolts. It However, circumstances are conceivable where this can no longer be carried out with a reasonable amount of effort

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, mit der die radialen SiromverThe invention is therefore based on the object of creating an arrangement with which the radial Siromver bindungsbolzen chne weiteres den WärmedehnungenBinding bolts also reduce thermal expansion der axialen Erregerstromzuleitungen folgen können,can follow the axial excitation current supply lines, und bei der gleichzeitig eine optimale Kontaktierungand at the same time an optimal contact der radialen Stromverbindungsbolzen möglich istthe radial flow connection bolt is possible

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ausgehend von einerTo solve this problem is based on a

i> Gleichrichteranordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß der bis in den äußeren Nabenring reichende Stromverbindungsbolzen über seine gesamte Länge in voneinander getrennte radiale Segmente aufgeteilt und auch am radiali> Rectifier arrangement of the type mentioned at the beginning According to the invention it is provided that the current connecting bolt reaching into the outer hub ring Divided over its entire length into separate radial segments and also on the radial außenliegenden Ende durch einen Spreizkonus gegen die Innenbohrung des Nabenringes verspannt istouter end is braced against the inner bore of the hub ring by an expansion cone

Durch diese Aufteilung in voneinander getrennte Segmente ergibt sich eine ausreichende elastische Verformbarkeit, so daß die radialen StromzuleitungsThis division into separate segments results in a sufficient elasticity Deformability, so that the radial power supply line bolzen den Wärmedehnungen der axialen Zuleitungen ohne weiteres folgen können.bolts to the thermal expansion of the axial supply lines can easily follow.

Zur Kontaktierung der Bolzen ist es zweckmäßig, wenn in die radiale Innenbohrung des äußeren Nabenringes eine Ringschraube eingschraubt ist, die aufFor contacting the bolts, it is useful if in the radial inner bore of the outer Hub ring an eye bolt is screwed on den zwischen den oberen, nach außen konisch aufgeweiteten Enden der Bolzensegmente eingesetzten Spreizkonus einwirktthose between the upper ones, conical outwards widened ends of the bolt segments used expanding cone acts

Bevorzugt erfolgt die Verspannung am unteren Ende dadurch, daß zentral zu den radialen Segmenten 18 einThe bracing at the lower end is preferably carried out in that a central point to the radial segments 18

^}s Spannbolzen 26 geführt ist und daß der Spannbolzen 26 am außenliegenden Ende über ein Tellerfederpaket 29 gegen den Spreizkonus 22 verspannt ist ^{} s} clamping bolt 26 is guided and that the clamping bolt 26 is clamped at the outer end via a disk spring assembly 29 against the expansion cone 22

Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels nachA schematic drawing shows the structure and mode of operation of an exemplary embodiment der Erfindung näher erläutert Dabei zeigtthe invention explained in more detail

F i g. 1 einen Teillängsschnitt durch ein Gleichrichterträgerrad im Bereich eines radialen Stromverbindungsbolzens und Fig.2 einen Querschnitt durch diesen BolzenF i g. 1 shows a partial longitudinal section through a rectifier carrier wheel in the area of a radial power connection bolt and 2 shows a cross section through this bolt entsprechend der Schnittlinie 11-11 nach F ig. 1.according to the section line 11-11 according to Fig. 1.

Wie aus dem Längsschnitt nach F i g. 1 zu ersehen ist, ist auf die Erregerwelle 1 die Nabe 2 aufgeschrumpft, die aus einem innenliegenden, unmagnetischen Zwischenring 3 zur axialen Durchführung der Drehstromzuleitun-As from the longitudinal section according to FIG. 1 can be seen, the hub 2 is shrunk onto the exciter shaft 1 and consists of an internal, non-magnetic intermediate ring 3 for the axial passage of the three-phase gen 4 und einem äußeren, durch eine Isolierbeilage 5 getrennten Nabenring 6 zusammengesetzt ist, der gleichzeitig als der eine Gleichstrompol der Anordnung dient. Auf diesen äußeren Nabenring 6 ist in herkömmlicher Weise ein Kappenring 7 aus hochfestemgen 4 and an outer one, through an insulating shim 5 separate hub ring 6 is composed, at the same time as the one DC pole of the arrangement serves. On this outer hub ring 6 is a cap ring 7 made of high strength in a conventional manner Material aufgeschrumpft, auf dessen freier Innenseite über einen Flanschring 8 sowie isoliert befestigte Stromschienen 9 die nur teilweise dargestellten Kühlkörper 10 mit ihren Gleichrichterzellen befestigt sind. Der gleichgerichtete Strom wird über axiale,Shrunk-on material, attached to its free inside via a flange ring 8 and insulated Busbars 9 attached to the only partially shown heat sink 10 with their rectifier cells are. The rectified current is generated via axial, flexible Verbindungsleitungen 11 von den Gleichrichterzellen zu einem Sammelring 12 geleitet, der an einem seitlichen umlaufenden Ansatz 13 des äußeren Nabenringes 6 befestigt ist. Zur elektrischen Verbindung des als Gleichstrompolflexible connecting lines 11 passed from the rectifier cells to a collecting ring 12, which is connected to a lateral circumferential extension 13 of the outer hub ring 6 is attached. For the electrical connection of the DC pole

^h'~> dienenden äußeren Nabenringes 6 mit der zugehörigen, in einer nicht näher bezeichneten axialen Wellenbohrung verlegten Erregerstromzuleitung 16 dient mindestens ein radialer Stromverbindungsbolzen 17, der ^h '~> serving outer hub ring 6 with the associated excitation current supply line 16 laid in an unspecified axial shaft bore serves at least one radial current connection bolt 17, the

erfindungsgemäß über seine gesamte Länge in voneinander getrennte, radiale Segmente 18 aufgeteilt ist. Diese radialen Segmente sind, wie im folgenden näher erklärt wird, am innen- und außenliegenden Ende über Spreizkonusse gegen ihre entsprechenden Anlageflächen verspanntaccording to the invention over its entire length in one another separate, radial segments 18 is divided. These radial segments are, as follows, in more detail is explained, at the inner and outer end via expanding cones against their corresponding contact surfaces tense

Am oberen Ende innerhalb der radialen Bohrung 20 des Nabenringes 6 sind die Enden 21 der radialen Segmente 18 konisch nach außen aufgeweitet In die so entstandene konische Ausnehmung ist von oben ein ringförmiger Spreizkonus 22 eingesetzt der durch eine von oben in die Bohrung 20 eingeschraubte Ringschraube 23 nach unten gepreßt wird und somit die Enden 21 der radialen Segmente i8 gegen die Wandung der Nabenbohrung 20 verspanntAt the upper end within the radial bore 20 of the hub ring 6, the ends 21 of the radial Segments 18 widened conically outwards In the so resulting conical recess is an annular expansion cone 22 inserted from above by a The eye bolt 23 screwed into the bore 20 from above is pressed downwards and thus the ends 21 of the radial segments i8 braced against the wall of the hub bore 20

Die Verspannung und Kontaktierung der unteren Enden 25 des Bolzens 17 erfolgt in herkömmlicher Weise durch einen zentral geführten Spannbolzen 26, der am enteren Ende einen entsprechenden Spreizkonus 27 aufweist und am oberen Ende über eine Mutter 28 und ein Tellerfederpaket 29 gegen den oberen Spreizkonus 22 verspannt ist Durch Anziehen dieses Spannbolzens 26 werden dann die entsprechend verjüngten unteren Enden 25 der radialen Segmente 18 nach außen gegen die entsprechende Innenwandung der radialen Bohrung 30 in der zugehörigen Erregerstromzuleitung i6 gepreßt
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ragt der Bolzen 17 nur zur Hälfte in die zugehörige Erregerstromzuleitung 16, während von der anderen Seite in die gleiche Bohrung 30 das untere Ende 31 eines gegenüberliegenden und in gleicher Weise in Segmente unterteilten Radialbolzens 32 einmündetThe lower ends 25 of the bolt 17 are braced and contacted in a conventional manner by a centrally guided tensioning bolt 26 which has a corresponding expansion cone 27 at the lower end and is braced against the upper expansion cone 22 at the upper end via a nut 28 and a disk spring assembly 29 By tightening this clamping bolt 26, the correspondingly tapered lower ends 25 of the radial segments 18 are then pressed outwards against the corresponding inner wall of the radial bore 30 in the associated excitation current supply line i6
As can be seen from the drawing, the bolt 17 protrudes only halfway into the associated excitation current supply line 16, while the lower end 31 of an opposite radial bolt 32 divided into segments opens into the same bore 30 from the other side

Durch die erfindungsgemäße Aufteilung des radialen Stromverbindungsbolzens in mehrere Segmente ergibt sich somit eine elastische Verformbarkeit des gesamten Bolzens, so daß damit axialen Wärmedehnungen der zugehörigen Erregerstromzuleitung ohne weiteres gefolgt werden kann. Darüber hinaus ist durch die Segmentierung des Bolzens einschließlich des oberen als auch des unteren Endes eine gleichmäßig verteilte Kontaktpressung gewährleistet wobei am radial außenliegenden Ende eine zusätzliche Verspannung durch die Fliehkraft der einzelnen radialen Segmente erfolgt Ferner werden Kerbspannungen vermieden, die bei den bisher üblichen, nur am unteren Ende innerhalb der axialen Erregerstromzuleitungen geschlitzten Bolzen aufgetreten sind.The inventive division of the radial power connecting bolt into several segments results thus an elastic deformability of the entire bolt, so that axial thermal expansions of the associated excitation current lead can be followed easily. In addition, through the Segmentation of the bolt including the upper and lower end an evenly distributed one Contact pressure ensures an additional tension by the at the radially outer end Centrifugal force of the individual radial segments takes place. Furthermore, notch stresses are avoided, which in the Previously common bolts, only slotted at the lower end within the axial excitation current supply lines appeared.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Rotierende Gleichrichteranordnung für elektrische Maschinen mit einer auf die Welle aufgesetzten zweiteiligen Trägerradnabe, die als Gleiehstromsammelring dient, und einem auf die Trägeirradnabe aufgeschrumpften Ringflansch zur Aufnahme der aktiven Bauelemente, sowie mit mindestens einem radialen Stromverbindungsbolzen, der die Trägerradnabe und die zugehörige, in der Welle verlegte Erregerstromzuleitung elektrisch verbindet, wobei der Stromverbindungsbolzen am radial inneniiegenden Ende durch einen Spreizkonus gegen die Innenbohrung der Erregerstromzuleitung verspannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der bis in den äußeren Nabenring (6) reichende Stromverbindungsbolzen (17) über seine gesamte Länge in voneinander getrennte, radiale Segmente (18) aufgeteilt >md auch am radial außenliegenden Ende (21) durch einen Spreizkonus (22) gegen die Innenbohrung (20) des Nabenringes (6) verspannt ist1. Rotating rectifier arrangement for electrical machines with a mounted on the shaft two-part carrier wheel hub, which serves as a DC collector ring, and one on the carrier wheel hub Shrunk-on annular flange to accommodate the active components, as well as with at least one radial power connection bolt that laid the carrier wheel hub and the associated one in the shaft Electrically connects the excitation current supply line, the current connection bolt at the radially inner end by an expanding cone against the Inner bore of the excitation current supply line is clamped, characterized in that the up in the outer hub ring (6) reaching current connecting bolt (17) over its entire length in separated, radial segments (18) divided> md also at the radially outer end (21) is braced against the inner bore (20) of the hub ring (6) by an expansion cone (22)

2. Rotierende Gleichrichteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die radiale Innenbohrung (20) des äußeren Nabenringes (6) eine Ringschraube (23) eingeschraubt ist, die auf den zwischen den oberen, nach ao3en konisch aufgeweiteten Enden (21) der radialen Segmente (18) eingesetzten Spreizkonus (22) einwirkt.2. Rotating rectifier arrangement according to claim 1, characterized in that in the radial Inner bore (20) of the outer hub ring (6) an eyebolt (23) is screwed on the between the upper, conically widened ends (21) of the radial segments (18) used expansion cone (22) acts.

3. Rotierende Gleichrichteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zentral zu den radialen Segmenten (18) ein Spannbolzen (26) geführt ist und daß der "pannbolzen (26) am außenliegenden Ende über ein Tellerfederpaket (29) gegen den Spreizkonus (22) verpannt ist3. Rotating rectifier arrangement according to claim 1, characterized in that it is central to the radial segments (18) a clamping bolt (26) is guided and that the "clamping bolt (26) on the the outer end is clamped against the expansion cone (22) via a disk spring assembly (29)