DE2636167A1

DE2636167A1 - Anordnung zum auswuchten von laeufern mit supraleitender erregerwicklung

Info

Publication number: DE2636167A1
Application number: DE19762636167
Authority: DE
Inventors: Ham Reinhold Dipl Ing D; Erich Weghaupt
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1976-08-11
Filing date: 1976-08-11
Publication date: 1978-02-16
Also published as: JPS5321711A; DE2636167B2; DE2636167C3

Description

Anordnung zum Auswuchten von Läufern mit supraleitender Erreger-
wicklung; Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Auswuchten von-läufern für Turbogeneratoren mit supraleitender Erregerwicklung, bei der der Läufer zumindest aus einem äußeren, hohl zylindrischen Läufer körper und einem innenliegenden, die Erregerwicklung aufnehmenden Tragzylinder besteht, und der Tragzylinder kraftschlüssig, jedoch radial federelastisch über axial versetzte Anlenkpunkte mit dem äußeren Läuferkörper verbunden ist.
Ein derartig aufgebauter Läufer ist aus der DT-OS 2 339 772 bekannt. Da zum Ausgleich unterschiedlicher Wärmedehnungen und zur Verhinderung einer Wärmeeinleitung von außen nach innen in die mit flüssigem Helium tiefgektihite supraleitende Erregerwicklung der Wicklungstragzylinder nur über Anlenkpunkte relativ geringen Querschnittes und praktisch federelastisch über einen weiteren Dämpferzylinder mit dem äußeren Läuferkörper verbunden ist, ergeben sich somit zwei mehr oder weniger unabhängig voneinander schwingende Systeme, denen insbesondere beim Auswuchten besondere Beachtung geschenkt werden muß. Mit Rücksicht auf die Schwingungsbeanspruchungen des Leitersystems müssen nämlich auch die Relativauslenkungen des Wicklungstragzylinders zum äußeren Läufer körper weitgehend eliminiert werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Wuchtausgleich für den gesamten Läufer zu schaffen und es dabei zu ermöglichen, den innenliegenden Tragzylinder in die Wuchtung des gesamten Systems einzubeziehen. Besondere Schwierigkeiten ergeben sich dabei auch noch dadurch, daß im allgemeinen zwischen dem Tragzylinder und dem äußeren Läuferkörper noch weitere, den ragzylinder umschließende und axiale überragende Zylinder in Form eines Dämpfers und eines mit Kühlmittel durchströmten Kälteschirmes angeordnet sind.
Zur Lösung der genannten Aufgabe ist daher erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Tragzylinder an beiden Stirnseiten über eine axiale Verlängerung mit je einer kreisförmigen Wuchtscheibe versehen ist, in deren Umfang mehrere radiale Bohrungen zum Einsetzen von Wuchtgewichten eingelassen sind, und daß der äußere Läuferkörper in der radialen Verlängerung der Bohrungen liegende, vakuumdicht verschließbare Nontageöffnungen aufweist.
Auf diese Weise ist es möglich, den inneren Tragzylinder mit auszuwuchten und damit einen weitgehend ausgeglichenen Lauf des gesamten Läufers zu erreichen.
Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels nach der Erfindung näher erläutert.
Dabei zeigen: Big. 1 ein Prinzipbild des Läufers mit einer möglichen Auslenkung der einzelnen Läuferkörper, Fig. 2 einen Längs schnitt durch einen Läufer mit den entsprechenden Anordnungen zum Auswuchten des inneren Tragzylinders und Fig. 3 einen Querschnitt durch den Läufer im Bereich einer Wuchtscheibe entsprechend der Schnittlinie III-III nach Fig. 2.
Bei einem Läufer der eingangs beschriebenen Art, bei dem der innere Tragzylinder federelastisch mit dem äußeren Läuferkörper verbunden ist, ergeben sich im Hinblick auf die radialen Bewegungen beider Körper in der Ebene ein Schwingungssystem mit vier Freiheitsgraden, wovon eine mögliche Auslenkung in Fig. 1 schematisch gezeigt ist. Der innere Tragzylinder 1 und der äußere hohlzylindrische Läuferkörper 2, die beide als starre Körper betrachtet werden sollen, sind praktisch über Federsysteme 3 und 4 miteinander gekoppelt.Der äußere Läuferkörper 2 sei dabei in den Lagern 5 und 6 gehalten. Infolge einer unvermeidlichen Anisotropie der Lagerung, nämlich einer unterschiedlichen Steifigkeit in horizontaler und vertikaler Richtung und einer damit verbundenen Aufspaltung der Eigenfrequenzen kommt es zu Relativschwingungen zwischen Tragzylinder 1 und Läuferkörper 2, die sich aus einem statischen Anteil und einem mit doppelter Umlauffrequenz pulsierenden Anteil zusammensetzen.
Bei einer extrem steifen Innenfederung könnten Unwuchten des Tragzylinders nahezu vollständig durch ein Auswuchten des äußeren Läuferkörpers ausgeglichen werden. Je tiefer jedoch die Abstimmung der Innenfederung,desto verwickelter wird das Schwingungsverhalten des Läufers. Sobald nämlich zwei oder mehr Eigenformen im Betriebsdrehzahlbereich angeregt werden, wobei als Eigenform eine gleichläufige oder gegenläufige Translation beider Schwingungskörper und eine leichläufige oder eine gegenläufige Rotation - wie sie in dem Beispiel nach Fig. 1 dargestellt ist - auftreten, zeigt das Läufersystem zum Teil widersprüchliche Reaktionen der inneren und äußeren Schwingungen auf Wuchtkorrekturen. Eine Beruhigung des äußeren Läuferkörpers entspricht keineswegs selbstverständlich einer Reduzierung der Relativauslenkungen im Innern des Systems.
Es wird also bei der Auswuchtung eines derartigen mehrteiligen Läufers nicht genügen, allein die Schwingungen des äußeren Läufer körpers zu reduzieren. Auch die Relativauslenkungen sind zu messen und bei der Wuchtung zu berücksichtigen.
Aus diesen Gründen ist also eine Einbeziehung des inneren Tragzylinders in die Wuchtung unbedingt erforderlich. In Fig. 2 ist ein derartiger Läufer im Längsschnitt im einzelnen erläutert. Von außen nach innen sind an den äußeren hohl zylindrischen Läufer körper 2 zunächst ein Dämpferzylinder 7 zusammen mit einem Sühlschirm angelenkt, wobei Läuferkörper 2 und Dämpferzylinder 7 als starr verbundenes und damit einheitlich schwingendes System angesehen werden können. Innen an dem Dämpferzylinder 7 ist über die bereits in Fig. 1 gezeigten Federsysteme 3 und 4 der eigentliche Tragzylinder 1 mit der supraleitenden Erregerwicklung 8 befestigt.
Der Tragzylinder 1 ist auch wegen des zwischengeschalteten Dämpf er- zylinders 7 von außen nicht zugänglich. Um ein Auswuchten dieses Tragzylinders 1 jedoch zu ermöglichen, sind erfindungsgemäß an den Stirnseiten 9 und 10 dieses Tragzylinders über axiale Verlängerungen 11 und 12 jeweils eine kreisförmige Wuchtscheibe 13 und 14 angesetzt. Diese Wuchtscheiben 13 und 14 weisen vom äußeren Umfang ausgehend beispielsweise vier radiale Bohrungen 15, 16, 17 und 18 auf - wie das auch aus dem Querschnitt nach Fig. 3 zu ersehen ist. In der radialen Verlängerung dieser Bohrungen 15 bis 18 sind im äußeren Läuferkörper 2 entsprechende Montageöffaungen 20 bis 23 vorgesehen, die mit nicht näher dargestellten Stopfen vakuumdicht verschlossen werden können.
Durch diese Montageöffnungen 20 bis 23 können nun in die Bohrungen 15 bis 18 Wuchtgewichte, beispielsweise in Form von Schraubbolzen dosierbarer Länge eingesetzt werden, so daß dadurch jede erforderliche Wuchtkorrektur in Größe und Winkellage ermöglicht wird.
Zusammen mit einem Auswuchten des äußeren Läuferkörpers 2 sowohl vor Montage des inneren Tragzylinders als auch nach dessen Montage und nach dessen Auswuchtung lassen sich somit Unwuchten am gesamten Läufersystem weitgehend ausgleichen, so daß damit ein ruhigerer Lauf erreicht und insbesondere gegenläufige Bewegungen beider Körper vermieden werden können.
L e e r s e i t e

Claims

Pat entansnrüche 1. Anordnung zum Auswuchten von Läufern für Turbogeneratoren mit supraleitender Erregerwicklung, bei der der Läufer zumindest aus einem äußeren, hohlzylindrischen Läuferkörper und einem innenliegenden, die Erregerwicklung aufnehmenden Tragzylinder besteht, und der Tragzylinder kraftschlüssig, jedoch radial feder elastisch über axial versetzte Anlenkpunkte mit dem äußeren Läuferkörper verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragzylinder (1) an den beiden Stirnseiten t9, 10) über axiale Verlängerungen (11, 12) mit je einer kreisförmigen Wuchtscheibe (13, 14) versehen ist, in deren Umfang mehrere radiale Bohrungen k15 bis 18) zum Einsetzen von Wuchtgewichten eingelassen sind, und daß der äußere Läuferkörper (2) in der radialen Verlängerung der Bohrungen (15 bis 18) liegende, vakuumdicht verschließbare Montageöffnungen (20 bis 23) aufweist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wuchtscheibe (13, 14) mindestens den gleichen Durchmesser wie der Tragzylinder aufweisen.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Wuchtscheiben (13, 14) vier symmetrisch zueinander liegende Bohrungen (15 bis 18) vorgesehen sind.