DE2742521A1

DE2742521A1 - Anordnung zur radialen verspannung von wicklungen in laeufern elektrischer maschinen

Info

Publication number: DE2742521A1
Application number: DE19772742521
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Hoevelmann; Guenter Kremser; Arnold Dr Rer Nat Wichmann
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1977-09-21
Filing date: 1977-09-21
Publication date: 1979-03-29

Description

Anordnung zur radialen Verspannung von Wicklungen in Läufern elektrischer Maschinen Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur radialen Verspannung von Wicklungen in den Läufernuten elektrischer Maschinen, insbesondere Turbogeneratoren, mit mehreren Leitern äe Nut und im Bereich der Nutöffnung angeordnetem Nutverschlußkeil sowie einer in Längsrichtung der Nut liegenden Federbeilage. Für Ständerwicklungen sind derartige Anordnungen aus den DT-OS 1 463 872, DT-OS 2 165 727 und CH-PS 580 351 bekannt. Dabei sind zwischen dem Nutverschlußkeil und dem obersten Wicklungsstab gewellte Federn eingeordnet, die beim Schrumpfen der Isolierung eine feste Verspannung gewährleisten, so daß sich die Wicklungsstäbe durch elektromagnetische Kräfte nicht bewegen können.
Die erfindungsgemäße Anordnung betrifft die Läuferwicklung, die von vornherein nicht so fest verkeilt ist und soll die in den Nuten liegenden Leiter der Wicklung so fest verspannen, daß sie sich bei Einwirkung der Fliehkraft nicht bewegen. Im normalen Betrieb werden die Leiter bei voller Drehzahl zwar fest gegen die Nutverschlußkeile geschleudert, bei geringerer Drehzahl åedoch - wie z. B. beim Anfahren, Stillsetzen oder beim Turnbetrieb - werden sie nicht ausreichend nach außen gedrückt. Die Leiter können sich dann im Rhythmus der Drehzahl radial durch das Eigengewicht in der Nut bewegen und - soweit seitliches Spiel vorhanden ist - auch seitlich an die Nutwand schlagen und durch Abrieb nach langer Zeit zu Beschädigungen der Nut isolierungen führen. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, mit der eine radiale Bewegung der Wicklung bei geringer Drehzahl sicher vermieden wird. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ausgehend von einer Anordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Federelemente am Nutgrund angeordnet und auf eine solche Federkraft vorgespannt sind, daß die darüberliegenden Leiter in jedem Betriebszustand und jeder Läuferlage ausreichend fest gegen den Nutverschlußkeil gepreßt werden.
Es ist zwar aus der DT-OS 1 613 236 bekannt, federbare Verspannbeilagen im Nutgrund anzuordnen, aber ebenfalls nur für Ständerwicklungen, obwohl dabei die Feder im Nutgrund für die Wirkung der elektro-magnetischen Kräfte falsch angeordnet ist. Offensichtlich wurde die Anordnung aber so vorgesehen, da es sich um metalische Federn aus einer Titanlegierung handelt, die aus elektrischen Gründen unter dem Nutverschlußkeil nicht zweckmäßig sind. Im Gegensatz dazu sind die Federn für die Anordnung gemäß DT-OS 1 463 872, DT-OS 2 165 727 und CH-PS 580 351 sowie für die erfindungsgemäße Anordnung aus Isolierstoff.
Während also die Federn für Ständerwicklungen die Wicklungsstäbe zur Vermeidung von Bewegungen durch elektromagnetische Kräfte gegen den Nutgrund pressen, drücken die Federn in der erfindungsgemäßen Anordnung für Läuferwicklungen die Leiter in der Läufernut in die Lage, die die Leiter unter der Fliehkrafteinwirkung einnehmen und verhindern, daß sich die Leiter bei Verringerung oder Ausbleiben der Fliehkraft radial bewegen können.
Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise von Ausführungsbeispielen nach der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Läufernut mit einer in Längsrichtung gewellten Blattfeder; Fig. 2 eine gleiche Läufernut mit einer quer zur Nut gewellten Feder und Fig. 3 einen Läufernutquerschnitt mit ebenen Federelementen.
Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, sind in die Nut 1 die einzeln Leiter 2 einer beispielsweise gasgekiihlten Wicklung eingelegt und durch Isolierbeilagen 3 gegeneinander und durch eine Nutauskleidung 4 gegen den eigentlichen Läuferkörper isoliert.
Die Nut 1 ist durch einen entsprechenden Nutkeil 5 verschlossen, wobei zwischen diesem Nutkeii 5 und dem obersten Leiter noch eine Nutbeilage 6 angeordnet ist.
Um nun zu verhindern, daß sich die Leiter bei geringen Drehzahlen, bei denen die auf die Leiter einwirkende Schwerkraft noch größer ist als die auftretenden Fliehkräfte, in der Nut hauptsächlich iil radialer, aber auch in tangentialer Richtung bewegen, sind erfindungsgemäß am Nutgrund 7 Federelemente 8 angeordnet, die nach dem dargestellten Ausführungsbeipiel zwischen dem unters Leiter 2' und der Nutauskleidung tß am Nutgrund 7 liegen. Nach big.
1 können dit? Federelemente aus in Längsrichtung der Nut 1 gewellten Blattfedern 8 bestehen und zweckmäßigerweise aus einem mit Harz gehärteten Glasgewebe gefertigt sein. Diese Federlemente sind dabei so weit vorgespannt, daß die darüberliegenden Leiter mit; ihrer isolierung in jedem Betriebszustand un in jeder Lage des Läufers nusreichend fest gegen den Nutverschlußkeil 5 gedrückt werd d, so daß radikale Bewegungen in der Nut 1 durch das Eigengewicht der Leiter 2 sicher vermieden werden.
In Fig. 2 ist bei gleichem Nut- und Wicklungsstabaufbau eine andere mögliche Art der Federelemente gezeigt. Die Federelemente 10 sind dabei kreisbogenförmig vorgeformt, wobei die Wölbung in der Art eines Wellenberges in Längsrichtung der Nut 1 verläuft.
Eine weitere Möglichkeit der Ausbildung der Federelemente ist in Fig. 3 gezeigt. Dabei sind die Federelemente 11 als ebene Platten ausgebildet und zwischen einem konvex gewölbten Formstück 1 unterhalb des untersten Leiters 2' und einem konkav gewölbten Formstück 13 am Nutgrund 7 eingelegt. Durch entsprechende Be- messung der Wölbung der Formstücke 12 und 13 und eines entsprechenden Preßdruckes beim Einschieben des Nutverschlußkeiles 5 kann damit auch die geforderte Federspannung sicher eingestellt werden, um ein radiales Bewegen der Wicklung in delb Nit zu vermeiden.
Die in der Zeichnung dargestellten Federelemente sollen nur als Ausführungsbeispiel möglicher bederformen dienen. In gleicher Weise können jedoch auch in Nutrichtung und quer zur Nutrichtung gewellte Metallfedern eingesetzt werden.
L e e r s e i t e

Claims

Pat entansprüche ff i. Anordnung zur radialen Verspannung von Wicklungen in Laufeen elektrischer Maschinen, insbesondere Turbogeneratoren, mit mehreren Leitern je Nut und im Bereich der Nutöffnung angeordnet Nutverschlußkeil sowie einer in Lungsrichtung den Nut verlaufenden Federbeilage, dadurch gekennzeichnet, as die Federelemente (8, 10, 11) am Nutgrund (/) angeordnet und auf eine solche Federkraft vorgespannt sind, daß die darüber liegenden Leiter (2) in jedem Betriebszustand und jeder Lju ferlage ausreichend fest gegen den Nutverschlußkeil (5) ge preßt sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente aus in Längsrichtung der Nut gewellten Bla federn (8) bestehen.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeictulet, da die Federelemente aus kreisbogeiiförmi, mit ihrem Wellenbeng in Längsrichtung der Nut (1) verlaufenden, vorgeformten Federn (10) bestehen.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente aus ebenen Platten (11) bestehen, die zwische gleichsinnig gewölbten Formstücken (12, 13) eingelegt sind