DE2817288A1

DE2817288A1 - Gitterstab fuer elektrische maschinen

Info

Publication number: DE2817288A1
Application number: DE19782817288
Authority: DE
Inventors: Ernst Kaspar
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland; BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1978-04-06
Filing date: 1978-04-20
Publication date: 1979-10-18
Also published as: FR2422279A1; ATA82979A; US4295071A; DE2817288C2; BR7902059A; DE7812007U1; FR2422279B1; NO791098L; SE443900B; CH627312A5; NO151104B; SE7902913L; AT363143B

Description

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Gitterstab für elektrische. Maschinen

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gitterstab für elektrische Maschinen mit gekreuzten, gegeneinander isolierten Teilleitern aus Flachkupfer.

Zum Aufbau der verdrillten Gitterstäbe für elektrische Maschinen werden heute überwiegend isolierte Kupfer-Flachdrähte verwendet. Das Teilleiterkupfer muss gerichtet, auf Länge geschnitten und in der vorgesehenen Weise gekröpft und zum Leiter zusammengefügt werden. Als Isolierung dienen . ausgehärtete Lackschiehten, Umspinnungen aus Glasfaser, Polyesterfaser, Asbestfaser oder Mischungen aus diesen, in Kombination mit Bindelacken oder Harzen, aber auch Umbandelungen aus Folien oder Feinglimmerbändern in einer Dicke von 0,1 - 0,35 mm beidseitig, sowie aufgeklebten Polyamid-Bänder oder Streifen aus anderen Isoliermaterialien.

Diese Teilleiterisolierungen müssen mit dem Kupfer fest verklebt und von ausreichender Widerstandsfähigkeit gegen Kröpfbeanspruchungen sein. In die Mitte der beiden Teilleiterreihen wird ein als Schwert bezeichnetes Isoliermaterial, vorzugsweise aus Glimmer, Hartgewebe oder folienähnlichen Materalien mit entsprechender Verklebung hineingeschoben. Es hat eine Dicke von etwa 0,3 mm und dient zur zusätzlichen Isolierung zwischen den sich kreuzenden Teilleitern und liefert, wenn man es mit genügend härtbarem Bindemittel versieht, zumindest einen Teil des zur Verfestigung des Gitterstabes nötigen Harzes. Eine zusätzliche Isolierung ist auch an den Kreuzungs- bzw. Kröpfstellen der Teilleiter erforderlich. Dort werden rechteckige oder rautenförmige Streifen eingeschoben, die von besonderer mechanischer Festigkeit, aber auch biegsam sein müssen, damit sie den beim Vorpressen

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der Stäbe entstehenden Scherbebeanspruchungen widerstehen können (vgl. Buch "Herstellung der Wicklungen elektrischer Maschinen", herausgegeben von H. Sequenz, Springer Verlag Wien - New York 1973, Seite 142, Abb. 83). Das Verfestigen der Gitterstäbe zu einem Leiter wird durchwegs unter Verwendung von Polyester- oder Epoxidharzen in heizbaren Pressen vorgenommen, die unter Erwärmung von 130 - l80° C in einigen Minuten bis zu einer Stunde härten. Das erforderliche Kunstharz wird von aussen auf den Gitterstab aufgestrichen, oder es werden Schwertmaterialien verwendet, die eine ausreichende Menge lediglich vorreagierten Harzes von innen an die einzelnen Teilleiter zu ihrer Verfestigung abgeben können. Auf die Kröpfsteilen an den Schmalseiten des Leiters wird zum Füllen der Unebenheiten ein formbares Material aus Kunstharzen mit geeigneten Füllstoffen oder Feinglimmer aufgelegt, das im Verbackungsvorgang ausgehärtet wird. Das nachträgliche Auskitten der Kreuzungs- bzw. Kröpfstellen wird ebenfalls angewendet und eignet sich für die Vorbereitung des Leiters zum Aufbringen der Nutisolierung.

Langjährige Erfahrungen beim Betrieb von elektrischen Maschinen mit derart aufgebauten Gitterstäben haben ergeben, dass insbesondere die zur zusätzlichen Isolierung der Kröpfstellen dienenden Isolierstreifen Ursache für zerstörend wirkende Glimmentladungen sein können, da sich dort Lufteinschlüsse bilden können. Aus diesem Grunde hat man an den Kröpfstellen zur Homogenisierung des elektrischen Feldes russ- oder graphithaltige Harze aufgetragen und genügend geglättet, bevor die Hochspannungsisolierung aufgebügelt oder aufgewickelt wird (vgl. a.a.O. S. 155 u. 156). Diese Massnahmen führten jedoch nicht immer zu dem gewünschten Erfolg. Zudem bedeutet das Einlegen der Isolierstreifen und das Aufbringen des Glimmschutzmittels zusätzlichen Arbeitsaufwand, der sich nicht automatisieren lässt.

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Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Bekannten zu vermeiden und einen Gitterstab für elektrische Maschinen anzugeben, der einen verbesserten Innenglimmschutz ermöglicht und sich darüber hinaus durch einen verminderten Fertigungsaufwand auszeichnet.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht bei einem Gitterstab der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäss darin, dass an den Kreuzungs- bzw. Kröpfstellen der Teilleiter mindestens eine Flachseite der Teilleiter mit einer Einkerbung versehen ist, die sich annähernd längs der verlängerten Kante des Teilleiters über mindestens einen Teil der Kreuzungs- bzw. Kröpfstelle erstreckt.

Bei einem derart ausgebildeten Gitterstab werden keine zusätzlichen Isolierstreifen an den Kreuzungs- bzw. Kröpfstellen mehr benötigt. Damit entfällt ein praktisch nicht automatisierbarer Fertigungsschritt. Bei einem um 36O verdrillten Stableiter mit 2n Teilleitern waren bislang 4n Kreuzungs- bzw. Kröpfstellen mit Isolierstreifen zu versehen. Bei Gitterstäben mit höheren Verdrillungsgrad lag der Aufwand entsprechend höher. Die Kanten des über bzw. unter der Kröpfstelle verlaufenden Teilleiters führen lediglich wenn überhaupt - zu unbedeutenden Beschädigungen der Teilleiterisolation an der Kröpfstelle und/oder an dem darüber liegenden Teilleiter. Damit vermindert sich auch der Aufwand für den Innenglimmschutz beträchtlich.

Bei weniger hoch verdrillten Gitterstäben liegen die aufeinanderfolgenden Kröpfstellen in Stablängsrichtung gesehen vergleichsweise weit .auseinander. Bei diesen Stäben genügt es, die Einkerbungen nur auf einer Flachseite der Teilleiter anzubringen, wobei sich die Einkerbung über die gesamte Kreuzungs- bzw. Kröpfstellen erstreckt.

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Bei höherem Verdrillungsgrad kann es zweckmässig sein, die Einkerbungen auf beiden Seiten des Teilleiters anzubringen, wobei sich die Einkerbungen über mindestens die halbe Länge der Kreuzungs- bzw. Kröpfstelle erstrecken, wobei zweckmässigerweise beide Einkerbungen ihre maximale Tiefe auf gegenüberliegenden Seiten der Kreuzungs- bzw. Kröpfstellen aufweisen und gegen die Mitte hin flacher werden.

Die vorzugsweise durch Kaltverformung mittels eines Presswerkzeuges hergestellte Einkerbung vermindert den Leiterquerschnitt an der Kröpfstelle nur in geringem Masse. Erfahrungen haben ergeben, dass minimalen Einkerbtiefen von 0,3 mm ausreichen. Die Einkerbtiefe sollte jedoch grundsätzlich nicht mehr als 40 % der ,Teilleiterdicke betragen.

Die Breite der Einkerbung liegt vorzugsweise bei minimal 2 mm, sie beträgt jedoch höchstens die Breite der Teilleiter ausserhalb der Kröpfstelle. Das Querprofil der Einkerbung weist vorzugsweise sinusoidalen oder halbrunden Querschnitt mit abgerundetem Kerbengrund und Kerbenrand auf, um die Kerbwirkung auf ein Minimum zu beschränken.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert.

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen Teilleiter in Draufsicht (linke Hälfte) und im Schnitt an der Kröpfstelle (rechte Hälfte) mit einer einseitigen Einkerbung,

Fig. 2 einen Teilleiter entsprechend der Darstellung in Fig. 1 mit Einkerbungen auf beiden Flachseiten,

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Pig. 3 eine Abwandlung eines Teilleiters nach Fig. 2 mit zur Mitte der Kröpfstelle auslaufenden Einkerbungen ,

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Stableiter mit verdrillten Teilleitern, die an den Kröpfstellen

mit Einkerbungen versehen sind,

Fig. 5 einen senkrechten Schnitt durch den Stableiter nach Fig. 4 in vergrössertem Massstab.

In Fig. 1, linke Hälfte, weist ein Teilleiter 1 eine Kröpfstelle 1.1 auf. In dem in der rechten Hälfte dargestellten Schnitt durch die Kröpfstelle 1.1 ist eine Flachseite des Teilleiters 1 mit einer Einkerbung 1.2 versehen, die halbrundes Profil mit leicht abgerundeten Kanten aufweist. Die Breite b der Einkerbung beträgt ca. 5 mm, höchstens die volle Teilleiterbreite B, ihre Tiefe h ca. 0,6 mm, höchstens 40 % der Teilleiterhöhe H.

In der Darstellung der Fig. 2 sind auf beiden Flachseiten des Teilleiters Einkerbungen 1.2, 1.2' vorgesehen, die sich über die gesamte Länge der Kröpfsteile erstrecken. Beide Einkerbungen sind in Teilleiterquerrichtung gegeneinander versetzt.

In der Darstellung nach Fig. 3 sind ebenfalls beide Flachseiten mit Einkerbungen 1.2'' und 1.2''' versehen. Diese liegen sich diagonal gegenüber. Von den Rändern des Teilleiters aus nimmt die Tiefe der Einkerbungen zur Mitte hin ab.

Während die Ausfuhrungsform nach Fig. 1 für Gitterstäbe mit vergleichsweise weit auseinanderliegenden Kreuzungs- bzw. Kröpfstellen in Frage kommt, eignet sich diejenige nach

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Fig. 3 insbesondere für Gitterstäbe mit hohem Verdrillungsgradj also nah beieinanderliegenden Kreuzungs- bzw. Kröpfstellen (Teilungslänge kleiner als dreifache Teilleiterbreite B).
In der Draufsicht der Fig. 4 auf einen Gitterstab mit verdrillten Teilleitern (Roebelstab) sind die mit einer Teilleiterisolation I (Fig. 5) versehenen Teilleiter 1, 2₃ 3_S 4 5 aus Flachkupfer mit Kröpfungen 2.I₃ 3.I₅ 4.1 versehen. An diesen Stellen wechseln die Teilleiter von der einen zu der anderen Seite des Gitterstabes. In der Mitte zwischen den beiden Teilleiterreihen ist eine Isolationszwischenlage (Schwert) 6 angeordnet (in Fig. 4 als einfache Linie dargestellt). An den Kröpfstellen sind die Unterseiten der Teilleiter mit Einkerbungen 2.2, 3·2₃ 4.2 versehen. Diese verlaufen in Stablängsrichtung-und liegen im Zuge der verlängerten Kanten 2.3₃ 3-3₃ 4.3 der Teilleiter. Ihre Breite b beträgt annähernd 5 mm_s höchstens die volle Teilleiterbreite B (Fig. 5)· Die Tiefe der Einkerbungen h beträgt 0,6 mm, höchstens jedoch 40 % der Teilleiterhöhe H (Fig. 5)·. Die Einkerbungen sind mit abgerundeten Rändern und abgerundetem Kerbengrund versehen und durch Kaltverformung hergestellt. Das Einbringen der Einkerbungen kann vorzugsweise im gleichen Arbeitsgang wie das Abkröpfen der Teilleiter erfolgen.

In der Schnittdarstellung der Fig. 5j in der gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen sind, ist ein -Querschnitt durch einen Gitterstab längs der Linie ÄÄ~ in vergrössertem Massstab dargestellt. Aus Gründen der Uebersichtlichkeit sind die einzelnen Teilleiter voneinander beabstandet, die Teilleiterisolierung I und die Einkerbung 3.2 übertrieben gross gezeichnet.

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Claims

BBC Aktiengesellschaft

Brown, Boveri & Cie. lix/7fi

Baden (Schweiz) · Ό'/σ

He/Ca

Patentansprüche

/ 1.)Gitterstab für elektrische Maschinen mit gekreuzten, ^-— gegeneinander isolierten Teilleitern aus Flachkupfer, dadurch gekennzeichnet, dass an den Kreuzungs- bzw. Kröpfstellen der Teilleiter mindestens eine Flachseite der Teilleiter mit einer Einkerbung versehen ist, die sich annähernd längs der verlängerten Kante des Teilleiters über mindestens einen Teil der Kreuzungs- bzw. .Kröpfstelle erstreckt.
2. Gitterstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einkerbung nur auf einer Flachseite angebracht ist und sich über die gesamte Kreuzungs- bzw. Kröpf"stelle erstreckt.
3. Gitterstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf beiden Flachseiten Einkerbungen vorgesehen sind, die sich mindestens über die halbe Länge der Kreuzungs- bzw. Kröpfsteile erstrecken.
4. Gitterstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Tiefe der Kerbe mindestens 0,3 mm, höchstens jedoch 40 % der Teilleiterdicke beträgt.
5. Gitterstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Einkerbung mindestens 2 mm, höchstens jedoch der Teilleiterbreite (B) ausserhalb der Kröpfungen beträgt.
6. Gitterstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einkerbung durch Kaltverformung hergestellt ist.

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ifML INSPECTED

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7. Gitterstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einkerbung leicht abgerundete Kanten und einen abgerundeten Boden aufweist.
8. Gitterstab nach Anspruch 3j dadurch gekennzeichnet, dass beide Einkerbungen ihre maximale Tiefe auf gegenüberliegenden Seiten der Kreuzungs- bzw. Kröpfstellen aufweisen und gegen die Mitte hin flacher werden.

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