DE2829745A1

DE2829745A1 - Elektrische synchronmaschine mit schenkelpolen im laeufer

Info

Publication number: DE2829745A1
Application number: DE19782829745
Authority: DE
Inventors: Franz Spirk
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1978-07-04
Filing date: 1978-07-04
Publication date: 1980-01-17
Also published as: ATA460979A; FR2430682A1; US4283648A; CA1124300A; BR7904169A; AT363553B; FR2430682B1; JPS5510899A

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 78 P 3757 BRD

Elektrische Synchronmaschine mit Schenkelpolen im Läufer

Die Erfindung betrifft eine elektrische Synchronmaschine mit Schenkelpolen im Läufer, die von einem aus Segmenten aufgebauten Ringkörper, Blechkette genannt, getragen werden, der seinerseits über einen scheiben- oder sternförmigen Nabenkörper auf der Läuferwelle befestigt ist.· Derartige Lauferkonstruktionen mit einer Blechkette sind z. B. in den US-Patentschriften 3 128 403 und 3 529 193 beschrieben. Die Blechkette nimmt die an den Schenkelpolen auftretenden Fliehkräfte auf und wird dadurch radial aufgeweitet. Diese Aufweitung kann·insbesondere bei langsam laufenden Wasserkraftgerieratoren mit einem Läuferdurchmesser bis zu 20 m und darüber radiale Beträge von 10 bis 15 mm erreichen.

Sollen derartige Aufweitungen von der üblichen Schrumpfverbindung zwischen Nabenkörper und Blechkette aufgenommen werden, ohne daß ein Abheben der Blechkette auftritt, so ergeben die bei Stillstand der Maschine vorhandene sehr großen Schrumpfkräfte die Gefahr des Ausbeulens der Nabenarme oder Näbenscheiben, oder die Ausführung der Nabe wird bei Dimensionierung im Hinblick

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VPA 78 P 3757 BRD auf diese hohen Schrumpfkräfte völlig unwirtschaftlich. Ss ist daher üblich, den Schrumpfsitz so zu wählen, daß ein Abheben der Blechkette von der Nabe erst bei angenähert 110 bis 120 % der Nenndrehzahl erfolgt. Oberhalb dieser Drehzahl weitet sich der Ringkörper der Blechkette frei aus und wird nur durch eine tangentiale Verkeilung geführt.

. Wegen der geringen Biegesteifigkeit von Blechketten mit großem Durchmesser kann es bei den unvermeidlichen unsymmetrischen Gewichtsverteilungen am Umfang oder bei ungleichmäßiger Verkeilung oder durch ungleichmäßigen magnetischen Zug zu einer Abweichung der Blechkette von der Kreisform kommen. Im Extremfall kann dies zu einer Überbrückung des bei Synchronmaschinen mit so großem Durchmesser relativ kleinen Luftspaltes führen. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde', sicherzustellen, daß bei derartig großen Aufweitungen beim Erreichen der maximalen Überdrehzahl sowohl die Kreisform der Blechkette als auch ihre konzentrische Lage erhalten bleibt.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bsi einer elektrischen Synchronmaschine der eingangs beschriebenen Art zwischen dem Nabenkörper und der Blechkette Laschen angeordnet, die einerseits am Nabenkörper und andererseits an der Blechkette befestigt sind, wobei die Befestigung an der Blechkette bei Stillstand der Maschine ein Spiel aufweist, das angenähert der mittleren Aufweitung der Blechkette bei Durchgangsdrehzahl entspricht.

Biese mit Spiel an der Blechkette befestigten Laschen werden bei normalem Betrieb der Maschine festigkeitsmäßig nicht beansprucht. Die Aufweitung der Blechkette wird in diesem Bereich auch nicht beeinflußt. Wird dagegen die Äufweitung der Blechkette bei Überdrehzahlen so

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groß, daß das Spiel überbrückt wird, so verhindern die Laschen, die insbesondere an Stellen angeordnet sind, an denen die Aufveitungen von der normalen Kreisform abweichen wurden, diese örtlich abweichenden Verformungen. Bei entsprechender Dimensionierung der Laschen ist es somit möglich, einseitige Kräfte so zu kompensieren, daß eine annähernd gleichmäßige Aufweitung der Blechkette sichergestellt ist.

Die Laschen können sowohl an den Stirnseiten der Blechkette als auch in den ohnedies für die Belüftung der Blechkette vorgesehenen Kühlschlitzen angeordnet sein. Werden die von den Laschen aufzunehmenden Kräfte zu groß, so empfiehlt es sich, die Laschen jeweils paarweise anzuordnen.

Im folgenden sei die Erfindung noch anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Fig. 1 und 2 zeigen, schematisch dargestellt, Teile des Läufers einer elektrischen Synchronmaschine mit einem sternförmigen Nabenkörper. Fig. 1 zeigt Teile eines Längschnittes, Fig. 2 zeigt Teile der Ansicht auf eine Stirnseite der Maschine. In Fig. 3 ist ebenfalls eine teilweise Ansicht auf eine Stirnseite eines Läufers einer Synchronmaschine dargestellt, deren Nabenkörper scheibenförmig ausgebildet ist.

Bei einem langsam laufenden Wasserkraftgenerator mit einem Läufer 1 sehr großen Durchmessers sind die Schenkelpole 2 von einer Blechkette 3 getragen. Diese ist ihrerseits auf Paßfedern 4 aufgeschrumpft, die in dem Kopfbalken 5 am Ende der Arme 6 eines sternförmigen Nabenkörpers 7 liegen. Der Schrumpfsitz ist so bemessen, daß die Blechkette 3 infolge ihrer Aufweitung bei angenähert j 10 bis 20 % über der Nenndrehzahl vom Schrumpfsitz ab- ,

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hebt und nur noch von den Seitenwänden der Paßfedern 4 geführt wird.

An den Stirnseiten des Läufers sind zwischen den Armen 6 des Nabenkörpers7 und der Blechkette 3 Laschen 8 angeordnet. Diese Laschen 8 sind jeweils als Bügel ausgebildet, dessen Mitte 9 den an den Stirnseiten über die Armwände hinausragenden Kopfbalken 5 umgibt und an diesen anliegt. Die Befestigung der Laschen 8 an der Blechkette 3 erfolgt über Bolzen 10, die in Fig. 1 nicht dargestellt sind. Die Bohrungen 11 in den Laschen 8 zur Aufnahme der Bolzen 10 sind exzentrisch ausgebildet, derart, daß in Richtung auf den größeren Radius ein Spiel vorhanden ist, das bei Stillstand der Maschine angenähert der mittleren Aufweitung der Blechkette 3 bei Durchgangsdrehzahl entspricht. Diese Laschen 8 werden bei normalem Betrieb der Maschine durch die auftretenden Fliehkräfte nicht beansprucht und behindern auch nicht bei rein konzentrischer Aufweitung der Blechkette 3 deren Dehnung.

Treten dagegen infolge von einseitigen großen Kräften, wie Unwuchten oder einseitigem magnetischen Zug, Abweichungen der Blechkette 3 von der Kreisform auf, dann werden die Stellen der Blechkette 3, an denen die Abweichungen das mittlere gerechnete Aufweitungsmaß für die Durchgangsdrehzahl überschreiten, durch die vorgesehenen Laschen 8 an einer weiteren einseitigen Verformung gehindert, weil das Spiel in der Befestigung überbrückt ist. Dadurch werden diese einseitigen Kräfte so kompensiert, daß eine annähernd gleichmäßige Aufweitung der Blechkette 3 sichergestellt ist.

Da meist innerhalb der Blechkette 3 radial verlaufende Kühlschlitze 12 vorgesehen sind, ist es möglich, auch

VPA 78 P 3757 BRD innerhalb dieser Kühlschlitze 12 Laschen 8 anzuordnen.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel, für gleiche Teile sind die gleichen Bezugszahlen beibehalten, ist die Blechkette 3 von einem scheibenförmigen Nabenkörper 7 getragen. Deshalb sind benachbart zu dem Kopfbalken 5 jeweils paarweise angeordnete einfache Laschen 13 vorgesehen, die über Bolzen 14 am scheibenförmigen Nabenkörper 7 befestigt sind. Auch diese Laschen 13 weisen zur Befestigung an der Blechkette 3 über Bolzen 10 dienende Bohrungen 11 auf, die unsymmetrisch ausgebildet sind und das gewünschte Spiel ergeben.

5 Ansprüche
3 Figuren

Claims

VPA 78 P 3757 BRD Patentansprüche

1.!Elektrische Synchronmaschine mit Schenkelpolen im vLäufer, insbesondere ein langsam laufender Wasserkraftgenerator, die von einem aus Segmenten aufgebauten Ringkörper (Blechkette) getragen werden, der seinerseits über einen scheiben- oder sternförmigen Nabenkörper auf der Läuferwelle befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Nabenkörper (7) und der Blechkette (3) Laschen (8,13) angeordnet sind, die einerseits am Nabenkörper (7) und andererseits an der Blechkette (3) befestigt sind, wobei die Befestigung an der Blechkette (3) bei Stillstand der Maschine ein Spiel aufweist, das angenähert der mittleren Aufweitung der Blechkette (3) bei Durchgangsdrehzahl entspricht.

2. Elektrische- Synchronmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen (8,13) an den Stirnseiten der Maschine angeordnet sind.

3. Elektrische Synchronmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Laschen (8,13) in Künlschlitzen (12) der Blechkette (3) liegen.

4. Elektrische Synchronmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen (8,13) paarweise angeordnet sind.

5. Elektrische Synchronmaschine mit sternförmigen Nabenkörper, dessen Arme an ihrem der Blechkette . zugewandten Ende einen Kopfbalken tragen, nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Laschenpaar (8) als ein Bügel ausgebildet ist, der den Kopfbalken (5) umgibt.