DE2913844C2 - Nutisolierung für den Rotor einer elektrischen Maschine - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Nutisolierung für den Rotor einer elektrischen Maschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 (FR-ZP 80 547).

Der Rotorkörper besteht im allgemeinen aus Stahl und in seinen Nuten ist die Rotorwicklung aus Kupferdrähten angeordnet. In einer direkt gekühlten dynamoelektrischen Maschine, die durch die sie umgebende Atmosphäre, Luft oder Wasserstoff, direkt gekühlt wird, kann jede Nut eine axial verlaufende ^3<> Unternut zur Kühlung aufweisen. Die Unternuten sind an sich bekannt zum Leiten von Kühlgas in axialer Richtung entlang dem Rotor. In jeder Nut ist auch eine radiale Strömung des Kühigases ermöglicht, was vorwiegend durch Ventila'Jonsschlitze in den Wicklun- ⁴ⁿ gen geschieht. Bei einer derartigen elektrischen Maschine müssen die Rotorwicklungen gegenüber dem Rotorkörper elektrisch isoliert sein, beispielsweise durch eine Isolation in der Form einer nicht-leitenden Nuthülse. Weiterhin ist es üblich, Unternutabdeckungen ^4S vorzusehen, die die Isolation des Nutbodens verstärken.

In einer solchen direkt gekühlten dynamoelektrischen Maschine, bei der das Kühlmittel Luft ist, kann sich Fremdmaterial auf den Unternutoberflächen in der Weise ansammeln, daß die elektrischen Kriechstrecken ™ verkürzt werden und zu einem kleinen Isolationswiderstand oder einem geerdeten Feld führen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Nutisolierung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart auszugestalten, daß die Ausbildung eines Kriechstrompfades durch Fremdstoffablagerungen vermieden wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Unteranspruch gekennzeichnet. ^Ml

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Nutseitenisolierung und die Unternutabdeckung formschlüssig derart ineinandergreifen, daß sich Kriechstrompfade durch Fremdstoffablagerungen kaum noch ausbilden können. Diese ^h> Wirkung kann vorteilhafterweise noch dadurch unterstützt werden, daß Rippen auf der der Unternut zugewandten Seite der Unternutabdeckung die Ablagerung von Fremdstoffteilchen erschweren und mögliche Kriechstrompfade verlängern.

Die Erfindung wird nun anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

F i g. 1 ist eine Endansicht eines Rotors und eines Stators und zeigt im Schnitt die elektrischen Feld- und Ankerwicklungen.

F i g. 2 zeigt eine bekannte Rotornut mit Unternut und mehreren Spulen der Feldwicklung.

Fig.3 ist eine Schnittansicht ähnlich wie Fig. 2 und zeigt im Vergleich dazu ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung.

F i g. 4 ist eine perspektivische Ansicht einer Unternutabdeckung gemäß der Erfindung.

F i g. 1 zeigt teilweise im Schnitt eine schematische Endansicht von einem Stator 13, der zahlreiche geschichtete Bleche mit axial gerichteten elektrisch leitfähigen Ankerstäben 17 aufweist, die sich über die Maschinenlänge erstrecken und an jedem Ende der dynamoelektrischen Maschine in Wickelköpfen enden. Die radial inneren schwalbenschwanzförmigen Schlitze 19 und die radial äußeren schwalbenschwanzförmigen Schütte 21 nehmen Federstäbe (nicht gezeigt) auf, die die Ausrichtung und Beabstandung der Statorkernbleche aufrechterhalten. Die Statorstäbe führen induzierten Strom zu den Klemmen der dynamoelektrischen Maschine.

Ein Rotor 25 ist koaxial innerhalb des Statorkernes angeordnet und umfaßt einen zylindrischen Rotorkörper aus Stahl, in dem zahlreiche Feldwicklungen 27 angeordnet sind. Die Feldwicklungen bestehen aus elektrisch leitfähigen Teilen, beispielsweise Kupferteile, die den Erregerstrom in die dynamoelektrische Maschine leiten. Die Feldwicklungen sind durch schwalbenschwanzförmige Keile 31 gegen Zentrifugalkräfte festgelegt.

In den Fig.2 bzw. 3 sind eine bekannte bzw. eine erfindungsgemäße Nutisolierung einer einzelnen Rotorwicklung gezeigt. In dem Rotoreisen 41 sind Nuten 43 ausgebildet, um die Rotorfeldwicklungen 27 aufzunehmen. Die Wicklungen sind stromführende Kupferdrähte, die gegenüber dem Rotorstahl elektrisch isoliert sein müssen. Dies geschieht durch die Nutisolierungen 45 und beim Bekannten — vgl. Fig. 2 — durch ein kanalförmiges Stück aus Glaslaminat mit im Abstand angeordneten Schlitzen 47 entlang seiner axialen Länge. Die Ventilationsschlitze 47 stimmen mit durch die Feldwicklung hindurchführenden radialen Öffnungen 49 überein. In einer direkt gekühlten Maschine werden die Feldwicklungen durch die umgebende Gasatmosphäre gekühlt, indem das Gas axial durch die Unternuten 51 und radial durch die Wicklungen des Rotors gepumpt wird. Die Nutisolierung wird weiter verstärkt durch eine Unternutabdeckung 53, die zwischen der Unternut 51 und der Nutarmierung 45 eingefügt ist.

Bei der bekannten Nutisolierung gemäß Fig. 2 ist nachteilig, daß Kriechstrompfade entstehen können, die zu einem Entschluß führen können. Diese Pfade sind in F i g. 2 durch die Pfeile A und B angedeutet. Der Pfeil A gibt einen Streupfad zwischen der Nutarmierung 45 und der Unternutabdeckung 53 an. Der Pfeil B zeigt einen Streupfad auf der radial inneren Oberfläche der Unternutabdeckung, wobei besonders der letztgenannte Pfad einen kleinen Widerstand aufweist, der durch die Ablagerung von kleinsten Teilchen von Fremdstoffen erzeugt wird, die durch Zentrifugalkräfte radial nach außen gezogen werden. Diese kleinen Partikelchen

werden durch das Kühlgas von der Umgebung in die Maschine getragen.

Die erfindungsgemäße Nutisolierung weist eine besondere Unternutabdeckung auf, die deutlicher in F i g. 4 gezeigt ist. Diese Unternutabdeckung ist ein im wesentlichen ebenes Grundteil, das eine obere (radial äußere) Oberfläche 61 und eine untere (radial innere) Oberfläche 63 aufweist. Zwischen den zwei Oberflächen befinden sich zwei entgegengesetzt gerichtete Rillen oder Schlitze 65, in die die Basisschenkel der Nutseitenisolierung 45 eingesetzt oder eingesteckt werden können. Die Schlitze 65 erstrecken sich über die axiale Länge der Unternutabdeckung. Gemäß F i g. 3 besteht die Wirkung dieses Aufbaues darin, den in F i g. 2 dargestellten Streupfad A zu vermeiden.

Die radial innere Oberfläche der Unternutabdeckung ist gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Paar radial nach innen verlaufender Rippen 65 versehen, die sich ebenfalls entlang der axialen Länge der Unternutabdeckung'erstrecken. Die Rippen erstrekken sich radial nach innen in die Unternut 51. Die Funktion dieser Rippe besteht darn, den in F i g. 2 mit B bezeichneten Ableitungs- oder Streupfad zu verlängern. Diese Rippen bilden Wände, an denen die kleinen Partikelchen nicht anhaften können, da sie durch Zentrifugalkräfte radial nach außen geschleudert werden, und demzufolge werden die Wände zu Dämmen oder Sperrwänden für eine elektrische Ableitung oder einen Streuverlust auf dem Pfad B. Auch die Unternutabdeckung gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist mit einem Ventilationsschlitz 69 versehen und kann aus einem geeigneten Isoliermaterial, wie beispielsweise Glaslaminat, hergestellt sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Nutisolierung für den Rotor einer elektrischen Maschine, mit je Nut wenigstens einem Paar elektrischer Nutisolierteile, die jeweils einen radial verlaufenden, eine Nutseitenwand abdeckenden Seitenschenkel und einen in Umfangsrichtung verlaufenden Basisschenkel aufweisen, welche letzteren sich aufeinander zu erstrecken, wobei radial innen von jeder Leiternut eine axial verlaufende 'o Unternut im Rotorkörper ausgespart ist, und mit einem axial verlaufenden, im wesentlichen ebenen, ebenfalls isolierenden Grundteil zur Abdeckung der Basisschenkel, dadurch gekennzeichnet, daß in gegenüberliegenden Seiten des Grundteils '5 (61) axial verlaufende Schlitze (65) ausgebildet sind, mit denen die sich gegenüberliegenden Basisschenkel der Isolierteile (45) in Eingriff gebracht sind.

2. Nutisolierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich von dem Grundteil (61) zwei Rippen (67) radial nach innen in die Unternut (51) hinein erstrecken.