DE2948148A1

DE2948148A1 - Statorkernabstuetzung fuer dynamoelektrische maschinen

Info

Publication number: DE2948148A1
Application number: DE19792948148
Authority: DE
Inventors: James M Mayher; Andrew S Ying
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1978-11-30
Filing date: 1979-11-29
Publication date: 1980-06-12
Also published as: IT1127673B; FR2443156B1; FR2443156A1; YU289979A; US4230960A; YU39289B; CA1123883A; BE880320A; KR830000610Y1; JPS5577345A; ES486436A0; ES8102430A1; GB2037094B; IT7927696A0; DE2948148C2; GB2037094A; JPS58108744U; JPS639247Y2

Description

Statorkernabstützung für dynamoelektrische Maschinen

Die Erfindung betrifft eine Statorkernabstützung für dynamoelektrische Maschinen mit einer Vielzahl von den Statorkern koaxial umfassenden Stützringen, welche in einem Abstand voneinander angeordnet sind, und mit stirnseitigen Gehäusen zum Abstützen der gegenüberliegenden Enden des Statorkerns.

Eine derartige Abstützung des Statorkerns zwischen stirnseitigen Gehäusen dient der Dämpfung doppelfrequenter Biege schwingungen, welche am Statorkern auftreten können.

Die Praxis für die Dämpfung radialer Schwingungen eines Statorkerns ist bekannt und verwendet entweder vertikal flexible oder horizontal flexible Federn, welche zwischen dem Statorkern und einem benachbarten Rahmen angeordnet sind, der sich über die gesamte Länge des Statorkerns erstreckt. Es ist auch die Endabstützung eines Statorkerns bekannt, wobei einer oder mehrere Ringe Verwendung finden, jedoch wird diese Abstützung nur Fs/ai bei

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bei dynamoelektrischen Maschinen mit verhältnismäßig geringer Nennleistung benutzt. Wenn mehr als zwei Ringe erforderlich sind, wie z.B. für eine verhältnismäßig lange dynamoelektrische Maschine, sind die mittleren Ringe mit einem Rahmen verbunden, der sich über die gesamte Länge des Statorkernes erstreckt. Bei einem solchen konstruktiven Aufbau fordert die Dämpfung der radialen Schwingung des Statorkerns die Verwendung einer Tragkonstruktion, die außerhalb des Statorkernes angeordnet ist und sich über die gesamte Länge des Statorkernes erstreckt. Eine solche Abstützung ist notwendig, um allen Teilen des Statorkernes eine Drehfreiheit in Umfangsrichtung zu ermöglichen, wenn Kurzschlußbedingungen auftreten. Durch diese Abstützungen werden Verschiebungen zwischen den Stanzblechen des Statorkerns und damit verbundene Beschädigungen des Kerns und der Wicklungsisolation vermieden. Derartige bekannte Konstruktionen sind jedoch nicht für dynamoelektrische Maschinen mit hohen Leistungsziffern wirtschaftlich verwendbar, insbesondere wenn es sich dabei um luftgekühlte Generatoren handelt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine flexible Statorkernabstützung für dynamoelektrische Maschinen zu schaffen, welche das Cewicht des Statorkerns aufnimmt und Schwingungen im eingeschwungenen Zustand als auch Kurzschlußdrehmomente dämpft, wobei insbesondere die Übertragung von doppelfrequenten Biegeschwingungen des Statorkerns auf die Statorkernabstützung auf ein Minimum herabgedrückt werden soll. Dabei soll :!ie Statorkernnhs: ätzung einfach aufgebaut sein und eine wirtschaftliche iiexible .Montage für einen horizontal liegenden Statorkern möglich n.a.

Diese .\u:::iiii; ■.·■ i.rd erfindungsgemäß dadurch gelöst,

daß sich äußi r:-. und innere Federn unabhängig voneinander längs der horizontalen Mittelebene außerhalb des Statorkerns erstrecken

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und die Stützringe zumindest teilweise mit Montageringen an den stirnseitigen Gehäusen verbinden, daß die Federn den Statorkern einerseits radial nachgiebig haltern, um doppelfrequente Schwingungen des Statorkerns auszugleichen und andererseits die Widerstandsfähigkeit gegen Kurzschlußdrehmomente durch ihre Steifigkeit in tangentialer Richtung erhöhen, daß die äußeren Federn mit Stützringen im Mittelbereich des Statorkerns und die inneren Federn mit Stützringen im Endbereich des Statorkerns verbunden sind, und daß sich eine weitere Feder als Stabilisator unterhalb des Statorkerns längs der vertikalen Mittelebene vom einen Ende zum anderen Ende des Statorkerns erstreckt.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von weiteren Ansprüchen.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind eine Vielzahl von Stützringen vorhanden, die den Statorkern koaxial umgeben und in einem Abstand voneinander längs des Kernes angeordnet sind. Die äußeren Enden des Kernes sind in stirnseitigen Gehäusen abgestützt. Die äußeren Federn verlaufen in Form von Blattfedern von einem Gehäuse zum anderen Gehäuse, wogegen die inneren Federn sich nur über einen Teil der Länge des Statorkernes erstrecken und dementsprechend nur mit einem Teil der Stützringe verbunden sein können. Als besonders vorteilhaft ist die Verwendung von jeweils zwei Blattfedern auf jeder Seite des Statorkernes, welche mit dem äußersten Stützring verbunden sind und zum Gehäuse hin verlaufen. Es ist auch vorgesehen, daß sich die beiden äußeren Blattfedern nur über einen Teil der Länge des Statorkerns, und zwar von einem der innenliegenden Stützringe zum Gehäuse hin erstrecken. Die Blattfedern sind auf einem flachen Abschnitt des Umfangs

der Stützringe aufliegend mit diesen verschweißt. Die Federkonstante

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konstante ist derart eingestellt, daß die Stützringe bei einer Kurzschlußbelastung eine im wesentlichen gleiche Auslenkung in Umfangsrichtung erfahren können. Die inneren und äußeren Federn sind unabhängig voneinander, wobei die äußeren Federn länger und steifer als die inneren Federn ausgeführt sind.

Die Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in \^Terbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht der Montageteile eines

stirnseitig abgestützten und flexibel montierten Statorkernes;

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie H-II der Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III der Fig. 1.

In Fig. 1 ist eine Statorkernabstützung dargestellt, welche einen gestrichelt angedeuteten Statorkern 10 trägt. Diese Abstützung ist besonders zweckmäßig für einen luftgekühlten Generator mit stirnseitigen Gehäusen. Ein stirnseitiges Gehäuse Il ist auf der Erregerseite des Statorkernes und ein stirnseitiges Gehäuse 12 ist auf der Turbinenseite angebracht. Diese stirnseitigen Gehäuse sind mit Bolzen fest am Fundament montiert. Jedes der stirnseitigen Gehäuse enthält einen Montagering 13, der mit einem stirnseitigen Abschlußring 14 verschraubt und verschweißt ist. Zwischen den stirnseitigen Abschlußringen 14 und dem Statorkern verlaufen Zwischenringsegmente 15. Ferner sind mehrere Stützringe 16 bis 19 vorgesehen, welche den Statorkern koaxial umgeben und in einem gewissen Abstand voneinander über die Länge des Statorkernes verteilt sind. Ein derartiger Stützring 19 ist in Fig. 3 dar-

gestellt

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gestellt. Die üblichen nicht gezeigten Montagebolzen sind mit der Innenseite der Stützringe 16 bis 19 verschweißt, damit ein steifer Stützrahmen entsteht. Auf die Montagebolzen sindhnerhalb der Stützringe Stanzbleche aufgeschichtet, welche durch Bolzen miteinander verspannt werden und den Kern bilden. Der verspannte und in den Stützringen angeordnete Kern wird mit Hilfe von Federn an den stirnseitigen Gehäusen gehalten. Wie man aus den Fig. 1 bis 3 entnehmen kann, verläuft auf der Außenseite des Statorkerns längs der horizontalen Mittelebene eine äußere vertikal stehende Blattfeder 20 und eine innere vertikal stehende Blattfeder 21. Entsprechend ist auf der anderen Seite des Statorkernes eine innere Blattfeder 2 3 und eine äußere Blattfeder 22 angeordnet. Die inneren und äußeren Blattfedern verlaufen unabhängig voneinander und verbinden die Stützringe mit den Montageringen 1 3 an der Innenseite der Gehäuse 11 und 12. Die äußeren Blattfedern 20 und 22 sind mit den Stützringen 17 und 18 verschweißt, die zu diesem Zweck am äußeren Umfang mit einer Abflachung 24 versehen sind. Die inneren Blattfedern 21 und 2 3 sind mit den Stützringen 16 und 19 verschweißt, wobei die Stützringe mit Schlitzen versehen sein können, in welche die Blattfedern eingesetzt sind. Wenn es wünschenswert ist, können die Blattfedern bis zu den Stützringen 17 und 18 weitergeführt sein und sind dort mit diesen Stützringen verschweißt. Es ist auch vorgesehen, zwei kurze innere Blattfedern 21 oder 23 auf jeder Seite des Statorkernes vorzusehen, wobei diese kurzen Blattfedern zwischen den Stützringen 16 bzw. 19 und den Abschlußringen 14 an den stirnseitigen Gehäusen 12 und Il verlaufen. Es ist von untergeordneter Bedeutung, ob die Blattfedern 20 und 22 kontinuierlich über die ganze Länge verlaufen oder im Bereich der Stützringe 18 und 17 unterbrochen sind. Beide Ausführungsarten

können

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können für spezielle Anwendungsfälle von Bedeutung sein.

Die Blattfedern 20 bis 2 3 sind in radialer Richtung gesehen flexibel und bewirken dadurch einen wirksamen Schutz gegen doppelfrequente Statorkernschwingungen, wogegen sie aufgrund ihrer Steifigkeit in tangentialer Richtung, d. h. in Umfangsrichtu'ig des Statorkerns, besonders widerstandsfähig gegen Kurzschluß drehmomente und Betriebsdrehmomente sind. Es ist vorgesehen, so wenig wie möglich Stützringe zu verwenden, jedoch muß eine Überbelastung eines einzelnen Stützringes vermieden werden. Die Stützringe sollen so ausgebildet sein, daß alle etwa ein gleich großes Kurzschlußdrehmoment aufnehmen. Einen Ausgleich erliält man mit Hilfe der Maßnahmen gemäß der Erfindung, da die einzelnen Stützringe über kurze oder lange Blattfedern mit den stirnseitigenGehäusen verbunden sein können. Die Anzahl der verwendeten Stützringe sowie ihre axiale Position bestimmt sich aus der maximalen, nicht abgestützten Länge, welche für den Statorkern zwischen zwei Stützringen zulässig ist und bei welchen noch sicher einQuerverschieben einzelner Stanzbleche gegeneinander vermieden wird.

Die Federkonstant en der äußeren Blattfedern 20 und 22 verglichen mit den Federkonstanten der inneren Blattfedern 21 und 23 können näherungsweise gleich sein, jedoch ist die Auswahl der Federkonstanten so vorzunehmen, daß in Umfangsrichtung etwa eine gleich große \u.slenkung zu erwarten ist, ohne (Jas Federmaterlal über/ubrnpspruchen. Dies gilt insbesondere für die Beanspruchung bei Kurzschlußbedingungen. Aufgrund dieser Maßnahmen kürnxn ;lie Abschnitte des Statorkerns um den selben Betra.· ■-:.·; rvenki werden, vomit ein Verschieben der

Stanzbleche

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Stanzbleche gegeneinander vermieden werden kann und die Möglichkeit gegeben wird, das gesamte Kurzschlußdrehmoment über die Stanzbleche abzutragen. Die Blattfedern sind, wie bereits erwähnt, in Umfangsrichtung steif und in radialer Richtung nachgiebig. Dabei haben die äußeren Blattfedern 20 und 22 eine größere effektive Länge und sind breiter als die inneren Blatt federn 21 und 2 3.

Es ist an sich unwesentlich, ob die Blattfedern 21 und 23 mit den Stützringen 17 und 18 im Mittelbereich des Statorkernes ver bunden sind, jedoch dürfen die Blattfedern 20 und 22 nicht mit den Stützringen 16 und 19 an den Endbereichen des Statorkernes verbunden sein. Eine weitere Blattfeder 25 wird als Stabilisator benutzt und ist im wesentlichen gleichartig wie die Blattfeder 20 bzw. 22 aufgebaut. Diese Blattfeder 25 ist mit den Stützringen 17 und 18 verschweißt. Die Formgebung dieser Blattfeder 25 ist nicht an die Formgebung der Blattfedern 20 und 22 gebunden. Zur Befestigung der Blattfeder 25 an den Stützringen können mit dieser Blattfeder Stege 26 verschweißt sein, welche je weils einen der Dicke des Stützringes 16 bzw. 19 entsprechenden Abstand haben, so daß der Stützring zwischen diese Stege 26 eingesetzt werden kann. Die Stützringe 16 bis 19 sind auf der Unterseite mit Abflachungen 27 versehen, an welchen die Blattfeder 25 etwa in der vertikalen Ebene des Statorkernes entlang verläuft. In diesem Bereich ist die Blattfeder auch mit den Stützringen verschweißt.

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L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche

. JStatorkernabstützung für dynamoelektrische Maschinen mit einer Vielzahl von den Statorkern koaxial umfassenden Stützringen, welche in einem Abstand voneinander angeordnet sind, und mit stirnseitigen Gehäusen zum Abstützen der gegenüberliegenden Enden des Statorkerns, dadurch gekennzeichnet,

- daß sich äußere und innere Federn (20, 22; 21, 23) unabhängig voneinander längs der horizontalen Mittelebene außerhalb des Statorkerns (10) erstrecken und die Stützringe, (16, 17, 18, 19) zumindest teilweise mit Montageringen (13, 14) an den stirnseitigen Gehäusen (11, 12) verbinden, daß die Federn den Statorkern einerseits radial nachgiebig haltern, um doppeli'requente Schwingungen des Statorkerns auszugleichen und andererseits die Widerstandsfähigkeit gegen Kurzschlußdrehmomente durch ihre Steifigkeit in tangentialer Richtung erhöhen,

- daß die äußeren Federn (20, 22) mit Stützringen (17, 18) im Alittelbereich des Statorkerns und die inneren Federn (21, 23) mit Stützringen (16, 19) im Endbereich des Statorkerns verbunden sind, und

- daß sich eine weitere Feder (25) als Stabilisator unterhalb des Statorkerns längs der vertikalen Mittelebene vom einen Ende zum

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anderen Ende des Statorkerns erstreckt.
2. Statorkernabstützung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

- daß die äußeren und inneren Federn als Blattfedern ausgebildet sind.
3. Statorkernabstützung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

- daß die als Stabilisator wirkende Feder eine Blattfeder ist.
4. Statorkernabstütz.ung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

- daß die inneren Federn aus jeweils zwei Blattfedern bestehen, welche mit dem jeweiligen Stützring an gegenüberliegenden Enden des Statorkernes verbunden sind, um den Statorkern an den stirnseitigen Gehäusen abzustützen.
5. Statorkernabstützung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

- daß die äußeren Federn eine wesentlich größere effektive Länge als die inneren Federn haben.
6. Statorkernabstützung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,

- daß die äußeren und inneren Federn eine Federkonstante haben, die derart ausgelegt ist, daß die Stützringe mit im wesentlichen gleicher Umfangsauslenkung gehaltert werden, wenn Kurzschlußbedingungen auftreten.
7. Statorkei'nabstützung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

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daß die Stützringe abgeflachte Umfangsbereiche haben, welche mit den äußeren Blattfedern und der als Stabilisator wirkenden Blattfeder verbunden sind.

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