DE2948148C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Statorkernabstützung für dynamoelektrische Maschi­ nen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine federnde Abstützung des Statorkerns zwischen stirnseitigen Gehäusen dient der Dämpfung doppelfrequenter Biegeschwingungen, welche am Stator­ kern auftreten können.

Die Praxis für die Dämpfung radialer Schwingungen eines Statorkerns ist bekannt (DE-AS 10 88 602 und US-PS 29 73 442) und verwendet entweder vertikal verlaufende und/oder horizontal verlaufende Blattfedern, welche zwischen dem Statorkern und einem benachbarten Rahmen angeordnet sind. Die Blattfedern erstrecken sich über die gesamte Länge des Statorkerns.

Es ist auch eine Endabstützung eines Statorkerns bekannt, bei der ein oder mehrere Ringe Verwendung finden, jedoch wird diese Abstützung nur bei dynamoelektrischen Maschinen mit verhältnismäßig geringer Nennleistung benutzt. Wenn mehr als zwei Ringe erforderlich sind, wie z. B. für eine ver­ hältnismäßig lange dynamoelektrische Maschine, sind die mittleren Ringe mit einem Rahmen verbunden, der sich über die gesamte Länge des Stator­ kerns erstreckt. Bei einem solchen konstruktiven Aufbau fordert die Dämpfung der radialen Schwingung des Statorkerns die Verwendung einer Tragkonstruktion, die außerhalb des Statorkerns angeordnet ist und sich über die gesamte Länge des Statorkerns erstreckt. Eine solche Abstützung ist notwendig, um allen Teilen des Statorkerns eine Drehfreiheit in Umfangsrichtung zu ermöglichen, wenn Kurzschlußbedingungen auftreten. Durch diese Abstützungen werden Verschiebungen zwischen den Stanzblechen des Statorkerns und damit verbunde­ ne 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 Gewicht des Stator­ kerns aufnimmt und Schwingungen sowohl im eingeschwungenen Zustand als auch durch Kurzschlußdrehmomente dämpft, wobei insbesondere die Über­ tragung von doppelfrequenten Biegeschwingungen des Statorkerns auf die Statorkernabstützung auf ein Minimum herabgedrückt werden soll. Dabei soll die Statorkernabstützung einfach aufgebaut sein und eine wirtschaft­ liche, flexible Montage für einen horizontal liegenden Statorkern möglich machen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von weiteren An­ sprüchen.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist 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 Ge­ häuse, 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 Blatt­ federn 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 Feder­ 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 der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht der Montageteile eines stirnseitig abgestützten und flexibel montierten Statorkernes;

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-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 stirn­ seitigen Gehäusen. Ein stirnseitiges Gehäuse 1 ist auf der Erreger­ seite 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 Ge­ häuse 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 Stator­ kernes verteilt sind. Ein derartiger Stützring 19 ist in Fig. 3 dar­ gestellt. Die üblichen, nicht gezeigten Montagebolzen sind mit der Innenseite der Stützringe 16 bis 19 verschweißt, damit ein steifer Stützrahmen entsteht. Auf die Montagebolzen sind inner­ halb 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 Mittel­ ebene eine äußere vertikal stehende Blattfeder 20 und eine innere vertikal stehende Blattfeder 21. Entsprechend ist auf der anderen Seite des Statorkernes eine innere Blattfeder 23 und eine äußere Blattfeder 22 angeordnet. Die inneren und äußeren Blattfedern verlaufen unbhängig voneinander und ver­ binden die Stützringe mit den Montageringen 13 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 23 sind mit den Stütz­ ringen 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 Stütz­ ringen 16 bzw. 19 und den Abschlußringen 14 an den stirn­ seitigen Gehäusen 12 und 11 verlaufen. Es ist von unterge­ ordneter Bedeutung, ob die Blattfedern 20 und 22 kontinuier­ lich über die ganze Länge verlaufen oder im Bereich der Stütz­ ringe 18 und 17 unterbrochen sind. Beide Ausführungsarten können für spezielle Anwendungsfälle von Bedeutung sein.

Die Blattfedern 20 bis 23 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 Umfangsrichtung 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 erhält man mit Hilfe der Maßnahmen gemäß der Erfindung, da die einzelnen Stützringe über kurze oder lange Blattfedern mit den stirnseitigen Gehäusen verbunden sein können. Die An­ zahl der verwendeten Stützringe sowie ihre axiale Position be­ stimmt sich aus der maximalen, nicht abgestützten Länge, welche für den Statorkern zwischen zwei Stützringen zulässig ist und bei welchen noch sicher ein Querverschieben einzelner Stanzbleche gegeneinander vermieden wird.

Die Federkonstanten 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 Auslenkung zu erwarten ist, ohne das Feder­ material überzubeanspruchen. Dies gilt insbesondere für die Beanspruchung bei Kurzschlußbedingungen. Aufgrund dieser Maßnahmen können alle Abschnitte des Statorkerns um den­ selben Betrag verschwenkt werden, womit ein Verschieben der 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 22.

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 entlangverläuft. In diesem Bereich ist die Blattfeder auch mit den Stützringen verschweißt.

Claims (6)

1. 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 endseitigen Abstützen der gegenüberliegenden Enden des Statorkerns in endseitigen Montageringen und ferner mit zumindest zwei sich unab­ hängig voneinander längs der horizontalen Mittelebene außerhalb des Statorkerns erstreckenden Blattfedern, die zumindest teilweise mit den Stützringen und mit den Montageringen an dem stirnseitigen Gehäuse verbunden sind, wobei die Blattfedern den Statorkern radial nachgiebig haltern, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die äußeren, an den Montageringen (13, 14) befestigten Blatt­ federn (20, 22) nur mit Stützringen (17, 18) im Mittelbereich des Statorkerns und ferner die inneren, an den stirnseitigen Montage­ ringen befestigten Blattfedern (21, 23) mit den dem Endbereich des Statorkerns benachbarten Stützringen (16, 19) verbunden sind, und
• - daß sich eine weitere Blattfeder (25) als Stabilisator unterhalb des Statorkerns längs der vertikalen Mittelebene vom einen Ende zum anderen Ende des Statorkerns erstreckt und zumindest mit den Stützringen im Mittelbereich verbunden ist.

2. Statorkernabstützung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die äußeren Federn (20, 22) eine wesentlich größere effektive Länge als die inneren Federn (21, 23) haben.

3. Statorkernabstützung nach Anspruch 1 oder 2, 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 Kurzschlußbedin­ gungen auftreten.

4. Statorkernabstützung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die inneren Blattfedern (21, 22) kürzer und weicher als die äußeren Blattfedern (20, 22) sind.

5. Statorkernabstützung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die äußeren Blattfedern (20, 22) im Bereich zwischen benach­ barten Stützringen (17, 18) im Mittelbereich des Statorkerns unter­ brochen sind.

6. Statorkernabstützung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

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