Anordnung zur Befestigung einer Buftsp<wicklung im Ständer einer
elektrischen Maschine Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Befestigung einer
Luftspaltwicklung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.Arrangement for fastening a buffer in the stator of a
Electric machine The invention relates to an arrangement for fastening a
Air-gap winding according to the preamble of claim 1.
Derartige Anordnungen werden insbesondere bei Turbogeneratoren mit
supraleitender Erregerwicklung und bei konventionellen elektrischen Maschinen großer
Leistung eingesetzt. Hierbei werden die Wicklungsstäbe der Luftspaltwicklung und
die Distanzkeile am Umfang eines inneren Stütz zylinders angeordnet und durch in
Umfangsrichtung unter Vorspannung gelegte Bandagen verspannt. Die auf diese Weise
aus innerem Stützzylinder, Wicklungsstäben, Distanzkeilen und Bandagen gebildete
Einheit wird dann in die Bohrung des Ständerblechpaketes eingeschoben und durch
Paßfedern fixiert.Such arrangements are used in particular with turbo generators
superconducting excitation winding and larger in conventional electrical machines
Power used. Here, the winding bars of the air-gap winding and
the spacer wedges arranged on the circumference of an inner support cylinder and through in
Bandages placed under prestress in the circumferential direction are clamped. That way
formed from inner support cylinder, winding bars, spacer wedges and bandages
The unit is then pushed into the hole in the stator core and through
Parallel keys fixed.
Bei dieser bekannten Anordnung zur Befestigung einer Luftspaltwicklung
werden die an den Wicklungsstäben in radialer Richtung angreifenden Kräfte von den
Bandagen aufgenommen, während die an den Wicklungsstäben in tangentialer Richtung
angreifenden Kräfte durch die Reibung zwischen Wicklungsstäben und Bandagen auf
die Bandagen übertragen und über die Paßfedern vom Ständerblechpaket aufgenommen
werden. Somit ist durch die Bandagen eine sichere Abstützung der in radialer Richtung
wirkenden Kräfte gewährleistet. Die Ubertragung der auf die Wicklungsstäbe in tangentialer
Richtung wirkenden Kräfte bzw. die Übertragung des entsprechenden Drehmomentes ist
jedoch von dem Reibschluß zwischen Wicklungsstäben und Bandagen abhängig, so daß
im Falle einer plötzlichen
und starken Steigerung der elektromagnetischen
Kräfte, wie es beispielsweise bei einem Kurzschluß der Fall ist, der Reibschluß
überwunden werden kann und die Wicklungsstäbe sich verlagern können Hierbei kann
es zu einer Beschädigung der Leiter kommen aus welchen die Wicklungsstäbe gebildet
sind Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Befestigung
einer Luftspaltwicklung zu schaffen, welche einfach aufzubauen ist und eine sichere
Beherrschung der in radialer und tangentialer Richtung an den Wicklungsstäben angreifenden
Kräfte gewährleistet.In this known arrangement for fastening an air gap winding
the forces acting on the winding bars in the radial direction are controlled by the
Bandages added while those on the winding bars in a tangential direction
attacking forces due to the friction between winding bars and bandages
Transfer the bandages and take them up on the stator core via the parallel keys
will. The bandages thus provide reliable support in the radial direction
acting forces guaranteed. The transfer of the to the winding bars in tangential
Direction acting forces or the transmission of the corresponding torque
however, dependent on the frictional engagement between winding bars and bandages, so that
in case of a sudden
and strong increase in electromagnetic
Forces, as is the case, for example, with a short circuit, the frictional connection
can be overcome and the winding bars can shift
the conductors from which the winding bars are formed will be damaged
The invention is therefore based on the object of an arrangement for fastening
to create an air gap winding that is easy to set up and safe
Mastery of those acting on the winding bars in the radial and tangential directions
Forces guaranteed.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten
Merkmale gelöst.According to the invention, this object is characterized by what is stated in claim 1
Features solved.
Mit der erfindungsgemäßen Anordnung wird eine kurzschlußsichere Anbindung
der Luftspaltwicklung erzielt, wobei die radialen Kräfte durch die zwischen die
Kammzähne eingewickelten Bandagen aufgenommen werden und wobei die tangentialen
Kräfte über die Kammzähne in das Ständerblechpaket eingeleitet werden Die zwischen
den Wicklungsstäben angeordneten Distanzkeile dienen also nicht mehr wie bisher
als reine Abstandshalter, sondern auch zusätzlich als Ubertragungselemente für das
im Luftspalt angreifende Drehmoment.With the arrangement according to the invention, a short-circuit-proof connection is achieved
the air-gap winding achieved, the radial forces by the between the
Comb teeth wrapped bandages are added and being tangential
Forces are introduced into the stator core via the comb teeth The between
Spacer wedges arranged on the winding bars are no longer used as before
as pure spacers, but also as transmission elements for the
torque acting in the air gap.
Bei einer bevorzugten Ausführungsforn der erfindungs--gemäßen Anordnung
ist der Wicklungsträger ein nichtmetallischer Hohlzylinder, welcher nach innen offene
Nuten zur Aufnahme der Kammzähne aufweist und in der Bohrung des Ständerblechpaketes
durch Paßfedern gehalten ist. Bei dieser Ausführungsform sind also die für die formschlüssige
Aufnahme der Kammzähne erforderlichen Ausnehmungen nicht direkt in das Ständerblechpaket,
sondern in den nichtmetallischen Hohlzylinder eingebracht
Dies hat
den Vorteil, daß das Ständerblechpaket bis auf die Paßfedernut an seiner Innenfläche
nicht mit Ausnehmungen versehen werden muß. Demgegenüber könnte es bei einem genuteten
Ständerblechpaket durch Störungen in der Verteilung der magnetischen Feldlinien
zu örtlichen überhitzungen kommen.In a preferred embodiment of the arrangement according to the invention
the winding carrier is a non-metallic hollow cylinder, which is open inwards
Has grooves for receiving the comb teeth and in the bore of the stator core
is held by parallel keys. In this embodiment, therefore, are those for the form-fitting
The recesses required for the comb teeth are not inserted directly into the stator core,
but introduced into the non-metallic hollow cylinder
this has
the advantage that the stator core except for the keyway on its inner surface
does not have to be provided with recesses. In contrast, it could be a grooved
Laminated stator core due to disturbances in the distribution of the magnetic field lines
local overheating occurs.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der
Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt: Fig. 1 einen Querschnitt durch Ständer und
Luftspaltwicklung eines Turbogenerators, Fig. 2 einen Längsschnitt durch Ständer
und Luftspaltwicklung des Turbogenerators und Fig. 3 die für die Befestigung der
Luftspaltwicklung wesentlichen Teile in perspektivischer Darstellung.In the following an embodiment of the invention is based on the
Drawing explained in more detail. It shows: FIG. 1 a cross section through uprights and
Air-gap winding of a turbo generator, FIG. 2 shows a longitudinal section through the stator
and air gap winding of the turbo generator and FIG. 3 for the attachment of the
Air gap winding essential parts in a perspective view.
In den Fig. bezeichnet 1 ein Ständerblechpaket, welches bei einem
Durbogenerator mit supraleitender Erregerwicklung als magnetischer Abschirmring
dient. Zwischen diesem Ständerblechpaket lund einem aus nichtmetallischer Material
bestehenden inneren Stützzylinder 2 ist eine Luftspaltwicklung festgelegt. Hierzu
sind die einzelnen Wicklungsstäbe 3 der Luftspaltwicklung entlang des Umfanges des
inneren Stützzylinders 2 angeordnet, wobei jeweils zwischen zwei benachbarten Lagen
von Wicklungsstäben 3 aus isolierendem Material bestehende Distanzkeile 4 angeordnet
sind. Die alternierend mit den Wicklungsstäben 3 angeordneten Distanzkeile 4 sind
in axialer Richtung gesehen Pammförmig gezahnt, wobei die Kammzähne 41 in radialer
Richtung nach außen über die Wicklungsstäbe 3 hinausragen. Zwischen benachbarten
Kammzähnen 41 sind in die entsprechenden Lücken 42 in Umfangsrichtung Bandagen 5
eingewickelt, die beispielsweise aus mit einem härtbaren Harz getränkten Gewebe-
strängen
bestehen können, wobei das Harz nach dem Anbringen der Bandagen 5 ausgehärtet wird
Die Bandagen 5 werden hierbei mit Vorspannung angelegt, so daß aus dem inneren Stützzylinder
2, den Wicklungsstäben 3, den Distanzkeilen 4 und den Bandagen 5 eine kompakte Einheit
mit radial nach außen hervorstehenden Kammzähnen 41 gebildet wird. Diese Einheit
wird dann, wie es in Fig 3 dargestellt ist, in axialer Richtung in einen Hohlzylinder
7 eingeschoben, welcher aus einem nichtmetallischen Material, wie z Bo Epoxidharz,bestehtO
Dieser Hohlzylinder 7 besitzt nach innen offene Nuten 71, in welchen die Kammzähne
41 formschlüssig aufgenommen werden. Der Hohlzylinder 7 ist seinerseits in die Bohrung
des Ständerblechpaketes 1 eingesetzt und durch mindes-tens eine Paßfeder 6 gesichert
Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung zur Befestigung einer Buftspaltwicklung
werden die auf die Wicklungsstäbe 3 in radialer Richtung wirkenden Kräfte durch
die Bandagen 5 aufgenommen, während die in tangentialer Richtung wirkenden Kräfte
über die Distanzkeile 4, den Hohlzylinder 7 und die Paßfeder 6 in das Ständerblechpaket
1 eingeleitet werden Hierbei ist durch die formschlüssige Verankerung der Distanzkeile
4 auch bei extrem hohen tangentialen Kräften eine sichere Festlegung er Luftspaltwicklung
gewährleistet 3 Figuren 2 PatentansprücheIn the figures, 1 designates a stator core, which in a
Turbogenerator with superconducting excitation winding as a magnetic shielding ring
serves. Between this stator core l and one made of non-metallic material
existing inner support cylinder 2, an air gap winding is set. For this
are the individual winding bars 3 of the air gap winding along the circumference of the
inner support cylinder 2 arranged, each between two adjacent layers
of winding bars 3 made of insulating material existing spacer wedges 4 arranged
are. The spacer wedges 4 arranged alternately with the winding bars 3 are
Seen in the axial direction Pamm-shaped toothed, the comb teeth 41 in radial
Outwardly protrude beyond the winding bars 3. Between neighboring
Comb teeth 41 are bandages 5 in the corresponding gaps 42 in the circumferential direction
wrapped, for example made of fabric impregnated with a hardenable resin
strands
may exist, the resin being cured after the bandages 5 have been attached
The bandages 5 are applied with bias, so that from the inner support cylinder
2, the winding bars 3, the spacer wedges 4 and the bandages 5 form a compact unit
is formed with radially outwardly protruding comb teeth 41. This unit
is then, as shown in Fig. 3, in the axial direction into a hollow cylinder
7 inserted, which consists of a non-metallic material such as epoxy resin
This hollow cylinder 7 has inwardly open grooves 71 in which the comb teeth
41 are recorded positively. The hollow cylinder 7 is in turn in the bore
of the stator core 1 and secured by at least one parallel key 6
In the above-described arrangement for fastening an air gap winding
the forces acting on the winding bars 3 in the radial direction are caused by
the bandages 5 added while the forces acting in the tangential direction
Via the spacer wedges 4, the hollow cylinder 7 and the feather key 6 in the stator core
1 is initiated by the form-fitting anchoring of the spacer wedges
4 a secure definition of the air gap winding even with extremely high tangential forces
guarantees 3 figures 2 claims