DE3920785A1 - Horizontal axis electrical machine - has fixing plates supporting vertical carrier plates for stator lamination block - Google Patents
Horizontal axis electrical machine - has fixing plates supporting vertical carrier plates for stator lamination blockInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine horizontalachsige elektri sche Maschine mit einem Statorblechkörper, der mittels über seinen gesamten Umfang verteilten Befestigungskeilen in wenig stens zwei senkrechten und gegenseitig beabstandeten ringförmi gen Tragplatten verspannt ist, welche Tragplatten ihrerseits im Bereich der Maschine über Befestigungsteile mit dem Gehäuse der Maschine verbunden sind, wobei die ringförmigen Tragplatten im Bereich der horizontalen Symmetrieebene mit einer vertikal verlaufenden Erweiterung versehen sind, an welche eine vertikal und axial verlaufende Befestigungsplatte angeschweißt ist, die Befestigungsplatte mit horizontalachsigen Rohrstücken verschweißt und diese Rohrstücke wiederum mit dem Gehäuse verschweißt sind und zwischen einzelnen Befestigungsteilen radiale Querwände vorgesehen sind, welche den Ringraum zwischen Statorgleichkörper und Gehäuse in einzelne Kammern untertei len.The invention relates to a horizontal-axis electrical cal machine with a stator sheet metal body, which by means of fastening wedges distributed its entire circumference in little at least two vertical and mutually spaced ring-shaped braced against supporting plates, which supporting plates in turn in the area of the machine via fastening parts with the housing connected to the machine, the annular support plates in the area of the horizontal plane of symmetry with a vertical extending extension are provided, to which a vertical and an axially extending mounting plate is welded on, the mounting plate with horizontal-axis pipe sections welded and these pipe pieces in turn to the housing are welded and between individual fasteners radial transverse walls are provided, which between the annular space Stator body and housing divided into individual chambers len.
Die Erfindung nimmt dabei Bezug auf einen Stand der Technik, wie er sich beispielsweise aus der EP-PS 01 66 114 ergibt. The invention relates to a prior art, as it results for example from EP-PS 01 66 114.
Bei gasgekühlten elektrischen Maschinen des oberen Leistungs bereichs treten große axiale und radiale Dehnungen im Stator blechkörper auf, welche auf das Gehäuse möglichst gleichmäßig verteilt übertragen werden müssen.For gas-cooled electrical machines of the upper power large axial and radial strains occur in the stator sheet metal body, which on the housing as evenly as possible distributed must be transmitted.
Bei dem aus der EP-PS 01 66 114 bekannten luftgekühlten Turbo generator erfolgt dies durch seitliches Aufhängen des Stator blechkörpers mittels parallel angeordneter, zu der Achse der elektrischen Maschine senkrechten und gegenseitig beab standeten Tragplatten. Um auftretende Schwingungen und thermi sche Spannungen während des Betriebszustandes der elektrischen Maschine möglichst klein zu halten, sind die Tragplatten ringförmig ausgebildet und nur in zwei Bereichen ihrer hori zontalen Symmetrieebene beidseits über vertikal geradlinig verlaufende Erweiterungen mittels Befestigungsteilen mit dem Gehäuseunterteil verbunden. Der weitaus größte Teil des Umfanges der Tragplatten ist vom Gehäuseunter- und -ober teil beabstandet. Das Statorblechpaket ist durch über seinen ganzen Umfang gleichmäßig verteilten Befestigungskeilen in den Tragplatten verspannt. Die Befestigungsteile bestehen aus Befestigungsplatten, die jeweils mit den Erweiterungen der Tragplatten verschweißt sind, sowie aus horizontalachsigen Rohrstücken, welche mit den Befestigungsplatten verschweißt sind. Diese Befestigung des Statorblechkörpers erlaubt eine einfache Montage, leichte Zugänglichkeit der zu verschweißen den Konstruktionsteile und gewährleistet eine gute Qualität der Schweißnähte.In the air-cooled turbo known from EP-PS 01 66 114 generator is done by hanging the stator on the side sheet metal body by means of parallel to the axis the electrical machine perpendicular and mutually stood supporting plates. To avoid vibrations and thermi cal voltages during the operating state of the electrical The supporting plates are to keep the machine as small as possible ring-shaped and only in two areas of her hori zontal plane of symmetry on both sides via vertically straight extending extensions using fasteners with connected to the lower part of the housing. By far the largest part the circumference of the support plates is from the top and bottom of the housing partly spaced. The stator core is through its evenly distributed fastening wedges in the entire circumference Support plates braced. The fasteners consist of Mounting plates, each with the extensions of the Support plates are welded, as well as from horizontal axes Pipe pieces, which are welded to the mounting plates are. This attachment of the stator sheet metal body allows one easy assembly, easy accessibility to weld the construction parts and ensures good quality the welds.
Die bekannte Anordnung setzt jedoch zwingend ein annähernd in der horizontalen Symmetrieebene der Maschine geteiltes Gehäuse voraus, um den Statorblechkörper einsetzen zu können. Der Übergang zu Wasserstoffkühlung ist damit nicht ohne weite res möglich, weil insbesondere die Trennflächen zwischen Gehäu seunter- und -oberteil problematisch in bezug auf Abdichtung sind.However, the known arrangement is almost an approximation divided in the horizontal plane of symmetry of the machine Housing ahead to be able to insert the stator sheet metal body. The transition to hydrogen cooling is therefore not easy res possible because in particular the dividing surfaces between the housing bottom and top part problematic in terms of sealing are.
Ausgehend vom Bekannten liegt der Erfindung die Aufgabe zu grunde, eine horizontalachsige elektrische Maschine zu schaffen die ohne aufwendige Dichtungsmaßnahmen auch mit Wasserstoff gekühlt werden kann und die Verwendung (in Horizontalrichtung) ungeteilter Gehäuse ermöglicht, sich dabei aber auch durch einfache Herstellung und sichere Betriebsweise auszeichnet.Based on the known, the object of the invention reasons to create a horizontal-axis electrical machine the one without expensive sealing measures even with hydrogen can be cooled and use (in the horizontal direction) undivided housing allows, but also by easy manufacture and safe operation.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei einer horizontalachsigen elektrischen Maschine der eingangs genannten Gattung erfin dungsgemäß dadurch, daß die an den ringförmigen Tragplatten befestigten Befestigungsplatten auf unterschiedlichen Durch messern liegen, die von einem Maschinenende aus gesehen zum anderen Ende abgestuft kleiner sind, daß dementsprechend die zugehörigen Befestigungspunkte am Gehäuse gleichermaßen abgestuft sind, und daß die Querwände je zweiteilig ausge bildet sind und aus einem ersten Ring, der am Statorkörper befestigt ist, und einem zweiten Ring, der am Gehäuse befestigt ist, bestehen, wobei sich die freien Ringenden überlappen und an der Überlappungsstelle eine zumindest in Axialrichtung elastische Dichtung vorgesehen ist, und wobei vom anderen Maschinenende aus gesehen die Außendurchmesser der ersten Ringe jeweils kleiner sind als der Innendurchmesser des ihm benachbarten zweiten Ringes.This problem is solved with a horizontal axis electrical machine of the type mentioned in the beginning according to the fact that the on the annular support plates attached mounting plates on different diameters knives lying from the end of the machine to the other end are graded smaller that accordingly the associated attachment points on the housing alike are graded, and that the transverse walls each in two parts are formed and from a first ring on the stator body is attached, and a second ring that attaches to the housing is, with the free ring ends overlap and at the overlap one at least in the axial direction elastic seal is provided, and being from the other The outer diameter of the first seen from the machine end Rings are each smaller than the inside diameter of it adjacent second ring.
Eine derartige Maschine erlaubt die Verwendung eines (in Horizontalrichtung) ungeteilten Gehäuses, weil sich der (ge gebenenfalls mit der Statorwicklung versehene) Statorblech körper in das Gehäuse einschieben läßt. Geschlossene Gehäuse dieser Art sind wesentlich einfacher gasdicht zu machen und halten auch den höheren Gasdrucken (ca. 10 bar) bei Wasser stoffkühlung stand.Such a machine allows the use of a (in Horizontal direction) undivided housing, because the (ge stator sheet provided with the stator winding if necessary body into the housing. Closed housing this type are much easier to make gas-tight and maintain the higher gas pressure (approx. 10 bar) with water fabric cooling stand.
Daneben weist die erfindungsgemäße Konstruktion alle Vorteile der bekannte Maschine auf:In addition, the construction according to the invention has all advantages the well-known machine on:
- - Radiale thermische Dehnungen des Statorblechpaketes im Betriebszustand der elektrischen Maschine ergeben in den ringförmigen Tragplatten annähernd symmetrische Zugspannun gen und gleichmäßig verteilte radiale Druckkräfte in den Befestigungskeilen.- Radial thermal expansions of the stator core in the Operating state of the electrical machine result in the ring-shaped support plates approximately symmetrical tension and evenly distributed radial pressure forces in the Fastening wedges.
- - Axiale thermische Dehnungen des Statorblechpaketes und die daraus resultierenden Spannungen werden nur auf die Erweiterungen der ringförmigen Tragplatten übertragen und sie werden durch geringfügiges Verformen der Erweiterungen ausgeglichen.- Axial thermal expansions of the stator core and the resulting tensions are only on the Extensions of the ring-shaped support plates transferred and they become by slightly deforming the extensions balanced.
- - Die Abstützung der ringförmigen Tragplatten im Gehäuseunter teil, lediglich in den Bereichen ihrer horizontalen Symmetrie ebene, erlaubt eine exakte Vorausberechnung der Spannungen, die in diesen Konstruktionsteilen auftreten.- The support of the ring-shaped support plates in the housing bottom part, only in the areas of their horizontal symmetry level, allows an exact prediction of the stresses, that occur in these construction parts.
- - Die relativ hohen radialen Schwingungen im Statorblechpaket wirken nur in der horizontalen Achsebene und werden durch die Nachgiebigkeit des Gehäuses stark reduziert, so daß Schwingungen im Maschinenfundament stark vermindert werden.- The relatively high radial vibrations in the stator laminated core act only in the horizontal axis plane and are by the flexibility of the housing is greatly reduced, so that Vibrations in the machine foundation can be greatly reduced.
- - Die relativ kleinen tangentialen Blechkörperschwingungen werden durch das Gehäuse ebenfalls reduziert.- The relatively small tangential sheet metal vibrations are also reduced by the housing.
In der Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, zeigtIn the drawing, in which a preferred embodiment of the invention is shown
Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Stator einer elektri schen Maschine in der horizontalen Symmetrieebene; Fig. 1 shows a longitudinal section through the stator of an electrical machine's in the horizontal plane of symmetry;
Fig. 2 einen vereinfachten Querschnitt durch den Stator gemäß Fig. 1 längs deren Linie AA; FIG. 2 shows a simplified cross section through the stator according to FIG. 1 along the line AA thereof ;
Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung der seitlichen Blech körperaufhängung am Gehäuse; Fig. 3 is an enlarged view of the side sheet metal suspension on the housing;
Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung der Blechkörperaufhän gung nach Fig. 3 an den Tragplatten. Fig. 4 is an enlarged view of the sheet metal suspension supply according to FIG. 3 on the support plates.
In Fig. 1 und 2 ist ein aus axial voneinander beabstandeten Teilblechpaketen 1, 2, 3, 4, 5 bestehender Statorblechkörper 6 in einem Gehäuse 7 unter Zwischenschaltung ringförmiger Tragplatten 8, 9 und allgemein mit den Bezugszeichen 10, 11 versehenen Befestigungsteilen aufgehängt. Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, erfolgt dabei die Aufhängung etwa in der hori zontalen Symmetrieebene der Maschine.In Figs. 1 and 2 is an existing from axially spaced component laminated packets 1, 2, 3, 4, 5 laminated stator core is suspended in a housing 7 of annular with the interposition of support plates 8, 9 and generally designated by the reference numerals 10, 11 fixing parts provided. 6 As can be seen in Fig. 2, the suspension takes place approximately in the horizontal plane of symmetry of the machine.
Das horizontal ungeteilte Gehäuse 7 hat kreisrunden Querschnitt und ist über Gehäusefüße 12 mit Fußplatten 13 auf einem Fundament 14 befestigt.The horizontally undivided housing 7 has a circular cross section and is fastened to a foundation 14 by means of housing feet 12 with base plates 13 .
Die Tragplatten 8, 9 weisen im Bereich der Befestigungsteile 10, 11 seitliche (horizontal weisende) Erweiterungen 15 auf.The support plates 8 , 9 have lateral (horizontally facing) extensions 15 in the area of the fastening parts 10 , 11 .
Im Statorblechkörper 6 sind gleichmäßig über seinen Außen umfang verteilte Nuten 16 vorgesehen, in welchen Preßbolzen 17 mit beispielsweise rechteckigem Querschnitt liegen. Diese sind üblicherweise an den Enden mit Gewinde versehen und dienen zur axialen Verspannung des Statorblechkörpers 6.In the stator sheet metal body 6 , grooves 16 are provided which are evenly distributed over its outer circumference and in which press bolts 17 are located , for example with a rectangular cross section. These are usually threaded at the ends and serve to axially brace the stator sheet metal body 6 .
Die Preßbolzen 17 sind unter Zwischenschaltung von Keilen 18 mit den ringförmigen Platten 8 bzw. 9 verschweißt, wobei die Keile 18 in axialverlaufenden Schlitzen 19 in den Tragplat ten 8 bzw. 9 liegen (vgl. Fig. 4); die Schweißnähte sind dabei mit 20 bezeichnet.The press bolts 17 are welded with the interposition of wedges 18 with the annular plates 8 and 9 , the wedges 18 in the axially extending slots 19 in the Tragplat th 8 and 9 (see. Fig. 4); the weld seams are designated 20 .
Die Aufhängung der ringförmigen Tragplatten 8, 9 im Gehäuse 7 ist in allen wesentlichen Einzelheiten in Fig. 1 und 3 veranschaulicht. The suspension of the annular support plates 8 , 9 in the housing 7 is illustrated in all essential details in FIGS. 1 and 3.
An die Erweiterungen 15 sind vertikal und axial verlaufende Befestigungsplatten 21 angeschweißt. Das Gehäuse 7 ist im Bereich dieser Befestigungsplatten 21 mit kastenförmigen Einbuchtungen versehen. Zu diesem Zweck ist in der Gehäusewand eine Ausnehmung vorgesehen, in welche ein einseitig offener Kasten eingeschweißt ist. Die horizontalen Kastenwände sind mit 22, 23, die vertikalen Kastenwände sind mit 24, 25 be zeichnet. Der Kastenboden 26 verläuft annähernd planparallel zu den Befestigungsplatten 21. Jeder Kastenboden 26 weist im Beispielsfall zwei kreisrunde Bohrungen 27, 28 auf, durch welche horizontalachsige Rohrstücke 29, 30 eingesetzt sind.Vertically and axially extending mounting plates 21 are welded to the extensions 15 . The housing 7 is provided in the area of these mounting plates 21 with box-shaped indentations. For this purpose, a recess is provided in the housing wall, into which a box that is open on one side is welded. The horizontal box walls are 22, 23, the vertical box walls are marked with 24, 25 be. The box bottom 26 runs approximately plane-parallel to the fastening plates 21 . In the example, each box base 26 has two circular bores 27 , 28 through which horizontal-axial pipe pieces 29 , 30 are inserted.
Diese sind sowohl mit den Befestigungsplatten 21 stumpf als auch im Kastenboden 26 verschweißt. Die Kästen sind je durch einen aufgeschraubten Deckel 31 verschlossen.These are butt-welded to the mounting plates 21 as well as welded in the box bottom 26 . The boxes are each closed by a screwed-on cover 31 .
Weil das Einschweißen der Kästen in die Gehäusewand vor der (noch in beschreibender) Montage des Statorblechkörpers im Gehäuse erfolgt, sind alle diese Schweißstellen gut zugäng lich und auch gut auf Richtigkeit kontrollierbar.Because the boxes are welded into the housing wall the (still in descriptive) assembly of the stator sheet metal body in the housing, all of these welds are easily accessible and also easy to check for correctness.
Bei gasgekühlten elektrischen Maschinen ist der Raum zwischen Statorblechkörper 6 und Gehäuse 7 in mehrere, typisch minde stens drei Ringkammern unterteilt, welche der Zu- und Abfuhr des Kühlgases zum Stator bzw. zur Statorwicklung bzw. vom Rotor durch die Distanzen 32 zwischen den Teilblechpaketen 1, . . ., 5 dient.In gas-cooled electrical machines, the space between the stator sheet metal body 6 and the housing 7 is divided into several, typically at least three, annular chambers, which allow the supply and removal of the cooling gas to the stator or to the stator winding or from the rotor through the distances 32 between the partial sheet metal packs 1 , . . ., 5 serves.
Diese Ringkammern - in Fig. 1 sind lediglich die zwei Ringkam mern 33 und 34 sichtbar - und durch radial verlaufende zwei teilige Trennwände gebildet. Jede Trennwand besteht dabei aus einem ersten Ring 35, 36, 37, der auf den Statorblech körper 6 aufgeschweißt ist, und aus zweiten Ringen 38, 39, 40, die an die Innenwand des Gehäuses 7 angeschweißt sind. Die Ringe überlappen sich radial und sind im Überlappungsbereich durch einen elastischen Dichtring 41 mit U-Profil abgedichtet, der über die ersten Ringe gestülpt ist. Zusätzlich weist der Dichtring eine nach außen weisende Dichtlippe 42 auf. These annular chambers - only the two ring chambers 33 and 34 are visible in FIG. 1 - and are formed by radially extending two-part partitions. Each partition consists of a first ring 35 , 36 , 37 , which is welded onto the stator plate body 6 , and from second rings 38 , 39 , 40 , which are welded to the inner wall of the housing 7 . The rings overlap radially and are sealed in the overlap area by an elastic sealing ring 41 with a U-profile, which is put over the first rings. In addition, the sealing ring has an outwardly facing sealing lip 42 .
Um den gegebenenfalls schon mit der Statorwicklung verse henen Statorblechkörper 6 um das Gehäuse 7 in Axialrichtung einfahren zu können, liegen die Befestigungsplatten 21 und die zugehörigen Kastenböden 26 von der Einfahrseite gesehen auf immer kleineren Durchmessern. Gleiches gilt für die Außen durchmesser der ersten Ringe 35, 36, 37 und die Innendurch messer der zweiten Ringe 38, 39, 40. Dabei muß auch gewähr leistet sein, daß der Außendurchmesser auf der Höhe der Befestigungsplatte 21 an der Tragplatte 9 kleiner ist als der Innendurchmesser des Ringes 39. Dementsprechend ist auch der Außendurchmesser des Ringes 36 kleiner als der Abstand zwischen den sich diametral gegenüberliegenden Kastenböden 26, die der Tragplatte 8 zugeordnet sind.In order to be able to retract the stator sheet metal body 6 , which may already be provided with the stator winding, around the housing 7 in the axial direction, the fastening plates 21 and the associated box bases 26 lie on ever smaller diameters as seen from the entry side. The same applies to the outer diameter of the first rings 35 , 36 , 37 and the inner diameter of the second rings 38 , 39 , 40 . It must also be ensured that the outer diameter at the height of the mounting plate 21 on the support plate 9 is smaller than the inner diameter of the ring 39th Accordingly, the outer diameter of the ring 36 is also smaller than the distance between the diametrically opposed box bottoms 26 which are assigned to the support plate 8 .
Nur auf diese Weise ist sichergestellt, daß der Statorblech körper 6 (im Beispielsfall von links nach rechts in Pfeil richtung) in das Gehäuse 7 eingefahren werden kann.This is the only way to ensure that the stator plate body 6 (in the example from left to right in the direction of the arrow) can be inserted into the housing 7 .
Nach dem Einfahren des Statorblechkörpers 6 in das Gehäuse werden die beiden Maschinenteile gegeneinander ausgerichtet und provisorisch gegeneinander verspannt. In die Bohrungen 27, 28 werden entsprechend abgelängte Rohrstücke 29, 30 einge setzt und zunächst an die Befestigungsplatten 21 stumpf ange schweißt, wobei die Schweißnähte 20 am Innenumfang der Rohrstücke liegen. Das Verschweißen der Rohrstücke am Kasten boden 26 (und damit am Gehäuse) erfolgt am Außenumfang der Rohrstücke 29, 30. Diese Befestigungsart, die grundsätzlich Gegenstand der EP-PS 01 66 114 ist, bietet absolut keine Toleranzprobleme. Eventuell vorhandene axiale Toleranzen bei den ersten und zweiten Ringen werden durch die axiale Elastizität der Dichtungen 41 aufgenommen.After the stator sheet metal body 6 has been moved into the housing, the two machine parts are aligned with one another and temporarily braced against one another. In the bores 27 , 28 correspondingly cut pipe pieces 29 , 30 are inserted and first butt welded to the mounting plates 21 , the welds 20 being on the inner circumference of the pipe pieces. The welding of the pipe sections to the box bottom 26 (and thus to the housing) takes place on the outer circumference of the pipe sections 29 , 30 . This type of fastening, which is basically the subject of EP-PS 01 66 114, offers absolutely no tolerance problems. Possibly existing axial tolerances in the first and second rings are absorbed by the axial elasticity of the seals 41 .
Claims (2)
Applications Claiming Priority (1)
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CH355788 | 1988-09-23 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Country Status (1)
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DE (1) | DE3920785A1 (en) |
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Legal Events
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |