DE4313265A1 - Anordnung zum Festsetzen von Wicklungselementen in den Nuten eines Blechpaketes elektrischer Maschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, ins­ besondere eine Synchronmaschine großer Leistung, mit mehreren Wicklungselementen pro Nut, die vor ihrem Ein­ bau in das Blechpaket isoliert, imprägniert und ausge­ härtet sind und in den Nuten des Blechpaketes dieser Ma­ schine mit Nutverschlußstäben festgesetzt werden.

Eine übliche Befestigungsart besteht darin, die Wicklungs­ elemente nach dem Einlegen in die Nut mittels im Querschnitt trapezförmiger Nutverschlußstäbe (auch als Nutverschlußelemente oder Nutkeile bezeichnet) von der Bohrung des Ständerblech­ paketes her gesehen in radialer Richtung auf den Nutgrund zu pressen. Die dabei entstehende Vorspannung ist nicht defi­ niert. Infolge des alterungsbedingten Schrumpfens der Nutver­ schlußstäbe und der in der Nut eingesetzten Füllstreifen aus Schichtpreßstoff (Glasseidengewebe mit Kunstharz, verpreßt und gehärtet), verbunden mit Vibrationen der Wicklungselemente durch elektromagnetische Kräfte, erfolgen Lockerungen, in de­ ren Ergebnis sich die Vibrationen weiter vergrößern und schließ­ lich den Koronaschutz der Wicklungselemente in der Nut und die Isolierung zerstören.

Ausführungen mit dem Ziel, einen Festsitz der Wicklungselemente in der Nut durch einen beim Einlegen der Wicklungselemente saugfähigen kompressiblen, mit halbleitendem Lack vorimpräg­ nierten Koronaschutz zu erreichen, führten ebenfalls nicht zum Ziel, weil auch hier die oben beschriebenen Schrumpfungen und zusätzlich noch die des Koronaschutzes auftraten.

Aus der DE-OS 30 16 990 ist bekannt, daß Wicklungselemente mit längs in der Nut und seitlich in der Nut angeordneten Well­ federn unter Vorspannung verkeilt, ein Lockern der Wicklungs­ elemente verhindern sollen. Diese Ausführung hat den Nach­ teil, daß die seitlichen, in der Regel halbleitenden Wellfe­ dern, nur unwesentlich zum Festsitz beitragen, weil die elektromagnetischen Kräfte in der Nut radial zur Bohrung wirken.

Längs in der Nut angeordnete Wellfedern, wie aus der DE 32 41 410 bekannt, haben den Nachteil, daß sie großen technologischen Aufwand zum Erzielen großer, möglichst genau definierter Vor­ spannungen beim Einbringen der Nutverschlußstäbe erfordern.

In der DD 2 68 847 werden sogenannte Doppelschrägkeile (hier Tangentialkeile genannt) als Nutverschlußelemente beschrieben, die zwar den Festsitz der Wicklungselemente verbessern, aber ein definiertes Vorspannen nicht gewährleisten.

Auch die DE-OS 26 56 373 beschreibt Tangentialkeile, die aber ein definiertes Vorspannen ebenfalls nicht ermöglichen.

Die DE-O 29 34 178 zeigt eine Lösung, bei der mehrere Tangen­ tialkeile so aneinandergereiht sind, so daß durch Verschieben der Oberkeile die Vorspannung der gleichzeitig eingesetzten Wellfedern nachgestellt werden kann. Die Wellfeder ist dabei unter dem Unterkeil angeordnet. Beim Nachsetzen der Oberkeile besteht die Gefahr, daß sich der Unterkeil dabei mit bewegt und weil die Wellfeder unmittelbar und gegen unzulässige mecha­ nische Beanspruchungen ungeschützt unter dem Unterkeil angeordnet ist, dabei die Laminatstruktur der Wellfeder zerstört.

Eine seitlich elastische Befestigung von Wicklungselementen wird in der DE-OS 40 25 439 beschrieben. Dies wird durch Ein­ bringen einer gummielastischen, elektrisch leitfähigen Masse zwischen Nutwand und Wicklungselement erreicht. Dieser Lösung haftet der Nachteil an, daß auch bei dieser Ausführung die Wick­ lungselemente in der Nut nicht vibrationsfrei fixiert werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, isolierte und ausge­ härtete Wicklungselemente vibrationsfrei, leicht montierbar und mit geringem technologischen Aufwand in den Nuten festzu­ setzen und gleichzeitig eine zuverlässige Kontaktierung des Koronaschutzes im Nutteil mit dem Blechpaket zu realisieren. Die Aufgabe zum Festsetzen von Wicklungselementen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches gelöst.

Dabei werden die Wicklungselemente 7 mit seitlichem Einbauspiel in die das Blechpaket der Maschine bildenden axialen Teilblech­ pakete 13 eingebaut. Abwechselnd sind im Spalt zwischen Wick­ lungselement 7 und Nutwand 2 längs der Nut im Bereich der Teil­ blechpakete 13 halbleitender Silikonkautschuk 8 und leitfähige seitliche Wellfederstücke 9 aus halbleitendem Schichtpreßstoff angeordnet. Diese Anordnung gewährleistet eine elastische seit­ liche Fixierung der Wicklungselemente 7.

Eine gegen Vibration noch widerstandsfähigere Anordnung wird erreicht, wenn anstelle des halbleitenden Silikonkautschuks 8 in den entsprechenden Spalten jeweils halbleitender, tafelför­ miger Schichtpreßstoff 10 angeordnet ist. Die endgültige Fixie­ rung in radialer Richtung erfolgt durch Nutverschlußelemente in Tangentialkeilausführung in Verbindung mit einem Gleitstrei­ fen 5 und einer Wellfeder 4 aus nichtleitendem Schichtpreßstoff. Dabei bestehen die an sich bekannten Tangentialkeile aus den Einlegekeilen 2 und den zugehörigen Spannkeilen 3. Zwischen beiden sind vorspannbare Wellfedern 4 und zusätzlich Gleitstrei­ fen 5 angeordnet, die in Verbindung mit dem Deckstreifen 6 zum Einstellen einer genau definierten Vorspannung dienen. Die er­ findungsgemäßen Einlegekeile 2 und Spannkeile 3 mit ihren spe­ ziellen aufeinander abgestimmten Querschnittsformen werden ein­ zeln stranggezogen. Die Tangentialschrägen sind nachträglich durch mechanische Bearbeitung hergestellt. Dies hat den Vorteil, daß die Tangentialkeile jederzeit den entsprechenden Einbauan­ forderungen angepaßt werden können und eine sehr hohe Formge­ nauigkeit besitzen.

Die Erfindung soll nachstehend an Hand der Fig. 1 und 2 in einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben werden.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die Nut einer Synchron­ maschine großer Leistung im Ständerblechpaket 1 mit zwei Teil­ blechpaketen 13, getrennt durch einen radialen Ventilations­ kanal 14.

Fig. 2 zeigt den zugehörigen Querschnitt durch die Nut. In der Nut sind die zwei Wicklungselemente 7, getrennt durch einen Zwischenstreifen 11, angeordnet.

Die Vorspannung wird durch die erfindungsgemäße Tangentialkeilan­ ordnung Einlegekeil 2; Wellfeder 4 aus halbleitendem Schicht­ preßstoff; Spannkeil 3; Gleitstreifen 5 und Deckstreifen 6 er­ zeugt. Der Gleitstreifen 5 verhindert ein Zerstören der Laminat­ struktur der Wellfeder beim Verspannen von Einlegekeil 2, Well­ feder 4 und Spannkeil 3. Zwischen Wicklungselement 7 und Spann­ keil 3 befindet sich der Deckstreifen 6, dessen Dicke die Ein­ schubrestlänge des Spannkeiles 3 bestimmt und die Vorspannung der Wellfeder 4 ebenfalls beeinflußt. Das Sicherungsstück 15, welches außerhalb des Ständerblechpaketes 1 an der Tangentialkeil­ anordnung anliegt und mit dem Wicklungselement 7 durch Bandagen fest verbunden ist, verhindert als Zusatzmaßnahme das Entspan­ nen der Tangentialkeilanordnung. Die Bohrung 16 im Einlegekeil 2 dient zur Abstützung einer Vorrichtung zum Einbringen des Spann­ keiles 3. Pro Nut sind mehrere Tangentialkeilanordnungen axial aneinandergereiht. Sie werden stückweise über die gesamte Blech­ paketlänge eingebaut.

Der Spalt zwischen Wicklungselement 7 und Nutwand 12 ist längs der Nut im Bereich der Teilblechpakete 13 seitlich abwechselnd mit halbleitenden Wellfederstücken 9 und halbleitendem Silikon­ kautschuk 8 ausgefüllt. Anstelle des halbleitenden Silikon­ kautschuks 8 wird vorzugsweise bei sehr großen elektromagneti­ schen Kräften auch halbleitender, tafelförmiger Schichtpreß­ stoff 10 angeordnet.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht eine einstellbare, genau definierte Vorspannung der Wellfedern, verhindert Delami­ nierungen in der Wellfeder bei der Montage, einen alterungs­ beständigen Festsitz der Wicklungselemente 7 in den Nuten, einen sicheren Koronaschutz bei einfacher Montage ohne aufwendige Vorrichtungen sowie eine geringe mechanische Belastung der Wick­ lungselemente 7 während des Vorspannens.

Claims (2)

1. Anordnung zum Festsetzen von Wicklungselementen in den Nuten eines Blechpaketes elektrischer Maschinen, insbesondere von Synchrongeneratoren großer Leistung mit mehreren Wicklungselementen pro Nut, die vor ihrem Einbau in das Blechpaket isoliert, imprägniert und ausgehärtet sind und in der Nut mit Nutverschlußele­ menten in Tangentialkeilausführung kombiniert mit vorspannbaren Wellfedern festgesetzt sind, dadurch gekennzeichnet,

• - daß eine vorspannbare Wellfeder (4) und ein Gleit­ streifen (5) zwischen Einlegekeil (2) und Spann­ keil (3) eines Nutverschlußelementes in Tangential­ keilausführung angeordnet ist
• - und daß der Spalt zwischen Wicklungselement (7) und Nutwand (12) längs der Nut im Bereich der Teilblech­ pakete (13) abwechselnd mit halbleitenden seitlichen Wellfederstücken (9) und halbleitendem Silikon­ kautschuk (8) ausgefüllt ist
• - oder daß der Spalt zwischen Wicklungselement (7) und Nutwand (12) längs der Nut im Bereich der Teilblech­ pakete (13) abwechselnd mit halbleitenden seitlichen Wellfederstücken (9) und halbleitendem tafelförmi­ gem Schichtpreßstoff (10) ausgefüllt ist.

2. Anordnung zum Festsetzen von Wicklungselementen in den Nuten eines Blechpaketes elektrischer Maschinen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Ein­ legekeil (2) und Spannkeil (3) stranggezogen und die Tangentialschrägen nachträglich durch mechanische Be­ arbeitung hergestellt sind.