DE4436257A1

DE4436257A1 - Dynamoelectric machine with divided and laminated salient-pole rotor

Info

Publication number: DE4436257A1
Application number: DE19944436257
Authority: DE
Inventors: Ulrich Kohlhoff
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1994-09-30
Filing date: 1994-09-30
Publication date: 1996-04-04

Abstract

The pole wheel of the multipole rotor is divided into two parts (10) which engage with each other like claws in the axial direction. One part is formed of laminations (1) up to one-half of the axial length which constitute the hub and alternate poles. The other half is formed of laminations (6) constituting only a pole core with a foot and pole piece of the remaining poles. The laminations forming the hub are notched to provide recesses for the feet.

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der dynamoelektrischen Maschinen und befaßt sich mit der konstruktiven Ausgestaltung eines vielpoligen Schenkelpolläufers, dessen Polrad aus Blechen aufgebaut ist.The invention is in the field of dynamoelectric Machines and deals with the structural design of a multipole leg pole runner, the pole wheel of Is constructed.

Schenkelpolläufer großer dynamoelektrischer Maschinen wie Dieselgeneratoren werden in neuerer Zeit zunehmend in Schichtblechtechnik mit direkt bewickelten Polen ausgeführt. Bei der Herstellung solcher Schenkelpolläufer, die bis zu 16 Pole aufweisen können, werden zwei unterschiedliche Ferti gungstechniken eingesetzt. Die eine Möglichkeit sieht vor, Polräder mit angewachsenen Polen zu verwenden, d. h. die für das Polrad verwendeten Bleche bilden sowohl die Nabe als auch die Polkerne und gegebenenfalls auch die Polschuhe. Dieses technische Konzept bietet höchste Betriebssicherheit auch bei starken Schwingungen und hohen Fliehkräften. Nachteilig bei diesem Konzept ist, daß zum Aufbringen der Wicklungen auf die Polkerne eine relativ aufwendige Bewicklungstechnik einge setzt werden muß, bei der die Kupferleiter und die Isolierung hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt sind. Daher kann diese Bewicklungstechnik nur für kleine Leiterquerschnitte eingesetzt werden.Leg pole runner of large dynamoelectric machines such as Diesel generators are increasingly in recent times Laminated sheet technology with directly wound poles. In the manufacture of such leg roller runners, which up to 16 Poles can be two different Ferti techniques used. One way is To use pole wheels with grown poles, d. H. the for The sheet metal used form both the hub and the pole cores and possibly also the pole shoes. This technical concept also offers maximum operational reliability strong vibrations and high centrifugal forces. A disadvantage of this concept is that for applying the windings to the Pole cores turned into a relatively complex winding technique must be set, in which the copper conductor and the insulation are exposed to high mechanical loads. Therefore this winding technique only for small conductor cross-sections be used.

Es ist im übrigen auch bekannt, vorge fertigte Wicklungen auf die Polkerne aufzuschieben und dann dort in spezieller Weise zu verspannen (US-PS 3,089,049).It is also known, by the way manufactured windings to slide onto the pole cores and then to brace there in a special way (US Pat. No. 3,089,049).

Bei der anderen üblichen Fertigungstechnik werden die Nabe des Polrades einerseits und die Polkerne und die Polschuhe andererseits getrennt hergestellt und die Polkerne nach dem Aufbringen der Bewicklung an der Nabe des Polrades befestigt, beispielsweise durch Verkeilen oder auch Verschweißen oder Vergießen (Buch "Konstruktion elektrischer Maschinen", Springer Verlag, 1967, Seite 370). Bei dieser Art der Her stellung kann zum Bewickeln der Polkerne eine einachsige Wickeltechnik eingesetzt werden, was die Möglichkeit eröff net, Kupferleiter mit allen denkbaren Querschnitten und mit beliebig angeordneten Kröpf- und Kühlwindungen zu verwenden. Auch ist diese Technik für mechanisch empfindliche Isolatio nen geeignet. - Bei derart hergestellten Schenkelpolläufern ist der Bereich der Polbefestigung eine mechanisch kritische Stelle, so daß die Betriebssicherheit eines solchen Läufers von der Güte der Paarungsflächen abhängt (US-PS 2,870,357).In the other usual manufacturing technology, the hub of the pole wheel on the one hand and the pole cores and the pole shoes on the other hand manufactured separately and the pole cores after Application of the winding attached to the hub of the magnet wheel, for example by wedging or welding or Potting (book "Construction of electrical machines", Springer Verlag, 1967, page 370). With this type of fro position can be uniaxial for winding the pole cores Winding technology are used, which opens up the possibility net, copper conductor with all conceivable cross sections and with use cranking and cooling coils in any order. This technique is also for mechanically sensitive isolation suitable. - In the case of leg poles manufactured in this way the area of the pole attachment is a mechanically critical one Body, so the operational safety of such a runner depends on the quality of the mating surfaces (US Pat. No. 2,870,357).

Ausgehend von einer dynamoelektrischen Maschine mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Schenkelpolläufer so auszubilden, daß die Pole bei möglichst betriebssicherer Polbefestigung möglichst einfach bewickelt werden können. Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß das Polrad mit den aufgebrachten Wicklungen aus zwei in Achsrichtung klauenartig ineinandergreifenden Teilen besteht.Starting from a dynamoelectric machine with the Features of the preamble of claim 1 is the Invention based on the task, the thigh pole runner train that the poles are as reliable as possible Pole attachment can be wound as easily as possible. For This object is achieved according to the invention in that the magnet wheel with the applied windings from two in Axial direction consists of claw-like interlocking parts.

Ein gemäß der Erfindung ausgebildetes Polrad ermöglicht eine einfache, d. h. eine sogenannte einachsige Bewicklung der Polkerne, ohne dabei durch benachbarte Polkerne hinsichtlich der Querschnittsform der Leiter und der mechanischen Emp findlichkeit der Leiterisolation sowie der Ausgestaltung von Kröpf- und Kühlwindungen eingeschränkt zu sein. Der Aufbau der beiden Polradteile ist dabei so zu wählen, daß jedes Polradteil zur einen Hälfte seiner axialen Länge aus Blechen aufgebaut ist, die die Nabe und jeden zweiten Pol bilden, und zur anderen Hälfte seiner axialen Länge aus Blechen aufgebaut ist, die jeweils nur einen mit einem Fußteil versehenen Polkern und Polschuh jedes zweiten Poles bilden; weiterhin sind die die Nabe bildenden Bleche der beiden Polradteile jeweils zwischen den Polkernen mit eine Nut bildenden Ausneh mungen zur Aufnahme der Fußteile derjenigen Bleche des je weils anderen Polradteiles versehen, die nur einen Polkern und einen Polschuh bilden.A magnet wheel designed according to the invention enables one simple, d. H. a so-called uniaxial winding of the Pole cores without being affected by neighboring pole cores the cross-sectional shape of the conductors and the mechanical emp Sensitivity of the conductor insulation and the design of Cranking and cooling turns to be restricted. The structure The two pole wheel parts should be chosen so that each Part of the rotor part of its axial length made of sheet metal is built, which form the hub and every other pole, and the other half of its axial length is made up of sheet metal is, each only provided with a foot part Form the pole core and pole shoe of every second pole; Farther are the metal sheets forming the hub of the two magnet wheel parts each between the pole cores with a groove forming recess measures to accommodate the foot parts of those sheets of the ever because other pole wheel part provided that only one pole core and form a pole piece.

Ein Ausführungsbeispiel eines gemäß der Erfindung ausgebilde ten Schenkelpolläufers ist in den Fig. 1 bis 4 darge stellt. Dabei zeigtAn embodiment of a trained according to the invention th leg bollard is shown in FIGS . 1 to 4 Darge. It shows

Fig. 1 ein zum Aufbau des Polrades verwendetes Blech zur Bildung von Nabe, Polschenkel und Polschuh, Fig. 1 a used to build up the pole wheel plate to form hub pole limbs and pole piece,

Fig. 2 ein zum Aufbau des Polrades verwendetes Blech zur Bildung von Polkern mit angeformten Fußteil und Polkopf, Fig. 2 is a used to build up the pole wheel plate to form pole body with integrally formed foot part and the pole head,

Fig. 3 ein bewickeltes Polradteil in perspektivischer Ansicht und Fig. 3 is a wound rotor part in perspective view

Fig. 4 eine schematische Stirnansicht des Polrades mit Verkeilung der beiden Polradteile. Fig. 4 is a schematic end view of the magnet wheel with wedging of the two magnet wheel parts.

Das Polradblech gemäß Fig. 1 ist für einen achtpoligen Schenkelpolläufer vorgesehen und ist so ausgeschnitten, daß mit dem Bereich 2 die Nabe, mit den Bereichen 3 die Polkerne und mit den Bereichen 4 jeder zweite Polschuh des Polrades gebildet werden kann. Zwischen den Polkernbereichen 3 sind am Umfang Ausnehmungen 5 vorgesehen, die zum axialen Einsetzen der übrigen vier Polkerne dienen. Die radial seitlichen Bereiche dieser Ausnehmungen 5 sind mit Halbbohrungen 13 versehen, die später zum Verkeilen der eingesetzten Polkern hälften dienen.The Polradblech of FIG. 1 is intended for an eight-pole salient pole and is so cut that the area of the hub 2, with the areas of the pole cores 3 and the regions 4, each second pole of the pole can be formed. Between the pole core areas 3 , recesses 5 are provided on the circumference, which serve for the axial insertion of the remaining four pole cores. The radially lateral areas of these recesses 5 are provided with half bores 13 , which will later serve to wedge the inserted pole core halves.

Polbleche gemäß Fig. 2 dienen mit ihren Bereichen 7 und 8 zur Bildung von Polkernen und Polschuhen, wobei noch ein Fußbereich 9 mit ebenfalls seitlichen Halbbohrungen 13 vorge sehen ist.Pole plates of FIG. 2 are used with their regions 7 and 8 for the formation of pole cores and pole pieces, wherein still a foot portion 9 is easily seen, also with lateral half bores 13.

Fig. 3 zeigt ein gemäß der Erfindung ausgebildetes Polrad teil mit der axialen Länge L, wobei dieses Polradteil zur Hälfte seiner axialen Länge L/2 aus Blechen gemäß Fig. 1 aufgebaut ist und die dabei gebildeten Pole 10 zur anderen Hälfte ihrer axialen Länge aus Blechen gemäß Fig. 2 beste hen. Die Bleche gemäß Fig. 1 und Fig. 2 werden in einer entsprechenden Montageform einander zugeordnet, nach dem Aufschichten axial miteinander verspannt und dann in eine Bewicklungvorrichtung eingesetzt. Beim Bewickeln wird jeder Polkern für sich mit einer Wicklung 11 versehen, ohne daß der Wickelvorgang dabei durch den benachbarten Pol behindert wird. - Zwei derart hergestellte Polradteile werden anschlie ßend axial ineinander geschoben, so daß die freitragenden Abschnitte der Pole 10 jedes Polradteiles in eine entspre chende Nut 14 zwischen den angewachsenen Polteilen des ande ren Polradteiles eingreifen. Fig. 3 shows a magnet wheel part designed according to the invention with the axial length L, wherein this magnet wheel part is constructed half of its axial length L / 2 from sheets according to FIG. 1 and the poles 10 formed thereby to the other half of its axial length from sheets according to Fig. 2 best hen. The sheets according to FIG. 1 and FIG. 2 are assigned to one another in a corresponding assembly form, axially clamped to one another after stacking and then inserted into a winding device. When winding, each pole core is provided with a winding 11 without the winding process being hindered by the adjacent pole. - Two pole wheel parts produced in this way are then axially pushed one inside the other so that the self-supporting sections of the poles 10 of each pole wheel part engage in a corresponding groove 14 between the grown pole parts of the other pole wheel part.

Gemäß Fig. 4 werden die beiden Polradteile anschließend miteinander verkeilt, wobei die gewählte Verkeilung "nach S´cheron" besonders vorteilhaft ist. Anstelle dieser Art der Verkeilung kann aber auch eine Schwalbenschwanzverkeilung vorgesehen sein. Man kann aber auch die Fußteile und Nuten einander mittels einer Schwalbenschwanzführung zuordnen und die beiden Teilbereiche miteinander verschweißen oder vergie ßen.According to FIG. 4, the two Polradteile are then wedged together, wherein the selected wedge is particularly advantageous "according S'cheron". Instead of this type of wedging, a dovetail wedge can also be provided. But you can also assign the foot parts and grooves to each other by means of a dovetail guide and weld or shed the two sections together.

Anstelle des in Fig. 1 dargestellten Bleches können auch Bleche ohne Polschuhe verwendet und die fehlenden Polschuhe vor dem Bewickeln der Polkerne aufgeschweißt werden. Weiter hin können bei größeren Durchmessern des Polrades anstelle des Bleches gemäß Fig. 1 zwei Halbbleche eingesetzt und die aufeinanderfolgenden Bleche mit wechselnder Lage der Trenn fuge aufgeschichtet werden.Instead of the sheet shown in FIG. 1, sheets without pole shoes can also be used and the missing pole shoes can be welded on before the pole cores are wound. Furthermore, with larger diameters of the magnet wheel, instead of the sheet according to FIG. 1, two half sheets can be used and the successive sheets can be stacked with a changing position of the parting line.

Claims

1. Dynamoelectric machine with a multi-pole leg pole rotor, the pole wheel is constructed from sheet metal and each pole core is provided with a winding, characterized in that the pole wheel with the applied windings consists of two claw-like interlocking parts.

2. Dynamoelectric machine according to claim 1, characterized in that
that each pole wheel part is built up to one half of its axial length (L) from sheets ( 1 ) that form the hub and every other pole ( 10 ), and to the other half of its axial length from sheets ( 6 ), each form only one pole core provided with a foot part and pole shoe of every second pole ( 10 ),
and that the sheets forming the hub of the two pole wheel parts are each provided between the pole cores with recesses ( 5 ) forming a groove ( 14 ) for receiving the foot parts ( 9 ) of the plates ( 6 ) of the other pole wheel part forming only one pole core and a pole piece .