DE493104C - Ein- und mehrphasiger Synchrongenerator - Google Patents

Description

• Ein- und mehrphasiger Synchrongenerator Bei dem Bau der Turbogeneratoren oder anderen rasch laufenden Generatoren wird seit Einführung der Schnellregler das Verhältnis von Kurzschlußstrom zu Normalstrom so klein wie nur möglich gewählt. Eine Grenze wird diesem Bestreben dadurch gesetzt, daß die Verstärkung der magnetomotorischen Kraft an der ablaufenden Kante des Poles und damit auch die Zahnsättigung sehr groß wird. Über eine gewisse Grenze hinaus verursacht eine hohe Zahnsättigung zusätzliche Verluste in dem Kupfer des Stators und ist aus diesem Grunde zu vermeiden.
• Die Erfindung gibt Mittel an die Hand, welche diese Nachteile zu beseitigen gestatten. Es werden erfindungsgemäß in den Weg der Kraftlinien Sättigungsstrecken eingebaut, die ein allzu hohes Anwachsen der Kraftliniendichte an gefährdeten Stellen verhindern. Sie liegen außerhalb desjenigen Teiles der Nut, in dem sich Kupfer befindet.
• Die Erfindung sei an Hand der Ausführungsbeispiele der Zeichnung erläutert.
• Abb. i zeigt einen Querschnitt durch einen zweipoligen Turbo. a sind Nuten, b Kupfer der Statorwicklung, die als Zweistabwicklung gedacht ist. Die Nuten erhalten hierbei etwa die in Abb.2 vergrößert gezeichnete Form. Der Teil des Zahnes von h bis g wird als Sättigungsstrecke mit verkleinerter Dicke ausgeführt. An dieser Stelle verursacht die erhöhte Induktion in den Zähnen keine zusätzlichen Verluste im Kupfer, das gleichsam durch diese Sättigungsstrecke geschützt wird. Weiter werden durch diese Formgebung folgende sehr wichtige Vorteile erreicht: i. Es ist die Möglichkeit gegeben, die Stäbe des Stators an der verbreiterten Stelle der Nut reibungslos einschieben zu können, um sie dann bequem den kurzen Weg radial nach innen zu drücken (Abb. 3).
• 2. Da der Wicklungsstab nur eine kurze Strecke radial eingeschoben werden muß, so ist es möglich, ein vollkommen dichtes Anliegen der Isolation an den Nutenwänden zu erreichen. Die Nutenwände oder die Seitenflächen des Stabes können vorher mit Lack, Kompound, Graphit oder einer anderen elastischen oder glättenden Füllmasse bestrichen werden, welche alle Unebenheiten ausgleicht.
• 3. Der vergrößerte Raum stellt eine zusätzliche Reaktanz dar, die zwecks Begrenzung des plötzlichen Kurzschlußstrornes sehr erwünscht ist.
• q.. Die Stirnverbindungen liegen weiter vom Induktor entfernt, wodurch die Anziehungskräfte zwischen Induktor und Stirnverbindungen bei plötzlichen Kurzschlüssen verkleinert werden.
• 5. Schließlich ist erwähnenswert, daß hierdurch auch noch ein äußerst vorteilhafter Raum für eine axial verlaufende Luftkühlung geschaffen wird, um die Statorwicklung und die Statorzähne kräftig zu kühlen (Abb. q.).
• Zu dem unter i erwähnten Vorteil, daß der Stab - bequem an der verbreiterten Stelle der Nut axial eingeschoben werden kann, ist zu bemerken, daß es auch möglich ist, Stäbe, welche an den Enden um. ein entsprechendes Stück, wie die Abb.5 und 7 zeigen, aufgebogen sind oder ein Ansatzstück besitzen, in die erhöhte Nut einzuschieben. Und zwar kann der auf dem Grund der Nut liegende Stab eine Abkröpfung gleich der ganzen Nutenhölhe entsprechend Abb. 7 haben, während der außen in der Nut liegende Stab eine Abkröpfung entsprechend der nach Einlegen des ersten Stabes übrigbleibenden Nutenhöhe haben kann (vgl. Abb.6 oben). Hierdurch vergrößert man vorteilhafterweise den Krieclhweg zwischen Statoreisen und Lötstelle.
• Der unter 3 erwähnte Vorteil einer vergrößerten Reaktanz läßt sich noch wesentlich erhöhen, wenn der dem Luftspalt zugekehrte Nutenteil mit einem tiefen und schmalen Schlitz x-x versehen wird, wie in Abb. 6 angedeutet ist.
• Eine solche starke Reaktanz hat freilich insofern Nachteile, als einzelne Zähne des Stators mehr Flux bekommen als die übrigen. Es läßt sich nämlich zeigen, daß der Streuflux an den Stellen des Phasenwechselns in die Zähne .eintritt, und wenn diese Reaktanzspannung sehr groß gewählt wird, kann unter Umständen eine stärkere Erwärmung dieser Zähne auftreten.
• Bei einem zweipoligen Generator mit vollem Wickelschritt sind es sechs Stellen des Umfanges, die auf diese Weise in Mitleidenschaft gezogen werden-Erfindungsgemäß werden nun die Zähne an Stellen erhöhter Reaktanz dicker gehalten als die übrigen Zähne, was sich z. B. durch Verwendung zweier verschiedener Segmentkomplettschnitte, bei denen sich der stärkere Zahn an verschiedenen Stellen befindet, ermöglichen läßt.
• Bei Statorwicklungen mit verkürztem WikkeIschritt treten bei einem zweipoligen Generator an zwölf Stellen des Umfanges Phasenwechsel .ein, folglich würden in diesem Falle zwölf Zähne- in Mitleidenschaft gezogen werden. Sind diese zwölf Zähne gleichmäßig am Umfang verteilt, so kann man mit einem einzigen Segmentkomplettschnitt, der ein Sechstel des Umfanges umfaßt und zwei verbreiterte Zähne enthält, den Zweck der Erfindung erreichen.
• Eine solche Wicklung würde einen Wickelschritt von etwa 15o elektrischen Graden bedingen, der für viele Fälle äußerst günstig ist.
• Abb. 8 zeigt einen Komplettschnitt für einen zweipoligen Turbo. Das Statorsegment umfaßt ein Sechstel des Umfanges und hat zwei verdickte Zähne, einen in der Mitte m und je einen halben an den Enden n und n1.
• Als zweiter Vorteil ist zu erwähnen, daß durch die Vergrößerung des Abstandes zwischen zwei benachbarten Nuten an den Stellen, wo ein Phasenwechsel eintritt, eine erhöhte Sicherheit in elektrischer und mechanischer Beziehung eintritt.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE:, i. Ein- und mehrphasiger Synchrongenerator, dadurch gekennzeichnet, daß im induzierten Teil in demjenigen Teil der Nutenzähne, der in der Richtung zum Luftspalt außerhalb der Wicklung liegt, die vorstehenden Zahnenden zu Sättigungsstrecken derart verengt sind, daß zusätzliche Kupferverluste durch infolge der Wirkung der Queramperewindungen abgedrängte Streukraftlinien möglichst vermieden sind-
2. 2. Mehrphäseri Synchrongenerator, da--durch gekennzeichnet, daß diejenigen Nutenzähne, an denen ein Phasenwechsel der Wicklung eintritt, dicker als die übrigen Zähnte ausgeführt sind.
3. 3. Ein- bzw. mehrphasiger Synchrongenerator nach den Ansprüchen i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung aus an den Enden in der Richtung vom Luftspalt weg aufgebogenen Stäben besteht, so daß der Abstand zwischen Lötstellen und Luftspalt vergrößert ist. q.. ;Maschine nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der wicklungsfreie Teil der Nuten ganz oder teilweise verbreitert ist, so daß die Stäbe zuerst in den wicklungsfreien.
4. Teil der Nuten axial eingeschoben und dann durch kurzes radiales Verschieben in ihre richtige Lage gebracht werden können.
5. 5. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Wicklungen mit vollem Wickelschritt zwei verschiedene Segmentkomplettschnitte verwendetwerden.
6. 6. Maschine nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch .einen Wickelschritt von etwa i 5o elektrischen Graden, wodurch mit einem einzigen Segmentkomplettschnitt die Benutzung dicker Zähne an den Phasenwechselstellen ermöglicht wird (Abb. 8).