DE584638C - Einrichtung zur Verhinderung der schaedlichen Wirkungen von Waermebewegungen mittelselastisch nachgiebiger Strecken bei Wicklungsteilen elektrischer Maschinen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 22. SEPTEMBER 1933

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVl 584638 KLASSE 2Id¹ GRUPPE

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin*)

Patentiert im Deutschen Reiche vom 3. April 1931 ab

Beim Entwurf elektrischer Maschinen großer axialer Länge bildet die konstruktive Berücksichtigung¹ der Wärmeausdehnung der Wicklungen eine Hauptschwierigkeit. Dies trifft insbesondere bei den Wicklungen der umlaufenden Feldmagnete von Turbogeneratoren zu, weil diese durch die Fliehkräfte sehr starken radialen Drücken ausgesetzt sind und die Wärmebewegungen daher außerordentlich große Reibungskräfte auslösen, denen die ■Isolationsteile ' unter Umständen nicht gewachsen sind. Diese Schwierigkeiten zeigen sich besonders in den Wickelköpfen, weil diese durch die Wärmebewegungen der in den Nuten Hegenden geraden Strecken um Weglängen von mehreren Millimetern vor- und zurückgeschoben werden und die gekrümmten Enden der Köpfe dabei Verbiegungen ausgesetzt sind.

Gegenstand der Erfindung ist nun eine Einrichtung, welche bezweckt, die Wicklung®-· köpfe praktisch von jeder Bewegung zu befreien. Dies soll dadurch geschehen, daß die Wärmebewegungen der in den Nuten liegenden geradlinigen Wicklungsteile durch Anordnung elastisch nachgiebiger Strecken in diesen selbst aufgenommen werden. Die beiderseitigen Wickelköpfe werden hierbei in irgendeiner geeigneten Weise durch Bandagen, Kappen oder sonstige Befestigungsmittel derart festgelegt, daß Lagenänderungen mit· Sicherheit vermieden werden.

Die nachgiebigen Strecken werden vorzugsweise durch Schwächung des Leiterqtierschnitts, beispielsweise durch Einschnittel oder Aussparungen an den Breitseiten oder den Kanten des Leitermaterials hergestellt, oder es werden besondere Strecken geringeren Querschnitts eines, geeigneten Leitermaterials eingesetzt. Hiernach kann es, je nach den besonderen Umstanden zweckmäßig sein, diese elastisch nachgiebigen Strecken über die gesamte axiale Länge der in den Nuten eingebetteten Wicklungsteile zu verteilen, um die gesamte Wärmebewegung in sehr kleine Teilbewegungen zu zerlegen oder sie an wenige Stellen dieser Länge zu konzentrieren..

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung in einigen Ausführungsbeispielen erläutert werden. .

Abb. ι zeigt als Ausführungsbeispiel den umlaufenden Feldmagnet einer elektrischen Maschine in der Draufsicht. Mit 1 ist der Läuferkörper, mit 2 die bekannten Nuten zur Einbettung der Wicklung und mit 3 die Wicklung selbst bezeichnet. An den Stirnseiten

Von dem Paientsucher'ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr. Robert Pohl in Berlin-Charlottenburg.

befinden sich die Wickelköpfe 4, welche einen zylindrischen Teil des Läuferkörpers umfassen und durch Bandagen 5 auf diesem gegen die Wirkungen der Fliehkraft festgehalten sind. Während man bisher danach strebte, die in den Nuten 'eingebetteten Teile der Wicklung insbesondere in der Mitte ihrer axialen Länge fest zu lagern und den Wickelköpfen Axialverschiebungen zu gestatten, welche durch die Wärmeausdehnung des Nutenkupfers von der Mitte her entstehen, wird gemäß der Erfindung der umgekehrte Weg eingeschlagen, indem die Wickelköpfe mittels ihrer Bandagen oder Kappen, gegebenenfalls unter Zuhilfenähme von Axialverschiebungen verhindernden Zwischenstücken auf ihrer Unterlage bzw. . gegen ihr axiales Widerlager uhverschiebbar festgehalten werden. Es müssen daher anderweitige Maßnahmen getroffen werden, um die axialen Verschiebungen der Wicklungsteile durch die Wärmeausdehnung unschäd-.lich zu machen. In Abb. 1 geschieht dies dadurch, daß in gewissen Abständen in den einzelnen Leitern der Wicklung Einschnitte 6 und Durchbrechungen 7 vorgesehen sind, welche dieser Stelle des Leiters eine elastische Federung gegen die auftretenden axialen Schubkräfte geben. Da die gesamte Wärmeausdehnung dieser Leiter auch bei Gesamtlängen von mehreren Metern immer nur wenige Millimeter beträgt, brauchen die Einschnitte und Aussparungen nur schmal zu. sein, und zwar um so schmaler, je größer die Anzahl der auf der axialen Länge des Leiters vorgesehenen, elastisch nachgiebigen Strekken ist.

Obgleich die Einschnitte verhältnismäßig tief in den Querschnitt des Leiters eindringen müssen, weil andernfalls eine genügende Nadhgiebigkeit nicht zu erreichen wäre, erfährt die Temperatur infolge der hohen Wärmeabfuhr des Leitermaterials an dieser Stelle keine beachtliche Steigerung, wie umfangreiche Temperaturmessungen bestätigt haben. In manchen Fällen kann es zweckmäßig sein, die elastisch nachgiebigen Strecken nicht über die gesamte Länge der Nutenleiter zu verteilen, sondern sie vielmehr an einer oder wenigen Stellen zu konzentrieren. Abb. 2 zeigt ein derartiges Ausführungsbeispiel. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen wie in Abb. 1. Es handelt sich dabei um einen umlaufenden Feldmagneten, der in der Mitte seiner Länge in an sich bekannter Weise due Ausdrehung oder sonstige Unterbrechung 8 besitzt, die irgendwelchen Zwecken, beispielsweise der Lüftung, dem Einsetzen von Wicklungshaltern o. dgl. dient. An dieser Stelle werden dann zweckmäßig die elastisch nachgiebigen Strekken 6, 7 der Nutenwicklung konzentriert.

Abb. 3 zeigt in vergrößertem Maßstabe die Ausführung einer solchen elastisch nachgiebigen Strecke der NutenwicHung. 3 ist ein Flachband aus dem Leitermaterial, beispiels-· weise Kupfer; 6 sind von der Seite her verhältnismäßig tief in das Leitermaterial geführte Einschnitte; 7 sind Aussparungen, die zweckmäßig die Gestalt schmaler Schlitze: haben. Ein einfacheres Ausführungsbeispiel zeigt Abb. 4, bei welchem in gewissen Entfernungen voneinander einfache Einschnitte 6 vom Rande her in das Leitermaterial 3 quer zu dessen Längsachse geführt sind.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Abb. 5 dargestellt, nach welchem die Einschnitte 6 im Leiterinnern sich zu einem Loch erweitern, was in bezug auf die Verminderung etwaiger Kerbwirkungen von Vorteil sein kann.

Statt die elastisch nachgiebigen Strecken in den Nutenleitern dadurch herzustellen, daß man den Leiter durch von den Schmalseiten her quer zur Längsachse geführte Einschnitte schmaler macht, kann man denselben Zweck auch erreichen, indem man den Leiter durch Fortnahme von Material an seinen Flachseiten dünner macht. Abb. 6 zeigt in einem Ausführungsbeispiel eine elastisch nachgiebige Strecke dieser Art. Dort ist an den beiden Flachseiten eines Leiters 3 je eine Ausnehmung 9 vorgesehen, die einen verhältnismäßig dünnen Steg 10 stehen lassen, der durch seine schräge Lage in bezug auf die Längsachse des Leiters geeignet ist, bei auftretendem Axialschub sich durchzubiegen, ohne der axialen Bewegung ein wesentliches Hindernis entgegenzusetzen.

Abb. 7 stellt ein weiteres Ausführungsbeispiel dar, bei welchem die elastisch nachgiebige Strecke in der Weise hergestellt ist, daß der Leiter eine oder mehrere Unterbrechungen besitzt, die durch Bündel 11 aus dünnem Bandmetall oder Litzen überbrückt sind, die derart angeordnet sind, daß sie bei auftretendem Axialschub elastisch nachgeben können. Gemäß Abb. 7 sind an der Unterbrechungsstelle die Leiterenden durch Ausfräsungen o. dgl. so abgesetzt, daß die elastischen Bandmetallbündel mit den Leiterenden ohne Ver- no dickung der Verbindungsstelle verbunden werden können. Die Verbindung geschieht zweckmäßig durch Hartlöten und Punktschweißen.

Die elastisch nachgiebigen Strecken wird man zweckmäßig bei allen in der Nut übereinanderliegenden Leitern an dieselbe Stelle legen, so daß sie sich gegenseitig decken.

Die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele sind nur einige wenige der möglichen Formen. Die Einschnitte und Aussparungen könnten auch in anderer an sich

bekannter Weise ausgeführt werden. Wesentlich ist nur, daß durch dieselben in axialer Richtung elastisch nachgiebig« Strecken geschaffen werden, die imstande sind, die Wärmebewegungen der Leiter in für die Wicklung unschädlicher Weise aufzunehmen.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   ίο i. Einrichtung zur Verhinderung der

   schädlichen Wirkungen von' Wärmebewegungen mittels nachgiebiger Strecken bei Wicklungen elektrischer Maschinen, deren Wickelköpfe unbeweglich fest auf ihrem Widerlager gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß bei axial verlaufenden Wicklungsteilen großer Länge, die aus nicht miteinander verschränkten Leitern bestehen, insbesondere für Feldwicklungen großer Turbogeneratoren innerhalb der Nutenleiter selbst elastisch nachgiebige Strecken derart ausgebildet sind, daß die Wickelköpfe praktisch keine Wärmebewegungen ausführen. .
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastisch nachgiebigen Strecken im Nutenteil der Wicklung durch örtliche Verminderung des Leiterquerschnittes, beispielsweise durch Ein- oder Ausschnitte im Leitermaterial, gebildet werden.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastisch nachgiebigen Strecken in den Nutenleitern durch Überbrückung von Unterbrechungen der Leiter mittels elastischer, mit dem Nutenleiter elektrisch gut leitend verbundener Metallstreifen oder Litzen hergestellt sind.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastisch nachgiebigen Strecken über die Gesamtlänge des Nutenteils der Wicklung verteilt sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen