DE590951C

DE590951C - Einrichtung zum Schutz massiver Bauteile im Bereich des Statorstirnstreufeldes mehrphasiger Wechselstrommaschinen gegen Wirbelstromverluste

Info

Publication number: DE590951C
Application number: DEA65913D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Herbert Brandt; Dr-Ing Robert Pohl
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1932-05-07
Filing date: 1932-05-07
Publication date: 1934-01-13

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 13. JANUAR 1934

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVr 590 KLASSE 21 d ² GRUPPE 81BU0THEK.
DES DEUTSCHEN
PATENTAMTES

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin *)

Zusatz zum Patent 537 707**)

Patentiert im Deutschen Reiche vom 7. Mai 1932 ab Das Hauptpatent hat angefangen am 26. März 1926.

Zur Herabsetzung der Verluste durch Wirbelströme, welche das Stirnstreufeld des Ständers elektrischer Wechselstrommaschinen in den den Wickelköpfen gegenüberliegenden massiven Bauteilen, insbesondere den Stirnplatten und Verschalungen induziert, wurden Schirmkörper verschiedener Ausführung und Anordnung vorgeschlagen, welche die Aufgabe hatten, die Streulinien entweder vor den massiven Bauteilen abzulenken und in geordnete Bahnen zu zwingen oder das Feld so weit abzudrosseln, daß die Verluste verringert wurden.

Ursprünglich führte die Annahme, daß dieses Stirnstreufeld radial verläuft, dazu, in Richtung der Maschinenachse geschichtete lamellierte Streuflußkörper mit Eisenblechen parallel zur Ständerstirnfläche vorzusehen. Ein anderer Weg bestand darin, Käfige oder Belegungen aus elektrisch gutleitendem Metall den massiven Bauteilen vorzusetzen. Die spätere Erkenntnis offenbarte, daß sich das Stirnstreufeld in derUmfangsrichtung schließt und mit gleichförmiger Geschwindigkeit umläuft.

Dieserhalb wurden nach Patent 537 707 solche lameliierten, konzentrisch zur Läuferachse angeordneten Streuflußringe radial geschichtet, also aus Lamellen aufgebaut, deren Flächen sich einerseits parallel zur Achse der Maschine, andererseits in deren Umfangsrichtung erstrecken.

Obgleich solche Einrichtungen die vorangegangenen bei \veitem übertrafen, blieb dennoch ein vom Stirnstreufeld herrührender Verlustanteil, dessen weitere Verminderung erwünscht war, für dessen Ursache es jedoch noch keine Erklärung gab. Richtig bleibt zwar die Auffassung, daß sich ein für die Erwärmung der massiven Bauteile besonders ins Gewicht fallender Anteil des Stirnstreufeldes in der Umfangsrichtung schließt und _/ durch die Einrichtung nach Patent 537 707 erfaßt werden kann. Neuere Forschungen lassen jedoch erkennen, daß das von Strömen der äußeren Bügelteile erzeugte Streufeld abweichend von dem tangential geschlossenen Streufeld, welches von den Strömen in den inneren Endverbindungsteilen herrührt, ein vorwiegend radial geschlossenes Streufeld bildet. Dieses kann ebenfalls zu erheblichen Wirbelströmen Anlaß geben. Beide Stirnstreufelder drehen sich wie das Statordreh- , feld mit praktisch gleichbleibender Geschwindigkeit.

Auf dieser Erkenntnis beruht die weitere Vervollkommnung der Einrichtung nach Patent 537 707, indem nach vorliegender Zu-

*) Von dein Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

Dr.-Ing. Robert Pohl in Berlin-Charlottenburg und Dipl.-Ing. Herbert Brandt in Berlin. ^|;*) Frühere Ztisatzpatentc 550344, 578 3Sr

satzerfindung der nach dem Hauptpatent ausgebildeten Streuflußkörper, dessen Lamellenflächen einerseits parallel zur Achse der Maschine, andererseits im wesentlichen in deren

!> Umfangsrichtung sich erstrecken, nur im Bereich der inneren Endverbindungsteile angeordnet ist, während abweichend davon vor den im Bereich des äußeren Umfanges der Verbindungsbügel liegenden Bauteilen solche

·" Schirmkörper bekannter Konstruktionen zur Anwendung gelangen, welche gegen vorwiegend radial verlaufende Streulinien wirksam

_λ sind. Für die letzte Art kommen entweder lameliierte Streuflußkörper aus magnetisier-

'5 barem Material in Betracht, welche in Richtung der Maschinenachse geschichtet sind, deren Lamellen also im wesentlichen parallel zur Stirnfläche des Ständers verlaufen, oder Dämpferkäfige bzw. Stirnplatten aus elekirisch gutleitendem Metall, welche das radiale Streufeld drosseln und .dementsprechend nahe an den Bügelflanken, 'zumindest an einer Seite, angebracht werden.

Abb. ι zeigt die Entwicklung der hier in Betracht kommenden beiden Streufelder F₁ und F₂ im Längsschnitt durch den Ständerstirnraum eines Wechselstromgenerators. Es bezeichnet wie auch bei den Darstellungen der Ausführungsbeispiele nach den Abb. 2 und 3: ι das wirksame Ständereisen, 2 und 3 die massiven Stirnversteifungen, 4 das Gehäuse, 5 die Stirnverschalung, 6 und 7 die freiliegenden Stabenden, 8 und 9 die inneren Teile der zugehörigen Verbindungsbügel, 10 die am äußeren Umfang liegenden Bügelteile, 11 den Läufer, 12 die Befestigungsbandage der umlaufenden Wickelköpfe, 13 die FeId-. spulen.

Die inneren Endverbindungsteile erzeugen das Streufeld F₁, dessen Streulinien tangential gerichtet sind und sich in bekannter Weise in der Umfangsrichtung schließen. Sie bilden den überwiegenden Anteil des Stirnstreufeldes. Am äußeren Umfang jedoch entsteht, herrührend von der Umfangskomponente der Bügelströme, in den Bügelteilen 10 das ebenfalls umlaufende, aber radial sich schließende Streufeld F₂, welches die massiven Bauteile 2 und 5 schneidet.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 , ist nun die Abschirmung dieser beiden Streufeldanteile F₁ und F₂ dem Erfindungsgedanken entsprechend dadurch vorgenommen, daß für beide geblätterte, konzentrisch zur Welle sich erstreckende Streuflußringe aus magnetisierbarem Stoff verwendet sind, die sich jedoch durch die Art der Lamellierung unterscheiden. In Rücksicht auf den tangentialen Verlauf des Streufeldes F₁ sind nach dem Hauptpatent die in seinem Bereich vorgesehenen Streuflußringe 14 und. 15 in radialer Richtung geschichtet, die im Bereich des Streufeldes F₂ angeordneten Streuflußringe τ6 und 17 dagegen wegen des radialen Verlaufes dieser Streulinien in Richtung der Maschinenachse unterteilt. LIm bei den Streuflußringen 16 und 17 den Eintritt der Streulinien in die Kanten der Bleche zu erleichtern, empfiehlt es sich, wie dargestellt, die radiale Höhe der Blechlamellen zu staffeln oder die Schirmringe am äußeren und inneren Umfang abzuschrägen. Zur Verhütung gegenseitiger Störungen der Streufelder kann es zweckmäßig sein, die Streuflußringe für das tangential und radial sich schließende Streufeld in verschiedenen Abständen von den Wickelköpfen anzuordnen.

Die andere Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht das Ausführungsbeispiel nach Abb. 3. Hier ist für den tangentialen Streufeldanteil F₁ wiederum das Mittel des Hauptpatentes, nämlich die radial geschichteten Streuflußringe 14 und 15 verwendet, während als Schirm gegen den radialen Streu- ■ feldanteil F₂ ein am äußeren Umfang der Verbindungsbügel diesen seitlich vorgesetzter ringförmiger Käfig aus gutleitendem Metall dient. Dieser Käfig, der außer einem inneren und äußeren Ring 19 und 18 auch einen Mittelring 20 in der Nähe des ,Wirbelzentrums _go des äußeren Streufeldes besitzt, wird senkrecht von den radial gerichteten Streulinien geschnitten und drosselt bei ausreichend geringem Widerstand in bekannter Weise das Streufeld. Wird der Käfig nahe dem Bügel angebracht, so genügt es, ihn nur einseitig anzuordnen, da dann durch diesen einen Käfigring das gesamte radiale Streufeld auf beiden Bügelflanken abgedrosselt werden kann. In manchen Fällen mag es zweckmäßig sein, den Käfig zwischen den Verbindungs-Jaügeln.einzubauen oder die zur Befestigung der Wickeiköpfe dienenden Traversen, Versteifungsringe oder sonstigen Halteorgane, vorzugsweise unter Hinzufügung eines weiteren Ringes nahe dem Wirbelzentrum des äußeren magnetischen Kraftfeldes, zu einem Käfiggebilde zusammenzuschließen und aus gutleitendem Material auszuführen. An Stelle der Käfige können auch Platten oder Belegun- no gen aus gutleitendem Metall in Betracht kommen.

Claims

Patentansprüche:

i. Einrichtung zum Schutz massiver Bauteile im Bereich des Statorstirnstreufeldes mehrphasiger Wechselstrommaschinen gegen Wirbelstromverluste mittels 1.20 magnetischer Streuflußkörper nach Patent 537 7°7 ^aus lameliierten, zur Läuferachse

konzentrischen Ringen oder Vielecken, deren Lamellenflächen einerseits parallel zur Achse der Maschine, andererseits im wesentlichen in deren Umfangsrichtung sich erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß Streuflußkörper dieser Art nur im Bereich der inneren Endverbindungsteile angeordnet sind, während abweichend davon vor den im Bereich des äußeren TJmfanges der Verbindungsbügel liegenden Bauteilen solche Schirmkörper bekannter Bauart zur Anwendung kommen, welche entweder aus parallel zur Maschinenachse geschichteten Eisenblechkörpern oder aus nahe an den Bügelflanken, zumindest an einer Seite angebrachten Dämpferkäfigen oder Schirmplatten aus elektrisch gutleitendem Metall bestehen.
2. Einrichtung nach Anspruch i, bei welcher im Bereich des äußeren Umfanges der Verbindungsbügel seitliche Dämpferkäfige als Schirmkörper dienen, die aus konzentrischen, an mehrfachen Stellen des Umfanges leitend verbundenen Ringen gutleitenden Materials bestehen, welche auch gleichzeitig zur Versteifung der Wickelköpfe verwendet werden können, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen zwei dieser konzentrischen Ringe des Käfigs liegender Ring nahe dem Wirbel-Zentrum des äußeren magnetischen Kraftfeldes angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

BKRLIN'. (IKUWlCKT IN RKI!