DE662279C

DE662279C - Wind power generator

Info

Publication number: DE662279C
Application number: DES107019D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr-Ing Ewald Hering
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1932-11-12
Filing date: 1932-11-12
Publication date: 1938-07-09

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM
9.JUL11938ISSUED ON
9 JUL11938

1-8 AlKL-19381-8 AlKL-1938

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

JVl 662279 KLASSE 21 d² GRUPPEJVl 662279 CLASS 21 d ² GROUP

WindkraftgeneratorWind power generator

Patentiert im Deutschen Reiche vom 12. November 1932 abPatented in the German Empire on November 12, 1932

Im Elektromaschinenbau ist es üblich, die elektrischen Leiter, die in einem magnetischen Feld bewegt werden, in einem Ankerkörper aus Dynamoeisen !unterzubringen, der sowohl mechanisch als Träger für die Ankerwicklung wie auch in magnetischer Hinsicht für die Führung der Kraftlinien bestimmt ist. Bei diesen Anordnungen tritt jedoch eine starke magnetische Zugwirkung auf den Anker ein,In electrical engineering, it is common for electrical conductors to be contained in a magnetic Box can be moved in an anchor body made of dynamo iron! mechanically as a carrier for the armature winding as well as in magnetic terms for the guidance of the lines of force is determined. In these arrangements, however, a strong one occurs magnetic pulling effect on the armature,

ίο die eine starke mechanische Beanspruchung darstellt und insbesondere bei kleinen Ungleichmäßigkeiten in dem Luftspalt zu Unzuträglichkeiten führen kann und daher insbesondere bei Ausführungen mit großem Durchmesser sehr schwer zu beherrschen ist. So ist beispielsweise ein Windkraftgenerator bekanntgeworden, der aus zwei gegenläufigen Rädern besteht, an deren Radkränzen Poljoche und Anker des Generators befestigt sind. Hierbei ergibt sich durch den magnetischen Zug eine sehr starke Beanspruchung der mit großem Durchmesser ausgeführten Räder, wodurch eine besonders steife und daher unerwünscht schwere Bauart bedingt wird. Nach der Erfindung können diese Nachteile dadurch vermieden werden, daß bei einem Windkraftgenerator mit gegenläufigen Windrädern, die an einer Stelle großen Durchmessers die gegeneinander beweglichen elektrisch aktiven Teile tragen, zur Entlastung der Räder ,von magnetischem Zug der in sich geschlossene Erregerteil des Generators an dem einen Windrad befestigt uinid mit einem Luftspalt ausgeführt -wird, in den eine von dem anderen Windrad getragene eisenlose Ankerwicklung hineinragt. An und für sich sind in der Anfangszeit der Entwicklung elektrischer Maschinen bereits Maschinen mit eisenlosen Wicklungen vorgeschlagen worden, jedoch wurde dort das Eisen aus Angst vor der Unbeherrschbarkeit der durch ein pulsierendes Feld im Eisen entstehenden Verluste in dem umlaufenden Teil nach Möglichkeit vermieden, während irgendeine Entlastung der Konstruktionsteile nicht erreicht wurde, da der Hebelarm, unter dem der magnetische Zug wirksam wurde, nicht herabgesetzt war.ίο which are subject to high mechanical stress represents and in particular with small irregularities in the air gap to inconveniences can lead and is therefore very difficult to control, especially in designs with a large diameter. So For example, a wind power generator has become known that consists of two counter-rotating There are wheels, on the wheel rims of which pole yokes and armatures of the generator are attached. This results from the magnetic Train a very heavy load on the wheels, which are designed with a large diameter, which makes them particularly stiff and therefore undesirably heavy construction is required. According to the invention, these disadvantages can be avoided in that at a wind power generator with counter-rotating wind turbines, which at one point of large diameter carry the electrically active parts that move against each other, for relief the wheels, the self-contained excitation part of the generator from magnetic pull attached to one wind turbine uinid with an air gap -is carried out into one ironless armature winding carried by the other wind turbine protrudes into it. On and for In the early days of the development of electrical machines, machines are already involved Ironless windings have been suggested, however, the iron was used there for fear of the uncontrollability of the losses caused by a pulsating field in the iron in the revolving part avoided if possible, during some relief of the construction parts was not reached because the lever arm under which the magnetic Train took effect, was not degraded.

Als Träger für die Ankerwicklung kann mit Vorteil, ein nicht magnetisierbarer Baustoff verwendet werden. Eine besonders einfache und leichte Anordnung ergibt sich hierbei jedoch, wenn die Wicklung selbsttragend ausgeführt wird.A non-magnetizable building material can advantageously be used as a carrier for the armature winding be used. This results in a particularly simple and easy arrangement however, if the winding is designed to be self-supporting.

Um den Luftspalt und damit die Magnetisierungsenergie gering zu halten, müssen zur Kraftlinienführung zwischen den Polen ma· gnetisierbare Zwischenstücke angewendet werden, etwa in Form einer Eisentrommel, um die sich die Wicklung (relativ) bewegt. Eine besonders günstige Anordnung ergibt sich 6u hierbei, wenn diese Trommel gleichfalls zur Erregung herangezogen wird, indem sie mitIn order to keep the air gap and thus the magnetization energy low, the Force line guidance between the poles magnetizable intermediate pieces are used, in the form of an iron drum around which the winding (relatively) moves. One A particularly favorable arrangement results here if this drum is also used for Arousal is drawn upon by having

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

Dipl.-Ing. Dr.-Ing. Ewald Hering in Berlin-Siemensstadt.Dipl.-Ing. Dr.-Ing. Ewald Hering in Berlin-Siemensstadt.

einer Erregerwicklung, gegebenenfalls auf ausgeprägten Polen, versehen wird. Der magnetische Rückschluß erfolgt also durch einen Luftspalt, in dem die Wicklung sich (relativ) bewegt. Hierbei kann die Wicklung sowohl als Scheibenwicklung ausgebildet werden, die zwischen zwei nebeneinander angeordneten Polringen umläuft, oder als Zylinderwicklung zwischen zwei konzentrischen Polringen.an excitation winding, if necessary on pronounced poles, is provided. The magnetic one Conclusion is made through an air gap in which the winding is (relatively) emotional. Here, the winding can be designed as a disc winding that between two pole rings arranged next to one another, or as a cylinder winding between two concentric pole rings.

ίο Um die Wicklung wenigstens in dem in dem Luftspalt angeordneten Bereich selbsttragend auszubilden, empfiehlt es sich, die Wicklung als normale Zweischichttrommelwicklung auszubilden.. Hierbei können einzelne Leitergruppen, bei Wechselstrommaschinen beispielsweise die Leiter einer Phase, in einem Bündel zusammen isoliert werden und diese Bündel in den beiden Schichten auch gegeneinander derart verschoben werden, daß sie sich ziegelartig überlappen. Hierdurch, ergibt sich eine gute mechanische Festigkeit sowie gleichzeitig eine Sehnung der Wicklung, durch die auch die Kurvenform des in der Ankerwicklung fließenden Wechselstromes günstig beeinflußt wird. Hierbei wird das Maß der Überlappung· mit Vorteil im Hinblick auf die zu unterdrückenden Oberwellen in bekannter Weise bestimmt. Mit besonderem Vorteil wird die Wicklung als Zweischichtwicklung mit Gabelverbindern ausgeführt, wodurch die Möglichkeit gegeben ist, daß auch in den Stirnverbindungen die Wicklung nicht über den durch die beiden Wicklungsschichten gegebenen Raum auslädt. Zwischen den einzelnen Leitern können in dem wirksamen Wicklungsteil Abstände vorgesehen werden, etwa in der Größe, daß die Leiter in den schräg geführten Gabelverbindern aneinander anliegen. Gegebenenfalls können die Abstände auch größer gewählt werden, um einen Luftdurchgang für die Kühlung zu ermöglichen. Wenn eine sehr große Ausnutzung erforderlich ist, kann auch durch Profiländerung der Leiterstäbe erreicht werden, daß die wirksamen Wicklungsstäbe unmittelbar nebeneinanderliegen, wobei sich allerdings in den Verbindungen außerhalb des Luftspaltes eine etwas größere Ausladung ergibt.ίο Self-supporting around the winding at least in the area arranged in the air gap to train, it is advisable to use the winding as a normal two-layer drum winding to train .. Here, individual groups of conductors, with AC machines for example the conductors of a phase, are insulated together in a bundle and these bundles in the two layers are also shifted against one another in such a way that they overlap like a brick. This results in good mechanical strength and at the same time a stretching of the winding, which also changes the shape of the curve in the Armature winding flowing alternating current is favorably influenced. Here is the Degree of overlap · with advantage with regard to the harmonics to be suppressed determined in a known manner. The winding is particularly advantageous as a two-layer winding executed with fork connectors, whereby the possibility is given that the winding is not even in the end connections unloads over the space given by the two winding layers. Between each Conductors can be spaced in the effective winding part, about the size that the ladder in the obliquely guided fork connectors to each other issue. If necessary, the distances can also be chosen to be larger, by one Allow air passage for cooling. When a very large exploitation is required is can also be achieved by changing the profile of the conductor bars that the effective winding bars are directly next to each other, but in the Connections outside the air gap results in a slightly larger projection.

Die Anwendung des Erfindungsgedankens ist besonders bei Maschinen wertvoll, bei denen infolge eines großen Ankerdurchmessers oder .aber einer besonders leichten Konstruktion die Beherrschung des magnetisehen Zuges auf das AnkeVeisen besonders schwierig wird. Für Ausführungen als Gleichstrommasehinenkann hierbei mit besonderem Vorteil*" ein Scheibenkommutator angewendet werden, der sich *. -etwa nach innen an dije Wicklung anscMdot^wobei -durch evolventenförmig gebogene Lamellen, 'wie dies bereits vorgeschlagen wur.de, ein,Teil der Stimverbindungen übernommen¹'werden kaim.The application of the idea of the invention is particularly valuable in machines in which, due to a large armature diameter or a particularly light construction, it is particularly difficult to control the magnetic pull on the armature. For designs as a direct current phase, a disk commutator can be used with particular advantage, which attaches itself to the winding approximately inwards, taking over part of the end connections through involute-shaped lamellae, as has already been proposed ¹ 'will be kaim.

Claims

Patent claims:

1. Wind power generator, consisting of two counter-rotating, large in one place The diameter of the wind turbines carrying the electrically active parts, characterized in that that in order to relieve the wind turbines from the magnetic pull closed exciter part of the generator attached to the one wind turbine and with an air gap is provided in which one carried by the other 'wind turbine ironless armature winding protrudes.

2. Wind power generator according to claim 1, characterized in that the winding is designed as a two-layer drum winding is. ■

3. Wind power generator according to claim 1 and 2, in particular for AC machines, characterized in that the winding is long, with individual conductor groups isolated together and as a result of the tendon overlap in such a brick-like manner that the Winding becomes self-supporting.

4. Wind power generator according to claim 3, characterized in that the winding

■ is designed with fork connectors.

5. Wind power generator according to claim 4, characterized in that between the individual conductors are provided in the effective winding part distances.

6. Wind power generator according to claim I _1, characterized in that magnetic spacers are arranged between the poles, around which the winding moves relatively. '100

7. Wind power generator according to claim 6, characterized in that the magnetic Intermediate pieces are also provided with an excitation winding and are expedient are combined into a second pole ring.