DE682201C - Geschmiedeter Laeuferkoerper mit eingearbeiteten Wichlungsnuten fuer elektrische Maschinen hoher Drehzahl - Google Patents

Description

A 77418

Bei Läufern elektrischer Maschinen hoher Drehzahl (Turbogeneratoren), die mit verteilter, in Nuten liegender Wicklung ausgeführt werden, erfolgt die Zuführung der Kühlluft zu den inneren Kühlkanälen des wirksamen Läufereisens von den Stirnenden her unter den Wickelköpfen hindurch. Die axialen Lüftungskanäle verlaufen innerhalb der Zähne oder, besonders bei Läufern mit eingesetzten Wicklungsschaltern, an den Flanken der Wicklung .entlang. Um den Zutritt der Luft zu jenen Lüftungskanälen zu ermöglichen und die Wickelköpfe selbst durch die einströmende Luft zu kühlen, pflegt man in den häufigsten Fällen die Wickelköpfe frei tragend und im größeren radialen Abstand von den Enden des Läuferkörpers anzuordnen! welche von den Wickelköpfen umgeben sind. Da auf diese Weise der Durchmesser der Läuferenden wesentlich kleiner ist als derjenige des Kreises, auf dem die Nutenböden bzw. die inneren Begrenzungsflächen der Wikkelköpfe liegen, so ergibt sich durch diese starke Verjüngung der Läuferenden eine unerwünscht niedrige kritische Drehzahllage, so daß besonders bei zweipoliger Ausführung der Läuferkörper nicht steif ge"nug ist.

Es ist auch bereits bei Läufern mit eingesetzten Wicklungshaltern bekannt, die massiven Enden des geschmiedeten Läuferkernes so stark zu bemessen, daß sie bis an die Wickelköpfe heranreichen und diesen als Widerlager dienen. Um hierbei jedoch die Zuführung der Kühlluft zu den inneren Kühlkanälen unter den Wickelköpfen hindurch zu ermöglichen und letztere selbst zu belüften, hat man, über den Umfang der im Bereich der Wickelköpfe liegenden Enden des massiven Läuferkernes verteilt, in diese Enden tiefe Längsnuten eingefräst, welche in gleieher Richtung wie die Zähne angeordnet wurden und schwalbenschwanzförmigen Querschnitt erhielten, damit durch sie die Wicklungshalter bzw. die einsetzbaren Zähne axial eingeschoben werden konnten. Die Wickelköpfe ruhten daher auf den zwischen den eingefrästen Nuten der Läuferenden verbliebenen Stegen. Durch diese aus dem vollen Schmiedematerial ausgearbeiteten Stege werden die Läuferenden steifer als bei den vorerwähnten Ausführungen mit frei tragenden Wickelköpfen und stark verjüngten Wellenenden. Das trifft auch gegenüber ebenfalls bekannten Ausführungen zu, bei denen die Wickelköpfe durch besondere auf die Läuferenden geschobene Büchsen abgestützt werden. Andererseits ist beachtlich, daß bei gleichartiger Ausführung der Läuferenden ein

*) Von dem Patent sucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr.-Ing. Robert Pohl in Birmingham, England.

Läufer mit eingesetzten Zähnen bzw. Wicklungshaltern eine niedrigere kritische Drehzahllage aufweist als ein Läuferkörper, dessen Wicklungsnuten in das massive Schmiedematerial unmittelbar eingearbeitet sind.

Nun hat aber das Einfräsen von axialen Luftzuführungskanälen in die massiven, bis zu den Wickelköpfen reichenden Läuferenden mannigfache Nachteile. Wenn die Wickelköpfe auf den im massiven Material verbliebenen Stegen, also auf einem gezahnten Läuferende ruhen, muß jeder dieser Stege von einem besonderen Isolationsschuh überdeckt werden, welcher die Kanten der Stege übergreift, um gegen tangentiale Verlagerungen gesichert zu sein. Dadurch wird das Isoliermaterial an jenen Kanten mechanisch hoch beansprucht. Dieser Nachteil würde dann auch in Erscheinung treten, wenn das gezahnte Läuferende am Umfang mit einem geschlossenen Isolationsmantel umkleidet wäre. Es ist vielmehr erwünscht, für die Isolation eine glatte, ununterbrochene Zylinderfläche der massiven Läuferenden als gleichmäßige Unterlage zu besitzen. Das Einfräsen der Längsnuten in die Läuferenden erfordert auch einen erheblichen Aufwand, an Arbeit, Zeit und Kosten. Obgleich selbst die am massiven Material der Läuferenden verbliebenen Stege dazu beitragen, die Steifigkeit zu eAöhen, so würde die Steifigkeit noch wesentlich gesteigert werden, wenn das massive Material am äußeren Umfang der Läuferenden in gleichmäßigem Zusammenhang bleiben könnte.
Um gegenüber vorbekannten Ausführungen einen Läuferkörper mit einer noch günstig&- ren kritischen Drehzahllage zu erhalten, dieserhalb die Unterbrechung am äußeren Umfang stärkerer massiver Läuferenden durch Einschnitte zu vermeiden und trotzdem die axiale Luftzuführung zu den inneren Kühlkanälen des Läufers unter den Wickelköpfen hindurch zu ermöglichen, werden erfindungsgemäß bei geschmiedeten Läuferkörpern mit eingearbeiteten Wicklungsnuten die Luftzuführungswege unter den Wickelköpfen durch eine Anzahl über den Umfang verteilter, yon den Stirnseiten her axial geführter Bohrungen innerhalb der im Bereich der Wickelköpfe verdickten Enden des Schmiedestückes gebildet. Da nun diese Läuferenden so stark bemessen werden können, daß sie bis an die Wickelköpfe heranreichen und sie tragen, ist auch für die Isolationsschicht zwischen Wickelköpfen und Läuferende eine glatte Unterlagsfläche vorhanden, so daß sie aus einem zusammenhängenden Zylindermantel bestehen kann, der einfacher herzustellen und aufzubringen ist als eine größere Anzahl einzelner Isolationsschuhe und welcher nicht meihr durch Kantenwirkungen mechanisch beansprucht wird. Das Einbohren der Zuführungskanäle läßt sich auch einfacher und billiger vornehmen als das Einfräsen von Nuten.

Die Verbindung der Enden von den einzelnen axialen Bohrlöchern mit den Eintrittsöffnungen der inneren axialen Kühlkanäle des Läufers wird vorzugsweise durch radiale Einschnitte in den Stirnseiten des wirksamen Läuferteiles vorgenommen. Um die Wickelköpfe selbst von den Luftzuführungskanälen aus zu belüften, kann man letztere insbesondere an den Stellen zwischen benachbarten Spulenköpfen radial von außen anbohren, ohne daß dadurch an den erreichten vorteilhaften Wirkungen 'etwas geändert wird.

In den Abb. 1 und 2 der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem Längs- und Querschnitt durch das Stirnende des gezahnten massiven Läuferkörpers eines Turbogenerators dargestellt.

Es bezeichnet α den wirksamen Teil des massiven Läuferkörpers, b die mit ihm aus einem Stück bestehenden Zähne, c die Polbereiche, d die in Nuten liegende Wicklung, / die Spulenköpfe, ρ die axial unterteilte Drahtbandage zur Befestigung der Spulenköpfe, w das eine von den Spulenköpfen umschlossene Läuferende, k und tn die axialen Kühlkanäle in den Zähnen.

Das von den Spulenköpfen/ umschlossene Läuferende W ist so dick bemessen, daß es bis zu den Wickelköpfen reicht und diese trägt. In diesen massiven Teil sind erfindungsgemäß von den Stirnseiten her die axialen Zuführungskanäle g eingebohrt. An ihrem Ende sind sie durch radiale Einschnitte h in den Stirnseiten der Zähne mit den Eintrittsöffnungen der Kühlkanäle k und m verbunden. Unter Umständen würde auch für diesen Zweck eine radiale Anbohrung der Zuführungskanäle zwischen den Stirnseiten der Zähne und der ihnen zugekehrten Flanke des innersten Spulenkopfes genügen. Für die Belüftung der Spulenköpfe sind die Zuf ührungskanäle g auf ihrer Länge mehrfach mit radialen Auslässen 2 versehen. Ebenso besitzen die Kühlkanäle k und m radiale Austrittsöffnungen y zum Luftspalt. In den Bolbereichen können erforderlichenfalls auch axiale Kühlkanäle λ' angeordnet sein, welche die Luft von besonderen Bohrungen g' im Läuferende über Verbindungseinschnitte h! zugeführt erhalten.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Geschmiedeter Läuferkörper mit eingearbeiteten Wicklungsnuten für elektrische Maschinen hoher Drehzahl, bei welchen den inneren Kühlkanälen des wirksamen Läuferteiles die Kühlluft von den

   Stirnseiten her unter den Wickelköpfen hindurch zugeführt -wird, dadurch gekennzeichnet, daß diese Luftzuführungswege durch eine Anzahl über den Umfang verteilter, von den Stirnseiten her axial geführter Bohrungen (g) innerhalb der im Bereich der Wickelköpfe (/) verdickten Enden (w) des Schmiedestückes gebildet sind, so daß das massive Schmiedematerial dieses die Wickelköpfe tragenden Teiles der Wellenenden über den ganzen Umfang eine glatte Zylinderfläche bildet.
2. 2. Geschmiedeter Läuferkörper nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der die Zuführungswege der Kühlluft bildenden Bohrungen (g) mit den Eintrittsöffnungen der axialen Kühlkanäle [k, tn) durch radiale Einschnitte [K) in den Stirnseiten des wirksamen Läuferteiles verbunden sind.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen