DE69303866T2

DE69303866T2 - Einrichtung zur elastischen Lagerung von Statorwickelköpfe

Info

Publication number: DE69303866T2
Application number: DE69303866T
Authority: DE
Inventors: Alain Besson
Original assignee: GEC Alsthom Electromecanique SA
Current assignee: Alstom SA
Priority date: 1992-06-17
Filing date: 1993-06-16
Publication date: 1996-12-12
Anticipated expiration: 2013-06-17
Also published as: GR3021254T3; ATE141032T1; FR2692733B1; FR2692733A1; ES2090911T3; EP0575249B1; DE69303866D1; US5397954A; DK0575249T3; EP0575249A1

Description

Die Erfindung betrifft eine elastische Stützvorrichtung für Statorwicklungsköpfe einer elektrischen Maschine, insbesondere für Turbogeneratoren.
Statorwicklungsköpfe müssen elastisch gestützt werden. Sie sind nämlich Kräften und Verformungen durch eventuelle Kurzschlüsse, Stromstößen, Wärmeausdehnung usw. ausgesetzt.
Statorwicklungsköpfe werden von einem Stützkäfig getragen, der von mehreren zum Magnetkreis konzentrischen Ringen gebildet wird und auf isolierenden Stützen ruht, die regelmäßig um den Stator verteilt sind. Der Stützkäfig ist an der Klemmplatte des Stators über Winkelstücke, im allgemeinen aus unmagnetischem rostfreiem Stahl, befestigt (siehe Figur 1). Die ersten Seiten der Winkelstücke sind an der Klemmplatte unter Zwischenfügung eines Dämpfungsschirms befestigt. Ihre zweiten Seiten sind an den isolierenden Stützen des Stützkäfigs befestigt. Die Flexibilität der Winkelstücke verleiht den Statorwicklungsköpfen die gewünschte Elastizität.
Die Verwendung von Winkeln führt zu manchen Problemen. Ihre winkelmäßige Verteilung auf der Klemmplatte ist nur schwierig mit Präzision zu erzielen. Während des Betriebs können manche Winkel aufgrund der Kräfte zerbrechen und so für den ordentlichen Betrieb der Maschine schädliche Unsymmetrien erzeugen. Man ist sich auch über die Auflagen der Winkel unsicher, wobei eine schlechte Auflage eine Verschiebung und Vibrationen der Spule nach sich zieht.
Die Druckschrift DE-A-2 161 139 betrifft eine elastische Stützvorrichtung für Statorwicklungsköpfe einer elektrischen Maschine, die einen ersten Kranz enthält, der mit einem Spiel im kalten Zustand auf die Klemmplatte montiert ist, wobei ein Stützkäfig Stützen besitzt, deren eines Ende bei radialer Verschiebung in Nuten geführt wird, die in dem Kranz ausgearbeitet sind, und deren anders Ende an einem zweiten Kranz befestigt ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat zum Ziel, den mechanischen Halt der Abstützung und der Verkeilung der Statorwicklungsköpfe zu verbessern. Dies wird erreicht, indem die bisher verwendeten Metallwinkelstücke durch einen Kranz ersetzt werden, der eine Federwirkung aufweist.
Die Verwendung eines Kranzes anstelle von Winkelstücken ermöglicht die Trennung der Funktionen Befestigung des Dämpfungsschirms und Befestigung der Abstützung. Dieser Kranz kann aus unmagnetischem rostfreiem Stahl oder aus einem Material hergestellt sein, das aus einem Glasfasergeflecht mit Epoxyharz-Umhüllung besteht.
Die oben beschriebene Vorrichtung ist jedoch schwierig zu montieren, und die gleitende Verbindung zwischen den Stützen und dem ersten Kranz beeinträchtigt wesentlich den Halt der Wicklungsköpfe.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat zum Ziel, den mechanischen Halt der Abstützung und der Verkeilung der Statorwicklungsköpfe zu verbessern. Dies wird erreicht, indem die Stützen am ersten Kranz befestigt werden und indem der zweite Kranz weggelassen wird.
Zu diesem Zweck ist Gegenstand der Erfindung eine Vorrichtung für den elastischen Halt von Statorwicklungs köpfen einer elektrischen Maschine, die einen Stützkäfig aufweist, der über Stützen an der Klemmplatte der Maschine befestigt ist, wobei die Vorrichtung Mittel zur elastischen Befestigung der Stützen auf der Klemmplatte aufweist, die mindestens einen Kranz aufweisen, der erfindungsgemäß durch Befestigungsmittel an der Klemmplatte befestigt ist, wobei die Stützen am Kranz mittels Bolzen und Muttern befestigt sind und die Stützen ein Loch aufweisen, das mit einem Positionierstift zusammenwirkt.
Ein Vorteil dieser neuen Struktur ist der Zeitgewinn bei der Montage. Die verschiedenen Elemente sind außerdem leichter zusammenzubauen.
Die Vorrichtung kann außerdem einen Dämpfungsschirm aufweisen, der zwischen der Klemmplatte und dem Kranz angeordnet und an der Klemmplatte unabhängig vom Kranz befestigt ist. In Bezug auf die Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik enthält der Dämpfungsschirm weniger Befestigungslöcher. Er ist also leichter herzustellen und schneller zu montieren.
Die Mittel zur Befestigung des Kranzes an der Klemmplatte können Zentrierhülsen aufweisen. Dies ermöglicht das schnelle und genaue Aufsetzen des Kranzes auf die Klemmplatte.
Der Kranz kann vorteilhafterweise aus mehreren aneinander befestigten Sektoren bestehen, zum Beispiel drei oder vier. Dies ermöglicht es, die Sektoren in einem gleichen spanenden Arbeitsgang durch einfaches Übereinanderlegen zu bearbeiten.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, daß der Kranz weniger Befestigungspunkte auf der Klemmplatte als die Winkelstücke benötigt. Man kann also einfach die Handhabungslöcher der Klemmplatte verwenden, um den elastischen Kranz zu befestigen. Die Klemmplatte besitzt also eine verringerte Anzahl von Löchern und daher ist ihre spanende Bearbeitung leichter und schneller.
Nachfolgend werden die Erfindung und weitere Vorteile und Besonderheiten anhand der nicht einschränkend zu verstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Figur 1 zeigt einen Aufbaukäfig gemäß dem Stand der Technik.
Figur 2 zeigt im Schnitt einen Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Figur 3 zeigt den elastischen Kranz in Draufsicht.
Figur 4 zeigt ein Detail aus Figur 2.
Figur 1 ist eine Seitenansicht eines Aufbaukäfigs 30 gemäß dem Stand der Technik, der auf der Klemmplatte 31 des Stators 32 befestigt ist. Der Käfig besteht aus drei Ringen 33, 34 und 35 zum Beispiel aus Holz, die konzentrisch zur Achse des Stators liegen und einen gleichmäßigen Abstand zueinander aufweisen. Die Ringe werden von Stützen 36 getragen, die hier vereinfacht dargestellt in regelmäßigem Abstand um die Klemmplatte angeordnet sind. Jede Stütze 36 ist an der Klemmplatte durch zwei Winkelstücke 37 befestigt. Diese Befestigung wird durch Schrauben unter Zwischenfügen des Dämpfungsschirms 38 gewährleistet, der als Schutz gegen die magnetischen und elektrischen Feldflüsse dient. Die ersten Seiten der Winkelstücke sind an der Klemmplatte und die zweiten Seiten an den isolierenden Stützen 36 befestigt.
Der Schnitt der Figur 2 wurde entlang der Mittelachse 1 des Kranzes durchgeführt (siehe Figur 3). Man kann die Klemmplatte 2 erkennen, auf die der elastische Kranz 3 über Zentrierhülsen 4 aufgesetzt ist. Diese Hülsen sind mit enger Anpassung in vertiefungen 5 angeordnet, die regelmäßig über die Klemmplatte verteilt sind. Auf der der Klemmplatte abgewandten Seite besitzen die Hülsen eine Schulter 6 für die Aufnahme des Kranzes. Zu diesem Zweck besitzt der Kranz 3 abgeschrägte Löcher 7, in die sich die Enden verringerten Durchmessers der Hülsen einfügen.
Die isolierenden Stützen 8 sind am elastischen Kranz 3 gleichmäßig verteilt befestigt. In Figur 3 ist in unterbrochenen Strichen die Stelle 9 einer isolierenden Stütze auf dem Kranz auf halbem Weg zwischen zwei Vertiefungen 5 dargestellt.
Der Dämpfungsschirm 10 ist zwischen der Klemmplatte 2 und dem elastischen Kranz 3 angeordnet. Er ist in einem gewissen Abstand von der Klemmplatte aufgrund von Abstandsstücken 11 angeordnet. Der Dämpfungsschirm besitzt Löcher 13, die den Durchlaß der Zentrierhülsen 4 erlauben.
Folgende Gewindelöcher sind in der Klemmplatte vorgesehen: Gewindelöcher 14 am Boden der Vertiefungen 5 für die Befestigung des elastischen Kranzes und Gewindelöcher 15 für die Befestigung des Dämpfungsschirms.
Bei der Montage des Stützkäfigs auf der Maschine befestigt man zuerst den Dämpfungsschirm auf der Klemmplatte. Man montiert getrennt die isolierenden Stützen und die Stützringe auf dem elastischen Kranz. Man bringt dann den mit dem Stützkäfig versehenen elastischen Kranz auf die mit dem Dämpfungsschirm und den Zentrierhülsen versehene Klemmplatte.
Die Befestigung des Dämpfungsschirms 10 erfolgt mittels Spannschrauben 16, die den Schirm und die Abstandsstücke 11 durchqueren und in die Gewindelöcher 15 eingeschraubt werden. Der Kopf der Schraube 16 kann endgültig mit dem Schirm 10 mittels einer Bremse 25 verbunden werden, die am Schirm über eine Schraube 12 befestigt ist.
Die Befestigung der isolierenden Stützen 8 auf dem Kranz 3 kann über eine Schraube-Mutter-Verbindung erfolgen. Zwei Bolzen 17 durchqueren den Kranz 3 und einen Teil der Stütze 8, um in einem Loch 18 zu münden, das in Bezug auf die Bolzen in Querrichtung verläuft (siehe Figur 4). Die isolierende Stütze 8 ist am Kranz mit Hilfe der Bolzen 17 und der zylindrischen Muttern 19 und einer dazwischenliegenden doppelten Bremse 20 befestigt, die eine endgültige Verbindung gewährleistet. Zwischen den Bolzen 17 dient ein Stift 21 der Positionierung der isolierenden Stütze. In Figur 3 sieht man besser die Löcher 23 für den Durchlaß der Bolzen durch den elastischen Kranz und das Loch 22 für den Durchlaß des Stifts 21. Die Löcher 22 und 23 können gleiche Durchmesser aufweisen. Der Stift ist auf dem elastischen Kranz blockiert, wenn die doppelte Bremse 20 unter den Schraubenköpfen 17 liegt.
Die Befestigung des vormontierten Kranzes auf der Klemmplatte erfolgt durch die Schrauben 24, die die Scheiben 29 und die Hülsen 4 durchqueren und in die Gewindelöcher 14 eindringen. Eine endgültige Befestigung kann durch Schweißnähte 28 gewährleistet werden, wie sie in Figur 2 dargestellt sind. Schweißpunkte 39 befestigen endgültig jede Schraube 24 auf ihrer Scheibe 29.
Im in Figur 2 gezeigten Beispiel fällt die Achse der Schraube 16 mit der Achse des Stifts 21 zusammen.
Figur 3 zeigt, daß der elastische Kranz ausgehend von vier gleichen Sektoren hergestellt wurde, die durch Schweißnähte 26 miteinander verbunden sind. Die Elastizität des Kranzes 3 wird durch den großen Abstand zwischen Befestigungspunkten auf der Klemmplatte und durch die Art des zu seiner Herstellung verwendeten Materials bewirkt. Man verwendet vorzugsweise unmagnetischen rostfreien Stahl oder ein Material, das aus einem mit einem Epoxyharz umhüllten Glasfasergeflecht besteht.
Dichtungsscheiben 27 vom Schichttyp (bestehend aus Scheiben und Federelementen) können um die Hülsen 4 herum, zwischen der Klemmplatte 2 und dem Dämpfungsschirm 10 angeordnet werden. Sie vermeiden Lecks des Kühlgases, das im zwischen der Klemmplatte und dem Dämpfungsschirm eingegrenzten Raum fließt.
Die Beschreibung bezog sich auf den Fall einer Vorrichtung mit einem einzigen Kranz. Wenn die Klemmplatte torusförmig ist, verwendet man zwei konzentrische Kränze unterschiedlichen Durchmessers, die auf verschiedenen Niveaus angeordnet sind und Winkelstücke ersetzen, die in gleicher Weise angeordnet sind.
Die Wirkung des Kranzes ergibt einen besseren mechanischen Halt für die Stützeinheit und bringt weniger Vibrationen für die Spulenköpfe und die Verbindungen, einen besseren Halt von deren Verkeilung und eine erhöhte Lebensdauer der Maschine. Die Kräfte werden direkt auf die Klemmplatte übertragen. Durch die Erfindung vermeidet man die Anpassungen zwischen Klemmplatte und Stützkäfig.
Dieses neue Konzept kann an alle Arten von Generatoren angepaßt werden, ob sie nun ebene oder gegossene Klemmplatten aufweisen. Auf den gegossenen Klemmplatten kann man die Stützflächen zwischen dem äußeren Kranz und dem inneren Kranz aufgrund der Biegsamkeit der Kränze und durch Anpassung der Zentrierhülsen einstellen.

Claims

1. Vorrichtung für den elastischen Halt von Statorwicklungsköpfen einer elektrischen Maschine, die einen Stützkäfig aufweist, der über Stützen (8) an der Klemmplatte (2) der Maschine befestigt ist, wobei die Vorrichtung Mittel zur elastischen Befestigung der Stützen auf der Klemmplatte aufweist, die Mittel mindestens einen Kranz (3) enthalten, der durch Befestigungsmittel an der Klemmplatte befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützen (8) am Kranz (3) mittels Bolzen (17) und Muttern (19) befestigt sind und daß die Stützen (8) ein Loch (22) aufweisen, das mit einem Positionierstift (21) zusammenwirkt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem einen Dämpfungsschirm (10) aufweist, der zwischen der Klemmplatte (2) und dem Kranz (3) angeordnet und an der Klemmplatte unabhängig vom Kranz befestigt ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Befestigung des Kranzes an der Klemmplatte Zentrierhülsen (4) aufweisen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungsschirm von der Klemmplatte durch Zwischenstücke (11) getrennt ist und daß Dichtungselemente (27) zwischen dem Dämpfungsschirm und den Zentrierhülsen (4) angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kranz aus mehreren aneinander befestigten Sektoren besteht.

6. Vorrichtung nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kranz aus unmagnetischem rostfreiem Stahl oder einem Material hergestellt wird, das aus einem mit einem Epoxyharz umhüllten Glasfaser geflecht besteht.