DE699566C

DE699566C - Slot wedge for runners of electrical machines

Info

Publication number: DE699566C
Application number: DE1938L0096628
Authority: DE
Inventors: Mathias Degen
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1938-12-21
Filing date: 1938-12-21
Publication date: 1940-12-16

Description

Bei Läufern von WechselstrommaschinenWith rotors of AC machines

hoher Drehzahl, insbesondere von Turbo-• generatoren und Synchronmotoren, werden die Haltekeile für die Wicklung zugleich als Dämpferstäbe bzw. Anlaufstäbe benutzt, aus gut leitendem Material hergestellt und an den beiden Stirnseiten durch gut leitende Ringe kurzgeschlossen. Weil die Baulänge solcher Läuferkörper sehr groß und bei Synchronmotoren der Anlauf strom in den Stäben der Käfigwicklung beträchtlich ist, wird die relative Wärmebewegung zwischen den verschiedenen Konstruktionsteilen fühlbar. Deshalb muß bei den Käfigstäben solcher Maschinen auf diese Erscheinung Rücksicht genommen werden. Es wurde bereits vorgeschlagen, der Wärmebewegung durch Einfügung axial nachgiebiger Verbindungsstücke zwischen den Enden der Käfigstäbe und den Kurzschlußringen Rechnung zu tragen. Solche elastischen Einsätze erschweren und verteuern die Ausführung, erfordern zuverlässige Anschlußverbindungen durch Schweißen, Löten oder Verschrauben und einen größeren Bedarf an Raum, der im allgemeinen im Bereich der Wickelköpfe ,äußerst beschränkt ist. Um das Eintreiben der Haltekeile für die Wicklung in die lange 'Nut zu erleichtern, ist es ferner bekannt, jeden Keil in der Längsrichtung mehrfach zu unterteilen und jedes Keilstück einzeln einzuführen. Dann findet aber durch diese Teilfugen eine mehrfache elektrische Unterbrechung statt, so daß der geteilte Keil nicht als Stab eines Dämpfer- oder Anlaufkäfigs verwendet werden kann, sondern vielmehr oberhalb oder unterhalb von ihm besondere Käfigstäbe eingelagert - werden müssen, die dann ebenfalls .für die Wärmebewegungsmöglichkeit besondere Vorkehrungen erfordern. ·high speed, especially of turbo generators • and synchronous motors the retaining wedges for the winding are also used as damper rods or start-up rods, Made of highly conductive material and with good conductive ones on the two end faces Rings shorted. Because the overall length of such rotor bodies is very large and in the case of synchronous motors the starting current in the bars of the cage winding is considerable, the relative thermal movement between the different Structural parts can be felt. Therefore, this phenomenon must be taken into account in the cage bars of such machines. It has already been suggested thermal movement by inserting axially compliant connectors between the ends of the cage bars and the To take account of short-circuit rings. Such elastic inserts make it difficult and expensive the execution, require reliable connection connections by welding, soldering or screwing and a greater need for space, which is generally in the area the winding heads, is extremely limited. In order to drive in the retaining wedges for the To facilitate winding in the long 'groove, it is also known to put every wedge in the To be divided lengthways several times and each wedge to be inserted individually. then but there is a multiple electrical interruption through these butt joints, so that the split wedge cannot be used as a rod in a damper or start-up cage can, but rather special cage bars stored above or below him - must be, which then also .for the heat movement possibility special Require precautions. ·

Die Anwendung der Erfindung gestattet trotz einer zum Zweck der Wärmebewegungsmöglichkeit vorgesehenen mehrfachen Unterteilung der Haltekeile ihre unmittelbare Be-: nutzung als Stäbe des Dämpfer- oder Anlauf.-; käfigs ohne Erfordernis zusätzlicher Beilagen ausreichenden Querschnittes für den Durchgang der Dämpfer- oder Anlauf ströme. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, ίο daß die einander zugekehrten Enden der Keilabschnitte bei dem einen unten, bei dem nächstfolgenden oben abgeflacht sind und mit diesen Abflachungen unier Freilassung eines Spielraumes zwischen ihren Stirnflächen dicht aufeinanderlegen, so daß zwischen den Keil-' abschnitten eine axiale Wärmebewegung stattfinden kann und ein dauernder Kontakt unmittelbar zwischen ihnen gewahrt bleibt.The application of the invention allows despite a multiple subdivision provided for the purpose of heat movement of the retaining wedges their immediate concern: use as rods of the damper or start-up; cage without the need for additional enclosures Sufficient cross-section for the passage of the damper or start-up currents. According to the invention this is achieved by the fact that the facing ends of the wedge sections at the one below, at the next one at the top are flattened and with these flattenings unier one Between their end faces close together so that between the wedge ' sections an axial heat movement can take place and a permanent contact is preserved directly between them.

Abb. ι zeigt im Längsschnitt durch die Nut eines Läufers einer Synchronmaschine großer Leistung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem α das wirksame Eisen des Läufers, b die Feldwicklung, c die Wikkelköpfe und d die üblichen Befestigungskappen für die letzteren bedeuten. Die Haltekeile der Wicklung sind der Länge nach in ■ eine Anzahl Abschnittek_i3 k₂. . .k_n aufgeteilt; erfindungsgemäß sind sie an den einander zugekehrten Enden bei / abgeflacht, liegen mit diesen Abflachungen dicht aufeinander und weisen zwischen den Stirnflächen einen Abstand g auf. An beiden Enden sind die mehrfach unterteilten Keile in bekannter Weise durch Ringe t aus gut leitendem Metall kurzgeschlossen.Fig. Ι shows a longitudinal section through the groove of a rotor of a high-performance synchronous machine, an embodiment of the invention in which α is the effective iron of the rotor, b is the field winding, c is the winding heads and d is the usual fastening caps for the latter. The length of the holding wedges of the winding is divided into a number of sections k _i3 k ₂ . . .k _n split; according to the invention, they are at / flattened at the ends facing one another, with these flattened areas lie close to one another and have a spacing g between the end faces. At both ends, the multiply subdivided wedges are short-circuited in a known manner by rings t made of highly conductive metal.

Um sicher zu gehen, daß ein zuverlässiger Kontakt zwischen den Keilabschnitten schon im Anlaufzustand vorhanden ist, wenn der durch die Fliehkräfte begünstigte Kontaktdruck noch fehlt, ist es zweckmäßig, das eine der aufeinanderliegenden Enden je zweier Keilabschnitte auf der Abflachung mit ,Vorsprüngen zu versehen, die in Ausnehmungen, beispielsweise in Längsnuten des darüberliegenden abgeflachten Endes des nächsten Keilabschnittes, eingreifen, seitlich an den Wandungen dieser Ausnehmungen dicht anliegen, jedoch in der Längsrichtung der Ausnehmungen in ihr Spiel besitzen. Der Übergang der Dämpfer- oder Anlauf ströme an den Flanken der Vorsprünge wird demnach unabhängig von den Einflüssen der Fliehkräfte stattfinden, - während an den abgeflachten Berührungsstellen die Fliehkraft den . Kontaktdruck erhöht.To be sure that there is reliable contact between the wedge sections is present in the start-up state when the contact pressure promoted by the centrifugal forces is still missing, it is useful to have one of the ends lying on top of each other in two Wedge sections on the flat with, to provide projections that are in recesses, for example in longitudinal grooves of the overlying flattened end of the next Wedge section, engage, laterally lie tightly against the walls of these recesses, however, in the longitudinal direction of the recesses in their game. The transition the damper or start-up flows on the flanks of the projections are therefore independent of the influences of the centrifugal forces take place, - while the centrifugal force at the flattened points of contact . Contact pressure increased.

In Abb. 2 und 2a ist im Querschnitt undIn Fig. 2 and 2a is in cross section and

Längsschnitt durch die Trennstelle zweier Keilabschnitte k_x und k₂ ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem der Vorsprung auf der Abflachung des unteren Keilabschnittes durch eine in ihn zum Teil eingesenkte Paßfeder/z aus gut leitendem Material gebildet ist. Der vorspringende Teil der Paßfeder .^greift in eine Längsnut des oberen Keilab-"-s^iinittes k₂ ein, liegt bei tn dicht an den Seltenwandungen der Nut, hat -aber in ihr in der Längsrichtung bei ρ beiderseits Spiel, so daß auch hier die Wärmebewegung ungehindert vor sich gehen kann.A longitudinal section through the separation point of two wedge sections k _x and k _{2 shows} an embodiment in which the projection on the flattening of the lower wedge section is formed by a feather key / z partially sunk into it and made of a highly conductive material. The protruding part of the feather key. ^ Engages in a longitudinal groove of the upper Keilab - "- s ^ iinittes k ₂ , lies close to the rare walls of the groove at tn , but has play in it in the longitudinal direction at ρ on both sides, so that Here the heat movement can go on unhindered.

Man kann auch den Kontaktdruck der aufeinanderliegenden Abflachungen der Keilabschnitte von vornherein dadurch erhöhen, daß man den ineinandergreifenden Vorsprüngen und Ausnehmungen, wie Abb. 3 und 3 a veranschaulichen, ein unterschnittenes, beispielsweise ein schwalbenschwanzförmiges Querprofil s gibt. Die Ausnehmungen der Keile müssen dann nach ihren Stirnflächen hin offen sein, um das Einsatzstück beim Zusammenbau einschieben zu können. Auch hier J£t sowohl bei ρ als auch bei g ein Spielraum frei gelassen, um die .gegenseitige Axialbewegung der Keilabschnitte zu ermöglichen. Die Unterschneidung unterstützt die radiale Anpressung im Anlaufzustan4 und gewährleistet außerdem auch an den Flanken einen beständigen Kontakt.You can also increase the contact pressure of the superposed flats of the wedge sections from the outset by giving the interlocking projections and recesses, as illustrated in Fig. 3 and 3a, an undercut, for example a dovetail-shaped cross-section s. The recesses of the wedges must then be open towards their end faces in order to be able to push in the insert during assembly. Here, too, a margin is left free for both ρ and g in order to enable the mutual axial movement of the wedge sections. The undercut supports the radial contact pressure in the start-up state4 and also ensures constant contact on the flanks.

Im allgemeinen kann die Zahl der Teilstellen des Keiles beliebig sein. Es würde go unter Umständen nur eine Teilstelle genügen, um bei Anwendung des Erfindungsgedankens die axiale Wärmebewegung zu ermöglichen. Um aber bei etwaigen Hemmnissen der Keilbewegung die Endringe oder die Kappen von jeglichen axialen Schubkräften bei der Wärmeausdehnung frei zu halten, empfiehlt es sich, mindestens zwei Teilstellen vorzusehen und die beiden letzten auf jeder Seite des Läufers nahe seinen Stirnseiten anzuordnen. Will j man die Zahl der Teilstellen auf zwei beschränken und damit auf die leichtere Einführungsmöglichkeit des Keiles in die Nut verzichten, so erreicht man also den Zweck im Sinne der Erfindung am besten dadurch, daß von dem aus drei Abschnitten bestehenden Nutenkeil dem mittleren Abschnitt k₂ (Abb. 4) eine wesentlich größere Länge gegeben wird als den beiden Endabschnitten k_t und A₃.In general, the number of sub-locations of the wedge can be arbitrary. Under certain circumstances, only one sub-point would be sufficient to enable the axial movement of heat when the concept of the invention is applied. However, in order to keep the end rings or the caps free of any axial thrust forces during thermal expansion in the event of any obstructions to the wedge movement, it is advisable to provide at least two sub-points and to arrange the last two on each side of the rotor near its end faces. If one wants to limit the number of sub-locations to two and thus forego the easier possibility of inserting the wedge into the groove, the purpose within the meaning of the invention is best achieved by adding the middle section k _{2 of the groove wedge consisting of three sections} (Fig. 4) is given a much greater length than the two end sections k _t and A ₃ .

Bei der Einführung der Keilabschnitte kann man in der Weise verfahren, daß jeder von ihnen einzeln bis zur endgültigen Lage unter Wahrung des Abstandes g eingeschoben wird oder daß man jeden am stirnseitigen Ausgang der Nut eingesetzten Keilabschnitt durch den nächsten Keilabschnitt vortreibt und dabei behelfsweise ein Abstandstück zwischen die oberen Stirnflächen zweier aufeinanderfolgenden Abschnitte einlegt, das nach seiner späteren Herausnahme vom äußeren Umfang her jenen Spielraum g schafft.When introducing the wedge sections you can proceed in such a way that each of them is pushed in individually up to the final position while maintaining the distance g or that each wedge section inserted at the end-face exit of the groove is advanced through the next wedge section with a temporary spacer between inserts the upper end faces of two successive sections, which creates that clearance g after its later removal from the outer circumference.

Claims

■ Patent claims:

ι. Slot wedge, which is divided into several longitudinal sections and also serves as a rod of a cage winding, for rotors of electrical machines of great overall length, in particular for synchronous motors in which the cage winding is used for starting, characterized in that the ends of the wedge sections facing each other (A ₁ , k _s .. .k _n ) are flattened at the bottom of the one and at the top of the next and with these flattened areas (/) lie tightly on top of each other leaving a clearance (g) between their end faces, so that an axial heat movement can take place between the wedge sections and a permanent contact is preserved directly between them (Fig. i).

2. Subdivided groove wedge according to claim i, characterized in that the one of the ends lying on top of each other two wedge sections on the flat (/) projections, for. B. inserted feather keys (A) made of highly conductive material, which engage in recesses, for example in the longitudinal grooves of the overlying flattened end of the next wedge section, laterally on the walls (m) of these recesses, but play in the longitudinal direction of the recesses (p) (Fig. 2 and 2 a).

3. Subdivided groove wedge according to Claim 2, characterized in that the interlocking projections and recesses of the flattened superimposed -End successive wedge sections an undercut, for example dovetail-shaped Have transverse profile (s) (Fig. 3 and 3 a).

4. Subdivided slot wedge according to claims ι to 3, characterized in that the sub-locations of the last two with their flattened ends superimposed subsections (A ₁ , k _n ) of the entire length of the wedge are arranged near the end faces of the rotor.

S-. Subdivided groove wedge according to claim 4, characterized in that the entire wedge length consists of three sections (A ₁ , A ₂ , A ₃ ), of which the middle section (A ₂ ) has a substantially greater length than the two end sections (A ₁ , A ₃ , Fig. 4).

1 sheet of drawings