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Dämpferkäfig für gezahnte umlaufende Feldmagnete elektrischer Synchronmaschinen
großer Leistung Für die Bildung des Dämpferkäfigs umlaufender Feldmagnete von Turbogeneratoren
werden häufig zwischen die Wicklung und die Nutenverschlußkeile besondere flache
Dämpferstäbe eingelegt, deren aus dem wirksamen Eisen 'herausragende Enden durch
aufgelegte Kurzschlußringe unterhalb der zur Befestigung der Läuferwickelköpfe dienenden
Haltekappery überbrückt werden. Hierbei ist es wichtig, den Dämpferströmen einen
guten Übergang von den Enden der Stäbe zu den stirnseitigen Kurzschlußringen zu
bieten und die Kontaktfläche dieser beiden Bestandteile des Käfigs möglichst groß
zu gestalten, damit sich die Dämpferströme in den Kürzschlußringen auswirken können.
Wenn aber, wie dies bisher üblich war, die Kurzschlußringe nur mit den axial aus
dem wirksamen Eisen herausragenden Flachleiterenden der Dämpferstäbe in Berührung
stehen, so ist diese Kontaktfläche ausschließlich auf die Breite der Stäbe und die
Länge ihrer freien Enden beschränkt und somit relativ klein. Diese Kontaktfläche
etwa durch längere Stabenden zu vergrößern, würde zu unerwünschten axialen Abmessungen
führen. Außerdem besteht die Möglichkeit, daß unter dem Einfluß der Fliehkräfte
die Kontaktfläche gelockert wird, der Übergangswiderstand dadurch stark ansteigt
und unter Umständen sogar Metallbrände entstehen können. Für die konstruktive Ausführung
ist weiter zu berücksichtigen, daß die Dämpferstäbe in Anbetracht der großen Baulänge
solcher Maschinen eine freie Wärmebewegungsmöglichkeit haben müssen und daß die
Kurzschlußringe des Käfigs bei ausreichendem Gesamtquerschnitt eine günstige Raumausnutzung
unter den HXltekappen
und eine glatte Auflage für die letzteren
gewähren.
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Der Dämpferkäfig nach der Erfindung wird den praktischen Anforderungen
gerecht. Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß in jeder Nut unterhalb ihrer
Verschlußkeile zwei Seiten zweier in sich geschlossener Flachleiterwindungen rechteckiger
Form zweischichtig übereinanderliegen, von denen die Windungen der einen Schicht
in der Umfangsrichtung den folgenden Zahn oder eine folgende Zahngruppe, die Windungen
der anderen Schicht den vorhergehenden Zahn oder eine vorhergehende Zahngruppe umschließen,
und daß von den beiden stirnseitigen, aus mehreren flachseitig übereinanderliegenden
Teilringen zusammengesetzten Kurzschlußringen des Dämpferkäfigs zwei Teilringe von
der Stärke der Flachleiterwindungen die in ihrer Schicht außerhalb des wirksamen
Eisens liegenden Endverbindungen dieser Windungen mit Spiel umgeben und durch axial
gerichtete Vorsprünge, die in die freigebliebenen Räume zwischen den Endverbindungen
je zweier aufeinanderfolgender Windungen gleicher Schicht eingreifen, gemeinsam
mit diesen Endverbindungen je Schicht eine glatte Auflage für den weiteren darüber-
bzw. Barunterliegenden Teilring des stirnseitigen Kurzschlußringes bilden.
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Nach der Erfindung liegen in jeder Nut, wie Fig. z zeigt, unterhalb
der Nutenverschlußkeile d zwei Seiten a1 und b. bzw. a" und b1 zweier in sich geschlossener
Flachleiterwindungen rechteckiger Form zweischichtig übereinander, von denen die
Windungen a der einen Schicht in der Umfangsrichtung den folgenden Zahn c oder eine
folgende Zahngruppe, die Windungen b der anderen Schicht den vorhergehenden Zahn
oder eine vorhergehende Zahngruppe umschließt. Dadurch bilden zunächst die sich
übergreifenden Endverbindungen dieser Flachleiterwindungen a und b einen in sich
geschlossenen Ringkreis, der abwechselnd in den beiden Schichten verläuft, aber
in seinem Querschnitt noch nicht für den Ausgleich der Dämpferströme ausreicht.
Es ist deshalb noch ein besonderer Kurzschlußring vorgesehen, der den überwiegenden
Anteil der Dämpferströme aufzunehmen hat und eine große Kontaktfläche mit dein übrigen
Dämpferkreis besitzt. Dieser Kurzschlußring besteht aus den vier Teilringen
q, k, m und p, von denen der äußerste Teilring q (in Fig. z unten dargestellt)
die ganze obere Fläche der Endverbindungen von den Flachleiterwindungen a der oberen
Lage, der unterste Teilring p die ganze untere Fläche der Endverbindungen von den
Flachleiterwindungen b der unteren Lage überdeckt, so daß diese beiden Teilringe
gemeinsam .eine ausgedehnte Berührungsfläche des: Kurzschlußringes mit den Flachleiterwindungen
sicherstellen. Die beiden Teilringe q und p würden aber zufolge des Schichtwechsels
der Flachleiterwindungen am Umfang keine gleichmäßige Unterlage haben. Deshalb sind
zwischen die beiden Teilringe q und p zwei weitere Teilringe h und -in eingefügt,
die die Stärke y der Flachleiterwindungen a bzw. b besitzen, mit axial gerichteten
Vorsprüngen k bzw. n in die freigebliebenen Räume zwischen den Endverbindungen je
zweier aufeinfolgender Windungen gleicher Schicht hineinragen und diese Räume annähernd
ausfüllen. Die Anordnung der beiden Zwischenringe h und in, dient gleichzeitig dazu,
den Flachleiterwindungen jeder Schicht eine ungehinderte Wärmebewegung zu ermöglichen,
indem' sie die Endverbindungen der Flachleiterwindungen finit einem angemessenen
Spiel s umgeben.
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Aus dem in Fig. :2 dargestellten Längsschnitt erkennt man die beiden
Schichten a und b der Flachleiterwindungen, die in ihren Ebenen liegenden Teilringe
m und h sowie die darüber und darunter angeordneten Teilringe q und p des Kurzschlußringes
innerhalb der kappe Um die einzelnen in sich geschlossenen Flachleiterwindungen
aus einem einheitlichen Flachband herzustellen, werden sie aus zwei gleichen U-förmig
gebogenen Hälften a1 und a. bzw. b1 und b. zusammengesetzt, die mit ihren Enden
stumpf gegeneinandergelegt werden. Auf diese Weise bestehen sämtliche Windungen
der ganzen Dämpferwicklung aus gleichen Elementen. Für den mechanisch als auch elektrisch
einwandfreien Zusammenschluß der beiden Windungshälften sind in die ausgeklinkten
Enden Metallzwischenstücke g eingesenkt, so daß die Fläche der Endverbindungen für
die Auflage der Kurzschlußteilringe glatt bleibt. Die Einlagen g werden mit den
Windungshälften verlötet, insbesondere hart verlötet, um ein Schmelzen des Lotes
beim Aufschrumpfen der Kappe z zu vermeiden. Die beiden Hälften jeder Windung können
bereits vor dem Auflegen der Dämpferwicklung auf den Induktor in der beschriebenen
Weise vereinigt sein.
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Es ist erwünscht, daß sich die Dämpferströme überwiegend über den
unterteilten aufgelegten Kurzschlußring und nur mit einem angemessenen Anteil auf
dem Ringweg der sich überlappenden Endverbindungen der Flachleiterwindungen schließen.
Eine Regulierung dieses Anteils läßt sich dadurch bewirken, daß die eingesenkten
Zwischenstücke ä aus einem Material ausgeführt werden, das einen höheren spezifischen
Widerstand aufweist als das übrige Material des
Dämpferkreises.
Bestehen z. B. die Flachleiterwindungen und die Kurzschlußringe aus Kupfer, so kann
der Zweck bereits erreicht werden, wenn die Einlagen g aus Messing bestehen.
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Die Kappe z für die Befestigung der Läuferwickelköpfe wird häufig
mit ihrem Rand auf die eingedrehten Enden f der Zähne c des Induktors aufgeschrumpft
und dort zentriert. Damit der Sitz für den Kappenrand über den ganzen Umfang gleichmäßig
ist, erhält auch der äußerste Teilring q des geschichteten Kurzschlüßringes nach
der Stirnseite des Läufers zu axial auslaufende Vorsprünge t, die die gleiche Teilung
wie die Nuten haben, zwischen den eingedrehten Zähnen c des Läufers in die Nuten
eingreifen und die freigebliebenen Lücken ausfüllen.