DE759306C - Laeufer fuer Synchronmaschinen - Google Patents

Description

• Läufer für Synchronmaschinen Es ist bekannt, bei großen Synchronmaschinen das Läuferjoch aus Blechsegmenten aus: zuführen, wobei die einzelnen Blechsegmente sich in der Umfangsrichtung gruppenweise überlappen und mit einer größeren Zahl von Bolzen zusammengehalten werden. Der so gebildete, sich selbst tragende Blechkranz liegt dabei auf einer Nabe oder unmittelbar auf Speichen des Läufers auf, die zum Zentrieren der Segmente dienen, wobei er durch eine Anzahl von Keilen gegen Verschiebung in der Umfangsrichtung auf dieser Nabe festgehalten wird. Auf den Blechkranz werden dann die Läuferpole mit Schwalbenschwänzen aufgesetzt. Dieser umständliche Bau des Läufers soll nach der Erfindung dadurch wesentlich vereinfacht werden, daß die Blechsegmente des Joches in radialer Richtung nach außen verlängert und mit Nuten für die Erregerwicklung versehen werden. Diese Anordnung hat den großen Vorteil, daß beso.nde-re Pole weder hergestellt noch eingebaut zu werden brauchen. Die Nuten für die Erregerwicklung werden an Stelle der vielen Keilnuten für die Befestigung der. Pole zusammen mit den Nuten für die Keile zum Festhalten. des Blechkranzes an dem Läufer in die Bleche eingestanzt. Außerdem werden die Oberflächenreibungsverluste und damit gleichzeitig die Geräuschbildung bedeutend herabgesetzt. Damit ist eine wesentlich bessere Ausnutzung der Maschine und ein besserer Wirkungsgrad gegeben. Dazu kommt, daß auf diese Weise eine wirkungsvolle Vergrößerung des Schwungradmomentes erreicht wird. Schließlich kann nunmehr eine Längsfelddämpferwicklung untergebracht werden.
• Es ist zwar an sich bekannt, bei Synchronmaschinen eine verteilte Erregerwicklung anzuordnen. Hierbei handelt es sich jedoch um verhältnismäßig kleine und schnell laufende Maschinen, deren Joch im übrigen nicht aus Blechsegmenten aufgebaut ist.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. i der Zeichnung veranschaulicht. Die Figur zeigt einen Teil io der Blechkette, die aus Segmenten i i zusammengesetzt ist. In dem Blechkranz, der dem erforderlichen Polfluß entsprechend breiter als bisher üblich gewählt ist, sind Nuten i bis 6 und i' bis 6' angeordnet, die zur Aufnahme der Erregerwicklung dienen. Zwischen diesen beiden Nutengruppen liegt ein für die Erregerwicklung freier breiter Zahn 12, der einen Pol des Läufers bildet. Die einzelnen durch Keile 15 gehaltenen Erregerspulen 16 können. konzentrisch zur Polmitte angeordnet werden, wie Fig. z veranschaulicht. Sie können in mehreren Schichten 17 und 18, wie. in Fig. 3 angedeutet, angeordnet werden, die nach Bedürfnis hintereinander oder parallel zueinander geschaltet werden.
• Um dem von der Erregerspule erzeugten Feld eine möglichst sinusförmige Form zu geben, kann die Leiterzahl der Spulen nach der Mitte zu verringert werden, wie in. Fig. q. an den Spulen 17 gezeigt ist. Bei mehrschichtiger Wicklung kann die Zahl der in einem Nutenpaar 18 liegenden Spulen verringert werden, wie Fig. 5 veranschaulicht. Ferner können für denselben Zweck die Nuten in, den einzelnen Polteilungen ähnlich einer Bruchlochwicklung versetzt angeordnet werden., wobei aber die Ständernutung der Maschine so gewählt werden muß, daß für die auftretenden geradzahligen oder gebrochenen Oberwellen die Wicklungsfaktoren möglichst Null sind. Auch kann durch Verschmälerung der nach der Polmitte zu gelegenen Nuten oder durch Vergrößerung des Abstandes, der Nuten nach der Polmitte zu für eine für die Sinusform der Feldkurve geeignete Anordnung des Läufereisens gesorgt werden. Auch bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Läufers können für die Dämpfung des. Querfeldes und des Längsfeldes geeignete Wicklungen vorgesehen werden. Zur Aufnahme einer Ouerfelddämpferwicklung sind im Pol ia Nuten 13 vorgesehen, von denen aus die Dämp:ferspulen sich zu den benachbarten Polen erstrecken. Vorteilhaft werden zur Stirnverbindung der Stäbe dieser Wicklung von Polmitte zu Polmitte reichende Segmente von Endplatten aus geeignetem Stoff verwendet.
• Für die bei Einphase:ngeneratoren erforderliche Längsfelddämpfung können die Keile der Nuten für die Erregerwicklung verwendet werden, die dann aus für den beabsichtigten Zweck erforderlichen gutleitendem Stoff hergestellt werden. Die Stäbe der Querfelddämpferwicklung und die der Längsfelddämpferwicklung können mit denselben Endplatten verbunden werden, die dann als Kurzschlußringe für beide Wicklungen dienen und aus für diesen Zweck geeignetem Stoff gewählt werden. Die Längsfelddämpferwicklung kann aber auch zwischen. die Erregerwicklung und die Nutenkeile eingelegt werden, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist, bei der diese Wicklung aus. besonderen Kurzschlußwindungen 19 besteht. Die Nutenkeile können dann mehrteilig sein. Sie werden in diesem Fall mit Vorteil ebenfalls aus elektrisch gut leitendem Stoff, etwa Kupfer oder Messing, ausgeführt. Infolge der gut leitenden Berührung mit der sie überbrückenden Dämp:ferwicklung tragen die Nutenkeile 15 dann ebenfalls wirksam zur Längsfelddämpfung bei. Dasselbe würde der Fall sein, wenn an Stelle der Kurzschlußwindungen nur Kupferschienen eingelegt und die Teilkeile an den Maschinenenden mit elektrisch leitenden Druckplatten elektrisch gut leitend verbunden werden. Ein Vorteil der durch Kurzschlußwindungen gebildeten Längsfeld'dämpfe:rwicklung liegt auch in der leichteren Auswechselbarkeit der Erregerspulen. Würde die Längsfelddämpferwicklung allein durch einteilige Nutenkeile gebildet, so müßten diese an den die Kurzschlußringe bildenden Endplatten verlötet oder verkeilt werden.
• Der Blechkranz wird je nach den auftretenden mechanischen Beanspruchungen mit 1/2, 2/3 oder voller Verkettung ausgeführt, so daß sie sich selbst tragen kann.. Vorteilhaft wird die Blechverkettung gleich der Zonenbreite der Erregernuten je Polteilung gewählt, hier also angenähert 2/3 der Polteilung. Ein Ausführungsbeispiel für 2/3 Verkettung zeigt Fig. 7. Hierbei ist dieselbe Nuten- und Dämpferanordnung wie in Fig. i zugrunde gelegt. Zum Zusammenhalten der Bleche dienende Bolzen werden vorteilhaft auf Nutenteilung oder auf ein Vielfaches dieser Teilung gelegt, dann liegen die Blechstoßfugen stets im Nutengrund oder auf Zahnmitte, wie in Fig. i durch die Bolzenlöcher 2o angedeutet ist. Bei der in Fig. 7 dargestellten Anordnung mit 6 Erregernuten je Polteilung ist der Blechkranz in -6 Lagen versetzt angeordnet. Dabei sind nur 3 verschiedene Blechsegmentschnitte erforderlich, da jeder Schnitt spiegelbildlich verwendet werden kann. Ein: Blechsegment reicht hierbei über eine Polteilung. Es kann aber auch so bemessen werden, daß es über mehrere Polteilungen reicht. Die Blechsegmentteilung kann auch einem nach der Unterteilung der Erregerwicklung geteilten Bruchteil einer Polteilung entsprechen, der größer oder kleiner, als die Polteilung sein, kann.
• Der Blechkranz kann mehrteilig ausgeführt werden: Als Teilfugen werden dabei vorteilhaft durch Stoßfugen der Bleche im Bereich bewickelter Zonenbreiten gebildete Treppen gewählt, die im vorliegenden Fall fünf Stufen besitzen. Zur Verbindung dienen die in demselben Bereich liegenden fünf Bolzenreihen I bis V, die zum leichteren Zusammensetzen und Auseinandernehmen etw5.s loser in den Blechkranz eingesetzt werden als die übrigen Verbindungsbolzen für die Bleche, die satt eingezogen werden.
• An der Teilfuge sind die Dämpferendplatten; 21 und: 22, die zur Verbindung der Querfelddämpfers,täbe 23 dienen, nicht auf Polmitte gelegt, sondern es ist um die Verlagerung der Teilfuge gegen die Polmitte die eine verkürzt und die andere verlängert, wobei beide durch Laschen leitend miteinander verbunden. sind.
• Die Dämpferstabteilung wird, wie gezeigt, zweckmäßig so ausgeführt, daß auf der Polmitte kein Dämpferstab liegt, um auf der Polmitte geteilte Dämpferendplatten verwenden zu können.
• Die Stirnverbindungen von Längsfelddämpferwindungen können auch zum Versteifen und Befestigen der Wickelköpfe der Erregerwicklung herangezogen werden, indem sie z. B. seitliche Erweiterungen mit Lächern erhalten, durch die Befestigungsbolzen. für diese Wicklung hindurchgeführt werden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Läufer für Synchronmaschinen mit aus in der Umfangsrichtung sich überlappenden Blechsegmenten zusammengesetztem Joch, dadurch gekennzeichnet, da.ß die Blechsegmente des Joches in radialer Richtung nach außen verlängert und mit Nuten für die Erregerwicklung versehen sind.
2. 2. Läufer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Spulen der Erregerwicklung je Pol konzentrisch zueinander angeordnet sind.
3. 3. Läufer nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Spulen der Erregerwicklung in zwei oder mehr Schichten übereinander angeordnet sind. q.: Läufer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in den Polzonen der Blechsegmente Nuten (13) zur Aufnahme einer Querfelddämpferwicklung vorgesehen sind (Fig. i). 5. Läufer nach den Ansprüchen i bis 4., gekennzeichnet durch eine Längsfelddämpferwicklung in den Nuten der Erregerwicklung. 6. Läufer nach Anspruch q,, gekennzeichnet durch elektrisch gutleitende Endplatten von Polmitte zu Polmitte, mit denen die Stäbe der Querfelddämpferwicklung verbunden sind. 7. Läufer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß elektrisch leitfähige Verschlußkeile für die Nuten der Erregerwicklung als Stäbe für die Längsfelddämpferwicklung dienen. B. Läufer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Erregerwicklung und den in der Maschinenlänge unterteilten Nutenverschlußkeilen Kurzschlusstäbe für die Längsfelddämpfe@rwicklung liegen und die Teilkeile an den Maschinenenden mit elektrisch leitenden Druckplatten. elektrisch leitend verbunden sind (Fig.6). g. Läufer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechsegmentteilung des Läufers gleich einer oder mehreren Polteilungen ist. io. Läufer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechsegmentteilung des Läufers einem nach der Nutenteilung der Erregerwicklung geteilten Bruchteil einer Polteilung entspricht, der größer oder kleiner als die Polteilung sein kann. i i. Läufer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechverkettung gleich der Breite der mit Erregernuten versehenen Läuferteile ist. 12. Läufer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechpaketholzen auf Nutteilung oder auf einem Vielfachen einer Nutteilung liegen. 13. Läufer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer mehrteilig ist und im Bereich bewickelter Zonenbreiten abgetreppte Teilfugen und leicht lösbare Blechpaketbolzen besitzt. 1q.. Läufer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, da.ß die. zu beiden Seiten jeder LäufeTteilfuge liegenden. und durch diese begrenzte Dämpferendplatten an der Teilfuge durch Laschen leitend mitein andeT verbunden sind (Fig. 7). 15. Läufer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnverbindungen der Längsfelddämpferwindungen ,zugleich zum Versteifen oder Befestigen der Wickelköpfe der Erregerwicklung dienen. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 193 180, 317 66o, 63I 807; schweizerische Patentschriften Nr. 14q. roh, 143 488; USA.-Patentschrift Nr. 89o 98a.