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Elektrische Maschine Die Erfmdunig bietriffteine elektrische Maschine
mit einem zweckmäßig in einem Innengehäuse oder -rahmen untiergebnachten Ständer
und eiuem diesen; umgebenden Ankergehäuse oder -rahmen.
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Die durch den, Läufer .auf den. Eisienkörper, z. B. Blechkranz dies
Ständers ,einer elektrischen Maschine, ausgeübten magnetischen Kräfte verursachen
Erschütterungen in dem Kranz, die bei schnell laufen.-den, Maschinen mit einer geringen
Awahl von Polen eine ziemlich große Amplitude haben. So nimmt z. B. infolge des
sehr starken Uagnietfeldes des Läufers bei üIner großen zweipoligen Maschine, z.
B. einem Turbogenerator, .der Blechkranz eine ungefg'hrelliptische Gestalt an. Fig.
3 vemansch,aulicht diese Durchbiegunig jam Blechkranz, wobei: der vollausgezogene
Kreis die Form dies Blechkranzes @o'hnie Einfluß des, miagnetischen Feldes und die
gestrichelte Ellipsie die Form des Blechkranzes unter Einfluß. :des Läufermagnetfe;ldes
schematisch darstellen. niese elliptische Verzerrung dreht sich während .des Betriebes,
der Maschine ungefähr mit derselben Gteschwind@ökeit wie dür Läufer. Da .die Verteilung
des Magnetfeldes ungefähr sinusförmig ist, ist die B@ewe;gunig irgendeines Punktes
in de'm Blechkranz ieb,entalls sinusförmig. Dieselbe Wirkung entsteht fauch bei
seiner ;größeren Anzahl von Polen, ist jedoch bei Maschinen iam größten, die wenige
Pole und entsprechend hohe Drebges,chwinidigkeiten haben. Diese Formänderung des
Kranzes, welche sich mit dem Läufer dreht, veranlaßt den. Kranz, mit einer .der
Drehgeschwindigkeit entsprechenden Frequienz zu schwingen.
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Bei edier üblichen Bauart von großen Gleneratoren und. anderen Dynamomaschinen,
bei denen der
Blechkranz sich direkt ;auf das: Gehäuse stützt, werden;
die in :dem Kranz ,entstehenden Erschütterungen ;auf das Gehäuse und das Fundament
Übertragen.
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Der Erfindung liegt nun :die Au%gabie zugrunde, zu verhindern, :daß,
die in dem Blechkranz bzw. Eisenkörper des Ständers ,entstehenden Erschütterungen
lauf das Außengehäuse und Fundament übertragen: werden,.
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Zu diesem Zweck wird nach der Erfindung zwischen Ständer und Außengehäusie
leine Federung angeordnet, :die zurr Aufnahme von im Städder auftretenden. Erschütterungen,
insbesondere zur AuF-nahme der radialen Kampon@enten ,der Schwingungen, die von
.durch den Läufer ;auf -den Ständer aus,geübtein: :magnetischen Kräften herrühren,
rfadial zum Gehäuse Moder Rahmien genügend nachgiebig, tangential zum Ständer bzw.
Innengle'häusie oder -rahmen zwecks Festhalten in seiner richtigen Lage jedoch genügend
starr ist. Um die übiertragung der tangentialen Kompionenten,der Erschütterupgen
zu verhindern, wird diesie Federung ;am Ständer bzw. inneren Gehäuse an Stellen
befestigt, @an,- denen die tanvgentialen Komponenten der Erschütterung inn wesentlichen
Null !oder mindesten;, sehr klein sind. Auf ,diesle Weise wird eine. passende mechia,-nische
Stütze -erhalten, während sämtliche Erschütterungen in der Federlagerung rufgenommen
werden und damit ihre Übiertragung lauf das Außengehäuse und Fundament verhindert
wird.
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Die Erfindung wird beispielsweise im folgenden im Zusammenhang mit
den Zeichnungen beschrieben, von ;denen Fig. i eine . Endansicht, einer- Dyniamomas!chine
mit fortgelassienem Läufer teilweise im Schnitt ggemä:ß der Linie I-1 der Fig. 2,
Fig. 2 eine Seitenansicht der Maschine teilweise im Schnitt gemäß Linie II-II .der
Fig. r und Fig. 3 und q. .die Erfindung erlä!uterüde Diagramme zeigen.
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Die in: .den, Fig. i -und 2 gezeigte Maschine ist ein, verhältnismäßig
igroß-er Generator, der ein Außemigehäuse i mit einer Anzahl von in axialer Richtung
räumlich voneinander lgetrennten, Gehäuseringen 2 besitzt. Das. Gehäuse i hat Fußstützen
3 auf ,entgegengesetzten Seiten zur Stützung der Maschine ;auf seinem ;geeigneten
Fundam,@ut q. und Bedienupgsiöffnungen 5 @an ,geeigneten Stellen, die gewünschtenfalls
mit Deckeln versehen werden können. Die Maschine hat seinem. unterteilten Blechkranz
6, :der in üblicher Weise mit Nuten 7 für die Aufnahme der Ank-erwiqklungen vemsehen
ist. Er ist starr in einem Innengeh,äus,e mlouitiert, welches aus einer Anzahl vorn
L,ängsrip:pein 8 und Rungen 9 besteht. Damit isst -ein Gehäus:egerippie gebildet,
,das, volfkomsmen vom Außengehäusie getrennt ist. Ein Läufer von irgendeiner geeigniet@n:
Bauaxt ist an .einer Welle io befestigt, welche in Außenlagern gestützt ist und
,durch irgendeine geeigneteAntriebsmas,0"1 e, wie z. B. seine Dampf tuxbine, angetrieben
werden kann.
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Das innere Gehägse ist :erf,n;dun;gsgmnäB: im: dem Außengehäuse auf
Federteilen i i gestützt. Diese Federteile haben vorza;gsweise he Form flacher Stahlstreifens,
die verhältnismäßig breit und idünn sind, :so daß sie starr in der Richtung ihrer
Länge, aber federnd in der Querrichtung sind. Zwei dieser Platten werden lan jeder
Seite ides Gehäusies an . jedem Ende :der Masohine verwendet, wie es in :den, Zeichnungen
gezeigt ist. Jedes Paar von Federstreifen isst in lotrechter Stellung auf :einem
Tragteil 12 montiert, welcher an einem Auflagestück 13 des ;äußeren. Gehäuses durch
Bolzen 1 ¢ befestigt ist. Die Tragteile 12 werden durch Bolzen 15 in Stellung gehalten,
die mit einem Ende einges:cüraubt in die Tragteile und am arideren Ende an Ansätzen
16 an dem Außexgehäuse befestigt werden. Die Teile 12 bilden :dabei starre Stützen,
durch .die das Gewicht des inneren Gehäuses und des Blechkranzes getragen Wird.
Dias Innengehäuse hat einen Längs-
streifen 17 an jeder Seite, der gleichzeitig
eine Gehäuserippe bildet. Dieser besitzt lotrechte Löcher für die Bolzen 18, durch
,dieser ian ,einer an iden; oberen Enden der Feidern i i -sitzenden Haube 19 befestigt
ist. Die Federn( sind in der lotrechten Richtung verhältnismäßig lang und,dünn und,daher
in der waagerechten "Richtung, d. h. raodial zum Innemgehäuse, sehr nachgiebig.
Sie sind in der lotrechten; Richtung jedoch verl@ä@tnismäßig starr wegen; ,ihrer
Breite und weil jedes Federpaar an beiden Enden untereinander befestigt isst., Aus
dnesiem Grunde wird ,das Gewicht .des Innengehäuses und Blechkranzes in geeigneter
Weise von dem: Außengehäuse ,getragen.
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Dia idve Federn i i in der waagerechten Richtung sehr nachgiebig sind,
kann das Innengehäuse durch sie nicht an aeiner H!orizontalbewe;gung gehindert werden.
Uni es. ,daher an einer waiagenechten Bewegung zu hindern, wird es ,auch iarnn Boden
(durch Federn( 20 ;gestützt. Diesle können kleiner und schwächer als die Federn
i i sein, .da sie nicht das Gewischt :das Innengehäuses und. :des Blechkranzes tragen
is,ollen. Sire sind (aber s.o ausgeführt, daß: :sie in ihrer Längsrichtung ;genügend
,starr sind, um das Imneingehäuse an einer Hiorizontalbeweguüg zu hindern, während
sie radial. zu dem Gehäuse geintügend nachgiebig sind, um radiale Schwingungen aufzunehmen.
Stangen 21 sind zwisichen dien Ringen 2 des ;äußeren Gehäuses an jeder Seite der
Maschine ald beiden Einiden ungeordnet und jede der Federn 2o ist an eiidem Ende
in ,einer der Stangen,- 21 mittels Muttern und Sicherungsunterlegscheiben 22 befestigt.
.Die anderen Enden der Feldern 20 sind an einer Längsrippe 23, die sich zwischen
den Ringen 9 des Inrniengeh;äusies gerstreckt, durch Muttern und SvcherumIgsunterlegsicheiben
24 festgemacht. Zwei Federn, 2o werden an jedem Endei der Mas@c'hine verwendet,
von, :denen die eine an der Stange 21 an einer Seite ,der Maschine und die ;andere
an der Strange 21 an, ,der entgegengesetzten Seite befestigt ist, wie iauss ,der
Zeichnung hervorgeht.
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Es ist ersichtlich, :daß ,das Imengehäuse in dem Außengehäuse :durch
Federln (an voneinander räumlich ,;getrennten um dieses herum angeordneten Stellen
im: richtiger Lage ,gehalten wird. Alle diese Federn sind tangentval zu dem GehÄuse
;genügend
starr, um es in dem Außengehäuse in Stellung zu halten,
aber radial zu dein Gehäuse ;genügend nachgiebig, um die, radialen Erschütterungen
aufzunehmen, die in dem Blechkranz infolge der durch den -Läufer ausgeübten magnetisichen
Kräfte auftreten. Auf diese Weise wird ihre übertragung auf das Außemgehäuse und
dass Fundament verhindert. Da die Stützfedern in der tangentialen Richtung jedoch
starr sind, würden irgendwelche tangentnalren Erschütterungen, die an Stellen auftreten.,
ian dienen die Federn ian dem Inne4gehäuse befestigt sind, durch sie auf das Außengehäuse
übertragen werden. Die tangendalen Erschütterungen sind zwar im ;allgemeinen -viel
kleiner als die radialen Erschütterungen, aber igroß genug, um störend zu stein;
um sie zu beseitigen, werden -die Federn. ian dem Innengehäuse ian Stellten; befesti,ät,
an denen diese Erschütterungen im wesentlichen Null sind :older wenigstens so klein,
daß sie keine merkliche Wirkuzug haben. Diesle Stellen können durch Versuch leicht
bestimmt oder ganz einfach errechnet werden.
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Faßt man das Staborblech der, elektrischen Maschine Tals leinen ;gekrümmten
Träger lauf, so besitzt dieser bekanntlich bezüglich der Einwirkung der radialen
magnetischen Kräfte eine ,neutrale Achse, ian der die Druckbeenspruchungen auf der
,äußeren, Seite Beis Statorbleches in Zugbe;anspruc!hunaen auf der inneren Seite
übergehen. Auf Grund von theoretischen überlegungen läßt sich nun nachweisen, daß
.die tamgentiale Kompronenbe der Erschiitterungen des Statarbleches durch, den magnetischen
Zug des: rotierenden Läufers ian den Punkten .des Statorbleches Null wird, die 'um
lein: Drittel des Riadmus der neutralen Achse für radialer Entfernung vorn der neutralen
Achse liegen-. Wenn die Federstützen an dem Innengehäuse ian. diesen Punkten befestigt
sind, werden keine tamgemtialen Erschütterungen auf das. Außen gehäusie übertragen.
Da die- Federn; in radialer Richtung genügend nachgiebig sind, um die radialen Kom'po,nenten
aufzune#hmen, wird die Übertragung irgendeiner Erschütterung auf das ;äußere Gehäuse
oder Fundament verhindert.
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Ini der Zeichnung ist beispielsweise leine luftgekühlte Maschine gezeigt.
Es ist aber :ohne weiteres auch möglich, die Erfindung in gleicher Weise auf eine
geschlossene Maschine ,anzuwenden, die durch rin; Gas, wie Wasserstoff, gekühlt
werden kann, :das durch die Maschine getrieben wird. Dias Außengehäuse wird dabei
gas-dicht ausgebildet, und geeignete Kühlvorrichtungen werden für das Gas in irgendeiner
gewünschten Weise vorgesrehen.- In ,ähnlicher Form kann die Erfindung ohne weiterex
auf Wandere bekannte Maschinenbauarten angewendet werden, indem die übliche Bauart
gemäß; dem Grundprinzip, der Erfindung in der Weise ab,-;geändert wird, daß der
Blechkrianz vorteilhaft in einem Innengehäuse untergebracht und im Auß:engehäusie
mittels Federn: ;gestützt wird, die so. ausgebildet sinid, daßr sie die Erschütterungen
aufnehmen und igleichzeitig das innere Gehäuse genügend -starr stützen können.