Bekanntlich wird bei Maschinen mit senkrechter Welle (insbesondere
elektrischen Maschinen wie Wasserkraftgeneratoren) eine erhebliche Einsparung an
Verlusten und damit eine Verbesserung des Wirkungsgrades der Maschine dadurch erzielt,
daß das den Läufer tragende Traglager magnetisch entlastet wird, indem ein stillstehender
Hubmagnet auf eine mit dem Läufer verbundene Ankerscheibe nach oben gerichtete Anziehungskräfte
ausübt und dadurch den Druck auf das. Traglager vermindert. Es .ist bekannt, den
Einbau einer magnetischen Traglagerentlastung so vorzunehmen, daß der ruhende Hubmagnet
mit seiner Erregerwicklung an der Tragkonstruktion für das Traglager (Tragbrücke
bzw. Tragstern) der Maschine befestigt und als Gegenpol eine besondere rotierende
Ankerscheite auf der Maschinenwelle angeordnet wird.It is well known that machines with a vertical shaft (in particular
electrical machines such as hydropower generators) offer considerable savings
Losses and thus an improvement in the efficiency of the machine achieved by
that the support bearing carrying the rotor is magnetically relieved by a stationary
Lifting magnet on an armature disk connected to the rotor, upwardly directed attractive forces
exerts and thereby reduces the pressure on the support bearing. It. Is known that
Install a magnetic support bearing relief in such a way that the lifting magnet
with its excitation winding on the supporting structure for the supporting bearing (supporting bridge
or support star) of the machine and a special rotating one as the opposite pole
Anchor billets is arranged on the machine shaft.
Fig. I der Zeichnung zeigt -eine derartige Anordnung für einen Wasserkraftgenerator,
wobei I die Maschinenwelle und 2 der Läufer des Generators ist. 3 ist die Tragkonstruktion
für das Traglager 4, die sich über die Armsterne 5 auf die Maschinenfundamente 6
abstützt. 12 ist die Trogkonstruktion für das Traglager. Der Hubmagnet 7 mit seiner
Erregerspule 8 umgibt ringförmig die Maschinenwelle; er ist an der unteren Gurtplatte
9 der Tragkonstruktion angeschraubt. Ebenso ist die Ankerscheibe Io des Hubmagneten
auf der Welle I mittels des in eine Nut der Welle eingreifenden Flanschringes II
befestigt. Um den erforderlichen magnetischen Jochquerschnitt für den Hubmagneten
zu erreichen und .die Erregerspulen unterbringen zu können, sind - besonders bei
größeren Hubkräften - oft Eisenkörper von axial großer Stärke und erheblicher radialer
Ausdehnung notwendig. Der axiale Raumbedarf dieser Eisenkörper vergrößert die Bauhöhe
der Maschine, und ihre großen Abmessungen ergeben hohe zusätzliche Gewichte bzw.
einen großen Materialaufwand: Die Erfindung betrifft eine magnetische Traglagerentlastung
für (insbesondere elektrische) Maschinen mit -senkrechter Welle, an der dieser Nachteil
vermieden ist. Erfindungsgemäß ist der magnetische Fluß der Traglagerentlastung
über ohnehin vorhandene Teile der Maschinenanordnung geführt.Fig. I of the drawing shows such an arrangement for a hydropower generator,
where I is the machine shaft and 2 is the rotor of the generator. 3 is the supporting structure
for the support bearing 4, which extends over the arm stars 5 onto the machine foundations 6
supports. 12 is the trough construction for the support bearing. The solenoid 7 with his
The excitation coil 8 surrounds the machine shaft in a ring shape; it is on the lower belt plate
9 screwed to the supporting structure. Likewise is the armature disk Io of the lifting magnet
on the shaft I by means of the flange ring II engaging in a groove in the shaft
attached. To obtain the required magnetic yoke cross-section for the lifting magnet
to reach and .to be able to accommodate the excitation coils, are - especially with
larger lifting forces - often iron bodies of great axial strength and considerable radial ones
Expansion necessary. The axial space requirement of these iron bodies increases the overall height
of the machine, and its large dimensions result in high additional weights or
a large amount of material: The invention relates to a magnetic support bearing relief
for (especially electrical) machines with -vertical shaft, where this disadvantage
is avoided. According to the invention is the magnetic flux of the support bearing relief
out of already existing parts of the machine assembly.
Die Tragkonstruktion für das Traglager der Maschine besitzt im allgemeinen
eine ziemlich starke untere Gurtplatte (9 in Fig. I), die, verbunden mit entsprechenden
Stegblechen, eine unzulässige Durchbiegung bzw. Stülpung des Traglagertroges 12
verhindert. Bildet man nun erfindungsgemäß diese untere Gurtplatte als Eisenkörper
des Hubmagneten aus, so erhält sie durch seine erforderliche Form und Stärke eine
große Steifigkeit. Fig. 2 der Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispiel der Erfindung
diese Anordnung; wobei der Teil 13 sowohl die untere Gurtplatte für die Tragkonstruktion
3 bildet als auch den magnetischen Fluß für den Hubmagneten mit den Wicklungen 8
führt. Für den Einbau des. Hubmagneten ist nunmehr kein zusätzlicher Raum in axialer
Richtung mehr erforderlich. Es kann im Gegenteil - wie .aus dem Vergleich mit Fig.
I zu ersehen - die ganze Höhe der Tragkonstruktion 3 und 5 um den Betrag h wegen
der hohen Steifigkeit der unteren Gurtplatte noch verningert werden.The support structure for the support bearing of the machine generally has
a fairly strong lower strap plate (9 in Fig. I), which, connected to corresponding
Web plates, impermissible bending or eversion of the support bearing trough 12
prevented. If, according to the invention, this lower belt plate is now formed as an iron body
of the solenoid, it gets a due to its required shape and strength
great rigidity. Fig. 2 of the drawing shows an embodiment of the invention
this arrangement; the part 13 being both the lower strap plate for the supporting structure
3 also forms the magnetic flux for the lifting magnet with the windings 8
leads. There is now no additional space in the axial direction for installing the lifting magnet
Direction more required. On the contrary - as can be seen from the comparison with Fig.
I can be seen - the entire height of the supporting structure 3 and 5 by the amount h because of
due to the high rigidity of the lower belt plate.
Auch die Ankerscheibe des Hubmagneten kann ein tragendes Element der
Maschine bzw. ein tragendes Element der Polradkonstruktion des Wasserkraftgenerators
bilden. Beispielsweise sind bei den vielteiligen Nebensternen für die Blechkettenläufer
größerer elektrischer Maschinen starke Tragringe (14 in Fig. I) zur Befestigung
der Arme 15 des Nebensterns erforderlich. Verstärkt man nun den oberen Tragring
des Nebensterns, so daß er den erforderlichen- magnetischen Querschnitt der Ankerscheibe
des Hubmagneten besitzt, so wird für diese nur noch der Materialaufwand zusätzlich
notwendig, der' sich aus dem Unterschied des magnetisch erforderlichen Querschnitts
zu dem bereits zur Aufnahme der mechanischen Beanspruchung notwendigen Querschnitts
ergibt. 16 stellt in Fig. 2 diese Ankerscheibe des Hubmagneten dar, die außerdem
den oberen Tragring des Nebensterns bildet.The armature disk of the solenoid can also be a supporting element of the
Machine or a load-bearing element of the pole wheel structure of the hydropower generator
form. For example, the multi-part secondary stars for the sheet metal chain runners
larger electrical machines strong support rings (14 in Fig. I) for attachment
the arms 15 of the minor star are required. Now reinforce the upper support ring
of the secondary star, so that it has the required magnetic cross-section of the armature disk
of the lifting magnet, only the additional material costs are required for this
necessary, which 'results from the difference in the magnetically required cross-section
to the cross-section already necessary to absorb the mechanical stress
results. 16 shows this armature disk of the lifting magnet in FIG. 2, which also
forms the upper support ring of the minor star.
Durch diese Maßnahme wird auch beim rotierenden Teil der magnetischen
Traglagerentlastung eine wesentliche Verringerung des Materialaufwandes und der
axialen Bauhöhe der Maschine erreicht. Selbstverständlich können auch Tragkonstruktionen
bzw. Läuferteile anderer Bauformen als die oben. beschriebenen im Sinne der Erfindung
als Hubmagnete bzw. Ankerscheiben verwendet wenden.By this measure, the rotating part of the magnetic
Support bearing relief a significant reduction in the cost of materials and the
axial height of the machine reached. Of course, support structures can also be used
or rotor parts of other designs than those above. described within the meaning of the invention
used as lifting magnets or armature disks.