DK148189B - Patronsikring til roterende elektriske maskiner - Google Patents

Description

148189

Opfindelsen omhandler en patronsikring af den i krav l’s indled-r ning angivne art, især til en roterende magnetiseringsmaskine med halvlederstator og roterende anker.

Sådanne sikringer er ofte fastgjort i radialretningen til en støttering på det roterende anker og udsættes derved for en stor centrifugalkraft, der bevirker en aksial sammentrykning, som eventuelt kan knuse sikringen. De sædvanligt benyttede markeringsangivelser for sikringsudløsning kan også dårligt tåle de store centrifugalaccelerationer.

148189 2

Fra beskrivelsen til U.S.A.-patent nr. 2 658 974 kendes en patronsikring af den indledningsvis angivne art, der har et isolerende indre mellemstykke til at afstive sikringen under dennes rotation.

Den kendte sikring frembyder dog et tomrum imellem metalhovedets endeflade og det rørformede mellemstykkes endeflade, så at mellemstykket ikke kan optage de under rotationen frembragte kompressionskræfter .

Opfindelsen har til formål at tilvejebringe en patronsikring af den angivne art, hvor mellemstykket kan optage de i sikringen aksialt optrædende kompressionskræfter til afhjælpning af de ovennævnte ulemper.

Dette opnås ifølge opfindelsen ved en sikringskonstruktion af den i krav l's kendetegnende del angivne art, hvorved der skabes en formslutning mellem metalhovedet og mellemstykket trods fremstillingstolerancer og en god kraftfordeling over understøtningsfladen.

Ved den i krav 2 angivne udformning opnås en god indspænding af mellemstykket, og at de ved ændringer af omløbstallet optrædende tangentialkræfter optages af recessens sidevægge.

Ved den i krav 3 angivne konstruktion opnås et særlig stift mellemstykke, der kan fremstilles af et ikke for hårdt brændt oxygenholdigt materiale, der let kan efterbehandles ved for store målafvigelser.

Ved den i krav 4 angivne udformning opnås en særlig beskyttelse af bøsningsbunden under monteringen, og mellemstykket skal ikke brændes ved en høj temperatur til store hårdhedsgrader.

Opfindelsen forklares nærmere nedenfor i forbindelse med tegningen , hvor: 3 148189 fig. 1 er et aksialt delsnit igennem en vekselstrøms-magnetiseringsmaskine for en turbogenerator, fig. 2 er et aksialt snit igennem en patronsikring ifølge opfindelsen til magnetiseringsmaskinen., fig. 3 er et tværsnit langs planet III-III på fig. 2, fig. 4 er et forstørret længdesnit igennem udløseanordningen for sikringen på fig. 2 og 3, fig. 5 og 6 er længdesnit svarende til fig. 2, men for ændrede udfør els esformer for sikringen, og fig. 7 er et tværsnit langs planet VII-VII på fig. 6.

Som vist på fig. 1 omfatter vekselstrømsmagnetiseringsmaskinen for en turbogeneratorgruppe et støttehjul 1 monteret på gruppens aksel 2. Hjulet 1 har en hjulkrans la, som bærer et ringformet anker 3 af dynamoblik, i forbindelse med viklinger 4. Ankeret 3 roterer inden i en stator 5, som kan omfatte enten permamagneter eller en vikling 6. De i ankerviklingen 4 optrædende vekselspændinger ensrettes af halvlederensrettere 7, som på passende måde er fastgjort til hjulet 1.

Til beskyttelse af maskinen er der anbragt smeltesikringer 8, som i det viste eksempel er fastgjort til en inderkant lb af hjulkransen la. Sikringerne 8 roterer sammen med akselen 2 og underkastes derved centrifugalaccelerationer, der søger at komprimere sikringerne aksialt. Disse accelerationer kan antage sådanne værdier, at de sædvanlige sikringer ikke kan modstå dem og knuses.

Fig. 2 og 3 viser en patronsikring 8 ifølge opfindelsen, der på konventionel måde omfatter to metalhoveder 9 og 10 monteret ved enderne af et isolerende rørlegeme 11 og fastgjort til dette ved ikke viste organer, eksempelvis skruer, hvilke hoveder er forsynet med indvendige knaster 9a og 10a, hvortil der er loddet enderne af et vist antal smeltelegemer 12, eksempelvis udformet som bånd. Hovedet 9 er fast forbundet med en udvendig perforeret flig 148189 4 9b, som er forskudt sideværts fra sikringens længdeakse A-A, ved hjælp af hvilken flig sikringen kan fastgøres til en passende understøtning som antydet med stiplede linier, og som eksempelvis .kan være den på fig. 1 viste hjulkranskant lb. Denne understøtning, som er centreret på aksen A-A, udgør herved en nulelektrode, idet viklingen 4 og ensretterne 7 antages at være monteret i stjerneforbindelse. Under disse betingelser søger centrifugalkraften at sammenpresse patronopbygningen aksialt imod understøtningen lb som angivet ved pilen 13 på fig. 2.

For at fastholde rørlegemet 11 imod virkningen af centrifugalaccelerationen 13 omfatter hovedet 9 en udragende ringkant 9c, som danner en ansats.

Hovedet 10 er indrettet til optagelse af en passende forbindelsesledning. I det viste udførelseseksempel omfatter hovedet 10 en udvendig knast 10b med en hertil passende udsparing. For at fastholde hovedet 10 imod virkningen af centrifugalaccelerationen er der imellem dette hoved og hovedet 9 inden i sikringen anbragt et aksialt tværstykke 14 bestående af et isolationsmateriale med en stor mekanisk modstandsevne over for sammentrykning. Enderne af tværstykket 14 indgriber med en passende frigang i det indre af tilsvarende indsænkninger 9b og 10c i hovederne 9 og 10, hvilken frigang er udfyldt med et lag 15 henholdsvis 16 af et materiale med trykfordelende egenskaber, eksempelvis et ikke-bristende klæbemiddel, et lag af et væsentligt deformerbart formstof osv.

Som vist på fig. 3 bar hovedet 9 et tværgående periferisk indsnit 9e afgrænset af en bund med retliniet profil, hvilket indsnit strækker sig over et parti af hovedets godstykkelse og er centreret i forhold til den tværgående symmetriakse B-B for fligen 9b. Indsnittet 9e er udformet til kompensering af den uligevægt, som akseforskydningen af fligen 9b medfører i fordelingen af masserne omkring sikringens hovedlængdeakse. Som følge af indsnittet 9e er tyngdepunktet for hovedet 9 stadig beliggende på længdeak· sen A-A, så at de fra centrifugalaccelerationen hidrørende kraftpåvirkninger på hovedet 9 skaber en kraftkomposant beliggende i denne akse.

148189 5

Sikringen på fig. 2 og 3 omfatter endvidere en markeringsanordning for udløsning af sikringen, omfattende en knap 21, der normalt tilbageholdes i det indre af sikringen, men som springer ud, når denne har udløst.

Som vist på fig. 4 omfatter markeringsanordningen et isolationsrør 17, der med en vis frigang er lejret i to indvendige tilsvarende udsparinger 9f og lOd i hovederne henholdsvis 9 og 10. I det indre af røret 17 er der anbragt en aksial smeltetråd 18 med et lille tværsnit, hvis ene ende går igennem en boring lOe i hovedet 10 og er svejst hertil som angivet ved 19, medens den anden ende af smeltetråden 18 passerer igennem en passende boring 9g i hovedet 9 og er svejst ved 20 til bunden af den hule udløseknap 21, som fastholdes i en udsparing 9h på yderfladen af hovedet 9. Knappen 21 styres af en skive 22 anlagt imod hovedet 9 og er forspændt i udadgående retning ved hjælp af en svag fjeder 23. Endelig er knappen 21 omgivet af en pakring 24, som ligger an imod en krave 21a, der omgiver knappens åbne ende. For at tilvejebringe den elektriske forbindelse imellem tråden 18 og hovedet 9 uden mellemkomst af fjederen 23 er der tilvejebragt en bøjelig ledning 25» som er svejst til ledningen ved 26 og til inderfladen af hovedet 9 ved 27, hvilken ledning 25 passerer igennem spillerummet imellem røret 17 og lejet 9f.

For at tråden 18 kan smelte let selv ved meget svage spændinger som dem der optræder i en montering af den på fig. 1 viste art under en kortslutning af en fase i et flerfasesystem med et stort antal faser, er tråden 18 udformet med en zone 18a med nedsat tværsnit på en ringp; længde. I en foretrukken udførelsesform tilvejebringes denne zone gående ud fra en tynd tråd, på hvilken der ad elektrolytisk eller anden vej aflejres metal undtagen i zonen 18a.

På konventionel måde er hele det indvendige rum i rørlegemet 11, som omgiver smeltelegememe 12, mellemstykket 14 og røret 17, udfyldt med en masse 28 af et pulverformet materiale egnet til at slukke en lysbue. For at undgå, at materialet opfører sig mere eller mindre som en væske og under virkning af centrifugalaccelerationen søger at sprænge rørlegemet 11, er materialet sam 148189 6 menkittet ved hjælp af et klæbemiddel til omdannelse af massen til en porøs enhed, som kan muliggøre ekspansionen af de ved smeltelegemernes overbrænding udviklede gasarter.

Det forstås, at den på fig. 2 og 4 viste patronsikring er egnet til at modstå høje kompressionskræfter i aksial retning langs hovedet 9, idet rørlegemet 11 ligger an imod kanten 9c og hovedet 10 ligger an imod mellemstykket 14. Alle kræfterne overføres således til hovedet 9, der overfører dem direkte til understøtningen lb. Patronsikringen omfatter endvidere en således orienteret markeringsanordning, at den aksiale acceleration søger at presse markeringsknappen udefter.

I den på fig. 5 viste udførelsesform omfatter mellemstykket imellem de to hoveder 9 og 10 en sjæl lOf ud i ét med hovedet 10 og derved bestående af metal som hovedet. På sjælen lOe er der monteret en isolerende bøsning 29, som dækker sjælen langs næsten hele dens længde, idet bunden 29a af bøsningen 29 er indklemt imellem den frie ende af sjælen lOf og det centrale parti af knasten 9a af hovedet 9. For at fordele kræfterne er der endvidere indsat formstofskiver 30 og 31 på begge sider af bunden 29a. I det viste udførelseseksempel er der ingen indsænkning som indsænk-ningen 9d på fig. 2 til centrering af det sammensatte mellemstykke lOf,29, idet sjælen lOf er stift forbundet med hovedet 9, men der kan naturligvis anvendes en sådan indsænkning, dersom det skønnes hensigtsmæssigt.

Det forstås, at takket være den isolerende kappe i form af bøsningen 29 fungerer mellemstykket på fig. 5 nøjagtigt som mellemstykket på fig. 2 og 3.

Den på fig. 6 og 7 viste udførelsesform omfatter intet centralt mellemstykke som mellemstykkerne 14 eller 10f,29. Til overføring af. kræfterne imellem de to hoveder 9 og 10 er der i det indre af rørlegemet 11 anbragt en slags muffe imellem hovedernes periferizoner, hvilken muffe således kan betragtes som et rørformet mellemstykke. For at muliggøre monteringen af sikringen er muffen opbygget som to halvcylinderformede halvparter 32 og 33 med foreningsplanet passerende igennem sikringens akse A-A. På fig. 6 og 148189 7 7 er dette plan vist sammenfaldende med symmetriplanet B-B for indsnittet 9e.

Det bemærkes, at af forenklingshensyn svarer hver ende af kappen 32,33 til et enkelt transversalplan. Heraf følger, at den venstre kant af kappen på fig. 6 ikke rager ind i indsnittet 9e, men som følge af dettes nedsatte tværsnitsoverflade har dette forhold ingen betydning i praksis.