EP2569850A2 - Rotierende elektrische maschine - Google Patents
Rotierende elektrische maschineInfo
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- EP2569850A2 EP2569850A2 EP11719517A EP11719517A EP2569850A2 EP 2569850 A2 EP2569850 A2 EP 2569850A2 EP 11719517 A EP11719517 A EP 11719517A EP 11719517 A EP11719517 A EP 11719517A EP 2569850 A2 EP2569850 A2 EP 2569850A2
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- EP
- European Patent Office
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- machine according
- rotary electric
- metal segments
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- Withdrawn
Links
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/26—Rotor cores with slots for windings
Definitions
- the present invention relates to the field of electric machines. It relates to a rotary electric machine according to the preamble of claim 1.
- Double-fed asynchronous machines are well known. They have a structure that can be exemplified as follows.
- the rotating electrical machine or asynchronous machine comprises a rotatable about an axis rotor which is concentrically surrounded by a stator.
- the stator has a stator winding which is housed in a laminated stator core and protrudes at the ends in the form of a Statorwickelkopfes from the stator lamination body.
- the rotor comprises a central body with a shaft, at the end of which slip rings for current transmission are arranged.
- a rotor body which carries a rotor winding which emerges from the rotor body at the ends in the form of a rotor winding head.
- the rotor winding must be secured against the occurring centrifugal forces.
- Rotor laminated core of the rotor plate body serves to absorb these forces and at the same time defines the path of the magnetic flux.
- the Hilfsrim as well as the rotor laminated body consist of layered sheets, which are pressed in the axial direction to a composite.
- the pressing is carried out by means of a plurality of bolts which extend in the axial direction through the rotor lamination body and the Hilfsrim.
- Rotor sheet body or Rim is provided for distributing the pressure of a press plate.
- Essential for the invention is that means for positively connecting the adjacent sheet metal segments are provided for transmitting tangential forces between lying in a plane, adjacent sheet metal segments. Due to the positive connection between adjacent sheet segments tangential forces can be passed from sheet metal segment to sheet metal segment, resulting in a more even force distribution.
- Sheet metal segments comprise at least one recess on one terminal side of each sheet metal segment and at least one complementary to this recess claw on the other terminal side of the sheet metal segment.
- the claw has a hammerhead-like or
- each one is on the terminal sides
- Sheet metal segment a plurality of recesses or claws in the radial direction arranged one behind the other.
- the recesses and claws are offset from plane to plane of the laminated core.
- the sheet metal segments are arranged inside the laminated core stacked.
- Another embodiment is characterized in that the sheet metal segments in the region near the axis have holes for the passage of the bolts, that the sheet metal segments are equipped at the outer edge with teeth for receiving the rotor winding, and that the means for the positive connection of the
- Sheet metal segments are arranged in the area between the teeth and the holes.
- the single FIGURE shows a sheet metal segment for the rotor laminated body of an electrical machine with positive connection means according to an embodiment of the invention.
- a sheet metal segment 27 is shown, which according to an embodiment of the invention with means for producing a
- these means comprise one
- Connection side of the sheet metal segment 27 (left in the figure) has a recess 29 in the sheet with a hammerhead-like (or dovetail-like) edge contour, to which on the other terminal side of the sheet segment 27 (right in the figure) an outwardly projecting, complementary formed hammerhead-like (or dovetail-like) claw 30 is formed.
- the combination described has the advantage that the bolts are relieved, as a substantial part of the tangential load is now also taken over by the additional connection (claw / recess), the power transmission is thus moved further into the off-axis region of the sheet segments and thus better overall is distributed.
- this positive connection also counteracts the mechanical expansion of the sheet metal body.
Landscapes
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Abstract
Eine rotierende elektrische Maschine, insbesondere eine doppelt gespeiste Asynchronmaschine im Leistungsbereich von 20 MVA - 500 MVA, umfasst einen um eine Achse drehbaren Rotor, der von einem Stator konzentrisch umgeben ist und einen Rotorblechkörper aufweist, der ein verschichtetes Blechpaket umfasst, das aus einer Vielzahl von ringabschnittförmigen Blechsegmenten (27) besteht, die mittels in axialer Richtung durch den Rotorblechkörper hindurchgehender Bolzen verspannt sind. Bei einer solchen Maschine wird eine Verbesserung dadurch erreicht, dass zur Übertragung tangentialer Kräfte zwischen in einer Ebene liegenden, benachbarten Blechsegmenten (27) Mittel (29, 30) zum formschlüssigen Verbinden der benachbarten Blechsegmente (27) vorgesehen sind.
Description
ROTIERENDE ELEKTRISCHE MASCHINE
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der elektrischen Maschinen. Sie betrifft eine rotierende elektrische Maschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .
STAND DER TECHNIK
Doppelt gespeiste Asynchronmaschinen sind hinlänglich bekannt. Sie haben einen Aufbau, der beispielhaft wie folgt wiedergegeben werden kann. Die rotierende elektrische Maschine beziehungsweise Asynchronmaschine umfasst einen um eine Achse drehbaren Rotor, der konzentrisch von einem Stator umgeben ist. Der Stator hat eine Statorwicklung, die in einem Statorblechkörper untergebracht ist
und an den Enden in Form eines Statorwickelkopfes aus dem Statorblechkörper herausragt.
Die Rotor umfasst einen Zentralkörper mit einer Welle, an deren Ende Schleifringe zur Stromübertragung angeordnet sind. Um den Zentralkörper herum erstreckt sich ein Rotorblechkörper, der eine Rotorwicklung trägt, die an den Enden in Form eines Rotorwickelkopfes aus dem Rotorblechkörper heraustritt. Die Rotorwicklung muss gegen die auftretenden Zentrifugalkräfte gesichert werden. Das
Rotorblechpaket des Rotorblechkörpers dient der Aufnahme dieser Kräfte und definiert zugleich den Weg des magnetischen Flusses.
An den Enden des Rotorblechkörpers ist ein Hilfsrim angeordnet, das der
Aufnahme der Zentrifugalkräfte dient, die auf den Rotorwickelkopf einwirken. Das Hilfsrim wie auch der Rotorblechkörper bestehen aus geschichteten Blechen, welche in axialer Richtung zu einem Verbund gepresst werden. Das Verpressen erfolgt mittels einer Vielzahl von Bolzen, die sich in axialer Richtung durch den Rotorblechkörper und das Hilfsrim erstrecken. Zwischen Hilfsrim und
Rotorblechkörper beziehungsweise Rim ist zur Verteilung des Druckes eine Pressplatte vorgesehen.
Gemäß den Lösungen des Standes der Technik geschieht die tangentiale
Kraftübertragung in einem aus einzelnen ringabschnittförmigen Blechsegmenten (27) aufgebauten, verschichteten Blechpaket formschlüssig über die das
Blechpaket durchdringenden Bolzen und kraftschlüssig (Reibung zwischen den Blechen) über die axiale Vorspannung des Rimkörpers. Da die Bolzen im radial inneren Bereich des Blechsegmentes 27 angeordnet sind, wurde die tangentiale Kraft bisher nicht gleichmäßig über die (radiale) Blechhöhe verteilt. Während im achsennahen Bereich die vielen stabilen Bolzen, die durch die Löcher 28 im Blechsegment 27 gehen, große tangentiale Kräfte aufnehmen können, waren im achsenfernen Bereich außerhalb der Löcher 28 bisher keine Vorkehrungen getroffen, um dort tangentiale Kräfte aufzunehmen.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine rotierende elektrische Maschine anzugeben, bei der im Rotorblechpaket tangentiale Kräfte gleichmäßiger in den einzelnen Blechsegmenten des Blechpakets aufgenommen werden können.
Die Aufgabe wird durch die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Wesentlich für die Erfindung ist, dass zur Übertragung tangentialer Kräfte zwischen in einer Ebene liegenden, benachbarten Blechsegmenten Mittel zum formschlüssigen Verbinden der benachbarten Blechsegmente vorgesehen sind. Durch den Formschluss zwischen benachbarten Blechsegmenten können tangentiale Kräfte von Blechsegment zu Blechsegment weitergegeben werden, was zu einer gleichmäßigeren Kraftverteilung führt.
Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Maschine ist dadurch
gekennzeichnet, dass die Mittel zum formschlüssigen Verbinden der
Blechsegmente wenigstens eine Aussparung an der einen Anschlussseite jedes Blechsegments und wenigstens eine zu dieser Aussparung komplementäre Klaue an der anderen Anschlussseite des Blechsegments umfassen.
Insbesondere weist die Klaue eine hammerkopfartige oder
schwalbenschwanzartige Randkontur auf. Gemäß einer anderen Ausgestaltung sind an den Anschlussseiten jedes
Blechsegments mehrere Aussparungen beziehungsweise Klauen in radialer Richtung hintereinander angeordnet.
Eine weitere Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Aussparungen und Klauen aus dem Blech des Blechsegments durch entsprechendes
Ausstanzen gebildet sind.
Nach einer ergänzenden Ausführungsform sind die Aussparungen und Klauen von Ebene zu Ebene des Blechpakets versetzt angeordnet.
Vorzugsweise geschieht dies dadurch, dass die Blechsegmente innerhalb des Blechpakets verschichtet angeordnet sind.
Eine andere Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Blechsegmente im achsennahen Bereich Löcher zum Durchstecken der Bolzen aufweisen, dass die Blechsegmente am Außenrand mit Zähnen zur Aufnahme der Rotorwicklung ausgestattet sind, und dass die Mittel zum formschlüssigen Verbinden der
Blechsegmente im Bereich zwischen den Zähnen und den Löchern angeordnet sind.
KURZE ERLÄUTERUNG DER FIGUREN
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im
Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden.
Die einzige Figur zeigt ein Blechsegment für den Rotorblechkörper einer elektrischen Maschine mit formschlüssigen Verbindungsmitteln gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG In der einzigen Figur ist ein Blechsegment 27 dargestellt, das gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Mitteln zur Herstellung einer
formschlüssigen Verbindung zu benachbarten Blechsegmenten ausgestaltet ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfassen diese Mittel an der einen
Anschlussseite des Blechsegments 27 (links in der Figur) eine Aussparung 29 im Blech mit einer hammerkopfartigen (oder schwalbenschwanzartigen) Randkontur, zu der auf der anderen Anschlussseite des Blechsegments 27 (rechts in der Figur)
eine nach außen abstehende, komplementär ausgebildete hammerkopfartige (oder schwalbenschwanzartige) Klaue 30 angeformt ist.
Wenn mehrere gleichartige Blechsegmente 27 der in der Figur dargestellten Art zu einem vollständigen Ring zusammengesetzt werden, greift das linke benachbarte Blechsegment mit seiner Klaue in die Aussparung 29 ein und schafft so in der Ebene des Ringes eine formschlüssige Verbindung zum Blechsegment 27. In gleicher Weise greift das Blechsegment 27 mit seiner Klaue 30 in die
entsprechende Aussparung des rechten benachbarten Blechsegments ein.
Insgesamt sind so alle Blechsegmente eines vollständigen Ringes untereinander formschlüssig verbunden. Es versteht sich dabei von selbst, dass in radialer Richtung mehrere der Aussparungen 29 beziehungsweise Klauen 30
übereinander angeordnet werden können, um die formschlüssige Verbindung benachbarter Blechsegmente zu verstärken beziehungsweise örtlich zu verteilen. Es versteht sich weiterhin von selbst, dass auch andere Arten des Formschlusses, zum Beispiel hakenförmige, eingesetzt werden können.
Wesentlich ist, dass als Abhilfe für die bis anhin ungleiche Kraftverteilung innerhalb der Blechsegmente zusätzlich eine formschlüssige Verbindung zwischen zwei benachbarten Blechen (Blech zu Blech) realisiert ist. Wie bereits erwähnt, können auch mehrere Verbindungen über die Blechhöhe verteilt sein.
Die beschriebene Kombination hat den Vorteil, dass die Bolzen entlastet werden, da ein wesentlicher Teil der tangentialen Last nun auch von der zusätzlichen Verbindung (Klaue/Aussparung) übernommen wird, die Kraftübertragung also weiter in den achsenfernen Bereich der Blechsegmente verschoben wird und damit insgesamt besser verteilt wird.
Darüber hinaus wirkt diese formschlüssige Verbindung auch der mechanischen Ausdehnung des Blechkörpers entgegen.
Claims
1 . Rotierende elektrische Maschine, insbesondere doppelt gespeiste Asynchronmaschine im Leistungsbereich von 20 MVA - 500 MVA, welche
Maschine einen um eine Achse drehbaren Rotor umfasst, der von einem Stator konzentrisch umgeben ist und einen Rotorblechkörper aufweist, der ein
verschichtetes Blechpaket umfasst, das aus einer Vielzahl von
ringabschnittförmigen Blechsegmenten (27) besteht, die mittels in axialer Richtung durch den Rotorblechkörper hindurchgehender Bolzen verspannt sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur Übertragung tangentialer Kräfte zwischen in einer Ebene liegenden, benachbarten Blechsegmenten (27) Mittel (29, 30) zum formschlüssigen Verbinden der benachbarten Blechsegmente (27) vorgesehen sind.
2. Rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 1 , dadurch
gekennzeichnet, dass die Mittel zum formschlüssigen Verbinden der
Blechsegmente (27) wenigstens eine Aussparung (29) an der einen
Anschlussseite jedes Blechsegments (27) und wenigstens eine komplementär ausgebildete Klaue (30) an der anderen Anschlussseite des Blechsegments (27) umfassen.
3. Rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die Klaue (30) eine hammerkopfartige Randkontur aufweist.
4. Rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass an den Anschlussseiten jedes Blechsegments (27) mehrere Aussparungen (29) beziehungsweise Klauen (30) in radialer Richtung
hintereinander angeordnet sind.
5. Rotierende elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (29) und Klauen (30) innerhalb des Blechpakets von Ebene zu Ebene versetzt angeordnet sind.
6. Rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, dass die Blechsegmente (27) innerhalb des Blechpakets verschichtet angeordnet sind.
7. Rotierende elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (29) und Klauen (30) aus dem
Blech des Blechsegments (27) durch entsprechendes Ausstanzen gebildet sind.
8. Rotierende elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (29) und Klauen (30) durch ein Laserverfahren aus dem Blech des Blechsegments (27) gebildet sind.
9. Rotierende elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechsegmente (27) im achsennahen Bereich Löcher (28) zum Durchstecken der Bolzen (25, 26) aufweisen, dass die
Blechsegmente (27) am Außenrand mit Zähnen (20) zur Aufnahme der
Rotorwicklung ausgestattet sind, und dass die Mittel (29, 30) zum formschlüssigen Verbinden der Blechsegmente (27) im Bereich zwischen den Zähnen (20) und den Löchern (28) angeordnet sind.
Applications Claiming Priority (2)
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Family
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2011
- 2011-05-09 EP EP11719517A patent/EP2569850A2/de not_active Withdrawn
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Non-Patent Citations (1)
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