EP4038731A1 - Welle für einen schleifringläufer - Google Patents

Welle für einen schleifringläufer

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Publication number
EP4038731A1
EP4038731A1 EP20754666.4A EP20754666A EP4038731A1 EP 4038731 A1 EP4038731 A1 EP 4038731A1 EP 20754666 A EP20754666 A EP 20754666A EP 4038731 A1 EP4038731 A1 EP 4038731A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
shaft
holder
conductor
pocket
conductors
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP20754666.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Daniel Friedl
Robert Gruber
Oliver Memminger
Sasa Mihajlovic
Klaus SCHIFFERER
Tobias Sperl
Anatoli Vogel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Flender GmbH
Original Assignee
Flender GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Flender GmbH filed Critical Flender GmbH
Publication of EP4038731A1 publication Critical patent/EP4038731A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K13/00—Structural associations of current collectors with motors or generators, e.g. brush mounting plates or connections to windings; Disposition of current collectors in motors or generators; Arrangements for improving commutation
    • H02K13/02—Connections between slip-rings and windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K13/00—Structural associations of current collectors with motors or generators, e.g. brush mounting plates or connections to windings; Disposition of current collectors in motors or generators; Arrangements for improving commutation
    • H02K13/003—Structural associations of slip-rings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
    • F03D80/80—Arrangement of components within nacelles or towers
    • F03D80/82—Arrangement of components within nacelles or towers of electrical components
    • F03D80/85—Cabling
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K17/00—Asynchronous induction motors; Asynchronous induction generators
    • H02K17/02—Asynchronous induction motors
    • H02K17/22—Asynchronous induction motors having rotors with windings connected to slip-rings
    • H02K17/24—Asynchronous induction motors having rotors with windings connected to slip-rings in which both stator and rotor are fed with AC
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/003—Couplings; Details of shafts
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Definitions

  • the invention relates to a shaft with a bushing for a conductor.
  • Such waves exist in particular in electrical machines with slip ring rotors.
  • Such electrical machines in particular also have a brush holder of a slip ring system.
  • the electrical machine is in particular a dynamoelectrically excited machine.
  • the invention also relates to a method for simulating the operation of the shaft and a corresponding computer program product.
  • Slip ring systems are used to introduce electrical excitation into the rotating part of a dynamo-electric machine, i.e. the rotor.
  • the electrical outputs required for this are becoming higher and higher. This leads to higher and higher currents and / or higher voltages. Further on, this leads to larger cross-sections of electrical current conductors and / or to higher insulation.
  • the current-carrying current conductors which are in particular litz wires, and their cross-sections must also be dimensioned or enlarged accordingly.
  • the power connection between the rotor and the slip ring is implemented, for example, with 2 times 240mm 2 (or larger) switching wires per phase and guided through corresponding holes in the shaft.
  • the electrical machine (that is to say in particular the dynamo-electrical machine) relates in particular to a three-phase electrical machine for a three-phase application.
  • An object of the invention is to improve the guidance of a current conductor through the shaft.
  • the object is achieved in a shaft with the features of claim 1. Further refinements result, for example, in accordance with claims 2 to 11. The object is also achieved in a slip ring rotor, in particular an asynchronous machine, which has a shaft according to one of the claims or according to one of the refinements described below be.
  • a further solution to the problem results from a method according to claim 12 or, in the case of a computer program product, according to claim 13.
  • a shaft has a bushing for a current conductor. Furthermore, the shaft has a holder for positioning the current conductor.
  • the shaft is in particular partially hollow, one or more current conductors running in the part of the shaft which is hollow.
  • the shaft is therefore designed in particular partially or entirely as a hollow shaft.
  • conductors for a three-phase system run in the shaft.
  • the shaft is provided in particular for a slip ring rotor or the shaft is part of the slip ring rotor.
  • the slip ring rotor is intended in particular for an asynchronous machine.
  • the asynchronous machine is, for example, a double-fed asynchronous machine.
  • the asynchronous machine is, for example, a generator and / or a motor.
  • the asynchronous machine is therefore in particular an electrically excited dynamo-electric machine.
  • the slip ring rotor has, in particular, a slip ring system. Brushes can be used to contact the slip rings.
  • the holder for positioning the conductor can hold it in a specific position.
  • the Hal ter can be designed to hold a conductor or a plurality of conductors. Examples here are two, three or four conductors.
  • the current conductors, which are held by means of a holder, relate in particular to a phase of a three-phase current.
  • the conductors are, for example, solid or designed as a stranded wire. Copper or aluminum, for example, can be used as the material for the conductor.
  • the conductor or can conductors - that is, even if in the following only one Stromlei ter is spoken of that is held, this also applies to several conductors that are held by the holder) before potting in held a predetermined position who the.
  • a resin or a resin compound can be used for potting.
  • the holder can hold the conductor (or conductors) in a predetermined position for bandaging. By holding in a predetermined position by the holder, it can be achieved, for example, that the current conductor does not fall below the minimum bending radii, in particular in the region of the holder.
  • the holder fixes the at least one current conductor in or above a turning point of a bending curve of the at least one current conductor. If a point is available, the conductor (i.e. one or more conductors) with defined bending radii can be led out of the shaft or inserted into the shaft. These bending radii are larger than the minimum permissible bending radius for the corresponding conductor. The minimum bending radius depends, for example, on the material, the cross-sectional shape and / or the nature (e.g. solid material or stranded wire). If the conductor is fixed in or above the turning point of the bending curve of the at least one conductor by the holder, the holder is in the region of the turning point, that is to say in particular at least also at the point of turning.
  • the holder has a base and a cover.
  • the base can act as a kind of bed on which the conductor is placed.
  • the lid then includes the conductor.
  • the conductor is therefore positioned between the base and cover.
  • the holder can hold two strands, for example.
  • the holder is fixed or held in relation to the shaft by means of at least one plastic cable holder.
  • the shaft has a pocket for receiving the current conductor.
  • a pocket is in particular a recess in an otherwise predominantly round shaft. Such a recess can be achieved, for example, by means of a milling process.
  • the recess is, for example, a groove in the shaft.
  • the pocket has a longitudinal orientation. The longitudinal alignment is parallel or substantially parallel to the axis of the shaft.
  • three pockets, one per phase, are milled into the shaft in order to facilitate the laying of the conductors, in particular the strands, and to ensure compliance with the minimum bending radii.
  • the shaft it has three or more pockets.
  • the pockets are evenly distributed over the circumference of the shaft.
  • the pockets are offset from one another in their longitudinal alignment.
  • a pocket is provided for each phase, with each pocket in particular holding two or more current conductors, the current conductors being in particular special strands.
  • the stranded wire is an electrical conductor made of individual wires, which are especially thin. Due to the individual conductors, the strand is easier to bend than a conductor made of solid material.
  • the individual wires of the stranded wire can have a common insulating sheath
  • the pocket at least partially accommodates the holder. This allows the holder to be positioned in relation to the shaft.
  • the holder has a shape that corresponds to the shape of the current conductor.
  • the shape can, for example, be a kind of channel.
  • the channel has a semicircular cross-section in particular. This is used to better position the conductor through the holder.
  • the shape of the holder (cable holder, i.e. holder of the conductor) can be adapted to the diameter of the conductor (in particular the diameter of the stranded wire).
  • the holder is also adapted to the shape of the pocket in the shaft.
  • the holder can ensure that the conductor (in particular the stranded wire) runs optimally and with as little tension as possible.
  • the holder is fastened by means of a screw connection. It is attached to the core of the shaft (shaft core). By using one or more screws, the holder can be fixed quickly so that, for example, there is no need to wait for an adhesive to harden when the shaft is manufactured.
  • the holders (which are made in particular from a plastic (plastic cable holder)) are attached to the shaft with 2xM8 screws each and hold the strands in their position.
  • the holder is encapsulated. This contributes to an additional fixation. After the holder has been cast, for example, the remaining gaps between the shaft, the holder (the cable holder) and the conductors (strands) can be filled with potting compound. In one embodiment of the shaft so the conductor is cast ver.
  • the shaft it has a bandage in the area of the holder.
  • the conductors can also be fixed with or in their holders or holders.
  • the area of the shaft can be bandaged and then impregnated with the fully assembled rotor.
  • the leadthrough has an angle of 20 degrees to 30 degrees to the axis of the shaft. In this way, conductors with a large minimum bending radius can also be used.
  • the object is achieved in a method for operating a shaft of the type described above or of the type described below, the operation of the shaft being simulated.
  • the method relates to the simulated operation of the shaft or a machine with the shaft.
  • the electrical machine has, in particular, a slip ring rotor.
  • centrifugal forces and / or thermal stress can be calculated. From this, for example, conclusions can be drawn about the nominal speed, the maximum speed and / or the service life.
  • the dynamic behavior can also be simulated together with real operating data. For this purpose, for example, a torque, a speed and / or the corresponding change over time can be measured on the rotor shaft. These variables can be used as input variables for the simulation.
  • a simulation model can be designed even more precisely, for example, if further information is used. This applies in particular to variables such as an electrical voltage or an electrical current.
  • the simulation also enables the formation of a digital twin. For example, monitoring can take place parallel to the operation of the machine, for example to to recognize wear and tear or an impending fault.
  • a computer program product can be provided which has program means that can be executed by a computer and, when executed on a computer device with processor means and data storage means, is suitable for carrying out a method according to one of the type described.
  • a computer program product that is designed to simulate an operating behavior of the electrical machine.
  • the computer program product can also have a data interface via which operating parameters, such as a speed and / or a machine current, can be specified.
  • the computer program product can also have a data interface for outputting simulation results.
  • the computer program product can be designed as a so-called digital twin, for example.
  • FIG. 1 shows a double-fed asynchronous machine
  • FIG. 2 shows a partial longitudinal section of the double-fed asynchronous machine
  • FIG. 7 shows a perspective illustration of a routing of current conductors over the pockets
  • FIG 9 shows a holder for guiding the conductor in the pocket
  • FIG 10 shows a fastening of the conductor to a fastening ring
  • FIG. 11 shows the cover of the holder in a plan view
  • FIG. 12 shows the cover of the holder with a view of the side facing the conductors
  • FIG. 13 shows the cover from a rear view.
  • FIG. 1 shows a double-fed asynchronous machine 1 with a stator 2 and a slip ring rotor 3, the stator 2 having a winding system 4 which has 2 winding heads 5 on the end faces of the stator.
  • the slip ring rotor 3 also has a winding system 6 which also forms winding heads 7.
  • the slip ring rotor 3 is non-rotatably connected to a shaft 8 with an axis 23 which also has a slip ring system 9 on one axial end, in particular the BS side (BS: operating side).
  • the slip ring system 9 has slip rings 18 (see FIG. 2) rotating with the shaft 8, each of which is electrically connected via one or more brushes 19 (see FIG. 2) which are stationary on a brush holder 20 (see FIG.
  • the leads 13 and 14 are current conductors. In a three-phase three-phase system, there are at least three current conductors, only two current conductors 13 and 14 being shown in the illustration according to FIG.
  • the conductors 13 and 14 emerge from bushings 12, the bushings 12 being able to be implemented as bores in the shaft 8, the bushings 12 being shown in FIG.
  • the bores end in a hollow shaft section 11 (see FIG. 2) of the shaft 8. If, for example, 150 mm2 stranded wire is used due to lower electrical currents, the shaft bores can be drilled at an angle of 45 °.
  • a cable clamp attached to the rotor is sufficient to fix the strands.
  • strands with a cross-section greater than 150 mm2 are necessary, which can lead to problems with the bending radius.
  • the slip ring system 9 shows a more detailed representation of the slip ring system 9 with part of the slip ring rotor 3.
  • the lines 13 and 14 lead from contact points 21 and 22 on the slip ring system 9 via lines 13 and 14 axially introduced into a hollow shaft section 11 to the bores 12 at the end of the hollow shaft section 11 and can thus electrically supply the winding system 6 of the slip ring rotor 3 with power.
  • the bores 12 are leadthroughs through a shaft core 28 for the implementation of the Stromlei ter 13 and 14.
  • the shaft core 28 is in particular a Vollma material, in particular made of steel.
  • the slip ring system 9, which forms an axial part of a hollow shaft section 11 of the shaft 8, is attached to the shaft section 10.
  • Such slip ring rotor 3 are used for example in Windkraftanla conditions that have double-fed Asyn chronmaschinen as a generator.
  • FIG. 3 shows a partial longitudinal section through the shaft 8. This shows, in an enlarged illustration, the passage of the current conductor 14 through the shaft core 28, which has an axis 23.
  • the current conductor 14 is guided through a sleeve 17 in the bushing 12.
  • the current conductor 14 is also located in the shaft 8 in a hollow shaft section 11.
  • the current connection between the rotor and the slip ring (not shown in FIG. 3) is implemented, for example, with 2 times 240 mm 2 switching wires per phase and through corresponding bores 12 in the shaft 8 led.
  • the electrical machine (that is to say in particular the dynamo-electrical machine) is, in particular, a three-phase electrical machine for a three-phase application, as is the case with wind generators.
  • the shaft bore that is to say the hollow shaft section 11, can then be at least partially filled with potting compound 41 after the conductor or conductors have been laid.
  • 4 shows a perspective view of pockets 29 and 30 in the shaft 8 and in the shaft core 28.
  • the shaft core 28 here has three pockets which are evenly distributed over the circumference of the shaft core 28, with only two pockets 29 and according to FIG 30 are shown. Since up to now 150 mm2 strands have been used in wind generators due to lower currents, the bushings (shaft holes), not shown in FIG. 4, could be drilled at an angle of approx. 45 °.
  • the larger the diameter of the conductor (eg> 240 mm 2 ), the larger the minimum bending radius. In the case of a large minimum bending radius, a larger angle of, for example, 20 ° to 30 ° in the shaft should be selected for the passage.
  • the angle relates to the longitudinal alignment of the bushing in relation to the axis 23. By using pockets 29, 30 following the respective bushing, the bending radius used for the current conductors can be influenced.
  • shaft 8 ie Milled at least three pockets in the shaft core 28. In FIG. 4, only two pockets 29, 30 are shown, the third pocket being on the rear side of the shaft shown in perspective. In one embodiment of the Wel le 8, one pocket is provided for each electrical phase (U, V, W).
  • FIG. 5 shows an enlarged perspective view of the pocket 29 in the shaft 8.
  • two passages 12 can now be seen in FIG. 5, through which current conductors can be guided.
  • the feedthroughs 12 directly adjoin the pocket 29.
  • FIG. 6 shows a longitudinal section through the shaft 8 and through the pocket 29 with the indentation 33 and a passage 12 which connects to the pocket 29. Two further bushings 12 are also shown, which, however, connect to another pocket, which is not shown in FIG.
  • FIG. 7 shows a perspective illustration of a guide for current conductors 13, 13 ', 14, 14', 15, 15 '.
  • the leadership of the conductors 13, 13 ' is shown in the still open pocket 29 ge.
  • the pocket 29 has indentations 33, 33 '.
  • the current conductors 14, 14 ′ are guided in the pocket 30.
  • the current conductors 15, 15 ' are guided in the pocket 31, the pocket 31 in FIG. 7 being on the rear side of the view due to the perspective illustration and thus not being illustrated.
  • the web 37 is annular and has a spoke 42. In each pocket two strands are laid and then fi xed with a cable holder 43, which in particular comprises plastic.
  • FIG. 8 shows a perspective longitudinal section through the shaft 8. It is shown how the holder 24 holds the current conductor 13 in the pocket 29. It is also shown how the conductors 13, 15, 15 ′ are guided into the hollow shaft section 11.
  • the current conductors can also be completely or partially encapsulated there, although this is not shown in FIG. In the example according to FIG. 8, for example, two strands are laid in each pocket and then fixed with a plastic cable holder.
  • the shape of the holder 24 is adapted to the Lit ziode and the pocket 29 in the shaft 8 and thus ensures an optimal and tension-free course of the strands, such as the strand 13.
  • the holder for the conductor or conductors can be made of a plastic.
  • the holders such as the holder 29, can, for example, each be fitted with 2xM8 screws (not shown in FIG. 8) on the shaft 8; H. be attached to the Wel steer 28.
  • the holders hold the current conductors, such as braids, in their position. Gaps between the shaft 8, the holders and the strands can be filled with casting compound (not shown in FIG. 8).
  • the area of the shaft in particular is bandaged and then impregnated with the fully assembled rotor.
  • the holder 24 for guiding the conductor in the pocket.
  • the holder 24 has a base 25 and a cover 26.
  • the current conductor 13 is guided between the base 25 and the cover 26.
  • the current conductor 13 has a bending curve 35 which has an inflection point 40 in an area between the base 25 and the cover 26.
  • the turning point is a term from mathematics. The term is known from the curve discussion. At the turning point, the 2nd derivative of the function under consideration is zero. At the inflection point, the graph, i.e. here the bending curve, changes the direction of its curvature. As Figure 9 shows, the Holder 24 can be fixed by means of a bandage 16.
  • the laying of the current conductors (for example as strands or in solid material) can be clearly defined while observing the bending radii.
  • the current conductors are sunk in the shaft, and the centrifugal forces acting as a result of the rotation are absorbed by the holder, in particular the cover 26 and / or the bandage.
  • the load on the current conductors is reduced to a minimum and the formation of cracks can be avoided or reduced. This in turn has the consequence that the function of the machine, in particular the generator, is guaranteed.
  • FIG. 10 shows a representation similar to FIG. 7, the fastening of the current conductors to a fastening ring 38 being shown in a more differentiated perspective.
  • FIG. 10 shows that the pockets are closed by the holders 24, in particular flush with the further surface of the shaft 8. The cover of the holder 24 is visible from the outside.
  • three pockets, one per phase are introduced into the shaft, in particular milled.
  • the lid 26 has prongs 36, 36 ", 36"'. Between the prongs 36 and 36 'there is an opening for guiding a conductor. This also applies to the omission between the prongs 36 'and 36 ".
  • the cover 26 has bulges 32 and 32 '. In each of these bulges there is a hole through which, for example, a fastening screw (not shown) can be guided.
  • the shape of the holder (can also be referred to as a cable holder) makes it possible to minimize the exit angle of the conductor. This is particularly successful because an optimal adaptation to the strand geometry can take place in two separate channels.
  • the channels are designed in particular as channels, as these are also shown in FIGS.
  • FIG. 12 shows the cover 26 (according to FIG. 11) of the holder with a view of the side facing the current conductors. It is shown how the prong 36 'merges into a web 37, where at the web 37 the current conductors to be received are positioned or also separated.
  • FIG. 12 shows a rear view 39 of the cover 26, which is assumed in the following FIG.
  • FIG. 13 shows the cover in a rear view, with grooves 34, 34 'and the positioning of the web 37 clearly coming into play.

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Abstract

Eine Welle (8) weist eine Durchführung für einen Stromleiter (13, 14) und einen Halter (24) zur Positionierung des Stromleiters (13, 14) auf. Der Halter (24) kann den Stromleiter (13, 14) in bzw. über einen Wendepunkt (40) einer Biegungskurve des Stromleiters (13, 14) fixieren. Hierfür weist der Halter (24) insbesondere eine Basis und einen Deckel auf.

Description

Beschreibung
Welle für einen Schleifringläufer
Die Erfindung betrifft eine Welle mit einer Durchführung für einen Stromleiter. Derartige Wellen gibt es insbesondere bei elektrischen Maschinen mit Schleifringläufer. Derartige elektrische Maschinen weisen insbesondere auch eine Bürsten halterung eines Schleifringsystems auf. Die elektrische Ma schine ist insbesondere eine dynamoelektrisch erregte Maschi ne. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Simulation des Betriebs der Welle sowie ein entsprechendes Computerpro grammprodukt .
Schleifringsysteme dienen dazu, in den rotierenden Teil einer dynamoelektrischen Maschine, also den Läufer, eine elektri sche Erregung einzubringen. Durch immer höhere Leistungen der dynamoelektrischen Maschine, beispielsweise Generatoren von Windkraftanlagen, werden die dafür erforderlichen übertragba ren elektrischen Leistungen immer höher. Dies führt zu immer höheren Stromstärken und/oder zu höheren Spannungen. Weiter hin führt dies zu größeren Querschnitten elektrischer Strom leiter und/oder zu höheren Isolierungen.
Durch Kosten- und Bauraumoptimierung und steigenden Leis tungsanforderungen insbesondere bei Windkraftanlagen, werden Generatoren bzw. Motoren und ihre Komponenten immer kompakter und mit höheren Strömen belastet. In diesem Fall sind auch die stromführenden Stromleiter, welche insbesondere Litzen sind, und deren Querschnitte entsprechend zu dimensionieren bzw. zu vergrößern. Die Stromverbindung zwischen dem Läufer und dem Schleifring wird beispielsweise mit 2 mal 240mm2 (o- der größer) Schaltlitzen pro Phase realisiert und durch ent sprechende Bohrungen in die Welle geführt. Die elektrische Maschine (also insbesondere die dynamoelektrische Maschine) betrifft insbesondere eine dreiphasige elektrische Maschine für eine Drehstrom-Anwendung. Ein erhöhtes Gewicht der Lit zen, also der Stromleiter (wegen des größeren Durchmessers für die höheren Stromstärken), kann zu Rissen in einem Ver guss führen, wobei der Verguss die Stromleiter umgibt.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, die Führung eines Strom leiters durch die Welle zu verbessern.
Eine Lösung der Aufgabe ergibt sich bei einer Welle mit den Merkmalen nach Anspruch 1. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich beispielsweise gemäß der Ansprüche 2 bis 11. Eine Lösung der Aufgabe ergibt sich auch bei einem Schleifringläufer, insbesondere einer Asynchronmaschine, welcher eine Welle nach einem der Ansprüche bzw. nach einem der im Folgenden be schriebenen Ausgestaltungen aufweist. Eine weitere Lösung der Aufgabe ergibt sich nach einem Verfahren gemäß Anspruch 12, bzw. bei einem Computerprogrammprodukt, nach Anspruch 13.
Eine Welle weist eine Durchführung für einen Stromleiter auf. Weiterhin weist die Welle einen Halter zur Positionierung des Stromleiters auf. Die Welle ist insbesondere teilweise hohl, wobei in dem Teil der Welle, welcher hohl ist, ein oder meh rere Stromleiter verlaufen. Die Welle ist also insbesondere teilweise oder ganz als eine Hohlwelle ausgeführt. Insbeson dere verlaufen in der Welle Stromleiter für ein Drehstromsys tem. Die Welle ist insbesondere für einen Schleifringläufer vorgesehen bzw. ist die Welle ein Teil des Schleifringläu fers. Der Schleifringläufer ist insbesondere für eine Asyn chronmaschine vorgesehen. Die Asynchronmaschine ist bei spielsweise eine doppelt gespeiste Asynchronmaschine. Die Asynchronmaschine ist beispielsweise ein Generator und/oder ein Motor. Die Asynchronmaschine ist also insbesondere eine elektrisch erregte dynamoelektrische Maschine.
Der Schleifringläufer weist insbesondere ein Schleifringsys tem auf. Die Schleifringe sind über Bürsten kontaktierbar.
Durch den Halter zur Positionierung des Stromleiters kann dieser in einer bestimmten Position gehalten werden. Der Hal ter kann dabei zum Halten eines Stromleiters oder mehrerer Stromleiter ausgebildet sein. Beispiele sind hier zwei, drei oder vier Stromleiter. Die Stromleiter, welche mittels eines Halters gehalten werden, betreffen insbesondere eine Phase eines Drehstromes. Die Stromleiter sind beispielsweise massiv oder als Litze ausgeführt. Als Material für den Stromleiter kann beispielsweise Kupfer oder Aluminium verwendet sein. Durch den Halter kann der Stromleiter (bzw. können die Strom leiter - d.h. auch wenn im Folgenden nur von einem Stromlei ter gesprochen wird, der gehalten ist, so gilt dies auch für mehrere Stromleiter, die von dem Halter gehalten sind) vor einem Vergießen in einer vorgegebenen Position gehalten wer den. Zum Vergießen können beispielsweise ein Harz bzw. eine Harzverbindung verwendet werden. Alternativ oder in Kombina tion kann der Halter den Stromleiter (bzw. die Stromleiter) für eine Bandagierung in einer vorgegebenen Position halten. Durch das Halten in einer vorgegebenen Position durch den Halter kann beispielsweise erreicht werden, dass minimale Biegeradien des Stromleiters insbesondere im Bereich des Hal ters nicht unterschritten werden.
In einer Ausgestaltung der Welle fixiert der Halter den zu mindest einen Stromleiter in bzw. über einem Wendepunkt einer Biegungskurve des zumindest einen Stromleiters. Ist ein Wen depunkt vorhanden, so kann der Stromleiter (also ein oder mehrere Stromleiter) mit definierten Biegeradien aus der Wel le herausgeführt werden, bzw. in die Welle hineingeführt wer den. Diese Biegeradien sind größer als der minimal zulässige Biegeradius für den entsprechenden Leiter. Der minimale Bie geradius hängt beispielsweise vom Material, vom der Quer schnittsform und/oder von der Beschaffenheit (z.B. Vollmate rial oder Litze) ab. Ist der Stromleiter in bzw. über dem Wendepunkt der Biegungskurve des zumindest einen Stromleiters durch den Halter fixiert, befindet sich der Halter im Bereich des Wendepunktes, also insbesondere zumindest auch beim Wen depunkt.
In einer Ausgestaltung der Welle weist der Halter eine Basis und einen Deckel auf. Die Basis kann als eine Art Bett die nen, auf welches der Stromleiter gelegt ist. Der Deckel schließt dann den Stromleiter ein. Der Stromleiter ist also zwischen Basis und Deckel positioniert. Der Halter kann bei spielsweise zwei Litzen halten. Weiterhin ist es in einer Ausgestaltung möglich, dass der Halter mittels zumindest ei nes Kunststoff-Kabelhalters in Bezug auf die Welle fixiert bzw. gehalten ist.
In einer Ausgestaltung der Welle weist die Welle eine Tasche zur Aufnahme des Stromleiters auf. Eine Tasche ist insbeson dere eine Ausnehmung einer sonst überwiegend runden Welle. Eine derartige Ausnehmung ist beispielsweise mittels eines Fräsvorganges erzielbar. Die Ausnehmung ist beispielsweise eine Nut in der Welle. Die Tasche hat insbesondere eine Längsausrichtung. Die Längsausrichtung ist parallel bzw. im Wesentlichen parallel zu der Achse der Welle. In einer Ausge staltung der Welle werden um die Verlegung der Stromleiter, also insbesondere der Litzen, zu erleichtern und die Einhal tung der Mindestbiegeradien zu gewährleisten, in die Welle drei Taschen, eine pro Phase, gefräst.
In einer Ausgestaltung der Welle weist diese drei oder mehr Taschen auf. Die Taschen sind insbesondere über den Umfang der Welle gleichmäßig verteilt. In einer Ausgestaltung der Welle sind die Taschen in ihrer Längsausrichtung zueinander versetzt. In einer weiteren Ausgestaltung der Welle, welche auch hier wie zuvor und nachfolgend mit weiteren Ausgestal tungen kombinierbar ist, ist eine Tasche jeweils für eine Phase vorgesehen, wobei insbesondere eine Tasche jeweils zwei oder mehr Stromleiter aufnimmt, wobei die Stromleiter insbe sondere Litzen sind. Beispielsweise werden in jeder Tasche zwei Litzen verlegt und anschließend mit einem Kunststoff- Kabelhalter fixiert. Die Litze (englisch stranded wire) ist ein elektrischer Leiter aus Einzeldrähten, welche insbesonde re dünn sind. Durch die Einzelleiter ist die Litze leichter zu biegen als ein Stromleiter aus Vollmaterial. Die Einzel drähte der Litze können eine gemeinsame Isolierhülle aufwei- sen In einer Ausgestaltung der Welle nimmt die Tasche den Halter zumindest teilweise auf. Damit kann der Halter in Bezug auf die Welle positioniert werden.
In einer Ausgestaltung der Welle weist der Halter eine Form auf, die der Form des Stromleiters entspricht. Die Form kann beispielsweise eine Art Rinne sein. Die Rinne hat insbesonde re einen halbrunden Querschnitt. Dies dient der besseren Po sitionierung des Stromleiters durch den Halter. So kann der Halter (Kabelhalter, d. h. Halter des Stromleiters), mit sei ner Form an den Durchmesser des Stromleiters (insbesondere den Litzendurchmesser) angepasst sein. Insbesondere ist der Halter auch an die Form der Tasche in der Welle angepasst.
Der Halter kann so für einen optimalen und möglichst span nungslosen Verlauf des Stromleiters (insbesondere der Litze) sorgen. Dies betrifft insbesondere nicht nur einen Stromlei ter, sondern mehrere Stromleiter, insbesondere alle Stromlei ter, die über Taschen aus der Welle geführt sind bzw. in die Welle geführt sind.
In einer Ausgestaltung der Welle ist der Halter mittels einer Schraubverbindung befestigt. Die Befestigung erfolgt an dem Kern der Welle (Wellenkern). Durch die Verwendung einer oder mehrerer Schrauben kann der Halter schnell fixiert werden, sodass in der Fertigung der Welle beispielsweise nicht auf das Aushärten eines Klebers gewartet werden muss. Beispiels weise werden die Halter (welche insbesondere aus einem Kunst stoff gefertigt sind (Kunststoff-Kabelhalter)) mit je 2xM8 Schrauben auf der Welle befestigt und halten die Litzen so auf ihrer Position.
In einer Ausgestaltung der Welle ist der Halter vergossen. Dies trägt zu einer zusätzlichen Fixierung bei. Nach dem Ver gießen des Halters können beispielsweise restliche Spalte zwischen der Welle, dem Halter (dem Kabelhalter) und den Stromleitern (Litzen) mit Vergussmasse aufgefüllt werden. In einer Ausgestaltung der Welle ist also der Stromleiter ver gossen.
In einer Ausgestaltung der Welle weist diese eine Bandage im Bereich des Halters auf. So können die Stromleiter mit bzw. in ihren Haltern bzw. Halter zusätzlich fixiert werden. Nach einem Aushärten der Vergussmasse kann also beispielsweise der Bereich der Welle bandagiert und anschließend mit dem fertig montierten Läufer imprägniert werden.
In einer Ausgestaltung der Welle weist die Durchführung einen Winkel von 20 Grad bis 30 Grad zur Achse der Welle auf. So können auch Stromleiter einen großen minimalen Biegeradius eingesetzt werden.
Eine Lösung der Aufgabe ergibt sich bei einem Verfahren zum Betrieb einer Welle der oben beschriebenen Art bzw. der im Folgenden beschriebenen Art, wobei der Betrieb der Welle si muliert wird. Das Verfahren betrifft den simulierten Betrieb der Welle bzw. einer Maschine mit der Welle. Die elektrische Maschine weist insbesondere einen Schleifringläufer auf.
Durch die Simulation des Betriebes der Maschine bzw. der Wel le können beispielsweise Fliehkräfte berechnet werden und/oder auch eine thermische Beanspruchung. Daraus können beispielsweise Rückschlüsse auf die Nenndrehzahl, die maxima le Drehzahl und/oder die Lebensdauer gezogen werden. Eine Si mulation des dynamischen Verhaltens kann auch zusammen mit realen Betriebsdaten erfolgen. So kann hierfür beispielsweise ein Drehmoment, eine Drehzahl und/oder die entsprechende zeitliche Veränderung an der Rotorwelle gemessen werden. Die se Größen können als Eingangsgrößen für die Simulation ver wendet werden. Noch präziser kann ein Simulationsmodell bei spielsweise dann gestaltet werden, wenn weitere Informationen verwendet werden. Dies betrifft insbesondere Größen wie eine elektrische Spannung oder einen elektrischen Strom. Durch die Simulation ist auch die Ausbildung eines digitalen Zwillings möglich. So kann beispielsweise parallel zum Betrieb der Ma schine eine Überwachung erfolgen, um beispielsweise frühzei- tig Verschleiß oder einen sich anbahnenden Fehler zu erken nen.
Es ist ein Computerprogrammprodukt vorsehbar, das computer ausführbare Programmmittel aufweist und bei Ausführung auf einer Rechnereinrichtung mit Prozessormitteln und Datenspei chermitteln geeignet ist, ein Verfahren nach einer der be schriebenen Art durchzuführen. So kann eine zugrundeliegende Aufgabenstellung durch ein Computerprogrammprodukt gelöst werden, das zu einem Simulieren eines Betriebsverhaltens der elektrischen Maschine ausgebildet ist. Das Computerprogramm produkt kann auch eine Datenschnittstelle aufweisen, über die Betriebsparameter, wie beispielsweise eine Drehzahl und/oder ein Maschinenstrom, vorgebbar sind. Ebenso kann das Computer programmprodukt auch eine Datenschnittstelle zum Ausgeben von Simulationsergebnissen aufweisen. Das Computerprogrammprodukt kann beispielsweise als sogenannter digitaler Zwilling ausge bildet sein.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung, werden anhand prinzipiell dargestellter Ausfüh rungsbeispiele näher erläutert. Darin zeigen:
FIG 1 eine prinzipiell doppelt gespeiste Asynchronmaschine, FIG 2 einen Teillängsschnitt der doppelt gespeisten Asyn chronmaschine,
FIG 3 einen Teillängsschnitt durch eine Welle,
FIG 4 eine perspektivische Darstellung von Taschen in der Welle,
FIG 5 eine vergrößerte perspektivische Darstellung einer Tasche in der Welle,
FIG 6 einen Längsschnitt durch eine Tasche,
FIG 7 eine perspektivische Darstellung einer Führung von Stromleitern über die Taschen,
FIG 8 einen perspektivischen Längsschnitt durch eine Welle,
FIG 9 einen Halter zur Führung des Stromleiters in der Ta sche, FIG 10 eine Befestigung des Stromleiters an einem Befesti gungsring
FIG 11 den Deckel des Halters in einer Aufsicht FIG 12 den Deckel des Halters mit Sicht auf die Seite, wel che den Stromleitern zugewandt ist, und FIG 13 den Deckel einer rückwärtigen Ansicht.
In den nachfolgenden Figuren werden gleichartige Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
FIG 1 zeigt eine doppelt gespeiste Asynchronmaschine 1 mit einem Stator 2 und einem Schleifringläufer 3, wobei der Sta tor 2 ein Wicklungssystem 4 aufweist, das an den Stirnseiten des Stators 2 Wickelköpfe 5 aufweist. Auch der Schleifring läufer 3 weist ein Wicklungssystem 6 auf, das ebenfalls Wi ckelköpfe 7 ausbildet. Der Schleifringläufer 3 ist mit einer Welle 8, mit einer Achse 23, drehfest verbunden, die eben falls auf einem axialen Ende, insbesondere der BS-Seite (BS: Bedienseite) ein Schleifringsystem 9 aufweist. Das Schleif ringsystem 9 weist dabei mit der Welle 8 mitrotierende Schleifringe 18 (siehe Figur 2) auf, die jeweils über eine oder mehrere Bürsten 19 (siehe Figur 2), die stationär an ei ner Bürstenhalterung 20 (siehe Figur 2) angebracht sind, elektrische Leistung zum Schleifringläufer 3 über Zuleitungen 13 und 14 bereitstellen. Die Zuleitungen 13 und 14 sind Stromleiter. Bei einem Dreiphasen-Drehstromsystem sind es zu mindest drei Stromleiter, wobei in der Darstellung nach Figur 1 nur 2 Stromleiter 13 und 14 gezeigt sind. Die Stromleiter 13 und 14 treten aus Durchführungen 12 aus, wobei die Durch führungen 12 als Bohrungen in die Welle 8 realisiert sein können, wobei die Durchführungen 12 in Figur 2 dargestellt sind. Die Bohrungen enden in einem Hohlwellenabschnitt 11 (siehe Figur 2) der Welle 8. Werden beispielsweise aufgrund geringerer elektrischer Ströme 150 mm2 Litzen verwendet, kön nen die Wellenbohrungen in einem Winkel von 45° gebohrt wer den. Durch den daraus resultierenden steileren Austritt und den geringeren Biegeradius der Litzen reicht eine am Rotor befestigte Kabelklemme zur Fixierung der Litzen aus. Sind aufgrund höherer elektrischer Ströme Litzen notwendig, welche einen größeren Querschnitt als 150 mm2 aufweisen, so kann es bezüglich des Biegeradius zu Problemen kommen.
FIG 2 zeigt in einer detaillierteren Darstellung das Schleif ringsystem 9 mit einem Teil des Schleifringläufers 3. Die Zu leitungen 13 und 14 führen dabei von Kontaktpunkten 21 und 22 am Schleifringsystem 9 über axial in einen Hohlwellenab schnitt 11 eingeführte Zuleitungen 13 und 14 zu den Bohrungen 12 am Ende des Hohlwellenabschnitts 11 und können damit das Wicklungssystem 6 des Schleifringläufers 3 elektrisch mit Leistung versorgen. Die Bohrungen 12 sind Durchführungen durch einen Wellenkern 28 für die Durchführung der Stromlei ter 13 und 14. Der Wellenkern 28 ist insbesondere ein Vollma terial, insbesondere aus Stahl. Am Wellenabschnitt 10 ist das Schleifringsystem 9 angebracht, das einen axialen Teil eines Hohlwellenabschnitts 11 der Welle 8 ausmacht. Derartige Schleifringläufer 3 werden beispielsweise bei Windkraftanla gen eingesetzt, die als Generator doppelt gespeiste Asyn chronmaschinen aufweisen.
FIG 3 zeigt einen Teillängsschnitt durch die Welle 8. Dieser zeigt in einer vergrößerten Darstellung den Durchtritt des Stromleiters 14 durch den Wellenkern 28, der eine Achse 23 aufweist. Dabei ist der Stromleiter 14 durch eine Hülse 17 in der Durchführung 12 geführt. Der Stromleiter 14 befindet sich in der Welle 8 auch in einem Hohlwellenabschnitt 11. Die Stromverbindung zwischen dem Läufer und dem Schleifring (in Figur 3 nicht dargestellt) wird beispielsweise mit 2 mal 240 mm2 Schaltlitzen pro Phase realisiert und durch entsprechende Bohrungen 12 in die Welle 8 geführt. Die elektrische Maschine (also insbesondere die dynamoelektrische Maschine), ist ins besondere eine dreiphasige elektrische Maschine für eine Drehstrom-Anwendung, wie dies bei Windgeneratoren der Fall ist. Zur mechanischen Fixierung kann die Wellenbohrung, also der Hohlwellenabschnitt 11, nach der Verlegung des bzw. der Stromleiter anschließend mit Vergussmasse 41 zumindest teil weise aufgefüllt werden. FIG 4 zeigt eine perspektivische Darstellung von Taschen 29 und 30 in der Welle 8 bzw. im Wellenkern 28. Der Wellenkern 28 weist hier drei Taschen auf, welche über den Umfang des Wellenkerns 28 gleichmäßig verteilt sind, wobei nach Figur 4 nur zwei Taschen 29 und 30 dargestellt sind. Da bislang bei Windgeneratoren, aufgrund geringerer Ströme, 150 mm2 Litzen verwendet wurden, konnten die Durchführungen (Wellenbohrun gen), in Figur 4 nicht gezeigt, in einem Winkel von ca. 45° gebohrt werden. Durch den daraus resultierenden steileren Austritt und den geringeren Biegeradius der Litzen reichte eine am Rotor befestigte Kabelklemme zur Fixierung der Litzen bislang aus. Ein erhöhtes Gewicht der Litzen, wegen des grö ßeren Durchmessers für höheren Stromstärken bei leistungs stärkeren Windgeneratoren und eine geänderte Geometrie der Bohrungen, als Durchführungen für den Stromleiter, also ins besondere für eine oder mehrere Litzen, in einem Winkel von beispielsweise ca. 25° in der Welle 8, kann zur Entstehung von Rissen, insbesondere bei Vorliegen eines Vergusses, füh ren. Daraus kann man auf eine Verformung der Litzen schlie ßen. Das wiederum führt zu Beschädigungen der Litzen und kann somit bis zum Ausfall der Maschine führen. Durch die Verwen dung von Taschen 29, 30 kann der geometrische Verlauf der Litzen bzw. der Stromleiter geändert, insbesondere verbessert werden. Je kleiner der Durchmesser des Stromleiters ist, des to kleiner ist auch der minimale Biegeradius. Bei einem klei nen Biegeradius kann ein großer Winkel von z.B. 40° bis 50° in der Welle für die Durchführung gewählt werden. Je größer der Durchmesser des Stromleiters ist (z.B. >= 240 mm2), desto größer ist auch der minimale Biegeradius. Bei einem großen minimalen Biegeradius ist ein größerer Winkel von z.B. 20° bis 30° in der Welle für die Durchführung zu wählen. Der Win kel betrifft die Längsausrichtung der Durchführung im Ver hältnis zur Achse 23. Durch die Verwendung von Taschen 29, 30 im Anschluss an die jeweilige Durchführung kann der verwende te Biegeradius der Stromleiter beeinflusst werden. So kann vermieden werden, dass bedingt durch einen größeren Mindest- biegeradius z.B. von Litzen bei großen Durchmessern, Risse entstehen, die bei einer Ausführung ohne Taschen zu erwarten wären. Aus den Rissen kann man nämlich auf eine Verformung der Litzen schließen. Das wiederum führt zu Beschädigungen der Litzen und kann somit bis zum Ausfall der Maschine füh ren. Um also die Verlegung der Stromleiter, insbesondere der Litzen, zu erleichtern und/oder die Einhaltung der Mindest- biegeradius zu gewährleisten, werden in die Welle 8, also in den Wellenkern 28, zumindest drei Taschen gefräst. In Figur 4 sind lediglich zwei Taschen 29, 30 gezeigt, wobei sich die dritte Tasche auf der rückwärtigen Seite der perspektivisch dargestellten Welle befindet. In einer Ausgestaltung der Wel le 8 ist pro elektrische Phase (U, V, W) eine Tasche vorgese hen.
FIG 5 zeigt eine vergrößerte perspektivische Darstellung der Tasche 29 in der Welle 8. Durch eine etwas geänderte Perspek tive sind nun in Figur 5 zwei Durchführungen 12 erkennbar, durch welche Stromleiter führbar sind. Die Durchführungen 12 schließen unmittelbar an die Tasche 29 an. Gezeigt sind auch Einbuchtungen 33, 33', in welche Ausbuchtungen 32, 32' eines Halters 24 greifen können.
FIG 6 zeigt einen Längsschnitt durch die Welle 8 und durch die Tasche 29 mit der Einbuchtung 33 und einer Durchführung 12, welche an die Tasche 29 anschließt. Es sind auch zwei weitere Durchführungen 12 gezeigt, die allerdings an einer anderen in der Figur 6 nicht gezeigten Tasche anschließen.
FIG 7 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Führung von Stromleitern 13, 13', 14, 14', 15, 15'. Die Führung der Stromleiter 13, 13' ist in der noch offenen Tasche 29 ge zeigt. Die Tasche 29 weist Einbuchtungen 33, 33' auf. Die Stromleiter 14, 14' sind in der Tasche 30 geführt. Die Strom leiter 15, 15' sind in der Tasche 31 geführt, wobei die Ta sche 31 in der Figur 7 durch die perspektivische Darstellung auf der Rückseite der Ansicht liegt und somit nicht darge stellt ist. Die Stromleiter 13,13',14,14',15,15' sind an ei nem Steg 37 befestigt. Der Steg 37 ist ringförmig ausgebildet und weist eine Speiche 42 auf. In jeder Tasche werden zwei Litzen verlegt und anschließend mit einem Kabelhalter 43 fi xiert, der insbesondere Kunststoff aufweist.
FIG 8 zeigt einen perspektivischen Längsschnitt durch die Welle 8. Gezeigt ist, wie der Halter 24 den Stromleiter 13 in der Tasche 29 hält. Ferner ist gezeigt wie die Leiter 13,15,15' in den Hohlwellenabschnitt 11 geführt sind. Dort können die Stromleiter auch ganz oder teilweise vergossen sein, was allerdings in der Figur 8 nicht gezeigt ist. Im Beispiel nach Figur 8 sind in jeder Tasche beispielsweise zwei Litzen verlegt und anschließend mit einem Kunststoff- Kabelhalter fixiert. Die Form des Halters 24 ist an den Lit zendurchmesser und die Tasche 29 in der Welle 8 angepasst und sorgt so für einen optimalen und möglichst spannungslosen Verlauf der Litzen, wie der Litze 13. Der Halter für den oder die Stromleiter kann aus einem Kunststoff sein. Die Halter, wie der Halter 29 können beispielsweise mit je 2xM8 Schrauben (in Figur 8 nicht dargestellt) auf der Welle 8, d. h. am Wel lenkern 28 befestigt sein. Die Halter halten die Stromleiter, wie beispielsweise Litzen, auf ihrer Position. Spalte zwi schen der Welle 8, den Haltern und den Litzen können mit Ver gussmasse (in Figur 8 nicht dargestellt) aufgefüllt sein.
Nach dem Aushärten der Vergussmasse wird insbesondere der Be reich der Welle bandagiert und anschließend mit dem fertig montierten Läufer imprägniert.
FIG 9 zeigt einen Halter 24 zur Führung des Stromleiters in der Tasche. Der Halter 24 weist eine Basis 25 und einen De ckel 26 auf. Zwischen der Basis 25 und dem Deckel 26 ist der Stromleiter 13 geführt. Der Stromleiter 13 weist eine Bie gungskurve 35 auf, welche in einem Bereich zwischen der Basis 25 und dem Deckel 26 einen Wendepunkt 40 aufweist. Der Wende punkt ist ein Begriff aus der Mathematik. Der Begriff ist aus der Kurvendiskussion bekannt. Im Wendepunkt ist die 2. Ablei tung der betrachteten Funktion eines Graphen Null. Am Wende punkt ändert der Graph, also hier die Biegungskurve, die Richtung seiner Krümmung. Wie die Figur 9 zeigt, kann der Halter 24 mittels einer Bandage 16 fixiert werden. Durch die Verwendung des Halters 24 kann die Verlegung der Stromleiter (zum Beispiel als Litzen oder in Vollmaterial) unter Einhal tung der Biegeradien eindeutig definiert werden. Die Strom leiter sind in der Welle versenkt, und die rotationsbedingt wirkenden Fliehkräfte werden von dem Halter, insbesondere dem Deckel 26 und/oder der Bandage aufgefangen. Die Belastung der Stromleiter reduziert sich insbesondere auf ein Minimum und die Rissbildung kann vermieden bzw. reduziert werden. Dies wiederum hat zur Folge, dass die Funktion der Maschine, ins besondere des Generators, gewährleistet wird.
FIG 10 zeigt eine der Figur 7 ähnliche Darstellung, wobei die Befestigung der Stromleiter an einem Befestigungsring 38 per spektivisch differenzierter dargestellt ist. Figur 10 zeigt, dass die Taschen durch die Halter 24 insbesondere bündig zur weiteren Oberfläche der Welle 8 verschlossen sind. Dabei ist von außen der Deckel des Halters 24 sichtbar. In einer Ausge staltung der Welle werden, um die Verlegung der Stromleiter, insbesondere der Litzen, zu erleichtern und die Einhaltung der Mindestbiegeradien zu gewährleisten, in die Welle drei Taschen, eine pro Phase, eingebracht, insbesondere gefräst.
FIG 11 zeigt den Deckel 26 des Halters in einer Aufsicht. Der Deckel 26 weist Zinken 36, 36", 36"' auf. Zwischen den Zinken 36 und 36' befindet sich eine Auslassung zur Führung eines Stromleiters. Dies gilt ebenso für die Auslassung zwischen den Zinken 36' und 36''. Der Deckel 26 weist Ausbuchtungen 32 und 32' auf. In diesen Ausbuchtungen befindet sich jeweils ein Loch durch welches beispielsweise eine Befestigung Schraube (nicht dargestellt) führbar ist. Durch die Form des Halters (kann auch als Kabelhalter bezeichnet werden) ist es möglich, den Austrittswinkel des Stromleiters zu minimieren. Dies gelingt insbesondere, da in zwei separaten Kanälen eine optimale Anpassung an die Litzengeometrie erfolgen kann. Die Kanäle sind insbesondere als Rinnen ausgeführt, wie diese auch in den Figuren 12 und 13 dargestellt sind. Durch die Mi nimierung des Austrittswinkels ist es möglich, zu verhindern, dass keine zusätzlichen Spannungen durch das unterschreiten der Mindestbiegeradien auftreten. Auch der Kontakt mit scharfkantigen Flächen der Welle 8 kann vermieden werden. Die Verwendung des Halters 24 senkt auch die Menge der benötigten Vergussmasse, welche sich negativ auf die Fliehkräfte auswir ken kann.
FIG 12 zeigt den Deckel 26 (gemäß Figur 11) des Halters mit Sicht auf die Seite, welche den Stromleitern zugewandt ist. Gezeigt ist, wie die Zinke 36' in einen Steg 37 übergeht, wo bei der Steg 37 die aufzunehmenden Stromleiter positioniert bzw. auch separiert. Figur 12 zeigt eine rückwärtige An- sichtsrichtung 39 des Deckels 26, welche in der nachfolgenden Figur 13 eingenommen ist.
FIG 13 zeigt den Deckel in rückwärtiger Ansicht, wobei Rinnen 34, 34' und die Positionierung des Steges 37 klar zur Geltung kommen.

Claims

Patentansprüche
1. Welle (8) mit einer Durchführung (12) für einen Stromlei ter (13, 14, 15) und mit einem Halter (24) zur Positionierung des Stromleiters (13, 14, 15), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Halter (24) den Stromleiter (13, 14, 15) in bzw. über einen Wende punkt (40) einer Biegungskurve (35) des Stromleiters (13, 14, 15) fixiert.
2. Welle (8) nach Anspruch 1, wobei der Halter (24) eine Ba sis (25) und einen Deckel (26) aufweist.
3. Welle (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die Wel le (8) eine Tasche (29, 30, 31) zur Aufnahme des Stromleiters (13, 14, 15) aufweist, wobei die Welle insbesondere eine Wel le eines Schleifringläufers ist.
4. Welle (8) nach Anspruch 3, wobei die Welle (8) drei Ta schen (29, 30, 31) aufweist, wobei eine Tasche (29, 30, 31) jeweils für eine Phase vorgesehen ist, wobei insbesondere ei ne Tasche (29, 30, 31) jeweils zwei Stromleiter (13, 14, 15) aufnimmt, wobei die Stromleiter (13, 14, 15) insbesondere Litzen sind.
5. Welle (8) nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Tasche (29,
30, 31) den Halter (24) aufnimmt.
6. Welle (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Hal ter (24) eine Form aufweist, die der Form des Stromleiters (13, 14, 15) entspricht.
7. Welle (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Hal ter (24) mittels einer Schraubverbindung befestigt ist.
8. Welle (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, der Halter (24) vergossen ist.
9. Welle (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, der Stromlei ter (13,14,15) vergossen ist.
10. Welle (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit einer Bandage (16) im Bereich des Halters (24).
11. Welle (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Durchführung (12) einen Winkel von 20 Grad bis 30 Grad zur Achse (23) der Welle aufweist.
12. Verfahren zum Betrieb einer Welle (1) nach einem der An sprüche 1 bis 11, wobei der Betrieb der Welle (1) simuliert wird.
13. Computerprogrammprodukt, das computerausführbare Pro grammmittel aufweist und bei Ausführung auf einer Rechnerein richtung mit Prozessormitteln und Datenspeichermitteln geeig net ist, ein Verfahren nach Anspruch 12 durchzuführen.
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