JP2014517674A - 非同期機械 - Google Patents
非同期機械 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014517674A JP2014517674A JP2014515088A JP2014515088A JP2014517674A JP 2014517674 A JP2014517674 A JP 2014517674A JP 2014515088 A JP2014515088 A JP 2014515088A JP 2014515088 A JP2014515088 A JP 2014515088A JP 2014517674 A JP2014517674 A JP 2014517674A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- asynchronous machine
- rotor
- groove
- winding element
- rotor body
- 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.)
- Pending
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 74
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 37
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 37
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 37
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 28
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 32
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 235000011837 pasties Nutrition 0.000 claims description 17
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 5
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 22
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 6
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 6
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 5
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 4
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/32—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
- H02K3/34—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation
- H02K3/345—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation between conductor and core, e.g. slot insulation
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/32—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
- H02K3/40—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation for high voltage, e.g. affording protection against corona discharges
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
- H02K3/48—Fastening of windings on the stator or rotor structure in slots
- H02K3/487—Slot-closing devices
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/32—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
- H02K3/34—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
本発明は、
−ロータ、
−ロータボディ内に径方向に形成された溝を有する、ロータボディ、
−ロータの巻き線エレメントであって、それらのそれぞれ少なくとも1つが溝の各々を通って軸方向に帯びている、前記巻き線エレメント、
−ロータボディと形状結合で協働し、かつ溝を径方向外側へ向かって閉鎖する、阻止部材、
−巻き線エレメントの各々の回りに外側コロナ保護を有する高電圧絶縁、
を有する、可変の回転数で使用するためのスリップリング回転子を有する非同期機械に関する。
本発明は、巻き線エレメントの外側コロナ保護と、周方向に隣接する、溝の少なくとも1つの壁との間に、巻き線エレメントをロータボディと取り外し可能に結合するための電気的に導通する結合手段が配置されていることを、特徴としている。
【選択図】図1
−ロータ、
−ロータボディ内に径方向に形成された溝を有する、ロータボディ、
−ロータの巻き線エレメントであって、それらのそれぞれ少なくとも1つが溝の各々を通って軸方向に帯びている、前記巻き線エレメント、
−ロータボディと形状結合で協働し、かつ溝を径方向外側へ向かって閉鎖する、阻止部材、
−巻き線エレメントの各々の回りに外側コロナ保護を有する高電圧絶縁、
を有する、可変の回転数で使用するためのスリップリング回転子を有する非同期機械に関する。
本発明は、巻き線エレメントの外側コロナ保護と、周方向に隣接する、溝の少なくとも1つの壁との間に、巻き線エレメントをロータボディと取り外し可能に結合するための電気的に導通する結合手段が配置されていることを、特徴としている。
【選択図】図1
Description
本発明は、請求項1の前文に詳細に定義された種類に基づく、可変の回転数で使用するためのスリップリング回転子を有する非同期機械に関する。さらに、本発明は、この種の非同期機械を有する水力発電設備のための機械セットに関する。
非同期機械は、一般的な従来技術から知られている。典型的には、非同期機械はモータまたはジェネレータとして使用される。それらは巻き線を有するロータからなり、そのローがスリップリングを介して接触されている。巻き線を非同期機械の回転子ないしロータ内へ安全かつ確実に係止するために、一般に、巻き線を非同期機械のロータの溝内に位置決めして、そこに接着することが知られており、かつ一般的である。典型的に、これは、ロータ全体を、たとえばエポキシ樹脂からなる、適切な浴液内へ浸漬することによって行われるので、ロータが全体として接着される。
非同期機械のロータの領域内に巻き線エレメントを固定するこの方法は、実証されており、かつ信頼できる。もちろん構造は、非同期機械の所定の組立大きさに制限される。そこで問題は、非同期機械、特に二重供給される非同期機械は、より大きい組立高さをもって実現されることが増えており、たとえば水力発電設備内でジェネレータとして、あるいは揚水式発電所の場合にはモータジェネレータとして、使用するために設けられていることにある。その場合に、たとえば30MVAより多い出力クラスで形成されている、この種の機械は、きわめて大きい組立高さを有している。ロータ直径は、たとえば3から8mの大きさであるので、たとえば真空のもとでロータをエポキシ樹脂で完全に浸漬することは、実現できないか、あるいは著しい手間をかけないと実現できない。次に、たとえばオートクレーブ内で、硬化することも、極端に大きい構造物を必要として、従ってきわめて煩雑かつ高価である。これは、通常の個数においては、経済的に不可能である。
この種の構造の他の問題は、ロータの浸漬によって是認できるコスト費用でロータ内に巻き線エレメントを接着することに成功した場合でも、この種の機械においては保守のしやすさが決定的な役割を果たすことである。償却にいたるまでのこの種の機械の全コストおよび必要とされる寿命に基づいて、個々の巻き線エレメントの交換が可能でなければならず、その場合に機械のロータないしロータボディが損傷されてはならない。すなわち、完全に接着された構造物においては、これは不可能である。
他の問題は、機械がきわめて高い可変の回転数で駆動されることにある。従って、この組立高さにおいてそれ相当に大きくて重く形成されている、巻き線エレメントへかかる遠心力は、非常に大きい。純粋な接着では、場合によってはこの遠心力に耐えないことがある。従って従来技術においてすでに、巻き線エレメントを収容する溝の領域内で径方向外側に阻止部材を設けることが一般的であって、その阻止部材は溝を径方向外側において閉鎖し、かつロータボディと形状結合で係合するように形成されている。この措置によって巻き線エレメントは遠心力に対しては固定されるが、典型的に絶縁と絶縁の回りの外側コロナ保護とを有する巻き線エレメントが、外側コロナ保護とロータボディとの間に信頼できる電気的導通を実現するためには、レギュラー駆動の間に、それを収容する溝の壁と接触しなければならないことが、問題として残る。ここで接触の中断とエアギャップがもたらされた場合に、フラッシング放電に基づいてスパーク腐食が生じ、それが巻き線エレメントの絶縁と外側コロナ保護とを破壊し、それに伴ってロータを損傷させる。
本発明の課題は、ロータの領域内で巻き線エレメントが次のように固定される、すなわち熱的および/または機械的負荷が変動した場合でも巻き線エレメントの絶縁の外側コロナ保護がロータボディの材料と信頼できるように接触することが、安全かつ確実に保証され、同時にロータの領域内で巻き線エレメントを良好に固定しながら、ロータを損傷することなしに、巻き線の簡単な交換可能性が保証されているように固定される、非同期機械を提供することにある。
本発明によれば、この課題は、請求項1の特徴部分に挙げられた特徴によって解決される。本発明に基づく非同期機械の他の好ましい形態が、それに従属する下位請求項に記載されている。さらに、請求項14には、この種の非同期機械を有する機械セットが記載されている。
従って、本発明に基づく非同期機械においては、ロータ巻き線エレメントは、その溝内で、従来技術からも知られているように、阻止部材によって径方向に保持されている。付加的に、本発明によれば、巻き線エレメントの外側コロナ保護と、周方向に隣接する、溝の少なくとも1つの壁との間に、巻き線エレメントをロータボディと取り外し可能に結合するための電気的に導通する結合手段が配置されている。少なくとも周方向において巻き線エレメントを溝と取り外し可能に結合することを許す、導通可能な結合手段は、一方で、常に溝からの巻き線エレメントの可能な取り外しを保証し、他方では、安全かつ確実な結合によって、絶縁および巻き線エレメントの外側コロナ保護と溝の壁との間に電気的導通性が保証されていることを、保証することができる。それによって、巻き線エレメントの絶縁を損傷するおそれのある、スパークフラッシュとそれによってもたらされるスパーク腐食が、安全かつ確実に回避される。その場合に本発明の主旨における電気的に導通可能な接続とは、少なくともほぼ巻き線エレメントの外側コロナ保護の導通可能性の規模にある導通可能性を有する、各接続である。従って、本発明の主旨における電気的に導通可能な材料は、電流に、約200−50、000Ω/平方の規模の固有の電気的表面抵抗を対置させることができる。
非同期機械の本発明に基づく構造の好ましい展開において、結合手段は、電気的に導通する層とペースト状の物質とを有している。電気的に導通する層は、たとえば箔または特に電気的に導通する紙とすることができる。この電気的に導通する層は、ペースト状の物質、たとえばパテ、と共に溝内に巻き線エレメントの安全かつ確実な固定を保証する。たとえば、巻き線エレメントにペースト状の物質を塗布し、導通可能な層で包むことができる。電気的に導通する層と、記載の例において同様に電気的に導通しなければならない、ペースト状の物質によって、一方で、安全かつ確実な結合が実現され、他方では、導通可能な層と、上の例においては溝の壁との間に、材料結合または接着をもたらさない。従って結合の取り外しが可能である。
その場合に、その好ましい展開において、ペースト状の物質は、硬化する際にその体積を増大させるように、形成されている。その場合に、この構造が溝内へ挿入されると、ペースト状の物質が然るべく膨らんで、それによって溝との確実な形状結合をもたらす。
ペースト状の物質は、たとえばエポキシ樹脂ベースで形成することができる。
この考えの他のきわめて好ましい形態によれば、さらに、ペースト状の物質は弾性的に硬化することができる。従ってそれは、たとえばペースト状の物質としてシリコンを使用する場合に、所定の弾性をもって硬化することができる。従って巻き線エレメントと溝の伸張における温度に基づく変動および/または機械的な振動においても、それに応じた補償が実現されるので、これらの条件のもとでも、巻き線エレメントの外側コロナ保護と溝の壁との間に安全かつ確実な電気的に導通する結合を実現することができる。
他のきわめて好ましい形態において、さらに、層は少なくとも1回折り畳んで形成することができ、その場合にペースト状の物質は、折り畳みによって形成される少なくとも2つの部分の間に配置されている。この構造においては、ペースト状の物質を選択する場合に、ずっと自由になる。というのは、この物質はもはや電気的に導通するように形成する必要がないからである。この物質は、層の折り畳みによって形成される部分の間に、層のみと接触するように、配置される。その場合に層のペースト状の物質とは逆の表面は、一方で絶縁された巻き線エレメントと、他方では溝の壁と接触する。ペースト状の物質が硬化する際にその体積を増大させる場合に、その物質は、すでに上で説明したように、溝内で絶縁された巻き線エレメントの確実な保持をもたらす。その物質が、溝の壁とも巻き線エレメントの外側コロナ保護ともそれぞれ層を介してのみ結合されるので、一方で、外側コロナ保護と溝の壁との間の電気的な導通性が層によって保証され、それに伴って他方では2つの相手方と接着されることがないので、上で説明した構造に比較して取り外しがさらに容易になる。
それに加えて、あるいはその代わりに、本発明に基づく非同期機械の他のきわめて好ましい形態において、結合手段が電気的に導通する材料かなるくさびを有するようにすることができる。好ましくは巻き線エレメントと、周方向に隣接する溝の壁との間に径方向に挿入される、この種のくさびによって、同様に、絶縁された巻き線エレメントと溝の壁との間に機械的な固定と相補形状の結合を実現することができる。くさびの材料が、少なくとも上で説明した主旨において電気的に導通するように形成されている場合に、さらに、導通性が保証される。もちろん原理的には、くさびのために、やや弾性を有する適切な材料を使用することが可能であるので、巻き線エレメントとロータボディの材料との間に熱に基づく伸張差がある場合でも、くさびの安全かつ確実な保持を実現することができる。
本発明に基づく非同期機械の他の形態において、結合部材は、ばね部材として形成することもできる。その場合に、たとえば波形ばねとして形成することができる、この種のばね部材は、ばね部材を介して溝の壁との、そして好ましくは巻き線エレメントのばね部材に対向する側において直接溝の壁との、巻き線エレメントの安全かつ確実な形状結合を実現する、という利点を有している。従って、片側を巻き線エレメントと周方向に隣接する溝の壁との間に挿入されたばね部材によって、安全かつ確実な固定が実現され、その固定は同時に電気的に導通し、かつ機械的に取り外し可能に形成されている。
その場合に、好ましい展開において二重供給される非同期機械として形成することができる、この種の非同期機械のための特に好ましい使用は、ウォータータービンまたはポンプタービンと非同期機械を有し、その非同期機械がウォータータービンまたはポンプタービンによって駆動され、ないしはポンプタービンを駆動する、水力発電設備のための機械セット内で使用されることにある。特に、しばしば重力の方向に非同期機械の回転軸を有し、かつ典型的に30MVAを上回る非同期機械のための出力クラスを必要とする、水力発電設備のための機械セット内でこのように使用する場合に、ロータボディ内の巻き線エレメントの本発明に基づく種類の固定を有する、上述した種類の非同期機械の使用は、特に重要である。すなわち、しばしば非常に激しく変動する回転数で駆動される、この種の機械において、機械的負荷と熱的な負荷が多大な挑戦となる。この挑戦に、上述した種類の電気的に導通する取り外し可能な固定に基づいて対処されるので、ロータ内の巻き線エレメントの絶縁の領域におけるスパーク腐食による非同期機械の損傷は、安全かつ確実に防止することができる。その場合に構造は簡単かつ効率的であって、特に場合によっては損傷される巻き線エレメントの比較的簡単な交換を許し、その場合に巻き線エレメントを交換する際にロータが損傷されることはない。これは特に、水力発電設備の領域における非同期機械においては、特に重要である。というのは、それがきわめて集中的かつきわめて長い期間にわたって利用されるからである。さらに、結合手段は、垂直の回転軸を有する機械セットの典型的な構造において、比較的大きくかつ重い巻き線エレメントを重力に抗して保持しなければならない。それは、本発明に基づく結合手段によって良好に可能である。
本発明に基づく非同期機械およびこの種の非同期機械を有する機械セットの他の好ましい形態が、非同期機械に対する従属の下位請求項から明らかにされ、かつ、以下で図を参照しながら詳細に説明する実施例を用いて明らかにされる。
図1の表示において、水力発電設備1が著しく図式化して認識される。水利工事的に、水力発電設備1の核心は、供給導管システム2にあって、それがここには図示されない上手の水の領域からウォータータービン3まで水を案内し、原理的に示唆されるディフューザ4を通して同様に図示されない下手の水の領域内へ案内する。その場合に上手の水から下手の水へ流れる水によって駆動されるウォータータービン3は、回転軸Rを中心に回転し、その回転軸は、この種の設備においてしばしば一般的であるように、重力gの方向に垂直に方向付けされている。ウォータータービン3の回転は、軸5を介してスリップリング回転子を有する、二重供給される非同期機械7のロータ6へ伝達される。非同期機械7は、ロータ6の他に、さらに原理的に示唆されるステータ8を有している。非同期機械7は、ここに図示される実施例においては、ウォータータービン3において水によって発生される回転エネルギを電気エネルギに変換するために、用いられる。従って、ここに図示される実施例において、非同期機械はジェネレータである。それに加えて、あるいはその代わりに、ここに図示されるウォータータービン3の代わりにポンプタービンを使用することも、もちろん可能である。たとえば揚水発電所において一般的であるような、このポンプタービンは、一方で、上手の水から下手の水の領域内へ流れる水を、上で説明したように回転エネルギに変換することができる。従って非同期機械7を用いて電気エネルギが発生される。電気エネルギが過剰に存在する時点において、その場合に非同期機械7は、ポンプタービンを介して水を再び下手の水の領域から上手の水の領域へ汲み上げるために動力でも駆動される。これは、電気エネルギのより高い需要が存在する場合に、再び電気エネルギを獲得するために上述したように使用することができる。
図2の表示には、ロータ6の一部が示されている。図2に縮尺通りには示されない原理的な位置において示唆されている回転軸Rに対して垂直の平面における断面が、ロータ6のロータボディ9を示しており、そのロータボディは典型的に軸方向に積み重ねられた複数の金属薄板部材から形成されている。このロータボディ9は、溝10を有しており、その溝は回転軸Rの方向にロータボディ10を通って延びており、かつ径方向外側へ向かって開放して形成されている。この溝10内に、典型的に2つの巻き線エレメント11が挿入されている。ロッドとも称される、これらの巻き線エレメント11は、たとえば銅のような、電気的にきわめて良好に導通する材料12から構成されている。それらは、中実材料として、あるいは互いに結合された個々の材料索の形式で実現することができる。巻き線エレメント11の構造は、電気的にきわめて良好に導通する材料12の他に、さらに電気的な絶縁13を有しており、その絶縁は、それ自体知られているように、たとえばエポキシ樹脂を含浸された、電気的にきわめて良好に導通する材料12の回りに巻かれた、雲母テープからなることができる。もちろん、水力発電設備1内の典型的な使用のために約3から8mのロータ6の直径を有し、かつ30MVAを越える出力を有する、上述した規模の非同期機械7においては、絶縁13は、高電圧絶縁である。この種の高電圧絶縁においては、典型的に、絶縁13の外側領域内にそれ自体知られた外側コロナ保護が実現されている。それは、絶縁13の外側領域内の電気的に導通する層または電気的に導通する層構造であり、それが絶縁と接地されたロータボディ9との接続を保証する。
巻き線エレメントないしロッド11は、非同期機械7が駆動される場合に、ロータ6の回転に基づいてそれなりの遠心力を受け、その遠心力は巻き線エレメントを溝10から径方向へ移動させることができる。これは、ここに図示されている構造において阻止部材14によって阻止され、その阻止部材がロータボディ9の材料と次のように、すなわちその阻止部材が溝10を径方向外側へ向かって閉鎖し、巻き線エレメント11を溝10内で径方向に安全かつ確実に保持するように、形状結合で協働する。
絶縁13の外側コロナ保護と隣接する溝10の壁15との間に間隙空間がもたらされると、スパークのフラッシュがもたらされることがあり得る。それによって絶縁13の領域内に腐食がもたらされることがあり、それが最終的にそれを破壊して、それに伴って非同期機械7の領域内に機能的な損傷をもたらす。このことは、すべての状況において阻止されなければならない。さらに、巻き線エレメント11の固定は、機械的に取り外し可能に形成されなければならないので、阻止部材14を除去することによって、巻き線エレメント11を溝10から取り外すことができる。
図3の表示において、それに適した第1の結合手段16が、ばね部材として波形ばね16.1の形式で認識される。波形ばねは、径方向内側の巻き線エレメント11のここに図示される部分内で、外側コロナ保護を有する絶縁13と溝10の壁15との間に配置されている。波形ばね16は、外側コロナ保護を有する電気的な絶縁13をロッド11の波形ばね16.1とは逆の側において溝10のそこに位置する壁15に確実に圧接させることをもたらし、かつ、周方向においては、電気的に導通するように形成されている波形ばね16.1によって電気的な絶縁13と溝10の他方の壁15との間に機械的な結合と電気的な接触とをもたらす。それによって安全かつ確実な固定が達成され、それは、ロッド11の領域内における振動および他の種類の機械的運動並びにロッド11とロータボディ9との熱的に異なる伸張に基づく運動においても、ロータボディ9とロッド11の電気的絶縁13との間の確実な結合と信頼できる電気的に導通する接続を保証する。
図4の表示においては、結合手段16の代替的な実施形態が認識される。構造は、その他においては図3において記述された構造に相当する。その場合に、結合手段16は、波形ばね16.1の代わりにくさび16.2として形成されている。ロッド11を溝10内に適切にくさび止めする、このくさび16.2も、ロッド11のくさびとは逆の側を溝10の一方の壁15に対して圧接させ、ロッド11の他方の側をくさび16.2を介して溝10の他の側へ接触させ、かつ圧接させる。
結合手段16の代替的な実施形態が、図3と4内の表示と実質的に同じ部分を示す、図5の表示に示されている。ロッド11は、ここでは原理的な断面図で示されており、材料12と電気的な絶縁13を唯一の構造内で示しており、それらは断面図において互いに分離されていない。このことは、図5において、そして後続の図6と7において、表示を簡略化するために用いられる。ロッド11の、ここでは明示的に認識されない絶縁13は、図5の表示においてはペースト状の物質17によって包囲されており、その物質自体は、層18によって包囲されている。この層18は、たとえば、箔として形成することができるが、特に電気的に導通する紙として形成することができる。ペースト状の物質17は、パテとして形成することができ、そのパテは、電気的に導通する粒子、たとえば金属粒子、グラファイトなどを適切に添加することによって、所定の電気的な導通性を有する。全達として、結合手段16を形成する、ペースト状の物質17と層18からなるこの構造がロッド11の、明示的に示されない、外側コロナ保護を有する絶縁を包囲している。その場合に、ペースト状の物質17は、硬化する際にその体積を幾分増大させるように、従って膨らむように、形成されている。この種の物質は、たとえばシリコンベースで実現することができる。組み立てる場合には、典型的に、ロッド11はその絶縁および外側コロナ保護と共にペースト状の物質17を塗布されて、導通性の紙からなる層18によってくるまれる。その後、この構造が溝10内へ挿入される。その後、ペースト状の物質17が硬化して、その際に膨らむ。溝10内でロッド11が形状結合で締め付け固定されるので、このロッドは安全かつ確実に保持されて、電気的に導通する層18と電気的に導通するペースト状の物質17とを介して溝10の壁15との、そしてそれに伴ってロータボディ9との、ロッド11の外側コロナ保護の電気的な接触を実現する。同時に、層18は、ペースト状の物質17がロータボディ9の領域内で溝10の壁15に貼り付くことを、防止する。従って、図2に示す阻止部材14を取り外した後に、構造がロータ6の領域から径方向外側へ除去され、それによってロータボディ9自体が損傷を受けることはない。
それに対する代替案が、図6の表示において認識される。これは、層18の使用を三次元の表示で示しており、その層は、折り畳むことによって少なくとも2つの互いに結合された部分18.1と18.2に分割されている。その場合に、これら2つの部分18.1と18.2の間に、ペースト状の物質17が投入されている。一緒になって結合手段16を形成する、折り畳まれた導通する層18と、折り畳みによって形成された2つの部分18.1と18.2の間のペースト状の物質17とからなる、この複合体によって、その後、絶縁と外側コロナ保護とを有するロッド11がくるまれる。このようにくるまれたロッドが、溝10内へ挿入されて、ペースト状の物質17は硬化する際に上述したように膨らむ。それによって形状結合により溝10内にロッド11が安全かつ確実に固定される。
図7の拡大された断面表示において、溝10の壁15の一部および絶縁13と外側コロナ保護を有するロッド11の一部が示されており、その場合に表示を簡略化するために絶縁と外側コロナ保護は明示的には示されていない。ロッド11とロータボディ9の間に、2つの部分18.1と18.2を有する折り畳まれた層18およびそれらの間のペースト状の物質17が位置している。上で説明した構造に対する利点は、ペースト状の物質17が電気的に導通するように形成される必要はなく、たとえば単純なシリコンなどとすることができることにある。ロッド11の外側コロナ保護の表面とロータボディ9内の溝10の壁15との間の電気的な導通性は、電気的に導通する層18によって実現され、その層の一方の部分18.2がロッド11の外側コロナ保護と、そしてその他方の部分18.1が溝10の壁15と接触する。さらに、層18が、溝10の壁15の領域内でも、ロッド11の領域内でも、結合手段6が固着することを防止するので、ロッド11に対しても、溝10の壁15に対しても、結合手段16の取り外し可能性が保証されている。
他の問題は、機械がきわめて高い可変の回転数で駆動されることにある。従って、この組立高さにおいてそれ相当に大きくて重く形成されている、巻き線エレメントへかかる遠心力は、非常に大きい。純粋な接着では、場合によってはこの遠心力に耐えないことがある。従って従来技術においてすでに、巻き線エレメントを収容する溝の領域内で径方向外側に阻止部材を設けることが一般的であって、その阻止部材は溝を径方向外側において閉鎖し、かつロータボディと形状結合で係合するように形成されている。この措置によって巻き線エレメントは遠心力に対しては固定されるが、典型的に絶縁と絶縁の回りの外側コロナ保護とを有する巻き線エレメントが、外側コロナ保護とロータボディとの間に信頼できる電気的導通を実現するためには、レギュラー駆動の間に、それを収容する溝の壁と接触しなければならないことが、問題として残る。ここで接触の中断とエアギャップがもたらされた場合に、フラッシング放電に基づいてスパーク腐食が生じ、それが巻き線エレメントの絶縁と外側コロナ保護とを破壊し、それに伴ってロータを損傷させる。
US2333375は、請求項1の前文にまとめられた特徴を有する非同期機械を記述している。
DE19547229A1とDE4233558A1からは、巻き線エレメントのための固定が知られている。
US2333375は、請求項1の前文にまとめられた特徴を有する非同期機械を記述している。
DE19547229A1とDE4233558A1からは、巻き線エレメントのための固定が知られている。
従って、本発明に基づく非同期機械においては、ロータ巻き線エレメントは、その溝内で、従来技術からも知られているように、阻止部材によって径方向に保持されている。付加的に、本発明によれば、巻き線エレメントの外側コロナ保護と、周方向に隣接する、溝の少なくとも1つの壁との間に、巻き線エレメントをロータボディと取り外し可能に結合するための電気的に導通する結合手段が配置されている。少なくとも周方向において巻き線エレメントを溝と取り外し可能に結合することを許す、導通可能な結合手段は、一方で、常に溝からの巻き線エレメントの可能な取り外しを保証し、他方では、安全かつ確実な結合によって、絶縁および巻き線エレメントの外側コロナ保護と溝の壁との間に電気的導通性が保証されていることを、保証することができる。それによって、巻き線エレメントの絶縁を損傷するおそれのある、スパークフラッシュとそれによってもたらされるスパーク腐食が、安全かつ確実に回避される。その場合に本発明の主旨における電気的に導通可能な接続とは、少なくともほぼ巻き線エレメントの外側コロナ保護の導通可能性の規模にある導通可能性を有する、各接続である。従って、本発明の主旨における電気的に導通可能な材料は、電流に、固有の電気的表面抵抗を対置させることができる。
非同期機械の本発明に基づく構造において、結合手段は、電気的に導通する層と硬化するペースト状の物質とを有している。電気的に導通する層は、たとえば箔または特に電気的に導通する紙とすることができる。この電気的に導通する層は、ペースト状の物質、たとえばパテ、と共に溝内に巻き線エレメントの安全かつ確実な固定を保証する。たとえば、巻き線エレメントにペースト状の物質を塗布し、導通可能な層で包むことができる。電気的に導通する層と、記載の例において同様に電気的に導通しなければならない、ペースト状の物質によって、一方で、安全かつ確実な結合が実現され、他方では、導通可能な層と、上の例においては溝の壁との間に、材料結合または接着をもたらさない。従って結合の取り外しが可能である。
Claims (14)
- 1.1 ロータ(6)、
1.2 ロータボディ(9)に形成された溝(10)を備えた、ロータボディ(9)、
1.3 ロータの巻き線エレメント(11)であって、そのうちのそれぞれ少なくとも1つが溝(10)の各々を通って軸方向に延びている、前記巻き線エレメント、
1.4 ロータボディ(9)と形状結合で協働し、溝(10)を径方向外側へ向かって閉鎖する、阻止部材(14)、
1.5 巻き線エレメント(11)の各々のものの回りに外側コロナ保護を備えた高電圧絶縁(13)、
を有する、可変の回転数で使用するためのスリップリング回転子を有する非同期機械(7)において、
1.6 巻き線エレメント(11)の外側コロナ保護と、周方向に隣接する溝(10)の少なくとも1つの壁(15)との間に、巻き線エレメント(11)をロータボディ(9)と取り外し可能に結合するための電気的に導通する結合手段(16)が配置されている、ことを特徴とする非同期機械。 - 結合手段(16)が、電気的に導通する層(18)とペースト状の物質(17)を有している、ことを特徴とする請求項1に記載の非同期機械(7)。
- ペースト状の物質(17)が、硬化する際にその体積を増大させる、ことを特徴とする請求項2に記載の非同期機械(7)。
- ペースト状の物質(17)が、電気的に導通可能である、ことを特徴とする請求項2または3に記載の非同期機械(7)。
- ペースト状の物質(17)と溝(10)の壁(15)との間に層(18)が配置されている、ことを特徴とする請求項4に記載の非同期機械(7)。
- ペースト状の物質(17)が弾性的に硬化する、ことを特徴とする請求項2から5のいずれか1項に記載の非同期機械(7)。
- 層(18)が、少なくとも1回折り畳むことによって形成されており、その場合に折り畳みによって形成された少なくとも2つの部分(18.1、18.2)の間にペースト状の物質(17)が配置されている、ことを特徴とする請求項2から6のいずれか1項に記載の非同期機械(7)。
- 部分(18.1、18.2)が、ペースト状の物質(17)と溝(10)の壁(15)との間、およびペースト状の部分(17)と巻き線エレメント(11)の外側コロナ保護との間に配置されている、ことを特徴とする請求項7に記載の非同期機械(7)。
- 結合手段(16)が、電気的に導通する材料からなるくさび(16.2)を有している、ことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の非同期機械(7)。
- 結合手段(16)が、電気的に導通する材料からなるばね部材(16.1)を有している、ことを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の非同期機械(7)。
- ばね部材(16.1)が、波形ばねとして形成されている、ことを特徴とする請求項10に記載の非同期機械(7)。
- 二重供給される仕様を特徴とする、請求項1から11のいずれか1項に記載の非同期機械(7)。
- 30MVAを上回る公称負荷を特徴とする、請求項1から12のいずれか1項に記載の非同期機械(7)。
- ウォータータービン(3)またはポンプタービンと、ウォータータービン(3)またはポンプタービンによって駆動され、ないしはポンプタービンを駆動する、請求項1から13のいずれか1項に記載の非同期機械(7)とを有する水力発電設備(1)用の機械セット。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102011106480.3 | 2011-06-14 | ||
DE102011106480A DE102011106480A1 (de) | 2011-06-14 | 2011-06-14 | Asynchronmaschine |
PCT/EP2012/002487 WO2012171635A2 (de) | 2011-06-14 | 2012-06-13 | Asynchronmaschine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014517674A true JP2014517674A (ja) | 2014-07-17 |
Family
ID=46614404
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014515088A Pending JP2014517674A (ja) | 2011-06-14 | 2012-06-13 | 非同期機械 |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20140159537A1 (ja) |
EP (1) | EP2697892B1 (ja) |
JP (1) | JP2014517674A (ja) |
KR (1) | KR20140039241A (ja) |
CN (1) | CN103620920A (ja) |
BR (1) | BR112013032083A2 (ja) |
CA (1) | CA2838022A1 (ja) |
DE (1) | DE102011106480A1 (ja) |
ES (1) | ES2539689T3 (ja) |
PT (1) | PT2697892E (ja) |
WO (1) | WO2012171635A2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019080461A (ja) * | 2017-10-26 | 2019-05-23 | 株式会社日立製作所 | 回転電機及びこれを備えた電動機車両 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102016201048A1 (de) * | 2016-01-26 | 2017-07-27 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Rotor, elektrische Maschine und Verfahren zur Herstellung |
DE102017002420A1 (de) | 2017-03-14 | 2018-09-20 | Grob-Werke Gmbh & Co. Kg | Deckschieber |
EP3402050A1 (en) * | 2017-05-12 | 2018-11-14 | ABB Schweiz AG | Insultated wire of a coil for a random-wound stator |
WO2018206222A1 (en) * | 2017-05-12 | 2018-11-15 | Abb Schweiz Ag | Insultated wire of a stator winding comprising grounding by conducting layer |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2333575A (en) * | 1941-08-22 | 1943-11-02 | Westinghouse Electric & Mfg Co | Variable-speed induction-motor design and control |
DE1538935A1 (de) * | 1966-12-15 | 1970-05-14 | Licentia Gmbh | Anordnung zur Festlegung der Wicklungen und/oder Nutenkeile in den Nuten elektrischer Maschinen |
SE406677B (sv) * | 1977-07-04 | 1979-02-19 | Asea Ab | Forfarande vid anordnande av en herdbar, vermeledande massa i ett lindningsspar hos en roterande elektrisk maskin |
DE4233558C2 (de) * | 1992-09-30 | 1995-07-20 | Siemens Ag | Elektrische Maschine |
DE19547229A1 (de) * | 1995-12-18 | 1997-06-19 | Asea Brown Boveri | Seitenfüllstreifen |
US5608615A (en) * | 1996-03-11 | 1997-03-04 | Luce; John W. | Asynchronous intergrid transfer apparatus |
SE9901919L (sv) * | 1999-05-27 | 2000-11-28 | Abb Ab | Kylning av roterande elektriska maskiner för hög spänning |
GB0223487D0 (en) * | 2002-10-09 | 2002-11-13 | Alstom Switzerland Ltd | Armature bar mounting |
DE10314757B3 (de) * | 2003-03-31 | 2004-11-11 | Voith Turbo Gmbh & Co. Kg | Antriebsstrang zum Übertragen einer variablen Leistung |
EP1653588A3 (de) * | 2004-11-01 | 2010-05-12 | ALSTOM Technology Ltd | Vorrichtung zur Verbesserung des Schutzes eines Bauteils vor Oberflächen-Entladungen |
JP4913551B2 (ja) * | 2006-11-07 | 2012-04-11 | 株式会社日立製作所 | 回転電機巻線及び回転電機並びにそれに用いる半導電性絶縁基材 |
KR101477487B1 (ko) * | 2007-08-03 | 2014-12-31 | 알스톰 르네와블 테크놀로지즈 | 전기 기계, 특히 비동기 3 상 전류 수소발생기 |
-
2011
- 2011-06-14 DE DE102011106480A patent/DE102011106480A1/de not_active Ceased
-
2012
- 2012-06-13 CN CN201280027475.9A patent/CN103620920A/zh active Pending
- 2012-06-13 WO PCT/EP2012/002487 patent/WO2012171635A2/de active Application Filing
- 2012-06-13 US US14/127,427 patent/US20140159537A1/en not_active Abandoned
- 2012-06-13 KR KR1020137034925A patent/KR20140039241A/ko not_active Application Discontinuation
- 2012-06-13 EP EP12743365.4A patent/EP2697892B1/de not_active Revoked
- 2012-06-13 JP JP2014515088A patent/JP2014517674A/ja active Pending
- 2012-06-13 ES ES12743365.4T patent/ES2539689T3/es active Active
- 2012-06-13 BR BR112013032083A patent/BR112013032083A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2012-06-13 CA CA2838022A patent/CA2838022A1/en not_active Abandoned
- 2012-06-13 PT PT127433654T patent/PT2697892E/pt unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019080461A (ja) * | 2017-10-26 | 2019-05-23 | 株式会社日立製作所 | 回転電機及びこれを備えた電動機車両 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA2838022A1 (en) | 2012-12-20 |
PT2697892E (pt) | 2015-07-22 |
EP2697892A2 (de) | 2014-02-19 |
US20140159537A1 (en) | 2014-06-12 |
CN103620920A (zh) | 2014-03-05 |
ES2539689T3 (es) | 2015-07-03 |
KR20140039241A (ko) | 2014-04-01 |
WO2012171635A2 (de) | 2012-12-20 |
DE102011106480A1 (de) | 2012-12-20 |
WO2012171635A3 (de) | 2013-04-11 |
EP2697892B1 (de) | 2015-05-06 |
BR112013032083A2 (pt) | 2016-12-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2621667C2 (ru) | Гидроэлектрическая турбина | |
JP2014517674A (ja) | 非同期機械 | |
EP3355449B1 (en) | Electrical machine for submerged applications | |
EP3046230B1 (en) | Rotor wedge for generator | |
AU2018250387B2 (en) | Winding structure of electrical machine, magnetic conductive member of electrical machine, ferromagnetic lamination and electrical machine | |
JP5679669B2 (ja) | 発電機のステータに関するステータセグメント、ステータ装置、発電機用のステータおよび発電機のステータのステータセグメントの製造方法 | |
CA2762978C (en) | Stator element for an electrical machine | |
US7129605B2 (en) | Generator rotor lead path for connecting to a field winding | |
US20130088103A1 (en) | Synchronic Wind Turbine Generator | |
CN113424402A (zh) | 发电机转子组件 | |
JP2014011953A (ja) | 電動機械のスロットからコイルを取り外すための方法及び装置 | |
JP6544742B2 (ja) | 支持要素及びそれを備えるステータアセンブリ | |
RU2628100C2 (ru) | Статор синхронного генератора и синхронный генератор | |
CN112204862B (zh) | 用于发电机定子芯的义齿组件 | |
US20230041688A1 (en) | Electrical generators in wind turbines | |
Hildinger et al. | Modern design for variable speed motor-generators-asynchronous (DFIM) and synchronous (SMFI) electric machinery options for pumped storage powerplants | |
US20150001983A1 (en) | Corona Shield | |
US20040189118A1 (en) | Generator rotor conductive path for connecting to a top-turn of a winding | |
EP2831983B1 (en) | Electric machine and assembling method | |
KR200434257Y1 (ko) | 발전기의 회전정류기 결합장치 | |
CN113875134B (zh) | 用于旋转电机的转子 | |
KR101315870B1 (ko) | 다상 발전 장치 | |
US9543814B2 (en) | Method of making a heat transfer element for an electric machine | |
HRP20030250A2 (hr) | Rotor hidrogeneratora |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A529 | Written submission of copy of amendment under article 34 pct |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A529 Effective date: 20140130 |