NO139194B - Anordning til fastholdelse av viklingselementer - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en anordnina til fastholdelse av viklinas-elementer i sporene i roterende, elektriske maskiner, hvorved ar ordninaen omfatter en låsekile oq minst ett fjærende element som består av minst ett filtsjikt oq et hardt sjikt oa har en deores-■ siv fjærkarakteristikk med henblikk på fjærkraften idet forholdet mellom tykkelsen av filtsjiktet og det harde sjikt fortrinnsvis er 3 : 1.

En slik anordnina er stort sett kjent fra bl.a. US-patentene

33 91294 oa 34 44407.

I sporene på omkretsen av statorblikkpakken for en roterende maskin er det vanligvis anordnet flere viklingselementer, dvs. isolerte ledere eller lederbunter. Som folge av strompassasje gjennom de isolerte lederne påvirkes disse av elektromagnetiske krefter som pulserer med dobbelt driftsfrekvens og er rettet ra-dialt mot sporbunnen. For at man skal unngå en mekanisk beskadi-gelse av viklingselementene som folge av ledervibrasjoner, som uvegerlig ville fore til elektrisk gjennomslag og dermed stans av maskinen, må vibrasjonenes amplityder holdes minimale i så lang tid som mulig. Idet en ringe deformering av sporfyllingen, især av de fjærende fastspenningselementene neppe kan unngås etter hvert og dette vil fore til reduksjon av fastkilingskreftene som folge av låsekilene og okning av vibrasjonsamplitydene, er de ytterligere anordnede, fjærende elementene av stor betydning.

Ifolge vanlig praksis ved befestigelse av viklingselementene som vanligvis er isolert med kunstharpiks, blir disse lagt i sporet, eventuelt forpresset, og i tilslutning lukkes sporene med stive låsekiler. I enkelte tilfelle monteres ekstra, fjærende elementer av forskjellige former og med lineær fjærkarakteristikk i

sporene. I tysk Offenlegungsschrift 1 463 872 og 2 123 520 omta-

les bolgede formstykker og i tysk patentskrift 964 161 hvelvede formstykker.

Under drift vil forspenningen, dvs. fastkilingskraften som frem-bringes med den stive låsekilen, erfaringsmessig avta vesentlig allerede etter kort tid, i avhengighet av den konstruktive ut-fbrelse og det anvendte materiale, slik at det i mange tilfelle kreves en omfattende etterspenning, for at man skal unngå be-skadigelse av viklingene, som vibrerer med stadig okende amplityder. Dette forutsetter dog stans og demontering av maskinen, hvilket er en vesentlig okonomisk ulempe,især ved maskiner med stor effekt. Reduksjonen av fastkilingskraften kan fores tilba-

ke til flere årsaker, som etter hvert bedret gjensidig tilpas-

ning av de forskjellige elementenes flater, som ikke er helt plane ved monteringen, samt lette, varige deformasjoner av de enkelte elementer i sporfyIlingen. Ved bruk av fjærende til-leggselementer vil den varige deformasjon i hoy grad bestemmes av disse, idet de deltar med mer enn 50% i den totale deforma-

sjon. Ytterligere en ulempe ved de forskjellige, hittil kjente fastkilingsmåter ligger i det forhold at fastkilingskreftene ikke er jevnt fordelt over hele lederflaten, men bare overfores stedvis, slik at det oppstår en for hoy spesifikk flatepressing.

Foreliggende oppfinnelse går ut på å tilveiebringe en anordning,

der de ovennevnte ulemper faller bort, dvs. de isolerte viklingselementene festes slik i sporet at ledervibrasjonens amplityde praktisk talt ikke oker under drift og fastkilingskreftene fordeles jevnt over hele lederoverflaten.

Nevnte oppgave løses ifølge o<p>pfinnelsen ved at filtsjiktet er forsynt med minst ett mellomsjikt, fortrinnsvis av syntetisk gummi.

Fordelen ved oppfinnelsen består i at et slikt innledninasvis angitt flærende element ais praktisk talt konstant elastisitet, selv ved varig trykk-<p>åkiennina, slik at den opprinneliae fastspenningskraft forblir den samme over lana tid oc vibrasjonsamplityden, som til å begynne med er liten som følge av den degressive fjærkarakteristikk med henblikk på fjærkraften og valget av arbeidspunkt, ikke kan bli større, slik at det oppnås en begrensning av den mekaniske påkjenning på viklingsisolasjonen.

Det er hensiktsmessig at filtsjiktet består av syntetiske fibre som forloper i ring og/eller i spiral. Fordelen ved dette er at slike fibre bare vil deformeres i trykkretning og dessuten jevnt. Dette muliggjor et tilnærmet ideelt flatetrykk i motset-ning til de kjente losninger med flerpunkts-trykk, f.eks. ved de bolgede, fjærende elementer.

Særlig fordelaktig er at filtsjiktet er dekket med et hardt sjikt på begge sider. Ved denne anordning vinnes dobbelte gli-deflater, hvilket er gunstig for en bedre aksial bevegelsesmu-lighet ved varmeekspansjon.

Med det nevnte minst ene mellomsjikt, fortrinnsvis av syntetisk aummi, kan forholdet mellom tykkelsene av filtsjikt oa mellomsjikt fortrinnsvis være fra 5 : 1 til 3:1. I avhergig-het av kravene til trykkraft og fjærstrekning kan det fjærende element bestå av flere filtsjikt og flere mellomsjikt. Denne utforming, hvor selve filtsjiktet ikke blir for tykt, selv ved tykkere fjærende elementer, er fordelaktig, fordi tykke filtsjikt får større, varig deformasjon. En oppdeling av filtsjiktet er især nødvendig ved store fastkilingskrefter.

I tegningen er det vist noen skjematiske utfbrelseseksempler

av oppfinnelsen.

Fig. 1 viser et sportverrsnitt med to isolerte staver og med anordningen ifolge oppfinnelsen til fastholdelse av viklingselementene. Fig. 2 er et tverrsnitt av en anordning av to fjærende elementer ifolge oppfinnelsen. Fig. 3 er et tverrsnitt av en annen anordning av to fjærende elementer ifolge oppfinnelsen. Fig. 4 viser en typisk fjærkarakteristikk av filtsjiktet ifolge oppfinnelsen og en fjærkarakteristikk av kjente fjærende elementer.

I fig. 1 betegner 1 et filtsjikt og 2 et mellomsjikt. Et hardt sjikt er betegnet med 3. En låsekil er betegnet med 4. 5 er en ovre stav med en ovre hovedisolasjon 6 og 7 er en nedre stav med en nedre hovedisolasjon 8. 9 er et fast mellomlegg og 10

et fast underlag. 11 er et låsekileunderlag og 12 betegner et spor.

I fig. 2 og 3 har tilsvarende deler samme henvisningstall som

i fig. 1.

I fig. 4 sees to fjærkarakteristikker, hvorved filtsjiktets karakteristikk er betegnet a og de kjente elementers med b.

Ifolge fig. 1 utgjores viklingselementene av den ovre stav 5 med ovre hovedisolasjon 6 og den nedre stav 7 med nedre hovedisolasjon 8 i sporet 12. Mellom ovre stav 5 og nedre stav 6 forelig-ger det faste mellomlegg 9 av glassfiberforsterket kunststoff.Ved hjelp av det faste underlag 10 av glassfiberforsterket kunststoff er nedre stav 7 med sin nedre hovedisolasjon 8 adskilt fra sporets bunn. De isolerte viklingselementer er fastspent og festet i sporet 12 ved hjelp av det fjærende element som består av to filtsjikt 1, et mellomsjikt 2 og et hardt sjikt 3, og ved hjelp av en vanlig låsekile 4 av hardt vev.

Mellom kilen 4 og det fjærende element 1,2,3 ligger det vanlige kileunderlag 11. Da det fjærende elementets 1,2,3 bredde svarer til hovedisolasjonens 6,8, inklusive kobberet, og det fjærende element 1,2,3 omfatter et hardt sjikt 3, som danner en glideflate, kan det vanlige kileunderlag 11 falle bort, når fabrikasjonen er korrekt med henblikk på dimensjonene. Det fjærende elementets 1,2,3 lengde svarer fortrinnsvis til kilens 4, skjont det kan monteres lengre eller kortere, fjærende elementer .

Det harde sjikt 3 virker som bæremateriale, hovedsakelig også til å gjore innfbringen av kilen 4 lettere, når stavene 5,7

skal spennes fast. Det består fortrinnsvis av et hardt vev eller et glassfiberforsterket kunststoff og har en sjikttykkelse

på fortrinnsvis 0,3 til 1 mm. Filtsjiktene er fortrinnsvis 1 til 2 mm tykke hver, hvorved forholdet mellom tykkelsene av filtsjiktet 1 og det harde sjikt 3 fortrinnsvis er 3 : 1. Selve filten har en spesiell fjærkarakteristikk a ifolge fig. 4. En slik fjærkarakteristikk kan man f.eks. oppnå ved at filten bygges opp av fine, temperaturfaste kunststoff-fibre i spiralform. En lignende karakteristikk kan også oppnås ved en spesiell form for veving eller strikking. Som fibermateriale vil f.eks. poly-amid- eller polyimidfibre være velegnet. Det er viktig at filtsjiktet 1 ikke blir for tykt. Det må derfor deles opp med ett eller flere mellomsjikt 2. Særlig velegnet er et mellomsjikt av temperaturfast syntetisk gummi. Dette vil samtidig virke som be-festigelsessjikt for fibrene. Forholdet mellom tykkelsene av filtsjiktet 1 og mellomsjiktet 2 er fortrinnsvis 5 : 1 til 3:1. Når det kreves store fastkilingskrefter, kan man legge flere filtsjikt 1 og mellomsjikt 2 over hverandre, hvorved mellom-sjiktene 2 kan forsterkes med glassvev. De fjærende elementene 1,2,3 kan etter behov legges mellom ovre stav 5 og nedre stav 7, hvorved det oppnås en jevnere kraftoverføring enn ved det faste mellomlegg 9 alene. Det samme gjelder for anbringelse av dette fjærende element 1,2,3 under nedre stav 7. Ved denne anordning kan det vanlige, faste mellomlegg 9 og/eller det vanlige, faste underlag 10 falle helt eller delvis bort.

Det kan videre være hensiktsmessig å anordne to eller flere fjærende elementer 1,2,3 over hverandre, f.eks. slik at to harde sjikt 3 blir liggende på hverandre. Derved kan det oppnås bedre aksialebevegelsesmuligheter med henblikk på varmeekspansjon. Etter behov kan også to fjærende elementer 1,2,3 legges med et av de harde sjikt 3 utad (fig. 2) eller med begge harde sjikt 3 utad (fig. 3). Filtsjiktet 1 kan også på begge sider dekkes med et sjikt av et hardt vev, slik at det oppstår en dobbelt glideflate.

Virkemåten og den spesielle fordel ved oppfinnelsens gjenstand fremgår av fig. 4. Karakteristikkene a og b viser sammenhengen meilom fjærkraften F og den relative fjærstrekning s, hvorved den storst mulige fjærstrekning s er betegnet med 100 %. Under like forhold, dvs. ved samme forspenning Fo og like stor amplityde A f av de elektromagnetiske kreftene, vil det ved det fjærende element ifolge oppfinnelsen bare være mulig en ringe fjærstrekning A s^, dvs. en mindre vibrasjonsamplityde av de fastspente viklingselementene enn ved de ovrige fjærende elementer, hvor denne fjærstrekning A s. er vesentlig storre.

De fjærende elementer ifolge oppfinnelsen har en vesentlig bedre langtidsadferd med henblikk på sin fjærkarakteristikk enn de kjente fjærende elementer som benyttes for det aktuelle formål. Ifolge foreliggende oppfinnelse kan isolerte viklingselementer således festes vesentlig mer effektivt enn det er mulig med de hittil kjente fjærende elementer. På grunn av de meget snevre grenser for viklingselementenes vibrasjonsamplityde er det mulig å holde den dynamisk-mekaniske påkjenning innenfor grenser som muliggjor storre driftssikkerhet og lengre levetid.

De fjærende elementer til fastspenning av viklingselementer i sporene for elektriske maskiner kan fremstilles enkelt og rime-lig i forhold til de hittil vanlige, fjærende elementer, og man kan praktisk talt innstille valgfrie fjærkrefter og fjærstrek-ninger i avhengighet av valget og oppbygningen av de fjærende elementer.

Monteringen og fastspenningen av de fjærende elementer skjer

på en meget enkel måte, idet de hensiktsmessig på minst en av de brede sider har en hard, glidende overflate, på hvilken låsekilen kan forskyves uten vanskelighet.

Claims (4)

1. Anordning til fastholdelse av viklingselementer i sporene i roterende, elektriske maskiner, hvorved anordningen omfatter en låsekile og ninst ett fjærende element som består av minst ett filtsjikt (1) og et hardt sjikt (3) og har en degressiv fjærkarakteristikk med henblikk på fjærkraften (F), idet forholdet mellom tykkelsene av filtsjiktet (1) og det harde sjikt (3) fortrinnsvis er 3:1, karakterisert ved at filtsjiktet (1) er forsynt med minst ett mellomsjikt (2), fortrinnsvis av syntetisk gummi.

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at filtsjiktet (1) består av ring- og/eller spiralformet forløpende, syntetiske fibre.

3. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at filtsjiktet (1) på begge sider er dekket av et sjikt av hardt vev.

4. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at det fjærende element i avhengighet av kravet til trykkraft og fjærstrekning er bygget opp av flere lag av filtsjikt (1) og mellomsjikt (2).