NO884027L - Elektriske maskiner som innbefatter sporkiler. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører elektriske maskiner som innbefatter sporkiler.

Elektriske maskiner slik som motorer eller generatorer, er lederne, typisk feltspoler, plassert i generelt parallelle spor som er dannet i rotoren og/eller statoren på maskinen. Slik det er velkjent innenfor teknikken, må lederne begrenses fra å bevege seg innenfor sporene under påvirkningene av elektromagnetisk og/eller mekaniske krefter som oppstår under bruk av maskinene.

Vanlige løsninger for å begrense lederne i sporene baserer seg vanligvis på sporkiler. I en løsning har hvert spor en svalehale ved den åpne enden derav inn i hvilken en langsgående svalehalekile drives. Kilen utvikler kraft på lederen eller lederne i sporet på grunn av tilveiebringelsen av pakkingsmaterlale som er plassert mellom kilen og lederen eller lederne. Den svalehaleformede kilen har et i alt vesentlig konstant tverrsnitt som er trapesformet, hvor de ytre og indre overflater (relativt sporet) er parallelle med hverandre.

I praksis er valget av passende pakking tidkrevende og sjelden vil pakkingen være en konstant tykkelse langs sporets fulle lengde. Det sistnevnte trekket betyr at det er usann-synlig at lederen eller lederne vil bli holdt på sikker måte langs den fulle lengde derav i sporet. Således er det sannsynlig at lederen eller lederne utsettes for lokaliserte vibrasjoner som kan medføre svikt hos lederen eller lederne. Dessuten er den svalehaleformede kilen vanskelig å fremstille ved at den må maskineres til en tett pasning i svalehale-partiet av sporet.

I en lignende løsning kan denne sistnevnte ulempe avhjelpes ved å innsette en andre kile mellom svalehalekilen og pakkingen. Svalehalekilen og den andre kilen har komplemen-tært-skråstilte overflater i glidende kontakt med hverandre, hvorved bevegelse av de to kilene relativt hverandre i den langsgående retning av sporet bevirker en økning i tykkelsen av de kombinerte kilene som utvikler innspenningskraften på lederen eller lederne. Selv om svalehalekilen ikke lenger trenger å være en tett pasning i det svalehalede parti av sporet, må sporet være noe dypere for å oppta økningen i tykkelse av de kombinerte kilene. I maskiner som har en gitt utmatning, må statoren eller rotoren være noe større enn det som er nødvendig.

Det ville være ønskelig å tilveiebringe en elektrisk maskin med sporkiler som reduserte eller unngikk en eller flere av de ovennevnte ulemper.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en elektrisk maskin som har en komponent med spor dannet deri i hvilke ledere er plassert, idet de motstående sidevegger av hvert spor, hosliggende munningen derav, er forsynt med en svalehale langs denne, og, for hvert spor minst en sporkile til å fastholde den eller hver leder i nevnte spor, kjenne-tegnet ved at hver sporkile omfatter et mellomorgan som har sideveis kamoverflater derpå, og to sideorganer som hver har første og andre sideveis kamoverflater derpå, idet nevnte første kamoverflater av sldeorganene danner et første par av overflater som, ved bruk av kilen, samvirker med komplementære overflater som danner del av svalehalen til å fastholde nevnte kiler relativt sporet, og i det nevnte andre kamoverflater av sldeorganene danner et andre par av overflater som er komplementære med og som kan danne inngrep med de sideveis kamoverflater av mellomorganet, idet formene av kamoverflåtene på mellomorganet og på sldeorganene er slike at, ved bruk og ved bevegelse av mellomorganet relativt til sldeorganene i langsgående retning av sporet for å fastklle mellomorganet mellom sldeorganene, tvinges mellomorganet innad relativt sporet relativt sldeorganene til å gi en belastning på lederen eller hver leder derved til å fastholde disse i sporet.

Fortrinnsvis konvergerer de sideveis kamoverflater av mellomorganet hos en sporkile mot hverandre i hver av to innbyrdes perpendikulære retninger, hvilke retninger, ved bruk av kilen, kan være i alt vesentlig parallelle med det midtre langsgående plan av sporet, idet én strekker seg langs sporets lengde og den andre strekker seg utad fra sporet.

Hensiktsmessig konvergerer det første paret av overflater hos sldeorganene på en sporkile mot hverandre i en retning utad fra sporet.

Sldeorganene kan forbindes med hverandre for å hjelpe til med sammenstillingen av kilen, idet forbindelsen mellom sldeorganene fortrinnsvis lett kan fjernes, slik som ved knekking, kutting eller annen skjær virkning som følger sammenstilling av kilen. Kun i eksempels form skal oppfinnelsen nå beskrives i nærmere detalj med henvisning til de vedlagte tegninger. Figur 1 og 2 er henholdsvis et planriss ovenfra og et planriss fra undersiden av sldeorganene av en sporkile i en elektrisk maskin i henhold til oppfinnelsen. Figur 3 er et enderiss i retningen av pil III i figur 2. Figur 4 er et planriss ovenfra av mellomorganet hos kilen i figurene 1 til 3. Figur 5 er et delvis tverrsnitt gjennom statoren av den elektriske maskinen som innbefatter kilen ifølge figurene 1-4. Figur 6 er delvis et tverrsnitt på linjen VI - VI i figur 5.

Idet det vises til tegningene, er en elektrisk maskin 10 (se figurene 5 og 6), eksempelvis en motor eller en generator, her representert ved en laminert stator 12. Statoren 12 har en flerhet av parallelle spor 14, som er prekuttet i de individuelle lamineringer forut for statorstabelens forming, i hvilken er plassert ledere 16, slik som isolerte spoler, remser eller lignende. Lederne 16 holdes i sporene 14 ved hjelp av en flerhet av sporkiler 20 som danner inngrep med svalehaler 18 som er dannet nær munningene av sporene 14.

Sporkilene 20 består hver av et mellomorgan 22 (se figur 4) og et par sideorganer 24 (se figurene 1-3).

Mellomorganet 22 har sideveis kamoverflater 26 som konvergerer mot hverandre i hver av to innbyrdes perpendikulære retninger. Når organet 22 er i stilling i sporet 14, er retningene i alt vesentlig parallelle på det midtre langsgående plan 28 for sporet 14, idet én strekker seg langs og én strekker seg utad fra sporet 14.

Sldeorganene 24 har hver første og andre sideveis overflater 30, 32. I den sammenstilte tilstand av kilen 20, danner de første overflatene 30 av organene 24 et første par av overflater som konvergerer mot hverandre i en retning utad fra sporet 14. Paret av overflater 30 danner inngrep med komplementære overflater som danner del av svalehalen 18 til å fastholde kilen 20 relativt sporet 14.

I den sammenstilte tilstand av kilen 20, danner dessuten nevnte andre overflater 32 på organene 24 et andre par av kamoverflater som er komplementære med kamoverflåtene 26 på mellomorganet 22. Vinklene som de forskjellige overflater er blitt anbragt i er blitt overdrevet for tydelighets skyld på tegningene.

Sldeorganene 24 er forbundet med hverandre ved hjelp av en remse 34 for å lette håndteringen under sammenstilling av maskinen 10. Remsen 34 kan lett fjernes, for eksempel ved knekking, kutting eller annen skjærevirkning, som etterfølger sammenstilling av kilen 20 i sporet 14.

Ved bruk, etter plassering av lederne 16 i sporet 14, blir en flerhet av par av sideorganer 24 plassert i svalehalene 18 ved svakt å bøye forbindelsesremsen 34 for å tillate parene av sideorganer 24 å bli innført i svalehalen gjennom sporets 14 munning. Midtorganene 22 skyves så inn i stilling mellom hvert par av sideorganer 24 og drives på plass. Den sistnevnte handling resulterer i at kamoverflåtene 26 og 32 samvirker med hverandre til å kile midtorganet 22 mellom sldeorganene 24 både i langsgående retning av sporet 14 og innad derav til å gi belastning på lederne 16 til å fastholde disse i sporet 14. Remsen 34 brytes så av sldeorganene 24.

Mellom og sldeorganene 22 og 24 sprøytestøpes i et glassfor-sterket epoksy-harpiksmateriale som har de ønskede styrke og temperaturmotstandsegenskaper. Typisk må materialet motstå temperaturer inntil 180°C. Det er klart at andre materialer, slik det godt forstås innenfor teknikken, kan anvendes til å fremstille kilen 20.

En sporkile som er konstruert i henhold til oppfinnelsen har et antall fordeler sammenlignet med den kjente teknikks kiler. Eksempelvis:-

1. Den er liten (typisk ca. 30 mm lang sammenlignet med lengder av størrelsesorden 100 mm for tidligere kjente kiler) og støpes lett og er derfor billig å fremstille. 2. Den krever ikke noen maskinering for å passe til svale-halens dimensjoner. 3. Det er ikke nødvendig å anvende pakking for å oppnå belastning av lederne.

4. Den er meget lett sammenstillbar i sporet.

Selv om den lille dimensjon av kilen betyr at et relativt stort antall må anvendes i en maskin (typisk en for hver 60—90 mm), "blir den faktoren mer enn tilsidesatt ved den tidsbesparelse som oppnås på grunn av lettheten som kilene kan sammenstilles med. Eksempelvis ble en prototype maskin som innbefattet kiler i henhold til oppfinnelsen sammenstilt i løpet av ca. 1/8 av den tid som behøves for å sammenstille maskinen som anvender vanlige kiler.

Dessuten, på grunn av lettheten som kilene kan sammenstilles i sporene 14, kan eventuelle skadede eller manglende kiler lett erstattes under rutinevedlikehold av maskinen uten å måtte fjerne andre kiler fra sporet, slik tilfelle ville være med tidligere kjente kiler.

Det vil forstås at, dersom materialet som sldeorganene er laget av er tilstrekkelig ettergivende til å tillate bøyning for innføring i sporet, kunne forbindelsen mellom sldeorganene være betydelig større og forbli en del av kilen etter sammenstilling, dvs. sldeorganene ville være enhetlige deler av et enkelt kileorgan som sammen med mellomorganet ville omfatte sporkilen på en maskin i henhold til oppfinnelsen .

Dersom den elektriske maskinen har ventileringsspor, kan hvert av sldeorganene 24 forsynes med en enhetlig endetil-støtsoverflate, slik som vist med stiplet linje 36 i figur 1, som danner inngrep med ventileringssporet og hindrer sldeorganene 24 fra å gli langs svalehalen 18.

Claims (6)

1. Elektrisk maskin som har en komponent med spor dannet deri i hvilke er plassert ledere, idet de motstående sidevegger av hvert spor, hosliggende munningen derav, er forsynt med en svalehale langs disse, og for hvert spor, i det minste en sporkile til å fastholde den eller hver leder i nevnte spor, karakterisert ved at hver sporkile (20) omfatter et mellomorgan (22) som har sideveis kamoverflater (26) derpå, og to sideorganer (24) som hver har første og andre sideveis kamoverflater (30, 32) derpå, idet nevnte første kamoverflater (30) på sldeorganene (24) danner et første par av overflater som, ved bruk av kilen (20), samvirker med komplementære overflater som danner del av svalehalen (18) til å fastholde nevnte kile (20) relativt sporet (14), og i det nevnte andre kamoverflater (32) på sldeorganene (24) danner et andre par av overflater som er komplementære med og som kan danne inngrep med de sideveis kamoverflåtene (26) på mellomorganet (22), idet formene av kamoverf låtene (26, 30, 32 ) på mellomorganet (22) og på sldeorganene (24) er slike at, ved bruk og ved bevegelse av mellomorganet (22) relativt sldeorganene (24) i langsgående retning av sporet (14) til å fastklle mellomorganet (22) mellom sldeorganene (24) tvinges mellomorganet (22) innad relativt sporet (14) relativt sldeorganene (24) til å gi en belastning på lederen eller hver leder (16) for derved å fastholde disse i sporet (14).

2. Elektrisk maskin som angitt i krav 1, karakterisert ved at de sideveis kamoverf later (26) av mellomorganet (22) på en sporkile konvergerer mot hverandre i hver av to innbyrdes perpendikulære retninger.

3. Elektrisk maskin som angitt i krav 2, karakterisert ved at nevnte retninger, ved bruk av kilen (20) er i alt vesentlig parallelle med det langsgående midtplanet for sporet (14), idet én forløper langs sporets (14) lengde og den andre forløper utad fra sporet (14).

4. Elektrisk maskin som angitt i et hvilket som helst av kravene 1 til 3, karakterisert ved at det første paret av overflater (30) på sldeorganene (24) for en sporkile (20) konvergerer mot hverandre i en retning utad fra sporet (14).

5 . Elektrisk maskin som angitt i et hvilket som helst av kravene 1 til 4, karakterisert ved at sldeorganene (24) for hver sporkile (20) er forbundet med hverandre.

6. Elektrisk maskin som angitt i krav 5, karakterisert ved at forbindelsen (34) mellom de to sldeorganene (24) av en sporkile (20) er fjernbar.