SE510320C2 - Axiellt spännorgan i en roterande elektrisk maskin - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 510 320 _ vad avser den axiella sammanpressningen av det s.k. statorplàt- paketet.

Vid dessa konventionella typer av roterande elektriska maskiner utgörs statorstommen ofta av en svetsad stàlplátskonstruktion.

Statorkärnan, även kallad plátkärnan, är normalt vid större maskiner utformad av 0,35 mm s.k. elplàt uppdelad i paket med en axiell längd av omkring 50 mm skilda från varandra med mellan- lägg bildande 5 till 15 mm breda ventilationskanaler. Konstruk- tionen av varje statorplàtpaket görs vid större maskiner genom att lämpligt stora stansade plátsegment lägges ihop till ett första skikt. Plàtsegmenten i varje efterföljande skikt läggs med överlapp mot plåtsegmenten i föregående skikt. När alla skikt ev. varvade med ventilationskanaler är lagda har man byggt upp den skivformade delen av en statorkärna. Delarna och mellanläggen sammanhálles med befintliga axiella spännanord- ningar i form av tryckskänklar som pressas genom anspänningsan- ordningar mot tryckringar, tryckfingrar eller trycksegment.

UPPFINNINGENS SYFTE: Syftet med föreliggnade uppfinning är att eliminera tidigare befintliga axiella spännanordningar. Ett ytterligare syfte med föreliggande uppfinning är att kombinera kylning och axiell inspänning av statorplàtpaketet. Fördelaktiga vidareutvecklingar av uppfinningen indikeras i nedanstående beskrivning. Uppfin- ningen definieras ytterligare genom de efterföljande patentkra- Vefl .

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN: Föreliggande uppfinning avser en anordning för axiell hopdrag- ning av statorplåtpaketet eller segment av statorplàtpaketet.

Anordningen innefattar axiellt löpande bultar, vilka har isolerats elektriskt, eller är försedda med ett isolerande 10 15 20 25 30 35 _ 510 320 material, vilka dragits genom axiella hål genom statortänderna och ev. genom statorryggen. Bultarna löper i statortänderna resp. i statorryggen utmed hela statorns axiella längd och är försedda med låsanordningar till exempel muttrar i båda ändar eller med låsanordningen i ena änden och bulthuvudet i den andra änden.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA: Uppfinningen kommer nu med hänvisningsbeteckningar i anslutning till bifogade ritningsfigurer att närmare beskrivas.

Figur l visar en skematisk perspektivvy av ett diametralt snitt genom en stator av en roterande elektrisk maskin.

Figur 2 visar en tvärsnittsvy av en högspänningskabel enligt föreliggande uppfinning.

Figur 3 visar skematiskt snitt av en sektor vid en roterande elektrisk maskin.

Figur 4 visar en sektor av en stator vid en roterande elektrisk maskin med inritade kylrör och bultar.

Figur 5 visar ett radiellt snitt A-A genom figur 4 med en spännanordning med bultar enligt föreliggande uppfin- ning.

Figur 6 visar ytterligare ett radiellt snitt med axiellt löpande kylrörsslingor och en spännanordning enligt uppfin- ningen.

BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN: Figur 1 visar en del av en elektrisk maskin i vilken rotorn har tagits bort för att lättare visa hur en stator 1 är anordnad.

Statorns 1 huvuddelar består av en statorstomme 2, en stator- kärna 3 innefattande statortänder 4 och en statorrygg 5. Vidare består statorn av en av högspänningskabel anordnad statorlind- ning 6 placerad i ett cykelkedjeformat utrymme 7, se figur 3, bildat mellan varje enskild statortand 4. Statorlindningen 6 är 10 15 20 25 30 35 510 320 i figur 3 endast markerad med dess elektrisk ledare. Som framgår av figur 1 bildar statorlindningen 6 ett s.k. härvändspaket 8 vid statorns 1 båda sidor. Av figur 3 framgår dessutom att kabeln är trappad i flera dimensioner beroende på dess radiella läge i statorn 1.

Konstruktionen av varje plátpaket görs konventionellt vid större maskiner genom att lämpligt stora stansade plàtsegment 9 lägges ihop till ett första skikt. skikt läggs med överlapp mot plâtsegmenten i föregående skikt.

Plàtsegmenten i varje efterföljande När alla skikt ev. varvade med ventilationskanaler är lagda har man byggt upp den skivformade delen av en statorkärna 3. Delarna sammanhálles i axiell led med tryckskänklar 10 som pressas mot tryckringar, tryckfingrar eller trycksegment.

I figur 2 visas en tvärsnittsvy på en högspänningskabel 11 enligt föreliggande uppfinning. Högspäningskabeln 11 innefattar ett antal kardeler 12 med cirkulärt tvärsnitt av exempelvis (Cu). ningskabeln 11. halvledande skikt 13. finns anordnat ett isolationsskikt 14, t.ex. koppar Dessa kardeler 12 är anordnade i mitten av högspän- Runt kardelerna 12 finns anordnat ett första Runt det första halvledande skiktet 13 PEX-isolation. Runt isolationsskiktet 14 finns anordnat ett andra halvledande skikt 15. tar således ej det yttre skyddshölje som normalt omger en dylik kabel vid kraftdistribution.

Begreppet högspänningskabel i föreliggande ansökan innefat- Högspänningskabeln har en diameter i intervallet 20 - 3000 mmz. 200 mm och en ledningsarea i intervallet 80 - Figur 3 visar skematiskt en radiell sektor av en maskin med ett plàtsegment 9 av statorn 1 samt med en rotorpol 16 på maskinens rotor 17. Vidare framgår att statorlindningen 6 är anordnad i det cykelkedjeformade utrymmet 7 bildat mellan varje statortand 4. 10 15 20 25 30 35 :S10 320 Figur 4 visar en yttersta tandsektor 18 innefattande sex statortänder 4 varav fyra i figuren är försedda med var sitt tryckfinger 19 vilket sträcker sig från statorryggen 5 in till statortandens spets 20.

Härvid är tandhöjden definierad som det radiella avståndet från en tandspets 20 till det cykelkedjeformade utrymmets 7 yttre ände 21. den. Vidare definieras rygghöjden som det radiella avståndet fràn det cykelkedjeformade utrymmets 7 yttre ände 21 till Detta senare avstånd betecknar Längden av en statortand motsvaras således av tandhöj- statorkärnans 3 yttre kant 22. bredden av ett yttre ryggparti 23.

I en högspänd roterande elektrisk maskin av den ovan beskrivna typen är enligt föreliggande uppfinning minst en statortand 4, se figur 4, försedd med minst ett axiellt löpande kylrör 24 anslutet till en kylkrets 25 i vilken kylmedium är anordnat att cirkulera. För att ästadkomma effektiv kylning är kylrör företrädesvis anordnade i varje statortand. Vidare framgår av den i figur 4 visade utföringsformen av uppfinningen att fyra kylrör är anordnade att löpa axiellt genom själva tanden medan ytterligare ett kylrör är anordnade att axiellt löpa genom den visade sektorns yttre ryggparti 23. Vidare är samtliga kylrör i en den visade figuren anordnade radiellt i linje med varandra.

Varje kylrör 24 är elektriskt isolerat och försett med ett, ej visat, isolerskikt för att undvika kontakt mot plåten i stator- tanden 4 eller i det yttre ryggpartiet 23. För fastsättning kan som ett alternativ ett termiskt ledande lim användas.

Figuren visar även hur spännorgan är placerade mellan kylrören som en första möjlig utföringsform och mellan lindningarna som en möjlig andra utföringsform. Figur 5 visar en spännanordning enligt en utföringsform av uppfinningen varvid mellan varje kylrör 24, se även figur 4, är en eller flera axiella spännorgan 26 placerade i det magnetiska materialet i form av endera isolerade metallbultar eller i form av glasfiberbultar som är 10 15 20 25 30 510 520 isolerande i sig själva. Spännorganet 26 är i sina båda ändar försett med en änddel 27, företrädesvis gängad, pä vilken kan skruvas en mutter 28. Änddelen 27 sträcker sig genom tryckfing- ret 19. figuren visad som en tallriksfjäder, för att ta upp axiella Ãnddelen är vidare försedd med ett fjäderorgan 29, i förändringar av statorn 1 på grund av temperaturinverkan. Någon form av fjäderorgan krävs för att ta upp längdutvidgningar på grund av värmeöverföring som förspänningen inte klara av.

Statorn skall vara permanent axiellt förspänd.

Genom att anspänna änddelen till ex. med mutter 28 mot fjäderor- ganet 29 och tryckfingret 19 âstadkommes en axiell dragkraft i spännorganet 26 vilket dras mot ett på statorns andra sida anordnat mothåll eller likadan motsvarande spännanordning. Även vid denna andra sida är tryckfingrar 19 anordnade. Tryckfingrar och spännorgan är naturligtvis även här isolerade från stator- kärnan genom lämpligt utformade, ej visade, distansbrickor etc.

I en ytterligare fördelaktig utföringsform är spännorganen 26 placerade i det cykelkedjeformade utrymmet 7 (spåret), se figur 5, i utrymmet mellan mellan statorlindningarna 6, dvs. utanför det magnetiska materialet.

I figur 6 visas i ett radiellt snitt genom en statortand spännorganen 26 tillsammans med de axiellt fram och återgàende kylrören 24. Tillsammans med spännorganen 26 åstadkommer ett spànnok 30 försett med axiellt verkande tryckfingrar 31 en axiellt sammanpressande kraft på statorpaketet.

Uppfinningen är inte begränsad till de visade utföringsformerna utan definieras av de efterföljande patentkraven. Exempelvis behöver inte kylrör och spännorgan vara placerade i linje radiellt utan dess placeringen i tangentiell led kan variera.

Claims (11)

10 15 20 25 30 *S10 320 Patentkrav:

1. Roterande elektrisk maskin innefattande en lindad och av statorplàt laminerad stator (1) försedd med fràn ett yttre ryggparti (23) radiellt inåt sig sträckande statortänder (4), kännetecknad av att ett, från statorplàten elektriskt isolerat, (1) för axiell samman- (1). axiellt löpande spännorgan åtminstone vid statorns ena ände är anslutet till minst ett spännorgan (26) dragning till en bestämd förspänning av statorn

2. Maskin enligt patentkravet 1, kännetecknad av att statorlindningen utgörs av högspänningskabel (ll).

3. Maskin enligt något av patentkraven 1-2, kännetecknad av att spännorganet (26) löper axiellt genom statorns (1) magnetiska material.

4. Maskin enligt något av patentkraven 1-2, kännetecknad av att spännorganet (26) löper mellan högspänningskablarna (11) i det mellan två närliggande statortänder (4) bildade utrymmet (7).

5. Maskin enligt något av patentkraven l-4, kännetecknad av att hela spännorganet (26) är tillverkad av ett isolationsma- terial, företrädesvis glasfiber.

6. Maskin enligt något av patentkraven 1-4, kännetecknad (26) elektriskt isolerat från statorns (1) plåtar. av att spännorganet är anordnad som ett metalliskt rör kännetecknad (1)

7. Maskin enligt något av patentkraven 5-6, (26) med minst en fjäder (29). av att spännorganet är anordnad att förspänna statorn 10 15 510 320

8. Maskin enligt något av patentkraven 5-6, kännetecknad av att spännorganet (26) är anordnad att förspänna statorpaketet mot verkan av en gummifjäder.

9. Maskin enligt något av ovan angivna patentkrav, kânnetecknad av att flera spännorgan (26) är anordnade i minst en statortand (4) så att varje kylrör (24) flankeras av ett axiellt sig sträckande spännorgan (26).

10. Maskin enligt något av ovan angivna patentkrav, kännetecknad av att ytterligare ett spännorgan (26) dessutom löper genom ryggpartiet (23).

11. Maskin enligt något av ovan angivna patentkrav, kânnetecknad av att spännorgan (26) och kylrör (24) är anordnade radiellt utefter en linje.