WO1994026015A1

WO1994026015A1 - Anordnung zum festsetzen von wicklungselementen in den nuten eines blechpaketes elektrischer maschinen

Info

Publication number: WO1994026015A1
Application number: PCT/DE1994/000437
Authority: WO
Inventors: Wolfgang Golbig; Horst Höltzel
Original assignee: Vem-Elektroantriebe Gmbh
Priority date: 1993-04-23
Filing date: 1994-04-20
Publication date: 1994-11-10
Also published as: DE4313265C2; EP0733277A1; DE4313265A1

Abstract

Vorgefertigte Wicklungselemente werden durch Nutverschlußkeile in den Ständernuten elektrischer Maschinen in Trapez- oder Tangentialkeilausführung in Verbindung mit Wellfedern festgesetzt. Zur rüttelfesten und glimmsicheren Fixierung ist ein hoher technologischer Aufwand erforderlich. Eine Verringerung des Aufwandes und ein besserer Sitz wird erreicht, indem zwischen einem Einlegekeil (2) und einem Spannkeil (3) in Tangentialkeilausführung Wellfedern (4) mit einem Gleitstreifen (5) angeordnet sind. Des weiteren ist der Spalt zwischen Nutwand (12) und Wicklungselement (7) längs der Nut mit Silikonkautschuk (8) und seitlichen Wellfederstücken (9) oder mit tafelförmigem Schichtpreßstoff (10) und seitlichen Wellfederstücken (9) ausgefüllt. Damit ist ein sowohl elastisches als auch rüttelfesteres Fixieren der Wicklungselemente (7) und ein genau definierteres Vorspannen der Wellfedern (4) in der Nut eines Ständerblechpaketes (1) von Synchrongeneratoren großer Leistung möglich.

Description

Anordnung zum Festsetzen von Wicklunσselementen in den Nuten eines Blechpaketes elektrischer Maschinen

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, insbesondere eine Synchronmaschine großer Leistung, mit mehreren Wicklungselementen pro Nut, die vor ihrem Einbau in das

Blechpaket isoliert, imprägniert und ausgehärtet sind und in den Nuten des Blechpaketes dieser Maschine mit Nutverschlußstäben festgesetzt werden.

Eine übliche Befestigungsart besteht darin, die Wicklungselemente nach dem Einlegen in die Nut mittels im Querschnitt trapezförmiger Nutverschlußstäbe (auch als Nutverschlußelemente oder Nutkeile bezeichnet) von der Bohrung des Ständerblechpaketes her gesehen in radialer Richtung auf den Nutgrund zu pressen. Die dabei entstehende Vorspannung ist nicht definiert. Infolge des alterungsbedingten Schrumpfens der Nutverschlußstäbe und der in der Nut eingesetzten Füllstreifen aus Schichtpreßstoff (Glasseidengewebe mit Kunstharz, verpreßt und gehärtet), verbunden mit Vibrationen der Wicklungselemente durch elektromagnetische Kräfte, erfolgen Lockerungen, in deren Ergebnis sich die Vibrationen weiter vergrößern und schließlich den Koronaschutz der Wicklungselemente in der Nut und die Isolierung zerstören.

Ausführungen mit dem Ziel, einen Festsitz der Wicklungselemente in der Nut durch einen beim Einlegen der Wicklungselemente saugfähigen kompressiblen, mit halbleitendem Lack vorimprägnierten Koronaschutz zu erreichen, führten ebenfalls nicht zum Ziel, weil auch hier die oben beschriebenen Schrumpfungen und zusätzlich noch die des Koronaschutzes auftraten. Aus der DE-OS 30 16 990 ist bekannt, daß Wicklungselemente mit längs in der Nut und seitlich in der Nut angeordneten Wellfedern unter Vorspannung verkeilt, ein Lockern der Wicklungselemente verhindern sollen. Diese Ausführung hat den Nachteil, daß die seitlichen, in der Regel halbleitenden Wellfedern, nur unwesentlich zum Festsitz beitragen, weil die

ERSATZBLATT elektromagnetischen Kräfte in der Nut radial zur Bohrung wirken.

Längs in der Nut angeordnete Wellfedern, wie aus der DE 32 41 410 bekannt, haben den Nachteil, daß sie großen technologischen Aufwand zum Erzielen großer, möglichst genau definierter Vorspannungen beim Einbringen der Nutverschlußstäbe erfordern.

In der DD 268 847 werden sogenannte Doppelschrägkeile (hier Tangentialkeile genannt) als Nutverschlußelemente beschrieben, die zwar den Festsitz der Wicklungselemente verbessern, aber ein definiertes Vorspannen nicht gewährleisten.

Auch die DE-OS 26 56 373 beschreibt Tangentialkeile, die aber ein definiertes Vorspannen ebenfalls nicht ermöglichen.

Die DE-OS 29 34 178 zeigt eine Lösung, bei der mehrere Tangentialkeile so aneinandergereiht sind, so daß durch

Verschieben der Oberkeile die Vorspannung der gleichzeitig eingesetzten Wellfedem nachgestellt werden kann. Die Wellfeder ist dabei unter dem Unterkeil angeordnet. Beim Nachsetzen der Oberkeile besteht die Gefahr, daß sich der Unterkeil dabei mit bewegt und weil die Wellfeder unmittelbar und gegen unzulässige mechanische Beanspruchungen ungeschützt unter dem Unterkeil angeordnet ist, dabei die Laminatstruktur der Wellfeder zerstört.

Eine seitlich elastische Befestigung von Wicklungselementen wird in der DE-OS 40 25 439 beschrieben. Dies wird durch

Einbringen einer gummielastischen, elektrisch leitfähigen Masse zwischen Nutwand und Wicklungselement erreicht. Dieser Lösung haftet der Nachteil an, daß auch bei dieser Ausführung die Wicklungselemente in der Nut nicht vibrationsfrei fixiert werden können.

ERSATZBLATT Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, isolierte.und ausgehärtete Wicklungselemnte vibrationsfrei, leicht montierbar und mit geringem technologischen Aufwand in den Nuten festzusetzen und gleichzeitig eine zuverlässige Kontaktierung des Koronaschutzes im Nutteil mit dem Blechpaket zu realisieren. Die Aufgabe zum Festsetzen von Wicklungselementen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches gelöst.

Dabei werden die Wicklungselemente 7 mit seitlichem Einbauspiel in die das Blechpaket der Maschine bildenden axialen

Teilblechpakete 13 eingebaut. Abwechselnd sind im Spalt zwischen Wicklungselement 7 und Nutwand 2 längs der Nut im Bereich der Teilblechpakete 13 halbleitender Silikonkautschuk 8 und leitfähige seitliche Wellfederstücke 9 aus halbleitendem Schichtpreßstoff angeordnet. Diese Anordnung gewährleistet eine elastische seitliche Fixierung der Wicklungselemente 7.

Eine gegen Vibration noch widerstandsfähigere Anordnung wird erreicht, wenn anstelle des halbleitenden Silikonkautschuks 8 in den entsprechenden Spalten jeweils halbleitender, tafelförmiger Schichtpreßstoff 10 angeordnet ist. Die endgültige Fixierung in radialer Richtung erfolgt durch Nutverschlußelemente in Tangentialkeilausführung in Verbindung mit einem Gleitstreifen 5 und einer Wellfeder 4 aus nichtleitendem Schichtpreßstoff. Dabei bestehen die an sich bekannten Tangentialkeile aus den Einlegekeilen 2 und den zugehörigen Spannkeilen 3. Zwischen beiden sind vorspannbare Wellfedern 4 und zusätzlich Gleitstreifen 5 angeordnet, die in Verbindung mit dem Deckstreifen 6 zum Einstellen einer genau definierten Vorspannung dienen. Die erfindungsgemäßen Einlegekeile 2 und Spannkeile 3 mit ihren speziellen aufeinander abgestimmten Querschnittsformen werden einzeln stranggezogen. Die Tangentialschrägen sind nachträglich durch mechanische Bearbeitung hergestellt. Dies hat den Vorteil, daß die Tangentialkeile jederzeit den entsprechenden

ERSATZBLATT Einbauanforderungen angepaßt werden können und eine sehr hohe Formgenauigkeit besitzen.

Die Erfindung soll nachstehend an Hand der Figuren 1 und 2 in einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben werden.

Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch die Nut einer

Synchronmaschine großer Leistung im Ständerblechpaket 1 mit zwei Teilblechpaketen 13, getrennt durch einen radialen Ventilationskanal 14.

Figur 2 zeigt den zugehörigen Querschnitt durch die Nut. In der Nut sind die zwei Wicklungselemente 7, getrennt durch einen Zwischenstreifen 11, angeordnet.

Die Vorspannung wird durch die erfindungsgemäße Tangentialkeilanordnung Einlegekeil 2; Wellfeder 4 aus halbleitendem Schichtpreßstoff; Spannkeil 3; Gleitstreifen 5 und Deckstreifen 6 erzeugt. Der Gleitstreifen 5 verhindert ein Zerstören der Laminatstruktur der Wellfeder beim Verspannen von Einlegekeil 2, Wellfeder 4 und Spannkeil 3. Zwischen Wicklungselement 7 und Spannkeil 3 befindet sich der Deckstreifen 6, dessen Dicke die Einschubrestlänge des Spannkeiles 3 bestimmt und die Vorspannung der Wellfeder 4 ebenfalls beeinflußt. Das Sicherungsstück 15, welches außerhalb des Ständerblechpaketes 1 an der Tangentialkeilanordnung anliegt und mit dem Wicklungselement 7 durch Bandagen fest verbunden ist, verhindert als Zusatzmaßnahme das Entspannen der Tangentialkeilanordnung. Die Bohrung 16 im Einlegekeil 2 dient zur AbStützung einer Vorrichtung zum Einbringen des Spannkeiles 3. Pro Nut sind mehrere Tangentialkeilanordnungen axial aneinandergereiht. Sie werden stückweise über die gesamte Blechpaketlänge eingebaut.

Der Spalt zwischen Wicklungselement 7 und Nutwand 12 ist längs der Nut im Bereich der Teilblechpakete 13 seitlich abwechselnd mit halbleitenden Wellfederstücken 9 und halbleitendem

ERSATZBLATT Silikonkautschuk 8 ausgefüllt. Anstelle des halbleitenden Silikonkautschuks 8 wird vorzugsweise bei sehr großen elektromagnetischen Kräften auch halbleitender, tafelförmiger Schichtpreßstoff 10 angeordnet.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht eine einstellbare, genau definierte Vorspannung der Wellfedern, verhindert Delaminierungen in der Wellfeder bei der Montage, einen alterungsbeständigen Festsitz der Wicklungselemente 7 in den Nuten, einen sicheren Koronaschutz bei einfacher Montage ohne aufwendige Vorrichtungen sowie eine geringe mechanische

Belastung der Wicklungselemente 7 während des Vorspannens.

ERSATZBLATT

Claims

Patentansprüche

1. Anordnung zum Festsetzen von Wicklungselementen in den Nuten eines Blechpaketes elektrischer Maschinen, insbesondere von Synchrongeneratoren großer Leistung mit mehreren Wicklungselementen pro Nut, die vor ihrem Einbau in das

Blechpaket isoliert, imprägniert und ausgehärtet sind und in der Nut mit Nutverschlußelementen in Tangentialkeilausführung kombiniert mit vorspannbaren Wellfedern festgesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, - daß eine vorspannbare Wellfeder (4) und ein Gleitstreifen (5) zwischen Einlegekeil (2) und Spannkeil (3) eines Nutverschlußelementes in Tangentialkeilausführung angeordnet ist

- und daß der Spalt zwischen Wicklungselement (7) und Nutwand (12) längs der Nut im Bereich der Teilblechpakete (13) abwechselnd mit halbleitenden seitlichen Wellfederstücken (9) und halbleitendem Silikonkautschuck (8) ausgefüllt ist

- oder daß der Spalt zwischen Wicklungselement (7) und Nutwand (12) längs der Nut im Bereich der Teilblechpakte (13) abwechselnd mit halbleitenden seitlichen Wellfederstücken (9) und halbleitendem tafelförmigen Schichtpreßstoff (10) ausgefüllt ist.

2. Anordnung zum Festsetzen von Wicklungselementen in den Nuten eines Blechpaketes elektrischer Maschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlegekeil (2) und Spannkeil (3) strangezogen und die Tangentialschrägen nachträglich durch mechanische Bearbeitung hergestellt sind.

ERSATZBLATT