DE1141020B - Walzenfoermiger Laeufer fuer Synchronmaschinen hoher Drehzahl - Google Patents

Description

• Walzenförmiger Läufer für Synchronmaschinen hoher Drehzahl Bei Synchromnaschinen mit sehr hoher Drehzahl und relativ großer Leistung versagen die üblicherweise angewendeten Konstruktionen für die Befestigung der Schenkelpole am Jochring infolge der sehr großen Füchkräfte,. die aufzunehmen sind. Vor allem macht es Schwierigkeiten, die Fliehkraft der Polspule so abzufangen, daß weder Brüche noch unzulässige Verformungen auftreten.
• In solchen Fällen wird bekannterweise auf eine walzenförmige Bauart der Läufer übergegangen, bei der wie bei Turbogeneratoren in einen massiven Stahlinduktor Nuten gefräst und in diesen Nuten die Erregerspulen durch Keile festgehalten werden. Die Läufer der Turbogeneratoren haben im allgemeinen keinen größeren Durchmesser als 1200 mm, und sowohl die Stahlwerke als auch die Bearbeitungswerkstätten sind zur Fertigung von Läufern mit etwa diesem Durchmesser eingerichtet. Für Wasserkraftgeneratoren mit hohen Schleuderdrehzahlen können aber so hoch beanspruchte Läufer gelegentlich mit weitaus größeren Durchmessern, etwa 2 bis 3 ni, vorkommen.
• Es ist Aufgabe der nachstehend beschriebenen Erfindung, die bei der Fertigung derartiger Läufer auftretenden Schwierigkeiten zu vermeiden.- Die Erfindung betrifft einen walzenformigen Laufer für eine Synchromnaschine hoher Drehzahl und großer Leistung mit einem einteiligen oder aus Platten zusammengesetzten Jochkörper, der in Umfangsrichtung mit Rillen rechteckigen Querschnitts versehen ist. Erfindungsgemäß sind in die Rillen durch Axialbolzen gehaltene Pakete von Seginentblechen mit Axialnuten für die Erregerwicklung eingesetzt, die in ihrer Teilung jeweils von Pohnitte zu Polmitte reichen.
• An Hand einer Zeichnung sei ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Die Fig.'l zeigt einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Läuferkörper. Es ist mit 1 ein einteilig geschmiedeter oder aus Platten zusammengesetzter Induktorkörper bezeichnet. Er weist am Außendurchmesser in Umfangsrichtung eingedrehte, Rülen9 rechteckigen Querschnitts auf. Die Zeichnung zeigt ferner ein ausgestanztes Stahlblechsegment, welches von einer Polmitte bis zur folgenden reicht. Andere Teilungen der Segmentbleche sind ebenfalls möglich, soweit die Teilung jeweils auf einer Pohnitte liegt. Es kann beispielsweise hinsichtlich der Teilfuge immer ein Pol übersprungen werden. Das Stahlblechseginent bildet mit mehreren gleichartigen ein Segmentpaket 2, dessen Dicke der Breite jeder Rille 9 entspricht und in diese eingesetzt wird. Die axial durchgehenden Bolzen 3 halten die Segmentpakete 2 in den Rillen 9 entgegen der Wirkung der Fliehkraft. Im mittleren Teil besitzen die Seginentbleche eingestanzte Nuten, in denen die Erregerwicklung 4 untergebracht ist. Sie wird durch die Nutkeile 5 in der Nut festgehalten. Die Nutkeile 5 sind aus einem metallischen, stromleitenden und unmagaetischen Werkstoff gefertigt und können als Dämpferstäbe benutzt werden.
• Im Polbereich der Seginentpakete 2 werden bei diesem Beispiel weitere kleinere Segmentbleche 6 so eingefügt, daß sie den über den Kämmen 10 des Induktorkörpers entstehenden Raum in axialer Richtung zwischen den erstgenannten Segmentpaketen 2 ausfüllen. Die Segmentbleche 6 werden mit den Segmentpaketen 2 durch Bolzen 7 so verbunden und gegen Fliehkräfte befestigt, daß eine am Umfang geschlossene Kette entsteht.
• Die Fig. 2 zeigt einen axialen Schnitt des walzenförmigen Läufers im Gebiet der Pohnitte. Die Fig. 3 stellt einen Schnitt durch eine Nut ebenfalls in axialer Richtung dar.
• Erfindungsgemäß ist es im Falle besonders hoher Drehzahlen, insbesondere bei vierpoligen Läufern, möglich, die Seginentbleche 6 nicht vorzusehen, sondem dafür die am Induktorkörper im Polgebiet vorhandenen Kämme 10 bis zum Luftspalt der Maschine reichen zu lassen.
• Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch eine Nut. In einer Weiterbildung des oben beschriebenen Gegenstandes der Erfindung und allein bezogen auf diesen sollen die in die Segmentbleche eingestanzten Nuten breiter als die darin eingelegten Spulenschenkel, der Erregerwicklung 4 sein, so daß zwischen Nutwandung und Wicklung auf jeder Seite ein Hohlraum 11 entsteht. Die Wicklung kann daher ohne Seitenisolation eingesetzt werden, und sie wird in ihrer Lage dadurch gehalten, daß in den Zwischenräumen zwischen den Segmentpaketen2 Abstandshalter8 aus einem isolierenden Werkstoff, z.B. Preßstoff, angebracht sind. Diese Abstandshalter -sind so geformt, daß sie Kühlluft oder Kühlgas infolge des bei der Rotation entstehenden Staudruckes auffangen und in an sich bekannter Weise nach innen in die Hohlräume zwischen Wicklung und Nutwandung drücken. Durch die Formgebung der Abstandshalter auf der Gegenseite wird bewirkt, daß das Kühlgas durch die dort befmdlichen Hohlräume in bekannter Weise wieder nach außen in den Luftspalt befördert wird. Der Nutenkeil 5 ist an den Stellen, an denen Abstandshalter angebracht sind, an sich bekannt so geformt, daß er die Entstehung eines Staudruckes und das Auffangen des Kühlgases im Luftspalt begünstigt.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Walzenförmiger Läufer für eine Synchronmaschine hoher Drehzahl und großer Leistung mit einem einteiligen oder aus Platten zusammengesetzten Jochkörper, der in Umfangsrichtung mit Rillen rechteckigen Querschnittes versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in die Rillen durch Axialbolzen gehaltene Pakete von Segmentblechen mit Axialnuten für die Erregerwicklung eingesetzt sind, die in ihrer Teilung jeweils von Polmitte zu Polmitte reichen.
2. 2. Anordnung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß im ungenuteten, den Pol bildenden Teil der Segmentbleche der Raum zwischen den einzelnen Blechpaketen durch weitere, über den Kämmen des Jochkörpers sitzende kleinere Segmentbleche ausgefüllt ist, die so angeordnet und mit den erstgenannten Segrnentblechpaketen verbolzt sind, daß sie mit diesen eine über den Umfang zusammenhängende Kette bilden. 3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerwicklung in den Nuten in an sich bekannter Weise durch strornleitende, unmagnetische Metallkeile gehalten ist, die als Dämpferstäbe, zu verwenden sind. 4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß axiale Zwischenräume im Bereich des genuteten Teils der Seginentblechpakete durch an diesen befestigte Isolierkörper (Ab- standhalter) ausgefüllt sind, die zusätzlich die Erregerwicklung halten und in bevorzugter Ausführungsfonn auch der Kühlluftzuführung zu dieser dienen, wobei die, Erregerwicklung seitlich unisoliert in den breiter als die Wicklungsstäbe bemessenen Nuten eingelegt ist. 5. Anordnung nach Ansprach 4, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht durch Abstandshalter ausgefüllten Hohlräume zwischen der Erregerwicklung undNutwandung in bekannterWeise zur Kühlung durch Luft oder Kühlgas ausgenutzt werden. 6. Anordnung nach Ansprach 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Formgebung der Abstandshalter und Nutenkeile an sich bekannte Einrichtungen geschaffen sind, die das Kühlgas im Luftspalt durch den beim Umlauf des Läufers entstehenden Staudruck auffangen und durch die Hohlräume nach innen und durch die auf der Gegenseite vorhandenen Hohlräume wieder nach außen drücken. In Betracht gezogene Druckschriften: österreichische Patentschriften Nr. 109 615, 163 566; schweizerische Patentschriften Nr. 153 299, 216231.