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.Roller-shaped rotor for high-speed synchronous machines For synchronous machines
with very high speed and relatively high power, the commonly used ones fail
Constructions for the attachment of salient poles on the yoke ring as a result of the very
great vixen. to be included. Most of all, it makes that difficult
To intercept the centrifugal force of the pole coil so that neither breaks nor impermissible deformations
appear.
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.In such cases, it is known that the rotor is of a cylindrical design, in which, as with turbo generators, grooves are milled in a solid steel inductor and the excitation coils are held in place by wedges in these grooves. The rotors of the turbo-generators generally do not have a diameter greater than 1200 mm, and both the steelworks and the machining shops are set up for the production of rotors with approximately this diameter. For hydropower generators with high spin speeds, however, such highly stressed rotors can occasionally occur with much larger diameters, around 2 to 3 ni.
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.It is the object of the invention described below, which in the
Manufacture of such runners occurring difficulties to avoid.- The invention
relates to a roller-shaped rotor for a high-speed synchronous machine and
high performance with a one-piece yoke body or a composite yoke body,
which is provided with grooves of rectangular cross-section in the circumferential direction. According to the invention
are packets of segment sheets with axial grooves held in the grooves by axial bolts
used for the excitation winding, which in their division each from Pohnitte to
Reach the center of the pole.
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.An exemplary embodiment of the invention will be described with the aid of a drawing. Fig.'l shows a section through the rotor body according to the invention. 1 denotes an inductor body which is forged in one piece or composed of plates. On the outside diameter, it has rulers9 of rectangular cross-section that are turned in in the circumferential direction. The drawing also shows a stamped steel sheet segment, which extends from one pole center to the next. Other divisions of the segment plates are also possible, as long as the division is in each case on a center line. For example, one pole can always be skipped with regard to the parting line. The sheet steel segment forms a segment package 2 with several similar ones, the thickness of which corresponds to the width of each groove 9 and is inserted into it. The axially continuous bolts 3 hold the segment packs 2 in the grooves 9 against the effect of the centrifugal force. In the middle part, the segment sheets have punched grooves in which the excitation winding 4 is housed. It is held in place in the groove by the wedges 5. The slot wedges 5 are made of a metallic, electrically conductive and non-magical material and can be used as damper rods.
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.In this example, further smaller segmented sheets 6 are inserted in the pole area of the segment packets 2 in such a way that they fill the space between the first-mentioned segment packets 2 in the axial direction over the combs 10 of the inductor body. The segment plates 6 are connected to the segment packs 2 by bolts 7 and secured against centrifugal forces so that a chain that is closed on the circumference is created.
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.Fig. 2 shows an axial section of the roller-shaped rotor in the Pohnitte area. 3 shows a section through a groove, also in the axial direction.
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.According to the invention, in the case of particularly high speeds, in particular with four-pole rotors, it is possible not to provide the segment plates 6 , but instead allow the combs 10 present on the inductor body in the pole region to extend to the air gap of the machine.
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.Fig. 4 shows a cross section through a groove. In a further development of the subject matter of the invention described above and based solely on this, the grooves punched into the segment plates should be wider than the coil legs of the excitation winding 4, so that a cavity 11 is created between the groove wall and the winding on each side. The winding can therefore be used without side insulation, and it is held in its position in that spacers8 made of an insulating material, for example molded material, are attached in the spaces between the segment packets2. These spacers are shaped in such a way that they catch cooling air or cooling gas as a result of the dynamic pressure generated during rotation and press them inwards in a manner known per se into the cavities between the winding and the groove wall. The shape of the spacers on the opposite side has the effect that the cooling gas is conveyed through the cavities there in a known manner to the outside into the air gap. The groove wedge 5 is shaped in a known manner at the points at which spacers are attached so that it favors the creation of dynamic pressure and the collection of the cooling gas in the air gap.