DE1269235B

DE1269235B - Wechselstrommaschine mit zwei Klauenpolraedern

Info

Publication number: DE1269235B
Application number: DE19621269235
Authority: DE
Inventors: Walter Berger; Heinrich Weier; Viktor Zumsteg
Original assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; Brown Boveri und Cie AG Germany
Current assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1962-09-22
Filing date: 1962-09-22
Publication date: 1968-05-30

Description

Wechselstrommaschine mit zwei Klauenpolrädern Die Erfindung bezieht sich auf eine Wechselstrommaschine mit zwei Klauenpolrädern und mit einer symmetrisch zum Stator angeordneten, stillstehenden Erregerwicklung, welche über einen hohlzylinderförmigen, magnetisch leitenden Tragring an einem Lagerschild befestigt ist, wobei die Außen- und die Innenfläche des Tragringes mit den gegenüberstehenden Innen- und Außenflächen der Klauenpolräder Luftspalte bilden.
Bei solchen Maschinen erfolgt die Befestigung des hohlzylinderförmigen, magnetisch leitenden Tragringes auf einem der Lagerschilde. Es ist dabei bekannt, den aus Stahl hergestellten Tragring mit einer rohrförmigen Verlängerung zu versehen, auf welcher die Erregerwicklung angebracht ist. Diese magnetisch sehr gute Anordnung hat den Nachteil, daß die Wärmeableitung an den Lagerschild über den aus Stahl bestehenden Tragring und seiner Verlängerung nicht besonders gut ist. Die Erfindung geht nun von dem Gedanken aus, den wärmeableitenden Teil bis zur wärmeabgebenden Fläche an die Luft mindestens teilweise in Aluminium auszuführen. Bekanntlich hat Aluminium eine etwa zehnmal bessere Leitfähigkeit als Stahl.
Die Erfindung besteht bei der obigen Maschine darin, daß am magnetisch leitenden Tragring ein Tragrohr für die Erregerwicklung sitzt und daß mindestens ein Teil des Lagerschildes und das Tragrohr zusammen in Aluminium gegossen und gleichzeitig mit dem Tragring verbunden sind in der Weise, daß der Tragring achsparallele Bohrungen aufweist, durch welche beim Gießen das Aluminium fließt und so in den Bohrungen Verbindungsbolzen entstehen, über die der Lagerschild und das Tragrohr verbunden sind.
Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
In der F i g. 1 ist ein Schnitt durch die Wechselstrommaschine gezeigt. 1 und 2 sind die Klauenpolräder, welche mit ihren Polzacken 1 b und 2 b innerhalb der Bohrung des Stators 3 rotieren. Die Klauenpolräder sind über die magnetisch nichtleitende Distanzhülse 16 gegenseitig zentriert und durch die nicht magnetisierbaren Schrauben 7 zu einem festen Polrad zusammengehalten. Das Klauenpolrad 2 weist eine Nabe 2 c auf und sitzt auf der in den Kugellagern 10 und 11 beidseitig gelagerten Welle B.
Symmetrisch zum Stator ist die stillstehende Erregerwicklung 4 angeordnet. Diese ist über einen hohlzylinderförmigen, magnetisch leitenden Tragring 5 an dem einen Lagerschild 6 befestigt. Der Tragring bildet gleichzeitig den feststehenden Teil des magnetischen Kraftlinienweges zu dem ersten Klauenpolrad 1 und der Nabe 2 c des zweiten Klauenpolrades 2. Zu diesem Zweck ist das Klauenpolrad 1 mit einer zylindrischen Innenfläche 1 a versehen. Diese ist der außenliegenden Zylinderfläche 5 a des Tragringes 5 gegenüber gelegen. Zwischen diesen beiden Flächen liegt ein erster magnetischer Luftspalt. Beim zweiten Polrad ist dessen Nabe 2 c mit einer zylindrischen Außenfläche 2 a versehen. Dieser steht die Innenfläche 5 b des Tragringes gegenüber. Zwischen den beiden Flächen liegt ein zweiter Luftspalt. Die Außenfläche 5 a und die Innenfläche 5 b des Tragringes 5 bilden also mit der gegenüberstehenden Innenfläche 1 a und der Außenfläche 2 a der Klauenpolräder diese Luftspalte. Beide Luftspalte werden möglichst klein und im Querschnitt möglichst groß gehalten, um einen kleinen magnetischen Widerstand zu erreichen. Die beiden Luftspalte und der Tragring bilden den inneren magnetischen Schluß zwischen den beiden Klauenpolrädern. Deren äußerer Schluß verläuft über das Statoreisen. Am Tragring 5 sitzt ein Tragrohr 5 c, welches die Erregerwicklung 4 trägt. Der Tragring 5 sitzt am Lagerschild 6. Der Lagerschild und das Tragrohr bestehen aus Aluminium. Diese werden unter Einbeziehung des Tragringes zusammen vergossen. Die Verbindung mit dem Tragring erfolgt in der Weise, daß der Tragring achsparallele Bohrungen aufweist, durch welche beim gemeinsamen Gießen des Lagerschildes und des Tragrohres das Aluminium fließt. In den Bohrungen entstehen Verbindungsbolzen 65, über die die feste Verbindung zwischen Lagerschild und Tragrohr erfolgt. Die Verbindung über die Aluminiumbolzen ergibt zusätzlich eine gute Wärmeableitung von der Erregerwicklung an den Lagerschild.
Für die Wärmeabführung ist es zweckmäßig, den Lagerschild 6 mit Kühlrippen zu versehen. Es kann auch das ganze Gehäuse, nämlich die Lagerschilde und der Mantel 9, aus Aluminium bestehen, wodurch sich zusätzlich ein minimales Baugewicht ergibt.
Die WechseIstrommaschine kann vorteilhaft zu einem Doppelgenerator erweitert werden. Dazu wird an der rechten Seite des Klauenpolrades 2, also an der vom Tragring abgewandten Seite, eine zweite Maschine spiegelbildlich angebaut. Beide Lagerschilde erhalten dann je einen Tragring und ein Tragrohr für eine Erregerwicklung, und der Rotor weist zwei Klauenpolräderpaare auf. Die Maschinenleistung läßt sich so verdoppeln, ohne daß die Maschine doppelt so lang wird. Die Statorwicklungen können einzeln mit Wicklungen beliebiger Windungszahlen versehen sein. Es kann aber auch eine gemeinsame Wicklung angewendet werden, deren Drähte von einem Stator zum anderen direkt durchgewickelt sind.
Die erfindungsgemäße Maschine ermöglicht es, mit einer geringen Maschinenlänge auszukommen, insbesondere deshalb, weil die Lagerung beidseitig erfolgen kann. Die beidseitige Achslagerung ergibt zudem eine große Betriebssicherheit. Ferner ist es möglich, mit minimalen Luftspalten auszukommen.

Claims

Patentanspruch: Wechselstrommaschine mit zwei Klauenpolrädern und mit einer symmetrisch zum Stator angeordneten stillstehenden Erregerwicklung, welche über einen hohlzylinderförmigen, magnetisch leitenden Tragring an einem Lagerschild befestigt ist, wobei die Außenfläche und die Innenfläche des Tragringes mit den gegenüberstehenden Innenflächen und Außenflächen der Klauenpolräder Luftspalte bilden, dadurch gekennzeichnet, daß am Tragring (5) ein Tragrohr (5c) für die Erregerwicklung sitzt und daß mindestens ein Teil des Lagerschildes (6) und das Tragrohr zusammen in Aluminium gegossen und gleichzeitig mit dem Tragring verbunden sind in der Weise, daß der Tragring achsparallele Bohrungen aufweist, durch welche beim Gießen das Aluminium fließt und so in den Bohrungen Verbindungsbolzen (65) entstehen, über die der Lagerschild und das Tragrohr verbunden sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1041144, 1043 482, 1085 240, 1105 974, 1121716; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1809 587; französische Patentschrift Nr. 857 759; britische Patentschrift Nr. 614 091; USA.-Patentschrift Nr. 2 928 963.