DE1269235B

DE1269235B - Alternating current machine with two claw pole wheels

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.AC machine with two claw pole wheels The invention relates on an alternating current machine with two claw pole wheels and one symmetrical to the stator arranged, stationary excitation winding, which is via a hollow cylindrical, magnetically conductive support ring is attached to a bearing plate, the outer and the inner surface of the support ring with the opposing inner and outer surfaces of the claw pole wheels form air gaps.

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.In such machines, the hollow cylinder-shaped, magnetically conductive support ring on one of the end shields. It is known to provide the steel support ring with a tubular extension, on which the excitation winding is attached. This magnetically very good arrangement has the disadvantage that the heat dissipation to the bearing plate on the existing steel Support ring and its extension is not particularly good. The invention now goes from the idea of the heat-dissipating part to the heat-emitting surface to carry out the air at least partially in aluminum. As is well known, aluminum has about ten times better conductivity than steel.

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.The invention consists in the above machine that on the magnetic conductive support ring sits a support tube for the excitation winding and that at least part of the end shield and the support tube are cast together in aluminum and at the same time are connected to the support ring in such a way that the support ring has axially parallel holes has through which the aluminum flows during casting and so in the holes Connecting bolts are created via which the end shield and the support tube are connected are.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment.

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.In FIG. 1 shows a section through the alternator. 1 and 2 are the claw pole wheels, which with their pole prongs 1 b and 2 b within the bore of the stator 3 rotate. The claw pole wheels are magnetic over the non-conductive spacer sleeve 16 mutually centered and through the non-magnetizable Screws 7 held together to form a fixed pole wheel. The claw pole wheel 2 has a Hub 2 c and sits on the bearings 10 and 11 on both sides Wave 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.The stationary field winding 4 is arranged symmetrically to the stator. This is attached to the one end shield 6 via a hollow cylindrical, magnetically conductive support ring 5. The support ring simultaneously forms the fixed part of the magnetic path of the lines of force to the first Klauenpolrades 1 and the hub 2 c of the second Klauenpolrades 2. For this purpose, the Klauenpolrad 1 is provided with a cylindrical inner surface 1 a. This is the outer cylindrical surface 5 a of the support ring 5 opposite. There is a first magnetic air gap between these two surfaces. The hub 2 c of the second pole wheel is provided with a cylindrical outer surface 2 a. This faces the inner surface 5 b of the support ring. There is a second air gap between the two surfaces. The outer surface 5 a and the inner surface 5 b of the support ring 5 thus form these air gaps with the opposing inner surface 1 a and the outer surface 2 a of the claw pole wheels. Both air gaps are kept as small as possible and as large as possible in cross-section in order to achieve a low magnetic resistance. The two air gaps and the support ring form the internal magnetic circuit between the two claw pole wheels. Their outer end runs over the stator iron. A support tube 5 c, which carries the field winding 4, is seated on the support ring 5. The support ring 5 sits 6. The bearing plate on the bearing plate and the support tube made of aluminum. These are cast together with the inclusion of the support ring. The connection with the support ring takes place in such a way that the support ring has axially parallel bores through which the aluminum flows when the end shield and the support tube are cast together. Connecting bolts 65 are created in the bores, via which the fixed connection between the end shield and the support tube takes place. The connection via the aluminum bolts also results in good heat dissipation from the excitation winding to the end shield.

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.For heat dissipation, it is useful to equip the end shield 6 with cooling fins to provide. It can also cover the entire housing, namely the end shields and the jacket 9, are made of aluminum, which also results in a minimal structural weight.

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.The alternating machine can advantageously be used as a double generator be expanded. For this purpose, on the right side of the claw pole wheel 2, that is, on the side facing away from the support ring, a second machine is attached in a mirror-inverted manner. Both End shields then each receive a support ring and a support tube for an exciter winding, and the rotor has two pairs of claw pole wheels. The machine performance can so double without the machine becoming twice as long. The stator windings can be individually provided with windings of any number of turns. But it can also a common winding can be applied whose wires go from a stator to the others are directly wound through.

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.The machine according to the invention makes it possible to use a small machine length get along, especially because the storage can take place on both sides. the Axle bearings on both sides also result in a high level of operational reliability. Furthermore is it is possible to get by with minimal air gaps.

Claims

Claim: AC machine with two claw pole wheels and with a stationary excitation winding symmetrically to the stator, which is attached to a bearing plate via a hollow cylindrical, magnetically conductive support ring, the outer surface and the inner surface of the support ring with the opposing inner surfaces and outer surfaces of the claw pole wheels forming air gaps thereby characterized in that a support tube (5c) for the field winding sits on the support ring (5) and that at least part of the end shield (6) and the support tube are cast together in aluminum and at the same time connected to the support ring in such a way that the support ring has axially parallel bores has through which the aluminum flows during casting and thus connecting bolts (65) are created in the bores, via which the bearing plate and the support tube are connected. Considered publications: German Auslegeschriften Nos. 1041144, 1043 482, 1085 240, 1105 974, 1121716; German utility model No. 1809 587; French Patent No. 857 759; British Patent No. 614 091; U.S. Patent No. 2,928,963.