DE1563031B2

DE1563031B2 - Pole body of an electric leg pole machine with a laminated pole piece

Info

Publication number: DE1563031B2
Application number: DE19661563031
Authority: DE
Inventors: Erich Dipl.-Ing. 1000 Ber Im Neumann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1966-12-02
Filing date: 1966-12-02
Publication date: 1971-01-07
Also published as: SE322284B; DE1563031A1; CH462305A

Description

Bei elektrischen Schenkelpolmaschinen wird die Erregerwicklung von ausgeprägten Polkörpern getragen. Die Polkörper besitzen oft einen Polschuh aus lamellierten Blechen, die, wenn sie senkrecht zur Maschinenachse angeordnet sind, gegenüber dieser geschrägt sein können. Zwischen dem getrennt hergestellten, lamellierten Polschuhpaket und dem Polschaft, der ein massiver oder ebenfalls ein lamellierter Körper sein kann, liegt eine Druckplatte. Diese ist durch eine jeweils rundum verlaufende Schweißnaht einerseits mit dem Polschaft und andererseits mit dem Polschuhlamellenpaket verbunden. Jede Lamelle ist also nur an zwei auseinanderliegenden Stellen an der Druckplatte befestigt. Hinsichtlich der beim Betrieb der Maschine durch die Rotation des Polrades auftretenden, in radialer Richtung wirkenden Beanspruchungen- bildet die so befestigte Polschuhlamelle einen auf zwei Seiten fest eingespannten Balken, wobei die'freie Biegelänge dem Abstand zwischen den Befestigungspunkten gleichzusetzen ist. Durch die radiale Beanspruchung kann eine Durchbiegung der Lamelle eintreten, wenn infolge einer zu großen freien Biegelänge die zulässigen spezifischen Festigkeitswerte der Lamelle überschritten werden. Da dies eine Zerstörung des Polschuhpaketes und eine ernsthafte Gefährdung des Betriebes der elektrischen Maschine zur Folge haben würde, ergibt sich die Forderung, die freie Biegelänge der Polschuhlamelle zu verkürzen, wenn die auftretende Radialbeanspruchung bestimmte Werte überschreitet.In electrical salient pole machines, the field winding carried by pronounced polar bodies. The pole bodies often have a pole piece Laminated metal sheets, which, when they are arranged perpendicular to the machine axis, are opposite to this can be slanted. Between the separately manufactured, laminated pole piece package and the pole shaft, which can be a solid or a laminated body, lies a pressure plate. These is by a weld seam running all around on the one hand with the pole shaft and on the other hand connected to the pole piece lamella package. Each lamella is therefore only on two spaced apart Places attached to the pressure plate. With regard to the operation of the machine by the rotation of the Pole wheel occurring stresses acting in the radial direction form the pole piece lamella fastened in this way a bar clamped firmly on two sides, the free bending length being the distance is to be equated between the fastening points. Due to the radial stress, a Deflection of the lamella occurs if the permissible bending length is too great specific strength values of the lamella are exceeded. Since this will destroy the pole piece and would result in a serious risk to the operation of the electrical machine, there is the requirement to shorten the free bending length of the pole shoe lamella when the occurring Radial stress exceeds certain values.

In der deutschen Patentschrift 515 325 sind bereits Polkörper. -beschrieben, ..bei denen -die freie Biegelänge dadurch verkürzt wird, daß in der Druckplatte ein Schlitz angeordnet ist, in dem das Lamellenpaket durch Schweißen mit der Druckplatte verbunden wird. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß das Polschuhlamellenpaket nicht auf voller Länge in der Mitte abgefangen wird. Außerdem steht für die Druckplatte nur eine begrenzte Höhe zur Verfugung, beschränkt durch die Polschuhhöhe und die Mindesthöhe der Lamellen, so daß sie das Widerstandsmoment des Lamellenpaketes praktisch nicht, erhöht. Wegen der begrenzten Biegesteifigkeit der Druckplatte wird aber auch die mittlere Schweißnaht bei Betrieb auf Biegung beansprucht, was zu einem Aufblättern des Lamellenpaketes bzw. zum Abheben der einzelnen Lamellen führen kann.In the German patent specification 515 325 there are already pole bodies. -described, .. in which -the free bending length is shortened by the fact that in the pressure plate a slot is arranged in which the plate pack is connected to the pressure plate by welding will. This arrangement has the disadvantage that the pole piece of lamellas is not in full length the middle is intercepted. In addition, there is only a limited height available for the pressure plate, limited by the height of the pole shoe and the minimum height of the lamellae, so that it practically does not increase the section modulus of the lamellae pack. Because of the limited flexural rigidity of the pressure plate, however, the central weld seam is also at Operation is stressed on bending, which leads to the lamella pack opening or lifting can lead to individual slats.

Aufgabe der Erfindung ist, das Aufblättern des Lamellenpaketes zu verhindern. Bei einem Polkörper einer elektrischen Schenkelpolmaschine, -bestehend aus einem lamellierten Polschuh und einem mit einer Druckplatte rundum verschweißten Polschaft, wobei auch das Polschuhlamellenpaket rundum. mit der Druckplatte verschweißt ist, sind gemäß der Erfindung an der unteren; Fläche des Polschuhlamellen-; paketes eine oder mehrere, senkrecht zu den Lamellen verlaufende, starre Leisten angeschweißt, die jeweils in eine gemeinsame Nut im Polschaft und in der Druckplatte eingreifen, ohne zur Anlage zu gelangen, und nur an ihren äußeren Stirnseiten mit der Druckplatte und dem Polschaft verschweißt sind.The object of the invention is to prevent the lamella pack from peeling open. With a polar body an electrical salient pole machine, consisting of a laminated pole piece and one with a Pressure plate all around welded pole shaft, whereby also the pole piece lamella package all around. with the Pressure plate is welded, are according to the invention on the lower; Surface of the pole shoe lamella; paketes one or more rigid strips that run perpendicular to the slats are welded on each engage in a common groove in the pole shaft and in the pressure plate without abutting arrive, and are only welded to their outer end faces with the pressure plate and the pole shaft.

Jede Polschuhlamelle wird also zusätzlich zu der seitlichen Befestigung in der Mitte durch eine oder mehrere starre Leisten gehalten. Ihr Widerstandsmoment vergrößert sich dadurch um das Widerstandsmoment dieser starren Leisten, deren Abmessungen jeweils so gewählt sind, daß sie bei der festen Einschweißung an den Stirnseiten bei allen auftretenden Beanspruchungen biegesteif bleiben. Daher , können von den Lamellen wesentlich höhere Radialbelastungen ohne Verformung des Polschuhpaketes aufgenommen werden. Außerdem erfolgt die Befestigung der die Polschuhlamellen versteifenden Leisten zum überwiegenden Teil an dem Polschaft und nicht nur an den Druckplatten. Die mechanische Festigkeit des Polschafies ist aber im allgemeinen so groß, daß sie durch die Nuten zur Aufnahme der starrenEach pole shoe lamella is therefore held in the middle by one or more rigid strips in addition to the lateral fastening. Your moment of resistance is increased by the moment of resistance of these rigid strips, the dimensions of which are chosen so that they remain rigid when welded firmly to the end faces under all stresses that occur. Therefore , the lamellas can absorb significantly higher radial loads without deforming the pole piece. In addition, the fastening of the strips stiffening the pole shoe lamellas takes place predominantly on the pole shaft and not only on the pressure plates. The mechanical strength of the Polschafies is generally so great that they are rigid due to the grooves for receiving the

ίο Leisten praktisch nicht geschwächt wird und daß die zusätzliche Belastung ohne weiteres aufgenommen werden kann. Man ist deshalb auch nicht hinsichtlich der Wahl der Abmessungen der Nut im Polschaft — und somit der starren Leisten — eingeschränkt.ίο the groin is practically not weakened and that the additional load can easily be absorbed. One is therefore not with regard to either the choice of the dimensions of the groove in the pole shaft - and thus the rigid strips - limited.

Ferner ist die Anordnung der Leisten unter dem Polschuhpaket von der geometrischen Form des Polschaftsquerschnittes unabhängig. Sie kann also sowohl bei runden als auch rechteckigen Polschäften vorgenommen werden. Außerdem ist sie unabhängig von dem Schrägungsgrad des Polschuhpaketes gegenüber der Maschinenachsrichtung. Da durch die erfindungsgemäße Anwendung von Leisten unterhalb des Polschuhlamellenpaketes die zulässigen Radialbeanspruchungen gesteigert werden können, ergibt sich noch der weitere Vorteil, daß die herstellungsmäßig billigeren Rundpole in wesentlich größerem Umfang angewendet werden können.Furthermore, the arrangement of the bars under the pole piece is based on the geometric shape of the Pole shaft cross-section independently. So you can use both round and rectangular pole shafts be made. In addition, it is independent of the degree of inclination of the pole piece opposite the machine axis direction. Because the inventive use of strips below of the pole shoe lamellas package, the permissible radial loads can be increased, results There is also the further advantage that the round poles, which are cheaper to manufacture, are much larger Scope can be applied.

Es ist besonders vorteilhaft, die Leisten an beiden Seitenflächen mit dem Polschuhlamellenpaket zu verschweißen. Dadurch ist die Gefahr, daß einzelne Polschuhlamellen bei dem Anlegen der Schweißnaht ausglühen und daher nicht an der Leiste haften, verringert. Es ist anzunehmen, daß jede Lamelle wenig-• stens an einem Punkt an der Leiste befestigt ist, so daß die gewünschte Verkürzung der freien Biegelänge eintritt.It is particularly advantageous to close the strips on both side surfaces with the pile shoe lamellas package weld. As a result, there is the risk that individual pole piece lamellae will be damaged when the weld seam is applied annealing and therefore not sticking to the bar, reduced. It can be assumed that each lamella has little- • at least one point is attached to the bar, so that the desired shortening of the free bending length entry.

Weiterhin ist es zweckmäßig, die Druckplatte am Übergang zur Nut zur Aufnahme der Leisten so weit anzufasen, daß die Schweißnähte zwischen den Leisten und dem Polschuhlamellenpaket nicht zur Anlage gelangen. Eine derartige Fase ist auf ein-It is also useful to move the pressure plate so far at the transition to the groove to accommodate the strips to bevel that the weld seams between the strips and the pole piece of lamellas do not lead to Plant. Such a bevel is

.. fachste Weise herzustellen und.entspricht am besten der angenähert dreieckförmigen Gestalt der Schweißnähte. Dadurch wird garantiert, daß über die Länge des Polschaftes keine Anlage der Schweißnähte an die Nutwände auftritt, wodurch ein statisch unstabiler und nicht vorher berechenbarer Zustand auftreten könnte... to produce in the most professional manner and. best correspond the approximately triangular shape of the weld seams. This guarantees that over the length of the pole shaft there is no contact between the weld seams and the groove walls, resulting in a statically unstable and a state that cannot be predicted in advance could arise.

Mit Vorteil ist die Leiste kürzer als die Länge derThe bar is advantageously shorter than the length of the

50-'Nut im Polschaft. Dies^; erleichtert die Verschweißung der Stirnseiten der Leiste mit dem Polschaft und der Druckplatte und ergibt den Vorteil, daß die Leisten aus einfachen Rechteckprofilstäben hergestellt werden können und keinerlei besondere Vorbearbeitung50 'groove in the pole shaft. This ^; facilitates the welding of the end faces of the bar with the pole shaft and the pressure plate and has the advantage that the bars can be made from simple rectangular profile bars and no special pre-processing whatsoever

.55 erfordern. -_ni\ -■···"' : (\ .55 require. -_ni \ - ■ ··· "': (\

Es empfiehlt sich weiterhin, die in axialer Richtung über die Leiste hinausragenden Polschuhlamellen untereinander durch eine axial verlaufende Schweißnaht zu verbinden. Dadurch wird auch bei den Lamellen, die nicht mehr von der Leiste überdeckt werden, die freie Biegelänge verkürzt.It is also recommended that the pole piece lamellas protruding in the axial direction beyond the bar to be connected to each other by an axially extending weld seam. This will also help with the lamellas that are no longer covered by the bar, the free bending length is shortened.

Man kann aber auch die Leiste genauso lang wie das Polschuhlamellenpaket ausbilden, doch müssen dann die Stirnseiten der Leiste ausgespart werden, um die Verschweißung mit dem Polschaft zu ermöglichen.But you can also make the bar just as long as the pole piece lamella package, but the end faces of the bar must then be cut out in order to weld with the pole shaft to enable.

Es ist ferner zweckmäßig, daß die Leiste auch bei einer Schrägung des Polschuhlamellenpaketes paral-It is also useful that the bar is parallel to a slope of the pole piece

IeI zur Maschinenachse verläuft. Da in den Polschuhen im allgemeinen Dämpfernuten angeordnet sind, die entsprechend der Schrägungsrichtung des Polschuhlamellenpaketes verlaufen, wird auf diese Weise vermieden, daß die Leiste auf ihrer gesamten Länge zufällig gerade unter einem Dämpferstab angeordnet ist, durch dessen Nut das Widerstandsmoment der Polschuhlamelle verringert wird, so daß die bei dem Anbringen der Leiste erforderlichen Schweißnähte an dieser schwachen Stelle durch ihr Schrumpfen eine unerwünschte Verformung der PoI-schuhlamellen hervorrufen könnten.IeI runs to the machine axis. There in the pole pieces In general, damper grooves are arranged, which correspond to the direction of inclination of the Run pole shoe lamellas package is avoided in this way that the bar on its entire Length just happens to be arranged under a damper rod, through whose groove the section modulus of the pole piece is reduced, so that the welding seams required when attaching the bar at this weak point through her Shrinkage could cause undesired deformation of the PoI shoe lamellas.

Im folgenden ist die Erfindung an Hand des in den F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht in Blickrichtung der Maschinenachse auf den gemäß der Erfindung ausgebildeten Polkörper, F i g. 2 zeigt einen Längsschnitt durch den Polkörper.In the following, the invention is based on the in FIGS. 1 and 2 illustrated embodiment explained in more detail. Fig. 1 shows a side view in the direction of the machine axis on the according to of the invention trained pole body, F i g. 2 shows a longitudinal section through the pole body.

Der Polkörper 1 einer synchronen elektrischen Schenkelpolmaschine besteht aus dem massiven Rundpolschaft 2 und dem senkrecht zur Maschinenachse lameliierten Polschuhblechpaket 3. Dieses PoI-schuhblechpaket 3 ist nicht direkt auf dem Rundpolschaft 2 befestigt, sondern rundum mit Hilfe der Schweißnaht 4 mit der Druckplatte 5 verschweißt, deren dem Polschuhblechpaket 3 zugewandte Oberfläche kreisbogenförmig gewölbt ist. Die Druckplatte 5 ist ihrerseits wiederum rundum mit dem Rundpolschaft 2 über die Schweißnaht 13 verschweißt. The pole body 1 of a synchronous electrical salient pole machine consists of the solid Round pole shaft 2 and the laminated pole shoe lamination package 3 perpendicular to the machine axis. This pole shoe lamination package 3 is not attached directly to the round pole shaft 2, but all around with the help of the Weld seam 4 is welded to the pressure plate 5, the surface of which faces the pole piece lamination 3 is arched in a circular arc. The pressure plate 5 is in turn all around with the Round pole shaft 2 welded over the weld seam 13.

In dem Rundpolschaft 2 und der darauf befestigten Druckplatte 5 ist die parallel zur Maschinenachse verlaufende Nut 6 eingearbeitet. Die Druckplatte 5 ist am Übergang zur Nut 6 mit der Fase 7 versehen. An dem Polschuhblechpaket 3 ist ebenfalls parallel zur Maschinenachse verlaufend die starre Leiste 8 durch an beiden Seitenflächen liegende Schweißnähte 9 angeschweißt. Durch diese Schweißnähte 9 wird die zwischen den Schweißnähten 4 liegende freie Biegelänge jeder Lamelle des Polschuchblechpaketes 3 verkürzt. Der Querschnitt der Leiste 8 ist so gewählt, daß sie bei allen beim Betrieb auftretenden Beanspruchungen biegefest, d. h. starr bleibt. Die Tiefe der Nut 6 ist größer als die Höhe der Leiste 8, so daß nach dem Einlegen des Polschuhpaketes 3 mit der Leiste 8 in die Nut 6 diese nicht an dem Nutgrund 10 zur Anlage gelangt. Auch die Schweißnähte 9 liegen nicht an der Fase 7 an, so daß die einzige Verbindung zwischen der Leiste 8 und der Druckplatte 5 bzw. dem Rundpolschaft 2 über die an der Stirnseite der Leiste 8 vorgesehenen Schweißnähte 11 besteht. Die Länge der Leiste 8 ist kürzer als die Länge der Nut 6. Dadurch wird die Anbringung der Schweißnähte 11 vereinfacht. Da jedoch auf beiden Seiten der Leiste 8 Lamellen des Polschuhpaketes 3 überstehen, deren freie Biegelänge nicht durch die Leiste 8 verkürzt wurde, verschweißt man diese mit der Druckplatte 5 entlang der Fase 7. Diese Schweißnähte 12 erfassen alle nicht durch die Leiste 8 abgedeckten Polschuhlamellen. In the round pole shaft 2 and the pressure plate 5 attached to it, it is parallel to the machine axis running groove 6 incorporated. The pressure plate 5 is provided with the bevel 7 at the transition to the groove 6. The rigid bar 8 is also on the pole piece lamination 3, running parallel to the machine axis welded on by weld seams 9 located on both side surfaces. Through these weld seams 9 becomes the free bending length between the weld seams 4 of each lamella of the pole piece of sheet metal 3 shortened. The cross-section of the bar 8 is chosen so that it occurs in all operations Resistant to stresses, d. H. remains rigid. The depth of the groove 6 is greater than the height the bar 8, so that after inserting the pole piece 3 with the bar 8 in the groove 6 this does not come to rest on the groove base 10. The weld seams 9 also do not rest on the bevel 7, see above that the only connection between the bar 8 and the pressure plate 5 or the round pole shaft 2 via the weld seams 11 provided on the end face of the bar 8. The length of the bar is 8 shorter than the length of the groove 6. This simplifies the application of the weld seams 11. However, since on both sides of the bar 8 lamellae of the pole piece 3 protrude, their free bending length was not shortened by the bar 8, this is welded to the pressure plate 5 along the bevel 7. These weld seams 12 cover all pole shoe lamellae that are not covered by the bar 8.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist lediglich eine Leiste 8 in der Mitte des Polschuhblechpaketes 3 angeordnet. Je nach Höhe der beim Betrieb der Maschine auftretenden Radialbeanspruchungen kann die freie Biegelänge der Polschuhlamellen jedoch auch durch mehrere parallelliegende Leisten mehrfach unterteilt werden.In the illustrated embodiment, there is only one bar 8 in the middle of the pole shoe core 3 arranged. Depending on the level of radial loads that occur when the machine is in operation However, the free bending length of the pole shoe lamellas can also be achieved by several parallel ones Lasts can be subdivided several times.

Claims

Patent claims:

1. Pole body of an electrical salient pole machine, consisting of a laminated pole piece and a pole shaft welded all around with a pressure plate, with the pole shoe lamellar package as well is welded all around to the pressure plate, characterized in that on the lower surface of the pole shoe lamellas package (3) one or more rigid strips (8) running perpendicular to the slats are welded on are each in a common groove (6) in the pole shaft (2) and in the pressure plate (5) intervene without reaching the system, and only on their outer end faces the pressure plate (5) and the pole shaft (2) are welded (11).

2. Pole body according to claim 1, characterized in that the strips (8) on both Side surfaces are welded (4) to the pole piece lamella pack (3).

3. Pole body according to claim 2, characterized in that the pressure plate (5) at the transition to the groove (6) for receiving the strips (8) is chamfered (7) so far that the weld seams (4) between the strips (8) and the pile shoe lamella pack (3) do not come into contact with the system.

4. pole body according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the bar (8) is shorter than the length of the groove (6) in the pole shaft (2).

5. pole body according to claim 4, characterized in that that the in the axial direction protruding beyond the bar (8) pole shoe lamellae with the pressure plate (5) through axially extending Welds (12) are connected.

6. pole body according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the length of the bar (8) corresponds to that of the pole shoe lamellas package (3) and the front sides of the bar (8) are cut out, to enable welding to the pole shaft (2).

7. pole body according to claim 1, characterized in that the bar (8) also with one The incline of the pile shoe lamellas (3) runs parallel to the machine axis.

1 sheet of drawings