DE1563031C

DE1563031C - Pole body of an electrical salient pole machine with a laminated pole piece

Info

Publication number: DE1563031C
Authority: DE
Inventors: Erich Dipl.-Ing. 1000 Berlin. H02k 1-00 Neumann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Publication date: 1971-10-28

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 Iamellierter Körper sein kann, liegt eine Druckplatte. Diese ist durch eine jeweils rundum verlaufende Schweißnaht einerseits mit dem Polschaft und andererseits mit dem Pqlschuhlamellenpaket 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 Polschuh- paketes 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 excitation winding is carried by pronounced pole bodies. The pole bodies often have a pole piece made of laminated metal sheets, which, when perpendicular to the Machine axis are arranged, can be inclined with respect to this. Between the separately produced, laminated pole piece and the pole shaft, which is a solid or laminated one Can be body, lies a pressure plate. This is achieved by a weld seam running all around connected on the one hand to the pole shaft and on the other hand to the Pqlschuhlamellenpaket. Every The lamella is only attached to the pressure plate at two points apart. With regard to the occurring in the operation of the machine by the rotation of the pole wheel, acting in the radial direction The pole shoe lamella attached in this way forms a load that is firmly clamped on two sides Beam, where the free bending length equals the distance between the fastening points is. The radial stress can cause the lamella to sag, if as a result If the free bending length is too great, the permissible specific strength values of the lamella are exceeded. Since this would destroy the pole piece package and would pose 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 Verfügung, 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 515 325 pole bodies are already described in which the free bending length is shortened in that a slot is arranged in the pressure plate, in which the lamella pack is connected to the pressure plate by welding. This arrangement has the disadvantage that the pile shoe lamellas package is not caught in the middle over its full length. Also · stands for The height of the pressure plate is limited, limited by the height of the pole piece and the minimum height of the lamellas, so that it practically does not increase the section modulus of the lamellar set. 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 Polschuhlamellenpaketes 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 the scrolling, des To prevent the lamellar set. In the case of a pole body of an electrical salient pole machine, consisting from a laminated pole piece and a pole shaft welded all around with a pressure plate, wherein the pile shoe lamella pack is also welded all around to the pressure plate, are according to the invention on the lower surface of the pole piece lamella pack one or more, perpendicular to the lamellae running, rigid strips welded on, each in a common groove in the pole shaft and engage in the pressure plate without coming to rest, and only on their outer end faces with the pressure plate and the pole shaft are welded.

Jede Polschuhlamelle wird also zusätzlich zu der seitlichen Befestigung in der Mitte durch eine oder mehrere starre Leisten gehalten. Ihr Widerstands- ■ moment vergrößert sich dadurch um das Wider-Standsmoment 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 Polschaftes ist aber im allgemeinen so groß, daß sie durch die Nuten zur Aufnahme der starren 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.Each pole shoe lamella is therefore in addition to the side fastening in the middle by an or several rigid bars held. Your resistance ■ torque is increased by the resistance torque these rigid strips, the dimensions of which are chosen so that they are fixed Welding on the front sides remains rigid under all stresses. Hence can generate significantly higher radial loads from the lamellae without deforming the pole piece be included. In addition, the strips stiffening the pole shoe lamellas are attached predominantly on the pole shaft and not just on the pressure plates. The mechanical strength of the pole shaft is generally so large that it is rigid through the grooves for receiving the Last is practically not weakened and that the additional load is easily absorbed can be. One is therefore not concerned with the choice of the dimensions of the groove in the pole shaft - and thus the rigid bars - restricted.

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 wenigstens 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 every lamella at least is attached at one point on 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 einfachste 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.It is also useful to move the pressure plate so far at the transition to the groove to accommodate the strips bevel that the welds between the strips and the pile shoe lamella pack do not reach the system. Such a bevel is very simple Way to manufacture and corresponds best to the approximately triangular shape of the welds. This guarantees that the weld seams do not abut over the length of the pole shaft the groove walls occurs, resulting in a statically unstable and not predictable condition could.

Mit Vorteil ist die Leiste kürzer als die Länge der 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 Vorbearbeitung erfordern.The bar is advantageously shorter than the length of the groove in the pole shaft. This makes the welding easier 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 preprocessing require.

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

lel 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 Polschuhlamellen hervorrufen könnten.lel 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 undesirable deformation of the pole piece.

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 Polschuhblechpaket 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 stack 3 perpendicular to the machine axis. This pole shoe lamination stack 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 Polschuhpakeies 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 shoe package 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 the in the axial direction over the bar (8) protruding 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