DE2550386A1

DE2550386A1 - Luftspaltwicklung im staender elektrischer maschinen

Info

Publication number: DE2550386A1
Application number: DE19752550386
Authority: DE
Inventors: Heinrich Beermann
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1975-11-10
Filing date: 1975-11-10
Publication date: 1977-05-12
Also published as: SE7612504L; FR2331184A1; GB1530210A; JPS5259802A; CH598713A5; JPS5649061B2

Description

EEAPTWEEK VSIOS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Mülheim a. d. Euhr j VPA 75 P 9 4 6 3 BRD

Luftspaltwicklung im Ständer elektrischer Maschinen

Die Erfindung betrifft eine Luftspaltwicklung im Ständer elektrischer Maschinen, insbesondere Turbogeneratoren, mit in Nuten des aus unmagnetischen Blechen aufgebauten Haltekorpers gehaltenen Wicklungsstäben, die über die Nut zähne hinaus in den mechanischen Luftspalt ragen und durch die Staboberseiten zumindest teilweise überdeckende Halteelemente radial festgelegt sind.

Eine derartige Luftspaltwicklung ist aus der DT-OS 2 024 786 bekannt, nach der die Ständerwicklungsstäbe die Nutzähne überragen, um sie dichter an den Läufer heranzubringen und damit einer höheren Induktion auszusetzen. Zwischen diesen die Nutzähne überragenden Wicklungsstäben sind im Querschnitt prismatische Isolierstücke eingesetzt, die die Wicklungsstäbe seitlich umklammern und somit in der Nut halten. Ähnliche Halteelemente sind bei einer vollständig im Luftspalt liegenden Wicklung aus der DT-OS 1 488 784 bekannt.

Eine derartige starre Halterung hat jedoch den Nachteil, daß durch Setzerscheinungen der Nutfüllung die Stäbe in der Nut ein Spiel aufweisen können, das unter Einfluß der pulsierenden Stabkräfte den Stab bis zu seiner evtl. Zerstörung frei schwingen lassen würde.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Luftspaltwicklung zu schaffen, die so gehalten ist, daß die Stäbe mit einer definierten Vorspannkraft in der Nut gehalten werden, so daß Setzerscheinungen und pulsierende Stabkräfte keinen schädlichen Einfluß auf die Stabisolierung oder die Stabhalterung ausüben.

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Mes 27Fl /13. 10. 1975 ₇₀₉₈₁₉/0166

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ausgehend von einer Luftspaltwicklung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Halteelemente aus sich in Längsrichtung der Nuten erstreckenden Spannplatten aus unmagnetischem Material von maximal der Breite einer Nutteilung sowie die Spannplatten in den Nutzähnen haltenden Spannbolzen und zwischengelegten Federelementen zur Verspannung gegen die Wicklungsstäbe bestehen.

Durch eine derartige Ausbildung werden Setzerscheinungen der Nutfüllung bzw. der Stabisolation sicher ausgeglichen, ohne daß die Verspannung der Stäbe vermindert wird.

Zur Erzeugung der erforderlichen Vorspannkraft können zwischen den die Spannplatten haltenden, auf die radial innenliegenden Spannbolzenenden aufgeschraubten Muttern und den Spannplatten Tellerfedern eingelegt sein. Es ist aber auch möglich, daß zwischen Spannplatten und Wicklungsstaboberseiten in Längsrichtung gewellte Blattfedern eingelegt sind.

Zur Halterung der Spannbolzen können diese einen schwalbenschwanzförmigen Kopf aufweisen, der in entsprechende Ausnehmungen in den Zahnköpfea eingeschoben und gehalten ist. Es können aber auch die innenliegenden Enden der Spannbolzen in die Nutzähne axial durchdringende, isolierte Bolzen jeweils im Bereich von radialen Kühlschlitzen des Blechpaketes eingeschraubt sein.

Die Teilung der Spannstücke in Umfangsrichtung kann dabei jeweils auf Mitte Wicklungsstab oder auf Mitte Nutzahn liegen, wobei dann von einer Reihe Spannbolzen jeweils zwei in umfangsrichtung benachbarte Spannstücke verspannt sind.

Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise von Ausfuhrungsbeispielen nach der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch den Teilbereich zweier benachbarter Nuten mit einem durch Tellerfedern vorgespannten Spannstück;

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Fig. 2 einen Teillängsschnitt durch Nutzahn und Spannstück entsprechend der Schnittlinie II-II nach Fig. 1;

Pig. 3 einen Querschnitt durch eine Nut mit Spannstück und Nutverschlußfederpaket ;

Fig. 4· einen Längsschnitt entsprechend der Schnittlinie IV-IV nach Pig. 3;

Pig. 5 einen Teilquerschnitt durch zwei benachbarte Nuten sowie Spannstück und in einem Axialbolzen eingeschraubten Spannbolzen;

Pig. 6 den entsprechenden Längsschnitt nach VI-VI aus Pig. 3 und.

Pig. 7 einen Querschnitt durch zwei benachbarte Nuten mit Verspannung des Spannbolzens in einem Axialbolzen und Nutverschlußfederpaketen.

Wie aus dem in Fig. 1 gezeigten Querschnitt hervorgeht, sind in parallelflankige Nuten 1 des Wicklungshaltekörpers Wicklungsstäbe 2 eingesetzt, die aus einer Vielzahl von Teilleitern 3 sowie einer diese umschließenden festen Isolierhülse 4 bestehen. Die Wicklungsstäbe 2 ragen dabei mit ihrer radial innenliegenden Stirnfläche bis in den mechanischen Luftspalt 6 der Maschine, d. h. sie können die Nutzahnköpfe 7 mehr oder weniger stark überragen. Zur radialen Festlegung der Wicklungsstäbe 2 sind nach der Erfindung sich in Längsrichtung der Nuten 1 erstreckende Spannplatten 8 vorgesehen, deren Breite maximal einer Nutteilung entspricht und die nach dem dargestellten Ausführungsbeispiel so angeordnet sind, daß sie von einer Stabmitte bis zur benachbarten Stabmitte reichen. Die Spannstücke 8 bestehen dabei aus einem unmagnetischem Material, wie beispielsweise unmagnetischem Stahl, und werden durch in den jeweiligen Nutzähnen 7 verankerte Spannbolzen 9 gehalten. Für diese Halterung weisen die Spannbolzen 9 einen schalbenschwanzförmigen Kopf 10 auf, der in eine entsprechende Ausnehmung 11 im Zahnkopf 7 - wie insbesondere aus dem Längsschnitt nach Fig. 2 zu ersehen ist - eingeschoben wird. Zwischen Zahnkopf 10 und Ausnehmung 11 ist dabei noch eine Isolierbeilage 12 vorge-

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sehen.

Um nun eine definierte radiale Vorspannkraft auf die Wicklungsstabe 2 auszuüben, sind zwischen der auf die innenliegenden Enden der Spannbolzen 9 aufgeschraubten Muttern 13 und den Spannstücken 8 Tellerfederpakete 14 eingesetzt, so daß nach entsprechendem Anziehen die Spannstücke 8 über zwischengelegte Druckstücke 15 die Wicklungsstäbe 2 festhalten und gegen den Nutgrund verspannen. Ein durch Setzerscheinungen der Nutfüllung in der Nut 1 mögliches Spiel, das unter dem Einfluß der pulsierenden Stabkraft den Stab bis zur evtl. Zerstörung frei schwingen lassen würde, kann somit sicher verhindert werden.

Nach den in den Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispielen erfolgt die Verspannung der Wicklungsstäbe 2 nicht über Tellerfedern, sondern über herkömmliche Nutverschlußfedern 20, die aus in Längsrichtung gewellten Blattfedern bestehen und zwischen die obere Stabstirnseite 5 und die Spannplatten 21 eingelegt sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel weisen die Spannplatten 21 zwar die gleiche Breite wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 auf, erstrecken sich jedoch von Zahnmitte bis zur benachbarten Zahnmitte, so daß eine Spannplatte jeweils eine Nut bzw. einen Stab und zwei benachbarte Zahnhälften überdeckt. Die Spannschrauben 9 einer leihe verspannen somit jeweils zwei in ümfangsrichtung benachbarte Spannstücke. Wie aus dem zugehörigen Längsschnitt nach Ug. 4 ersichtlich ist, können die Spannstücke 21 auch in axialer Richtung unterteilt sein, wobei die Teilfuge 22 zweckmäßigerweise jeweils in Höhe eines radialen Kühlschlitzes 23 des Ständerblechpaketes bzw. des Wicklungshaltekörpers liegt.

Eine weitere Möglichkeit der Verankerung der Spannbolzen im Wicklungshai tekörp er ist in den Fig. 5 und 6 gezeigt. Dazu sind in die Nutzähne 8 diese axial durchdringende Bolzen 25 eingesetzt, die mit einer Isolierung 26 gegen das Blechpaket isoliert sind. Die Spnnbolzen 27 zur Verspannung der Spannplatten 8 sind hierbei so angeordnet, daß sie jeweils im Bereich eines Kühlschlitzes 23 liegen und mit ihren innenliegenden Enden in die axialen Bolzen 25 eingeschraubt sind. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbei-

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spiel liegt die Teilung der Spannplatten in Umfangsrichtung jeweils auf Mitte eines Wicklungsstabes und die Spannplatten sind über Tellerfederpakete 14- gegen die Stäbe 2 verspannt.

In dem Ausführungsbeispiel nach lig. 7 ist ebenfalls ein Einschrauben der Spannbolzen 27 in axiale Bolzen 25 vorgesehen, wobei die Teilung der Spannplatten 8 ebenfalls auf Mitte Wicklungsstab liegt, jedoch zwischen Spannplatten 8 und Wicklungsstäben 2 Blattfederpakete 20 entsprechend Fig. 3 eingelegt sind.

Mit der beschriebenen Halterung der Wicklungsstäbe durch unmagnetische Spannelemente ist also eine Setzerscheinungen ausgleichende Vorspannung für die Wicklungsstäbe gegeben.

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Claims

Patentansprüche

1. jLuftspaltwicklung im Ständer elektrischer Maschinen, insbesondere Turbogeneratoren, mit in Nuten des aus unmagnetischen Blechen aufgebauten Haltekörpers gehaltenen Wicklungsstäben, die über die Nutzähne hinaus in den mechanischen Luftspalt ragen und durch die Staboberseiten zumindest teilweise überdeckende Halteelemente radial festgelegt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteelemente aus sich in Längsrichtung der Nuten (1) erstreckenden Spannplatten (8; 21) aus unmagnetischem Material von maximal der Breite einer Nutteilung sowie die Spannplatten (8; 21) in den Nutzähnen (7) des unmagnetischen Haltekörpers haltenden Spannbolzen (9; 27) und zwischengelegten Federelementen (14, 20) zur Verspannung gegen die Wicklungsstäbe (2) bestehen.

2. Luftspaltwicklung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbolzen (9) einen schwalbenschwanzförmigen Kopf (10) aufweisen, der in entsprechende Ausnehmungen (11) in den Zahnköpfen (7) eingeschoben und gehalten ist.

3. Luftspaltwicklung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innenliegenden Enden der Spannbolzen (.27) in die Nutzähne (7) axial durchdringende isolierte Bolzen (25) jeweils im Bereich von radialen Kühlschlitzen (23) des Blechpaketes eingeschraubt sind·

4. Luftspaltwicklung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den die Spannplatten (8) haltenden, und auf die Spannbolzenenden aufgeschraubten Muttern (13) und den Spannplatten (8) Tellerfedern (14) eingelegt sind.

5. Luftspaltwicklung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Spannplatten (21) und Wicklungsstaboberseiten (5) in Längsrichtung gewellte Blattfedern (20) eingelegt sind.

6· Luftspaltwicklung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilung der Spannplatten (8, 21) jeweils

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auf Mitte Wicklungsstab (2) liegt.

7. Luftspaltwicklung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Teilung der Spannplatten (8, 21) jeweils auf Mitte Nutzahn (7) liegt und daß von einer Reihe
Spannbolzen (9; 27 ) zwei in ümfangsrichtung benachbarte
Spannplatten (8, 21) verspannt sind.

8. Luftspaltwicklung nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwischen Staboberseite (5) und
Spannstück (8, 21) bzw. Blattfedern (20) Druckstücke (15)
eingelegt sind.

9. Luftspaltwicklung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannstücke (8, 21) in axialer Richtung unterteilt sind.

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