DE19535700C2

DE19535700C2 - Anordnung zur Befestigung der Wickelköpfe am Schleifringläufer einer Asynchronmaschine großen Durchmessers

Info

Publication number: DE19535700C2
Application number: DE1995135700
Authority: DE
Inventors: Horst Hoeltzel
Original assignee: VEM ELEKTROANTRIEBE GmbH
Current assignee: VEM ELEKTROANTRIEBE GmbH
Priority date: 1995-09-26
Filing date: 1995-09-26
Publication date: 1999-03-04
Anticipated expiration: 2015-09-27
Also published as: DE19535700A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Befestigung der Wickelköpfe am Schleifringläufer einer Asynchronmaschine großen Durchmessers, insbesondere eines Wasserkraftgenerators, dessen Läuferwicklung infolge hoher Umfangsgeschwindigkeit gegen Fliehkraftüberbeanspruchung und zu große Verformung sicher abgestützt werden muß, mit an einem Preßring befestigten Rippen und Wicklungsträgerelementen und an letzteren befestigten Gewindebolzen zur Arretierung der Wickelköpfe.

Stand der Technik

Bekannt ist die Befestigungsart der Wickelköpfe freiliegend oder auf einem Wicklungsträger mittels Bandagen aus Stahldraht bzw. Glasfaser-Harz.

Weiterhin ist ein Halten der Wickelköpfe mit Hilfe von Schrumpfringen bekannt.

Im Buch von MOELLER-WERR: Leitfaden der Elektrotechnik, Bd. III, Konstruktion elektrischer Maschinen, Leipzig, Teubner-Verlag 1950 sind der prinzipielle Aufbau einer Asynchronmaschine mit Schleifringläufer (Bild 4.5), die Konstruktion eines dazugehörigen Läufers mit Wicklungsabstützungen (Bild 9.2) sowie Details der zugehörigen Wicklungen (Bild 25.1) und der Wickelkopfbefestigung (Bild 27.11) ersichtlich. Die sich hieraus ergebende Asynchronmaschine weist die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruches 1 auf.

In der DE-OS 29 24 863 werden Blechsegmente als Haltekörper für die Wicklung benutzt. Die Wicklungstäbe werden in radialer Richtung über Druckleisten und Spannschrauben abgestützt. Diese Erfindung bezieht sich auf Ständer, ist jedoch analog für Läufer einsetzbar.

In der DE-PS 701 612 werden Ringsegmente zur Spulenkopfbefestigung eingesetzt. Diese Ringsegmente pressen durch Schrauben, die bis zum Wicklungsträger reichen, auf die Spulenköpfe und befestigen somit die Spulenköpfe am Wicklungsträger.

Kritik des Standes der Technik

Die zuerst beschriebenen Befestigungsarten sind ungeeignet für Läufer mit einem großen Durchmesser, welche erst auf der Baustelle aus den Komponenten Welle, Läuferkranz, Blechpaket und Wicklung meiert werden sollen. Ein Aufbringen der Wickelkopfbandagen auf die vor Ort eingelegten Spulen mit hoher Vorspannung und anschließende Wärmeaushärtung ist technologisch im Baustellenbetrieb kaum möglich. Die Halterung mittels Schrumpfring erfordert eine komplizierte und genaue Angleichung der isolierten Wickelköpfe an die Schrumpfringe. Die Herstellung hochfester, unmagnetischer Stahlringe sehr großen Durchmessers bei gleichzeitiger hoher Genauigkeit ist sehr arbeitsaufwendig.

Die Anzahl der Bauteile muß reduziert und die Herstellung vereinfacht werden.

Die bekannten Befestigungsarten bringen bei den auftretenden hohen Fliehkraftspannungen infolge des großen Durchmessers bei der Bandagen- und Schrumpfringanwendung auch erhebliche Aufweitungen im Durchmesser mit sich, so daß Wickelköpfe und Blechpaket ihre radiale Lage zueinander verändern. Dies führt zur Zerstörung der Wicklung.

Problem

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, bei Schleifringläufern großen Durchmessers und hoher Umfangsgeschwindigkeit eine einfache Befestigungsart der Wickelköpfe zu finden, die sich auch bei einer Montage auf der Baustelle realisieren läßt und keine Relativbewegung der Wickelköpfe zum Blechpaket durch unterschiedliche Durchmesserveränderungen ermöglicht.

Die Lösung dieses Problems erfolgt durch die Merkmale des Anspruches 1.

Erzielbare Vorteile

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß mit verhältnismäßig wenig Bauteilen eine qualitätsgerechte Montage der Maschine auch auf Baustellen möglich ist. Die Wicklungsstabilität wird in alle Richtungen gewährt.

Weitere Ausgestaltung der Erfindung

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 und 3 angegeben. Bei der Weiterbildung nach Anspruch 2 sind zusätzliche Stützelemente mit Gewindebolzen und Befestigungsmuttern an den Nutausgängen und hinter den Stabverbindern zur Stabilitätserhöhung angeordnet. In Anspruch 3 wird der Einsatz von Isolier-Distanzstücken für die Isolierung und Erhöhung der Wicklungstabilität empfohlen.

Ausführungsbeispiel

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 den Längsschnitt des Schleifringläufers im Bereich des Wickelkopfes,

Fig. 2 den Ausschnitt einer Draufsicht auf den Schleifringläufer im Bereich des Wickelkopfes,

Fig. 3 den Ausschnitt einer Stirnansicht auf den Schleifringläufer im Bereich des Wickelkopfes

und

Fig. 4 Befestigungselemente der Wickelkopfteile im Detail.

Erfindungsgemäß wird das Problem bei einem Schleifringläufer großen Durchmessers dadurch gelöst, daß zwischen dem Läuferblechpaket 1 und dem Läuferkranz 3 am Umfang segmentförmige Schweißkonstruktionen, bestehend aus einem am Blechpaket 1 anliegenden Preßsegment 4, einem dazu rechtwinklig angeordneten Wicklungsträgerelement 5 und einem oder mehreren darunterliegenden Schwalbenschwanzgegenprofilen 7, beide verbunden durch eine oder mehrere Rippen 6, am Blechpaket 1 durch Schrauben und am Läuferkranz 3 durch ein oder mehrere in die Schwalbenschwanzgegenprofile 7 eingreifende Schwalbenschwanzprofile 2 befestigt sind. Diese Schweißkonstruktion dient zur Aufnahme der entstehenden Fliehkräfte. Mittels Tangentialkeile 19, die zwischen die Schwalbenschwanzprofile 2 und Schwalbenschwanzgegenprofile 7 geschlagen werden, erfolgt die Befestigung im Bereich des Läuferkranzes. Die Größe der Preßsegmente 4 und damit auch der Wicklungsträgerelemente 5 richtet sich nach dem Durchmesser des Schleifringläufers. Die über den Wicklungsträgerelementen 5 liegenden Rückenstabkopfteile 8 und Bohrungsstabkopfteile 9 werden durch Stützelemente 11 aus Isolierstoff, vorzugsweise in T-förmiger Gestalt, und durch die Stützelemente 11 hindurchgehende Gewindebolzen 12 mit Befestigungsmuttern 18 und einer Befestigungsmutternsicherung 17 gehalten. Auf dem Wicklungsträger 5 liegen die sich unter 90° kreuzenden, isolierten Rückenstabkopfteile 8 und Bohrungsstabkopfteile 9 der Läuferwicklung.

Dadurch entstehen zwischen benachbarten und übereinanderliegenden Wickelkopfteilen in axialer und tangentialer Richtung in gleichen Abständen quadratische Freiräume 10, durch die zur Wickelkopfbefestigung die Gewindebolzen 12 hindurchragen. Weitere Gewindebolzen 12 mit Stützelementen 11 sind am Nutausgang 13 und hinter den Stabverbindungen 14 angebracht. Zwischen den Wicklungsträgerelementen 5 und den Rückenstabkopfteilen 8 und den Bohrungsstabkopfteilen 9 liegen bekannte, aber durchbrochene Isolationszwischenlagen 15. Die Distanzierung benachbarter Wickelkopfstäbe und zum Gewindebolzen 12 übernehmen harzgetränkte, aushärtende Vlies-Harz-Distanzstücke 16. Gleichzeitig wird damit die Wicklungsstabilität erhöht.

Durch die gemeinsame Befestigung von Blechpaketsegmenten 1 und Wicklungsträgerelementen 5 an den Schwalbenschwanzgegenprofilen 7 haben das Blechpaket 1 und die Kopfteile 8/9, abhängig von der Drehzahl, stets die gleiche, geringe Durchmesservergrößerung und somit keine schädigende Relativbewegung zueinander. Gerade die Einhaltung minimalster Durchmesservergrößerungen spielt für Asynchronläufer infolge des relativ kleinen Luftspaltes der Maschine eine große Rolle.

Claims

1. Anordnung zur Befestigung der Wickelköpfe, bei denen sich die Rückenstabkopfteile und die Bohrungsstabkopfteile gegenseitig mit 90° kreuzen, am Schleifringläufer einer Asynchronmaschine großen Durchmessers mit an einem Preßring befestigten Rippen und Wicklungsträgerelementen und an letzteren befestigten Gewindebolzen zur Arretierung der Wickelköpfe, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Wickelköpfen und einem Läuferkranz (3) am Umfang segmentförmige Schweißkonstruktionen, bestehend aus einem am Blechpaket (1) anliegenden, einen Teil des Preßringes bildenden Preßsegment (4), einem dazu rechtwinklig angeordneten Wicklungsträgerelement (5) und einem oder mehreren darunterliegenden Schwalbenschwanzgegenprofilen (7), alle drei verbunden durch eine oder mehrere Rippen (6), am Blechpaket (1) durch Schrauben und am Läuferkranz (3) durch ein oder mehrere in die Schwalbenschwanzgegenprofile (7) eingreifende Schwalbenschwanzprofile (2) und damit kombinierten Tangentialkeilen (19) befestigt sind und daß in durch sich kreuzende Rückenstabkopfteile (8) und Bohrungsstabkopfteile (9) gebildete Zwischenräume (10) T-förmige, aus Isolierstoff bestehende Stützelemente (11) angeordnet sind, die durch Gewindebolzen (12) mit Befestigungsmuttern (18) und Befestigungsmutternsicherungen (17) auf die Stabkopfteile (8, 9) gepreßt werden.

2. Anordnung zur Befestigung der Wickelköpfe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich an den Nutausgängen (13) und hinter den Stabverbindern (14) in den freien Zwischenräumen Stützelemente (11) mit den Gewindebolzen (12) und Befestigungsmuttern (18) angeordnet sind.

3. Anordnung zur Befestigung der Wickelköpfe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Rückenstabkopfteilen (8), den Bohrungsstabkopfteilen (9) und den Gewindebolzen (12) Vlies-Harz-Distanzstücke (16) angeordnet sind.