Elektrische Maschine Die Erfindung betrifft elektrische Maschinen, insbesondere eine Vorrichtung zur Herabsetzung des Blindwiderstandes derartiger Maschinen.
Wenn die Leistung von elektrischen Maschinen für eine gegebene Gehäusegrösse erhöht wird, bei spielsweise durch Verbesserungen der Kühlanord nungen, nimmt der Blindwiderstand der Maschine zu. Zusammen mit dieser Erhöhung des Blindwider standes treten Stabilitätsprobleme auf. Zur Herab setzung des Blindwiderstandes muss der Streufluss verringert werden. Das kann in dem aktiven Teil der Maschine geschehen, d. h. in den zentralen Teilen der Leiter, indem der Ständer mit geeigneten Wir belstromdämpfern ausgebildet wird, doch nehmen diese wertvollen Raum ein und ist die Anordnung nicht vollkommen befriedigend.
Die Erfindung bezweckt die Schaffung von ver besserten Einrichtungen zur Herabsetzung des Blind widerstandes einer elektrischen Maschine.
Erfindungsgemäss weist eine elektrische Maschine einen Ständer auf, sowie mehrere Leiter, die sich in der Längsrichtung in Nuten des Kerns des Ständers erstrecken und an den Enden des Ständers durch Endwicklungen miteinander verbunden sind, so dass geschlossene elektrische Stromkreise entstehen und wenigstens eine Abschirmung aus elektrisch leiten dem Material, die sich im Bereich der Endwicklun gen erstreckt und ihnen gegenüber isoliert ist, so dass sie einen Wirbelstromdämpfer zur Unterdrük- kung des Streuflusses der Endwicklungen bildet.
Die Abschirmung kann mit Kanälen für den Durchtritt eines Kühlmediums versehen sein.
Die Abschirmung kann konisch sein und eine mit dem Ständer koaxiale zentrale Ausnehmung haben und erstreckt sich vorzugsweise parallel zu den End- wicklungen. In einer Ausführungsform sind zwei konische Abschirmungen vorgesehen, die sich auf beiden Sei ten der Endwicklungen erstrecken.
Zum besseren Verständnis der Erfindung sei jetzt auf die Zeichnung Bezug genommen, deren einzige Figur eine Seitenansicht eines Teiles eines Endes einer beispielsweisen elektrischen Maschine ist, die in einer durch die Läuferachse gehenden Ebene ge schnitten ist.
Gemäss der Zeichnung weist die elektrische Ma schine einen Läufer 1 auf, der mit Läuferwicklungen 2 versehen und in geeigneter Weise in nicht gezeich neten Lagern gelagert ist. Ferner besitzt die Ma schine einen Ständer, der ein Gehäuse mit einem Kern 4 und einer Endplatte 5 aufweist. Leiter 6 erstrecken sich in der Längsrichtung in Nuten des Kerns 4 und sind ausserhalb des Kerns durch End- wicklungen 7 miteinander verbunden, die, wie dar gestellt, im wesentlichen konisch angeordnet sein können.
Die Leiter 6 und die Endwicklungen 7 können jede bekannte Form haben und können hohl und für den Durchfluss eines Kühlmediums eingerichtet sein. In diesem Fall sind die Endwicklungen über Rohrleitungen 8 aus Isoliermaterial mit einem Ver teiler 9 verbunden, in dem das Kühlmedium umge wälzt wird und der mit einem geeigneten Wärme tauscher verbunden ist. Die Wicklungen werden durch Klötze 11 im Abstand voneinander gehalten und sind zusammen mit Zugstangen 17 zu einem starren Gebilde verspannt.
Auf beiden Seiten der Endwicklungen ist mit Hilfe der Zugstangen 17 je eine der Abschirmungen 12, 13 aus elektrisch leitendem Material, wie Kup fer, festgeklemmt und kann durch Klötze 11 im Abstand von den Endwicklungen gehalten werden. Die Abschirmungen können aber auch durch geeig- nete Mittel an den Endwicklungen befestigt sein.
Die Abschirmungen sind ringförmig und konisch und erstrecken sich von dem dem Ende des Ständerkerns benachbarten radial inneren Teil 15 der Endwick- lungen zu dem radial äusseren Teil der Endwick- lungen und bewirken eine Wirbelstromdämpfung des Streuflusses von den Endwicklungen. Daher setzen die Abschirmungen den Streufluss von den Endwick- lungen und damit auch den Blindwiderstand der dy namoelektrischen Maschine herab.
Die Abschirmun gen nehmen jedoch keinen wertvollen Raum im In nern des Ständers in Anspruch und bedingen daher keine wesentliche Vergrösserung der Baumasse der Maschine.
Wenn die Wicklungen mit einer Flüssigkeit oder anderen in den Leitern umgewälzten Medien gut ge kühlt werden, ist die Belüftung der Wicklungen nicht wichtig und können die Abschirmungen 12, 13 mit Hilfe von Kanälen gekühlt werden, die durch Hartlöten an der Oberfläche der Abschirmungen befestigt sind und durch die ein Kühlmedium hin durchströmen kann.
Die Abschirmungen 12, 13 können auch als ko nische Käfige aus Kupferstäben bestehen, anstatt aus vollwandigen Kegeln. Diese Stäbe können hohl sein, um den Durchtritt eines Kühlmittels zu gestat ten. Diese andere Ausführungsform kann auch zur Anbringung an auf übliche Weise gekühlten Ständern eingerichtet werden.
Die Abschirmungen können auch in impuls erzeugenden Maschinen verwendet werden und müs sen so geformt sein, dass sie sich eng an die Wick lungen der Maschinen anschmiegen.
Die Erfindung schafft eine Einrichtung zur Her absetzung des Streuflusses von einer elektrischen Maschine und damit des Blindwiderstandes der Ma schine ohne wesentliche Vergrösserung der Bau masse der Maschine.
Electrical machine The invention relates to electrical machines, in particular a device for reducing the reactance of such machines.
If the performance of electrical machines is increased for a given housing size, for example by improving the cooling arrangements, the reactance of the machine increases. Along with this increase in reactance, stability problems arise. To reduce the reactance, the leakage flux must be reduced. This can be done in the active part of the machine, i.e. H. in the central parts of the ladder by forming the stator with suitable Wirbelstromdämpfern, but these take up valuable space and the arrangement is not entirely satisfactory.
The invention aims to provide improved devices for reducing the reactive resistance of an electrical machine.
According to the invention, an electrical machine has a stator and a plurality of conductors which extend in the longitudinal direction in grooves in the core of the stator and are connected to one another at the ends of the stator by end windings, so that closed electrical circuits are created and at least one shield is electrically conductive the material, which extends in the area of the end windings and is insulated from them, so that it forms an eddy current damper to suppress the leakage flux of the end windings.
The shield can be provided with channels for the passage of a cooling medium.
The shield can be conical and have a central recess coaxial with the stator and preferably extends parallel to the end windings. In one embodiment, two conical shields are provided which extend on both Be th of the end windings.
For a better understanding of the invention, reference is now made to the drawing, the single figure of which is a side view of part of one end of an electrical machine, for example, which is cut in a plane passing through the rotor axis.
According to the drawing, the electrical Ma machine has a rotor 1, which is provided with rotor windings 2 and is stored in a suitable manner in not gezeich designated bearings. The machine also has a stand that has a housing with a core 4 and an end plate 5. Conductors 6 extend in the longitudinal direction in grooves of the core 4 and are connected to one another outside the core by end windings 7 which, as shown, can be arranged essentially conically.
The conductors 6 and the end windings 7 can have any known shape and can be hollow and designed for the passage of a cooling medium. In this case, the end windings are connected via pipes 8 made of insulating material with a Ver divider 9 in which the cooling medium is circulated and which is connected to a suitable heat exchanger. The windings are held at a distance from one another by blocks 11 and are braced together with tie rods 17 to form a rigid structure.
On both sides of the end windings is with the help of the tie rods 17 each one of the shields 12, 13 made of electrically conductive material, such as Kup fer, clamped and can be held by blocks 11 at a distance from the end windings. However, the shields can also be attached to the end windings by suitable means.
The shields are ring-shaped and conical and extend from the radially inner part 15 of the end windings adjacent to the end of the stator core to the radially outer part of the end windings and cause eddy current damping of the leakage flux from the end windings. The shields therefore reduce the leakage flux from the end windings and thus also the reactance of the dynamic electrical machine.
The shielding conditions, however, do not take up any valuable space in the interior of the stator and therefore do not require any substantial increase in the structural dimensions of the machine.
If the windings are well cooled with a liquid or other media circulating in the conductors, ventilation of the windings is not important and the shields 12, 13 can be cooled with the aid of channels that are fixed to the surface of the shields by brazing and through which a cooling medium can flow.
The shields 12, 13 can also consist of conical cages made of copper rods, instead of solid cones. These rods can be hollow in order to permit the passage of a coolant. This other embodiment can also be set up for attachment to stands that are cooled in the usual way.
The shields can also be used in pulse-generating machines and must be shaped so that they hug the windings of the machines closely.
The invention creates a device for reducing the leakage flux from an electrical machine and thus the reactance of the machine without significantly increasing the construction mass of the machine.