DD140185A1 - METHOD AND ARRANGEMENT FOR PREVENTING STORAGE PROBES IN ELECTRICAL MACHINES - Google Patents

Abstract

Ziel der Erfindung ist, durch Anwendurig hochfester,. wärmebeständiger und elektrisch gut isolierender Werkstoffe bei rationeller Technologie eine elektrische Wälzlagerisolation zu schaffen, die gleichzeitig eine .konstante Maßgenauigkeit im Betriebszustand und hohe Lebensdauer der Wälzlager und des Lagersitzes der elektrischen Maschine ermöglicht. Die Aufgabe wird durch Anwendung von mit Kunstharz, z.B. Epoxidharz, getränkten Glasseidenbahnen auf dem Lagersitz hergestellten Wickel, Trennfolie und Schrurapfband gelöst. Nach der Aushärtung und auf Maß bearbeiteten Isolierbuchse erfolgt· das Aufschrumpfen einer Stahlbuchse,, die als Lagersitz dient. Die Erfindung kann bei allen elektrischen Maschinen bis zu einer Leistung von einigen 100 kW angewendet werden, insbesondere bei Frequenzumformern im gleichen Leistungsbereich, elektrischen Maschinen mit kleinem Luftspalt sowie hoher Drehzahl und erhöhter Lagertemperatur.The aim of the invention is, by applying high strength,. heat-resistant and electrically well insulating materials at rational technology an electric rolling bearing isolation too create a constant dimensional accuracy in the same time Operating condition and long service life of the roller bearings and the bearing seat the electric machine allows. The task is through Application of with synthetic resin, e.g. Epoxy resin, soaked Glass silk sheets produced on the bearing seat winding, release film and Schrurapfband solved. After curing and made to measure Insulating bush takes place · the shrinking of a steel bush, which as Bearing seat is used. The invention can be applied to all electrical machines be applied up to a power of some 100 kW, especially for frequency converters in the same power range, electric machines with a small air gap and high speed and elevated storage temperature.

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Verfahren und Anordnung zur Verhinderung von Lagerströmen bei elektrischen MaschinenMethod and arrangement for preventing bearing currents in electrical machines

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Herstellung einer mechanisch festen und thermisch stabilen elektrischen Isolation an der Lagerstelle von Läufern elektrischer Maschinen zur Verhinderung von Lagerströmen, insbesondere von Frequenzumformern bis Leistungen von einigen 100 kV/ und anderen elektrischen Maschinen mit kleinem Luftspalt bei gleicher Leistungsgröße und hoher Drehzahl.The invention relates to a method and an arrangement for producing a mechanically strong and thermally stable electrical insulation at the bearing point of runners of electrical machines to prevent bearing currents, in particular frequency converters to powers of a few 100 kV / and other electrical machines with a small air gap with the same power size and high speed.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Bei nicht vollkommen symmetrischem Aufbau elektrischer Maschinen kann der Kreis, Läuferwelle, Lager, Gehäuse oder Grundplatte mit einem sich zeitlich ändernden Induktionsfluß verkettet sein, der zu elektrischen Strömen führt, die über Wellenzapfen· und Lager fließen und die Laufflächen des Lagers aufrauhen. Die Änderung dieses Induktionsflusses ist neben den Unsymmetrien im Aufbau der elektrischen Maschine auch von der Betriebsfrequenz abhängig, so daß bei Mittelfrequenzumformern, die einen Frequenzbereich bis zu 10 000 Hz und einen sehr kleinen Luftspalt besitzen, besonders hohe Beanspruchungen des Lagers durch Lagerströme auftreten und somit Maßnahmen zur Verlängerung der Laufdauer der Lager erforderlich sind.In an improperly symmetrical design of electrical machines, the circuit, rotor shaft, bearing, housing or base plate may be chained to a time-varying flux of induction which results in electrical currents flowing over journal and bearing and roughening the bearing surfaces of the bearing. The change of this induction flux is in addition to the asymmetries in the structure of the electric machine also dependent on the operating frequency, so that at medium frequency converters having a frequency range up to 10,000 Hz and a very small air gap, particularly high stresses of the bearing caused by bearing currents and thus measures to extend the life of the bearings are required.

Mittel dazu ist einmal die konstruktive Aufhebung der Ursachen für die unsymmetrien, die jedoch besonders -bei Frequenzumformern mit Asynchronantrieb und hoher Drehzahl und Wälzlager schwer beherrschbar sind.The means for this is once the constructive cancellation of the causes of the asymmetries, which are difficult to control, however-especially in frequency converters with asynchronous and high speed and rolling bearings.

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Die Anbringung von kurzgeschlossenen Wicklungen, die den Ankerkern umschlingen, zeigt nicht die volle Aufhebung der Lagerströme an. Die Anbringung von Erdungsbürsten, die auf der Welle schleifen oder bei Stehlagermaschinen ' die Anbringung einer Isolation zwischen'Fundamentrahmeη und Stehlagerbock haben sich wenig wirksam erwiesen, da fäie subjektiven Bedingungen, wie z.B. Überwachung der Schleifbürsten oder der unbeabsichtigten "überbrückung der Isolation, unterliegen.The attachment of shorted windings that wrap around the armature core does not indicate the complete cancellation of the bearing currents. The attachment of grounding brushes, which grind on the shaft or in pillowhouse machines, the attachment of an insulation between the foundation frame and pillow block has proved to be less effective, as subject to subjective conditions, such as monitoring the brushes or the unintentional bridging of the insulation.

. Eine Wälzlagerisolation zur Unterbindung von Lagerströmen kann durch ein Hartpapier- oder Hartgeweberohr, das zwischen Welle und Wälzlager angeordnet ist, erfolgen. ·. . Nachteilig ist dabei der technologische Aufwand., A rolling bearing isolation to prevent bearing currents can be done by a hard paper or hard tissue tube, which is arranged between the shaft and roller bearings. ·. , The disadvantage here is the technological effort.

Im Bereich des fälzlagersitzes ist die Welle auf ein be-. stimmtes Paßmaß zu drehen und das Hartpapier- oder Hartgeweberohr wird mit gedrehtem Innenmaß auf die Welle aufgeschrumpft. Anschließend wird der Außendurchmesser des Rohres so bearbeitet, daß eine Stahlbuchse aufgeschrumpft werden kann, die mit gedrehtem- Paßsitz den ' eigentlichen Sitz für das Wälzlager bildet. Die übereinander liegenden Schrumpfsitze müssen maßlich genau aufeinander abgestimmt sein, um die notwendige Laufqualität., besonders bei den hochtourigen Frequenzumformern, zu erreichen« Die bei diesen elektrischen Maschinen vorhandene höhere Lagertemperatur belastet zusätzlich das Hartpapier·*- oder Hartgeweberohr, das bereits durch die Aufschrumpfungstemperaturen bis an die Grenze der Temperaturbeständigkeit belastet wurde. _ . . ·In the area of the Fälzlagersitzes the wave is on a be-. true fit and the paper or hard tissue tube is shrunk onto the shaft with rotated inside dimension. Subsequently, the outer diameter of the tube is machined so that a steel bushing can be shrunk, which forms the actual seat for the rolling bearing with a turned-fit fit. The superimposed shrink seats must be dimensionally exactly matched to achieve the necessary run quality, especially in the high-speed frequency converters. "The existing in these electric machines higher storage temperature additionally loads the hard paper · * - or hard tissue tube, already by the Aufschrumpfungstemperaturen until was charged to the limit of temperature resistance. _. , ·

d) Ziel der Erfindungd) Object of the invention

Ziel der Erfindung ist die Beseitigung der genannten Wach- - . teile durch ein Herstellungsverfahren und-Anordnung zur Wälzlagerisolation mittels hochfester und .wärmebeständiger Werkstoffe.'The aim of the invention is the elimination of said Wach-. parts through a manufacturing process and arrangement for rolling bearing isolation using high-strength and heat-resistant materials. '

e) Darlegung dea F/esens der Erfindunge) Presentation of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung darzulegen, die durch Anwendung hochfester, wärmebeständiger und elektrisch gut isolierender Werkstoffe eine Wälzlagerisolation elektrischer Haschinen bei rationeller Technologie, konstanter Maßgenauigkeit im Betriebszustand und erhöhter Lebensdauer der elektrischen Maschine ermöglicht. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß vorimprägnierte Glasseidenbahnen mit härtbarem Kunstharz, zum Beispiel Epoxidharz, als Wickel zur Anwendung gelangen und darauf ein Schrumpfband, getrennt von dem Wickel durch eine Trennfolie, aufgezogen wird..The invention has for its object to provide a method and an arrangement that allows by using high-strength, heat-resistant and electrically good insulating materials a rolling bearing isolation electrical machinery with rational technology, constant dimensional accuracy in the operating condition and increased life of the electric machine. This object is achieved in that pre-impregnated glass fabric sheets with curable synthetic resin, for example epoxy resin, as a winding for use and then a shrink band, separated from the winding by a release film, is raised ..

f) Ausführungsbeispielf) embodiment

Auf dem ro'h und mit grober Toleranz gefertigten Lagersitz der Läuferwelle wird eine mit warmhärtbarem Kunstharz zum Beispiel Epoxidharz,. imprägnierte Glasseidenbahn gleichmäßig aufgebracht, mit einer Trennfolie umgeben und mit Schrumpfband abgedeckt. Danach erfolgt die Aus-' härtung bei entsprechender Aushärtungstemperatur des Harzes. Das Schrumpfband schrumpft unter der Aushärtungstemperatur, so daß eine Verdichtung der darunter liegenden Glasseidenbahnen entsteht und eine homogene, von Lufteinschlüssen freie, mechanisch und thermisch stabile Isolieru. von hoher Lebensdauer erzielt wird. Wach Überdrehen der entstandenen Isolierbuchse wird die Stahllagerbuchse aufgeschrumpft.On the ro'h and manufactured with rough tolerance bearing seat of the rotor shaft is a thermosetting resin, for example, epoxy,. impregnated glass silk sheet evenly applied, surrounded with a release film and covered with shrink tape. Thereafter, the curing takes place at the appropriate curing temperature of the resin. The shrink band shrinks below the curing temperature, so that a compression of the underlying glass silk sheets is formed and a homogeneous, free of trapped air, mechanically and thermally stable Isolieru. of high life is achieved. Wake over the resulting insulating bush, the steel bushing is shrunk.

Claims (1)

Erf indungs anspr ucii % Inventive appeal % Verfahren und Anordnung zur Verhinderung von Lagerströmen bei elektrischen Maschinen, insbesondere von Frequenzumformern mit Leistungen . · von einigen 100 kW und anderen elektrischen Maschinen mit kleinem Luftspalt gleicher Leiötungsgröße und hoher Drehzahl, durch eine Isolierbuchse, dadurch gekennzeichnet, daß * ,auf dem roh bearbeiteten Lagersitz eine mit warmhärtendem Kunstharz imprägnierte Glasseidenbahn aufgewickelt wird, eine Trennfolie and danach ein Schrumpfband aufgebracht werden, anschließend die Aushärtung unter Aushärtungstemperatur erfolgt und auf die so entstandene . und auf Maß bearbeitete Isolierbuchse eine Stahlbuchse als Lagersitz aufgeschrumpft wird.Method and arrangement for preventing bearing currents in electrical machines, in particular frequency converters with power. · By some 100 kW and other electric machines with a small air gap of the same size and high speed, by an insulating bushing, characterized in that * on the raw processed bearing seat is wound with a thermosetting resin impregnated glass silk sheet, a release film and then a shrink band are applied , then the curing takes place under curing temperature and on the resulting. and custom-made Isolierbuchse a steel bushing is shrunk as a bearing seat.