DE102011112760A1

DE102011112760A1 - Double-fed asynchronous machine

Info

Publication number: DE102011112760A1
Application number: DE201110112760
Authority: DE
Inventors: Thomas Hildinger; Stefan Veser; Ludger Ködding
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2011-09-08
Filing date: 2011-09-08
Publication date: 2013-03-14
Also published as: WO2013034237A2; WO2013034237A3

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine doppelgespeiste Asynchronmaschine mit – einem Blechpaket, – isolierten elektrisch leitenden Stäben, welche in axialer Richtung durch Ausnehmungen in dem Blechpaket verlaufen, welche in axialer Richtung aus dem Blechpaket austreten, und welche an ihren nicht isolierten axialen Enden paarweise miteinander verbunden sind. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Austritt der Stäbe aus dem Blechpaket und deren nicht isolierten Enden außen auf der Isolation ein Material angeordnet ist, welches eine eingeschränkte elektrische Leitfähigkeit aufweist.The invention relates to a rotor for a double-fed asynchronous with - a laminated core, - insulated electrically conductive rods which extend in the axial direction through recesses in the laminated core, which emerge in the axial direction of the laminated core, and which at their non-insulated axial ends in pairs with each other are connected. The invention is characterized in that between the exit of the rods from the laminated core and their non-insulated ends, a material is disposed on the outside of the insulation, which has a limited electrical conductivity.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine doppelgespeiste Asynchronmaschine nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. Außerdem betrifft die Erfindung eine doppelgespeiste Asynchronmaschine mit einem solchen Rotor. Ferner betrifft die Erfindung die bevorzugte Verwendung einer solchen doppelgespeisten Asynchronmaschine.The invention relates to a rotor for a double-fed asynchronous machine according to the closer defined in the preamble of claim 1. The invention also relates to a double-fed asynchronous machine with such a rotor. Furthermore, the invention relates to the preferred use of such a double-fed asynchronous machine.

Doppelgespeiste Asynchronmaschinen sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt. Im Wesentlichen handelt es sich dabei um eine Asynchronmaschine mit Schleifringläufer und läuferseitigem Frequenzumrichter zur Regelung der Drehzahl und der Blindleistung. Dieser Aufbau wird für Motoren und Generatoren eingesetzt. Die Leistung bisheriger Maschinen dieser Bauart ist typischerweise auf eine Größenordnung einigen MW beschränkt. Mit dem zunehmenden Wunsch und Bedarf nach größeren elektrischen Maschinen, welche hinsichtlich ihrer Drehzahl regelbar sind, werden zukünftig derartige doppelgespeiste Asynchronmaschinen sicherlich auch mit größeren Leistungen in der Größenordnung von mehr als 100, insbesondere mehr als 500 MW aufgebaut. Im Bereich des Rotors werden dazu in an sich bekannter Art und Weise in ein Blechpaket entsprechende Ausnehmungen eingebracht, beispielsweise in axialer Richtung verlaufende Nuten, welche nach radial außen offen ausgebildet sind. In diese Nuten werden dann elektrisch leitende Stäbe eingesetzt, welche eine elektrische Isolation zwischen dem elektrisch leitenden Stab und dem Blechpaket aufweisen. Um die Wicklung innerhalb des Rotors beziehungsweise Läufers fertigzustellen, werden die nicht elektrisch isolierten Enden dieser Stäbe paarweise miteinander verbunden, um im Bereich des sogenannten Wickelkopfs die elektrische Verbindung zwischen den einzelnen Stäben herzustellen und so die Läuferwicklung zu realisieren.Double-fed asynchronous machines are known from the general state of the art. Essentially, this is an asynchronous machine with slip ring rotor and rotor-side frequency converter for controlling the speed and the reactive power. This structure is used for motors and generators. The performance of previous machines of this type is typically limited to a few MW. With the increasing desire and demand for larger electrical machines, which are adjustable in speed, in the future such double-fed asynchronous machines are certainly also built with larger power in the order of more than 100, in particular more than 500 MW. In the area of the rotor, corresponding recesses are introduced in a manner known per se into a laminated core, for example, grooves extending in the axial direction, which are designed to be open radially outward. In these grooves then electrically conductive rods are used, which have an electrical insulation between the electrically conductive rod and the laminated core. In order to complete the winding within the rotor or rotor, the non-electrically insulated ends of these rods are connected in pairs to produce the electrical connection between the individual rods in the region of the so-called winding head and so to realize the rotor winding.

Den Erfindern hat sich nun gezeigt, dass bei Tests zu derartigen Maschinen häufig Probleme mit der Regelungselektronik auftreten. Im Bereich der Regelungselektronik und der Übertragung von gemessenen Werten und Zielgrößen für die Regelung kommt es immer wieder zu massiven Störungen, welche einen sicheren und zuverlässigen Betrieb einer doppelgespeisten Asynchronmaschine in einer Leistungsklasse mit mehreren 100 MW sehr aufwändig und sehr schwierig gestalten.The inventors have now shown that often occur with tests on such machines problems with the control electronics. In the field of control electronics and the transmission of measured values and target variables for the control, there are again and again to massive disturbances, which make the safe and reliable operation of a double-fed asynchronous machine in a power class with several 100 MW very complex and very difficult.

Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, einen Rotor für eine doppelgespeiste Asynchronmaschine, insbesondere eine doppelgespeiste Asynchronmaschine in einer Leistungsklasse von mehr als 380 MW anzugeben, welcher eine einfache Steuerbarkeit und Regelbarkeit bei langer Lebensdauer gewährleistet.The object of the present invention is now to provide a rotor for a double-fed asynchronous machine, in particular a double-fed asynchronous machine in a power class of more than 380 MW, which ensures easy controllability and controllability with a long service life.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Rotor mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Rotors ergeben sich aus den hiervon abhängigen Unteransprüchen. Ferner löst eine doppelgespeiste Asynchronmaschine gemäß Anspruch 6 die Aufgabe. Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon ergeben sich aus den abhängigen Unteransprüchen. Letztlich ist außerdem eine besonders bevorzugte Verwendung für eine derartige doppelgespeiste Asynchronmaschine mit dem erfindungsgemäßen Rotor angegeben.According to the invention this object is achieved by a rotor having the characterizing features of claim 1. Further advantageous embodiments of the rotor according to the invention will become apparent from the dependent therefrom dependent claims. Furthermore, a double-fed asynchronous machine according to claim 6 solves the problem. Advantageous embodiments thereof will become apparent from the dependent subclaims. Finally, a particularly preferred use for such a double-fed asynchronous machine with the rotor according to the invention is also indicated.

Im Zuge der oben geschilderten Versuchsreihen hat sich den Erfindern gezeigt, dass eine eventuelle Quelle für die Störung von Steuerungs- und Regelungselektronik in einer mehr oder weniger starken Funkenbildung liegen könnte, welche zwischen dem Blechpaket und dem Stab beziehungsweise seiner Isolierung in den Bereichen, in denen der Stab in axialer Richtung aus dem Blechpaket herausragt, auftritt. Die Erkenntnis war insofern überraschend, als eine solche Problematik bei den bisher üblichen Leistungsklassen von doppelgespeisten Asynchronmaschinen bisher nie aufgetreten ist. Die Erfinder haben die Problematik dadurch gelöst, dass der erfindungsgemäße Rotor für die doppelgespeiste Asynchronmaschine so ausgebildet wird, dass zwischen dem Austritt der Stäbe aus dem Blechpaket und deren nicht isolierten Enden außen auf der eigentlichen Isolation ein Material angeordnet ist, welches eine eingeschränkte elektrische Leitfähigkeit aufweist. Ein solches Material mit eingeschränkter elektrischer Leitfähigkeit sorgt für einen gezielten Abbau der Spannungsdifferenzen beziehungsweise der daraus resultierenden Feldstärke zwischen dem typischerweise auf Erdpotential liegenden Blechpaket und dem Stab. Dadurch wird eine Funkenbildung sicher und zuverlässig verhindert und die offenbar durch diese Funken verursachten Störungen der Steuerungs- und Regelungselektronik lassen sich gänzlich vermeiden.In the course of the above-described test series, the inventors have shown that a possible source for the disturbance of control and electronic control could be a more or less strong sparking, which between the laminated core and the rod or its insulation in the areas where the rod protrudes in the axial direction of the laminated core, occurs. The finding was surprising insofar as such a problem has never occurred in the usual performance classes of double-fed asynchronous machines. The inventors have solved the problem that the rotor according to the invention for the double-fed asynchronous machine is designed so that between the exit of the rods from the laminated core and their non-insulated ends outside of the actual insulation, a material is arranged, which has a limited electrical conductivity , Such a material with limited electrical conductivity ensures a targeted reduction of the voltage differences or the resulting field strength between the typically lying at ground potential laminated core and the rod. As a result, a sparking is reliably and reliably prevented and the apparently caused by these sparks disturbances of the control and electronic control can be completely avoided.

In einer besonders günstigen und vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Rotors ist es dabei vorgesehen, dass die eingeschränkte elektrische Leitfähigkeit des Materials so bemessen ist, dass sich eine elektrische Feldstärke von weniger als 5 kV/mm, vorzugsweise von weniger als 3 kV/mm, einstellt. Insbesondere eine elektrische Leitfähigkeit, sodass sich eine Feldstärke von weniger als 3 kV/mm einstellt, ist die für die Verhinderung einer Funkenbildung von besonderem Vorteil. Somit lässt sich die Funkenbildung und die damit einhergehende Störung von Elektronikkomponenten im Bereich der doppelgespeisten Asynchronmaschine beziehungsweise ihres Rotors sicher und zuverlässig vermeiden.In a particularly favorable and advantageous development of the rotor according to the invention, it is provided that the limited electrical conductivity of the material is dimensioned such that an electric field strength of less than 5 kV / mm, preferably less than 3 kV / mm adjusts. In particular, an electrical conductivity, so that sets a field strength of less than 3 kV / mm, which is for the prevention of sparking of particular advantage. Thus, the spark formation and the associated disturbance of electronic components in the area of the double-fed asynchronous machine or its rotor can be safely and reliably avoided.

In einer besonders günstigen und vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Rotors kann es ferner vorgesehen sein, dass das Material wenigstens ein Trägermaterial und ein Halbleitermaterial aufweist. Ein solches Trägermaterial kann beispielsweise in Form eines Harzes oder eines Lackes ausgebildet sein, aber auch in Form beispielsweise eines Bandes, beispielsweise eines Bandes aus Glasfasern, welches in einem späteren Prozess mit einem Harz oder einem anderen adhäsiven Material versehen wird. Als Halbleitermaterial kann beispielsweise Siliciumcarbid eingesetzt werden. Die doppelgespeiste Asynchronmaschine gemäß der Erfindung weist den beschriebenen erfindungsgemäßen Rotor auf. Dies ermöglicht die Vorteile, wie sie oben bereits beschrieben worden sind.In a particularly favorable and advantageous development of the rotor according to the invention It may further be provided that the material comprises at least one carrier material and a semiconductor material. Such a carrier material can be formed for example in the form of a resin or a lacquer, but also in the form of, for example, a band, for example a strip of glass fibers, which is provided in a later process with a resin or other adhesive material. As a semiconductor material, for example, silicon carbide can be used. The double-fed asynchronous machine according to the invention has the described rotor according to the invention. This allows the advantages as already described above.

Bei der erfindungsgemäßen doppelgespeisten Asynchronmaschine kann es dabei ferner vorgesehen sein, dass die Nennspannung im Bereich des Rotors mehr als 3 kV, vorzugsweise mehr als 5 kV beträgt. Die eingangs geschilderte Problematik tritt insbesondere dann auf, wenn die Nennspannung im Bereich des Rotors, also die Speisespannung, welche im Umrichter erzeugt wird, bei 5 kV oder mehr liegt. Die Problematik tritt durch diese vergleichsweise hohen Spannungen im Bereich des Rotors verstärkt auf, sodass insbesondere bei doppelgespeisten Asynchronmaschinen mit Nennspannungen im Bereich des Rotors von mehr als 5 kV der erfindungsgemäße Rotor von besonderem Vorteil ist. Durch die Verringerung der Funkenbildung kann außerdem davon ausgegangen werden, dass sich eine verlängerte Lebensdauer des Rotors beziehungsweise der Isolierung der Stärke ergibt.In the case of the double-fed asynchronous machine according to the invention, it may also be provided that the nominal voltage in the region of the rotor is more than 3 kV, preferably more than 5 kV. The problem described above occurs in particular when the rated voltage in the region of the rotor, that is to say the supply voltage which is generated in the converter, is 5 kV or more. The problem arises due to these comparatively high voltages in the rotor area, so that the rotor according to the invention is of particular advantage in particular for double-fed asynchronous machines with nominal voltages in the region of the rotor of more than 5 kV. By reducing the sparking can also be assumed that results in a prolonged life of the rotor or the isolation of the starch.

Die besonders bevorzugte Verwendung der doppelgespeisten Asynchronmaschine gemäß der Erfindung liegt dabei in ihrem Einsatz als Generator in einer Wasserkraftanlage. Ein solcher Einsatz als Generator in einer Wasserkraftanlage ist für die erfindungsgemäße doppelgespeiste Asynchronmaschine von besonderem Vorteil. Hier kann die Maschine ihren systembedingten Vorteil, dass diese in der Drehzahl regelbar ist, besonders gut ausspielen. Außerdem sind bei Wasserkraftanlagen entsprechend hohe Leistungsklassen von derzeit bis zu 1000 MW üblich, sodass hier ein bevorzugter Einsatzzweck liegt. Besonders bevorzugt kann die erfindungsgemäße doppelgespeiste Asynchronmaschine dabei in einem Pumpspeicherkraftwerk verwendet werden, wo sie neben der reinen Funktionalität als Generator zusätzlich die Funktionalität als Motor benötigt, um im Falle von Energieüberschuss Wasser nach oben zu pumpen und im Falle eines erhöhten Energiebedarfs von oben nach unten fließendes Wasser wieder zu nutzen, um elektrische Leistung bereitzustellen.The particularly preferred use of the double-fed asynchronous machine according to the invention lies in its use as a generator in a hydropower plant. Such use as a generator in a hydropower plant is particularly advantageous for the double-fed asynchronous machine according to the invention. Here, the machine can play its systemic advantage that it is adjustable in speed, play particularly well. In addition, in hydropower plants correspondingly high power classes of currently up to 1000 MW are common, so here is a preferred application. Particularly preferably, the double-fed asynchronous machine according to the invention can be used in a pumped storage power plant where, in addition to the pure functionality as a generator, it also requires the functionality of a motor to pump water up in the case of energy surplus and flowing from top to bottom in the case of an increased energy requirement Reuse water to provide electrical power.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Rotors einer doppelgespeisten Asynchronmaschine beziehungsweise der doppelgespeisten Asynchronmaschine ergeben sich aus den restlichen abhängigen Ansprüchen und werden anhand des Ausführungsbeispiels deutlich, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben wird.Further advantageous embodiments of the rotor according to the invention of a double-fed asynchronous machine or the double-fed asynchronous machine will become apparent from the remaining dependent claims and will be apparent from the embodiment, which will be described below with reference to the figures.

Dabei zeigen:Showing:

1 eine Prinzipdarstellung eines Maschinensatzes für eine Wasserkraftanlage; und 1 a schematic diagram of a machine set for a hydropower plant; and

2 einen Ausschnitt aus einem Teil eines erfindungsgemäßen Rotors. 2 a section of a part of a rotor according to the invention.

In der Darstellung der 1 ist sehr stark schematisiert eine Wasserkraftanlage 1 zu erkennen. Kern der Wasserkraftanlage 1 ist ein Zuleitungssystem 2, welches Wasser aus dem Bereich eines hier nicht dargestellten Oberwassers zu einer Wasserturbine 3 leitet und durch einen prinzipmäßig angedeuteten Diffusor 4 in den Bereich eines ebenfalls nicht dargestellten Unterwassers abführt. Die Wasserturbine 3 ist dabei über eine Welle 5 mit einem Rotor 6 einer doppelgespeisten Asynchronmaschine 7 mit Schleifringläufer verbunden. Der Rotor 6 wird durch die Wasserturbine 3 angetrieben und rotiert innerhalb eines prinzipmäßig angedeuteten Stators 8 um eine Rotationsachse 9, welche, wie bei derartigen Wasserkraftanlagen 1 häufig üblich, in Richtung der Schwerkraft g ausgerichtet ist. Rotor 6 und Stator 7 bilden zusammen die als Generator genutzte Asynchronmaschine mit variabler Drehzahl. Die Asynchronmaschine 7 dient der Erzeugung von elektrischer Energie aus der Energie des Wassers. Ebenso wäre es denkbar, anstelle der Wasserturbine 3 eine Pumpturbine einzusetzen, welche in einem ersten Zustand analog zur Wasserturbine 3 Energie in der als Generator genutzten Asynchronmaschine 7 erzeugt, und welche in einem zweiten Betriebszustand Wasser aus dem Bereich des Unterwassers zurück in den Bereich des Oberwasser pumpen kann. Die Wasserkraftanlage 1 wäre in diesem Fall ein Pumpspeicherkraftwerk, welches zur Speicherung von Energie durch das Pumpen von Wasser auf ein Niveau mit höherer potenzieller Energie geeignet ist.In the presentation of the 1 is very heavily schematized a hydropower plant 1 to recognize. Core of the hydropower plant 1 is a feeder system 2 , Which water from the area of a freshwater, not shown here to a water turbine 3 leads and by a principle indicated diffuser 4 into the area of an underwater, also not shown. The water turbine 3 is about a wave 5 with a rotor 6 a double-fed asynchronous machine 7 connected with slip ring rotor. The rotor 6 is through the water turbine 3 driven and rotated within a stator indicated in principle 8th around a rotation axis 9 , which, as in such hydroelectric plants 1 often common, g is oriented in the direction of gravity. rotor 6 and stator 7 together form the asynchronous variable speed machine used as a generator. The asynchronous machine 7 is used to generate electrical energy from the energy of the water. Likewise it would be conceivable, instead of the water turbine 3 to use a pump turbine, which in a first state analogous to the water turbine 3 Energy in the asynchronous machine used as a generator 7 generated, and which can pump water from the region of the underwater back into the region of the upper water in a second operating state. The hydroelectric power plant 1 in this case would be a pumped storage power plant capable of storing energy by pumping water to a higher potential energy level.

In der Schnittdarstellung der 2 ist ein Ausschnitt aus einem Teil des Rotors 6 zu erkennen. Dieser rotiert um die mit 9 bezeichnete Rotationsachse. Der Rotor 6 selbst besteht im Wesentlichen aus einem Blechpaket 10 sowie einer mit 11 bezeichneten Nabe. Der Aufbau als Blechpaket 10 bedeutet, dass der Rotorkörper in axialer Richtung der Rotationsachse 9 aus einer Vielzahl von einzelnen Blechen aufgestapelt ist. Dies ist in der Darstellung der 2 im linken unteren Teil des dargestellten Ausschnitts durch einige angedeutete Bleche symbolisiert. Das Blechpaket des Rotorkörpers 10 kann beispielsweise über eine mit 12 bezeichnete Druckplatte in axialer Richtung verpresst sein. Die Nabe 11 kann dabei einstückig mit dem Rotorkörper 10 und damit ebenfalls aus einzelnen Blechen ausgeführt sein, oder sie kann als Zentralelement in anderer Bauart aufgebaut sein und die Bleche des Rotorkörpers 10 entsprechend tragen. Ungeachtet des konkreten Aufbaus ist es immer so, dass die Nabe 11 drehfest mit dem Rotorkörper 10 verbunden ist. Radiale Bewegungen zwischen der Nabe 11 und dem Rotorkörper 10 können möglich sein.In the sectional view of 2 is a section of a part of the rotor 6 to recognize. This rotates around with the 9 designated rotation axis. The rotor 6 itself consists essentially of a laminated core 10 as well as one with 11 designated hub. The structure as a laminated core 10 means that the rotor body in the axial direction of the axis of rotation 9 is stacked from a variety of individual sheets. This is in the presentation of 2 symbolized in the lower left part of the section shown by some indicated sheets. The laminated core of the rotor body 10 can for example via a with 12 designated pressure plate be pressed in the axial direction. The hub 11 can be integral with the rotor body 10 and thus also be made of individual sheets, or it can be constructed as a central element of a different type and the sheets of the rotor body 10 wear accordingly. Regardless of the specific structure, it is always the case that the hub 11 rotatably with the rotor body 10 connected is. Radial movements between the hub 11 and the rotor body 10 may be possible.

Im Bereich des Rotorkörpers 10 befinden sich in axialer Richtung verlaufende, in radialer Richtung nach außen offene Nuten 13, von denen hier lediglich der Nutgrund mit dem Bezugszeichen 13 versehen ist. In diesen Nuten 13 sind jeweils zwei elektrisch isolierte Stäbe 14 eingelegt. Im Bereich eines sogenannten Wickelkopfs verlassen diese Stäbe 14 die Nuten 13 und ragen in axialer Richtung der Rotationsachse 9 aus dem Blechpaket 10 heraus. Die einzelnen Stäbe 14 sind dann mit weiteren Stäben 14, welche aus benachbarten Nuten 13 herausragen, entsprechend verbunden, um so die Wicklung des Rotors 6 zu realisieren. Im Bereich dieses Wickelkopfs sind die über das Blechpaket 10 in axialer Richtung überstehenden Abschnitte der Stäbe 14 entsprechend befestigt. Dies ist für die hier vorliegende Erfindung nicht von Bedeutung, sodass die an sich bekannte Befestigung zur Vereinfachung der Darstellung hier nicht eingezeichnet ist.In the area of the rotor body 10 are located in the axial direction extending, radially outwardly open grooves 13 of which only the groove base with the reference numeral 13 is provided. In these grooves 13 are each two electrically insulated rods 14 inserted. In the area of a so-called winding head these rods leave 14 the grooves 13 and protrude in the axial direction of the axis of rotation 9 from the laminated core 10 out. The single bars 14 are then with more rods 14 which are from adjacent grooves 13 stick out, connected accordingly, so as to wrap the rotor 6 to realize. In the area of this winding over the laminated core 10 axially projecting portions of the rods 14 attached accordingly. This is not important for the present invention, so that the known per se attachment to simplify the presentation is not shown here.

Um die elektrische Verbindung einzelner Stäbe paarweise untereinander realisieren zu können, sind die Stäbe 14 an einem in der Darstellung der 2 mit 15 bezeichneten Ende jeweils elektrisch nicht isoliert. Zwischen dem Austritt der Stäbe 14 aus dem Blechpaket 10 beziehungsweise der in diesem Bereich angeordneten Druckplatte 12 und den elektrisch nicht isolierten Enden 15 der Stäbe 14 ist auf der Hauptisolierung der Stäbe 14, welche diese gegeneinander und gegenüber dem Blechpaket 10 isoliert, ein Material 16 angeordnet, welches in der Darstellung der 2 durch eine Kreuzschraffur gekennzeichnet ist. Dieses Material 16 weist eine eingeschränkte elektrische Leitfähigkeit auf. Es kann beispielsweise aus einem mit Siliciumcarbid versehenen Trägermaterial, beispielsweise in Form eines Bandes und/oder eines Überzugs mit Harz, Lack oder dergleichen, realisiert sein. Das Material 14 ist dabei in seiner eingeschränkten elektrischen Leitfähigkeit so ausgestaltet, dass sich eine Feldstärke in der Größenordnung von weniger als 3 kV/mm einstellt. Ein elektrischer Kurzschluss zwischen dem typischerweise auf Erdpotential oder Sternpotential liegenden Blechpaket 10 und den nicht elektrisch isolierten Ende 15 der Stäbe 14 lässt sich so sicher und zuverlässig vermeiden. Andererseits wird durch die eingeschränkte elektrische Leitfähigkeit der Abbau der Spannungsdifferenz über die Strecke, in welcher das Material 16 angeordnet ist, hinweg möglich. Dadurch lässt sich ein Funkenüberschlag vermeiden. Dieser Funkenüberschlag sorgt, so haben Untersuchungen es gezeigt, für massive Störungen von elektrischen Steuerungs- und Regelungssystemen sowie der Datenübertragung zwischen solchen Systemen.In order to realize the electrical connection of individual rods in pairs with each other, the rods are 14 at one in the representation of the 2 With 15 designated end each electrically isolated. Between the exit of the bars 14 from the laminated core 10 or arranged in this area printing plate 12 and the electrically non-insulated ends 15 of the bars 14 is on the main insulation of the bars 14 , which these against each other and against the laminated core 10 isolated, a material 16 arranged, which in the representation of the 2 is characterized by a cross-hatching. This material 16 has a limited electrical conductivity. It can be realized, for example, from a carrier material provided with silicon carbide, for example in the form of a band and / or a coating with resin, lacquer or the like. The material 14 is configured in its limited electrical conductivity so that sets a field strength of the order of less than 3 kV / mm. An electrical short circuit between the typically lying at ground potential or star potential laminated core 10 and the non-electrically isolated end 15 of the bars 14 can thus be safely and reliably avoided. On the other hand, the limited electrical conductivity of the degradation of the voltage difference over the distance in which the material 16 is arranged, away possible. This can avoid a sparkover. This sparkover has, as studies have shown, for massive disturbances of electrical control systems and the data transmission between such systems.

Durch den Einsatz des Materials 16 mit eingeschränkter elektrischer Leitfähigkeit lässt sich dies sicher und zuverlässig verhindern. Dadurch wird eine sehr gute Steuerbarkeit und Regelbarkeit der doppelgespeisten Asynchronmaschine 7 erzielt. Die doppelgespeiste Asynchronmaschine 7 soll dabei insbesondere in einer vergleichsweise hohen Leistungsklasse von mehr als 380 MW ausgebildet sein und im Bereich des Rotors 6 mit einer Nennspannung von mehr als 5 kV gespeist sein.Through the use of the material 16 With limited electrical conductivity, this can be safely and reliably prevented. This results in a very good controllability and controllability of the double-fed asynchronous machine 7 achieved. The double-fed asynchronous machine 7 is to be designed in particular in a comparatively high power class of more than 380 MW and in the area of the rotor 6 be fed with a rated voltage of more than 5 kV.

Da die Ausbildung von Funken typischerweise zur Entstehung von Ozon beiträgt, welches wiederum insbesondere die organischen Komponenten der Isolierung angreifen kann, sollte gleichzeitig mit einer guten Steuerbarkeit und Regelbarkeit des Systems eine größere Lebensdauer der Isolierung und damit des Rotors 6 erreicht werden.Since the formation of sparks typically contributes to the formation of ozone, which in turn can attack in particular the organic components of the insulation, simultaneously with good controllability and controllability of the system should have a longer life of the insulation and thus of the rotor 6 be achieved.

Claims

Rotor (6) für eine doppelgespeiste Asynchronmaschine (7) mit 1.1 einem Blechpaket (10), 1.2 isolierten elektrisch leitenden Stäben (14), welche in axialer Richtung durch Ausnehmungen (13) in dem Blechpaket (10) verlaufen, welche in axialer Richtung aus dem Blechpaket (10) austreten, und welche an ihren nicht isolierten axialen Enden (15) paarweise miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass 1.3 zwischen dem Austritt der Stäbe (14) aus dem Blechpaket (10) und deren nicht isolierten Enden (15) außen auf der Isolation ein Material (16) angeordnet ist, welches eine eingeschränkte elektrische Leitfähigkeit aufweist.Rotor ( 6 ) for a double-fed asynchronous machine ( 7 ) with 1.1 a laminated core ( 10 ), 1.2 isolated electrically conductive rods ( 14 ), which in the axial direction through recesses ( 13 ) in the laminated core ( 10 ), which in the axial direction from the laminated core ( 10 ), and which at their non-isolated axial ends ( 15 ) are connected in pairs, characterized in that 1.3 between the exit of the rods ( 14 ) from the laminated core ( 10 ) and their non-isolated ends ( 15 ) on the outside of the insulation a material ( 16 ), which has a limited electrical conductivity.

Rotor (6) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eingeschränkte elektrische Leitfähigkeit des Materials (16) so bemessen ist, dass sich eine elektrische Feldstärke von weniger als 5 kV/mm, vorzugsweise von weniger als 3 kV/mm, einstellt.Rotor ( 6 ) according to claim 1, characterized in that the limited electrical conductivity of the material ( 16 ) is dimensioned so that an electric field strength of less than 5 kV / mm, preferably less than 3 kV / mm adjusts.

Rotor (6) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Material (16) wenigstens ein Trägermaterial und ein Halbleitermaterial aufweist.Rotor ( 6 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the material ( 16 ) comprises at least one carrier material and a semiconductor material.

Rotor (6) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleitermaterial Siliciumcarbid aufweist.Rotor ( 6 ) according to claim 3, characterized in that the semiconductor material comprises silicon carbide.

Rotor (6) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial als Band ausgebildet ist, welches Glasfasern aufweist.Rotor ( 6 ) according to claim 3 or 4, characterized in that the carrier material is formed as a band which comprises glass fibers.

Doppelgespeiste Asynchronmaschine (7) mit einem Rotor (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 5. Double-fed asynchronous machine ( 7 ) with a rotor ( 6 ) according to one of claims 1 to 5.

Doppelgespeiste Asynchronmaschine (7) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Nennleistung bei mehr als 380 MW liegt.Double-fed asynchronous machine ( 7 ) according to claim 6, characterized in that the rated power is greater than 380 MW.

Doppelgespeiste Asynchronmaschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Nennspannung im Bereich des Rotors (6) mehr als 3,5 kV, vorzugsweise mehr als 5 kV, beträgt.Double-fed asynchronous machine according to claim 6 or 7, characterized in that the rated voltage in the region of the rotor ( 6 ) is more than 3.5 kV, preferably more than 5 kV.

Verwendung der doppelgespeisten Asynchronmaschine (7) nach Anspruch 6, 7 oder 8, als Generator in einer Wasserkraftanlage (1).Use of the double-fed asynchronous machine ( 7 ) according to claim 6, 7 or 8, as a generator in a hydropower plant ( 1 ).

Verwendung der doppelgespeisten Asynchronmaschine (7) nach Anspruch 6, 7 oder 8, als Motor/Generator in einem Pumpspeicherkraftwerk.Use of the double-fed asynchronous machine ( 7 ) according to claim 6, 7 or 8, as a motor / generator in a pumped storage power plant.