Innenpolsynchronmaschine mit Dämpferkäfig für hohe Zentrifugalkräfte
Es ist bekannt, Käfigwicklungen durch Gießen herzustellen, da aus Kupferstäben zusammengeschweißte
oder gelötete Kupferkäfige fertigungstechnisch verhältnismäßig aufwendig und bei
hohen Drehzahlen nicht unbedingt betriebssicher sind. Die Erfindung betrifft eine
Innenpolsynchronmaschine mit einem solchen durch Gießen hergestellten Dämpferkäfig
und bezweckt eine derartige Ausgestaltung derselben, daß sie auch für hohe Zentrifugalkräfte
brauchbar ist, die bei einem mit 3000U/min oder noch schneller laufenden Synchrongenerator
auftreten.Internal pole synchronous machine with damper cage for high centrifugal forces
It is known to produce cage windings by casting, since copper rods are welded together
or soldered copper cages relatively complex in terms of production technology and with
high speeds are not necessarily safe to operate. The invention relates to a
Internal pole synchronous machine with such a damper cage produced by casting
and aims at such a configuration of the same that it is also suitable for high centrifugal forces
that is useful with a synchronous generator running at 3000rpm or even faster
appear.
Es ist zwar bereits bekannt, bei Innenpolmaschinen den Kurzschlußring
der Käfig- bzw. Dämpferwicklung gleichzeitig als Fliehkraftsicherung zu verwenden,
wobei jedoch lediglich ein Reifen über die Poldruckplatten geschoben wird. Dies
stellt , für Maschinen mit hoher Drehzahl jedoch keine genügend sichere Abfangung
der Fliehkräfte dar, und die Erflndung stellt sich deshalb die Aufgabe, eine sicher
wirkende Fliehkraftschutzeinrichtung für Innenpolsynchronmaschinen mit Dämpferkäfig
und hohen Drehzahlen zu schaffen.It is already known to use the short-circuit ring of the cage or damper winding at the same time as a centrifugal safety device in internal pole machines, but only one tire is pushed over the pole pressure plates. This does not , however, provide a sufficiently reliable interception of the centrifugal forces for machines with high speed, and the task of the invention is therefore to create a securely acting centrifugal protection device for internal pole synchronous machines with a damper cage and high speeds.
Sie erreicht dies dadurch, daß der Dämpferkäfig der Pole bzw. Polschuhe
aus Form-, Kokillen- oder Druckguß besteht und die Kurzschlußringe als verlängerte
Polspitzen ausgebildet sind, welche die auf dem Polschenkel befindliche Wicklung
als Schutz gegen eine Deformation oder Zerstörung durch Fliehkräfte an den Stirnseiten
des Poleisens abstützen und bis in den Raum zwischen zwei benachbarten Polwicklungen
hinein umfassen.You achieve this in that the damper cage of the poles or pole pieces
consists of mold, chill or die casting and the short-circuit rings as extended
Pole tips are formed, which the winding located on the pole leg
as protection against deformation or destruction by centrifugal forces on the front sides
of the pole iron and into the space between two adjacent pole windings
embrace into it.
In der Zeichnung ist in den Fig. 1 bis 3 ein Ausführungsbeispiel
eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Synchrongenerators dargestellt, und zwar
zeigt Fig. 1 den Synchrongenerator im Längsschnitt, während Fig. 2 und
3 die neue Polausbildung in vergrößertem Maßstab im Quer- und Längsschnitt
darstellen.In the drawing, FIGS. 1 to 3 show an embodiment of a synchronous generator designed according to the invention, namely FIG. 1 shows the synchronous generator in longitudinal section, while FIGS. 2 and 3 show the new pole formation on an enlarged scale in transverse and longitudinal sections .
1 ist das Gehäuse eines Synchrongenerators, das auf einem Ständerfuß
2 ruht. Die Läuferwelle 3 ist in den beiden Lagerschilden 4 und
5 gelagert, wobei das B-seitige Lagerschild 5 als Dreistem ausgebildet
ist. 6 ist der auf der Welle 3 sitzende Läufer und 7
das im
Gehäuse 1 angeordnete Ständerpaket, das mit einer Ständerwicklung
8 versehen ist. Die Läuferwicklung 9 wird über Schleifringe
10 und 11 gespeist. An dem Lagerschild 5 ist ferner eine Haube
12 leicht lösbar befestigt, in dem das auf Trafo 13,
Gleichrichter 14 usw.
bestehende Erregerzubehör angeordnet sind. Die Kühlluft strömt in axialer Richtung
in der Nähe der Wellenlager von beiden Seiten her in das Generatorgehäuse ein und
in Richtung der Pfeile 15 und 16 durch das Generatorgehäuse hindurch
und tritt nach Kühlung der Wickelköpfe der Ständerwicklung 8 und des Ständerpaketes
7
durch seitliche öffnungen des Gehäusemantels wieder ins Freie heraus. 1 is the housing of a synchronous generator that rests on a stand base 2. The rotor shaft 3 is mounted in the two end plates 4 and 5 , the B-side end plate 5 being designed as a three-star. 6 is the rotor seated on the shaft 3 and 7 is the stator package arranged in the housing 1 , which is provided with a stator winding 8 . The rotor winding 9 is fed via slip rings 10 and 11. A hood 12, in which the exciter accessories existing on the transformer 13, rectifier 14, etc., are arranged, is also fastened in an easily detachable manner on the bearing plate 5. The cooling air flows axially in the vicinity of the shaft bearings into the generator housing from both sides and in the direction of arrows 15 and 16 through the generator housing and, after cooling the end windings of the stator winding 8 and the stator core 7, returns through lateral openings in the housing shell out into the open.
Wie nun aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, besteht ein Pol
des Läufers 6 aus dem Polschenkel 17
und einem daraufsitzenden Polschuh
18 aus lamelliertem Blech, in dem ein Dämpferkäfig 19 sitzt. Auf dem
Polschenkel 17 ist ferner die Wicklung 20 angebracht. Der Dämpferkäfig
19 ist zusammen mit seinen Kurzschlußringen 21 aus Aluminiumspritzguß hergestellt.
Die Kurzschlußringe sind dabei mit einem Anguß 22 versehen, der eine Verlängerung
der Polspitzen bildet und die Polwicklung 20 zu einem großen Teil umfaßt, so daß
diese hierdurch gegen eine Deformation oder gar gegen eine Zerstörung durch Fliehkräfte
geschützt sind. An den Kurzschlußringen 21 sind in Achsrichtung des Läufers liegende
Rippen 23 angegossen, die als Ventilationsflügel dienen. Durch diese Ventilationsflügel
wird, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, eine gute beiderseitige Kühlung der
Wickelköpfe der Ständerwicklung 8 bewirkt.As can now be seen from FIGS. 2 and 3 , one pole of the rotor 6 consists of the pole limb 17 and a pole piece 18 made of laminated sheet metal seated thereon, in which a damper cage 19 is seated. The winding 20 is also attached to the pole leg 17. The damper cage 19 , together with its short-circuit rings 21, is made of injection-molded aluminum. The short-circuit rings are provided with a sprue 22 which forms an extension of the pole tips and comprises the pole winding 20 to a large extent, so that they are thereby protected against deformation or even against destruction by centrifugal forces. On the short-circuit rings 21 lying in the axial direction of the rotor ribs 23 are cast, which serve as ventilation blades. As can be seen from FIG. 1, these ventilation blades bring about good mutual cooling of the winding heads of the stator winding 8.