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STÄNDER PUR ELEKTRISCHE N;SCHINEN Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf elektrische Maschinen, insbesondere auf Ständer für große elektrische Maschinen.
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Bekannt sind Ständer elektrischer Maschinen, bei denen die Wicklung
in Kernnuten verlegt und darin mit Verschlußkeilen befestigt wird, wobei die Verschlußkeile
in besondere Ausschnee im oberen Nutenteil eingesetzt werden. Der Abstand von dem
oberen Wicklungsstab bis zur Zylinderfläche der Sernbohdie rung wird größer als
Keilhöhe oder mindestens gleich dieser gewahl.
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Bekannt sind weiter Ständer, bei denen die Wickelstäbe auf der glatten
Wandung der Kernbohrung in einer Schicht liegen und durch Zähne festgehalten werden,
die in besondere jussparungen ii eiern eingesetzt werden.
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Den beiden Konstruktionen aind aber Nachteile eigen. Bei
Ständern
mit genutetem Kern und Verschlußkeilen steigen beispielsweise die Reaktanzen mit
der baschinenleistung infolge Zunahme der Nutentiefe rasch an, wodurch das detriebsverhalten
der Maschine ungünstiger wird. Andererseits nehmen die Yerschlußkeile einen beträchtlichen
Teil des Nutenraumes in Anspruch und setzen den Nutenfüllfaktor herab, wodurch die
hjiaschinenabmessungen und das Maschinengewicht größer werden. Dazu kommt noch die
Beschädigung des Isolierlacks, die beim Einschlagen von Keilen in die Nutenausschnitte
entsteht, wobei die magnetischen Eisenverluste um 10 ... 15% erhöht werden. Die
Ausschnitte für Keile rufen eine örtliche Erhöhung der Induktion hervor.
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Auch den Ständern mit einsetzbaren Zähnen sind Mängel eigen. Der
große Luftspalt zwischen den Wicklungen verlangt höhere Ständerdurchflutung und
folglich höheren Erregerstrom. Die Befestigung der Wicklungsstäbe wird unzuverlässig,
da der Kraftfluß über Zähne nicht mehr abgezweigt wird und die Wicklungsstäbe das
volle elektromagnetische Moment aufzunehmen haben.
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Die zusätzlichen Kupferverluste in der durch den magnetischen Hauptfluß
durchfluteten Wicklung steigen rasch an. Der Aufbau von Wickelköpfen wird durch
Anordnung der Wickelstäbe in einer Schicht viel komplizierter.
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Diese Nachteile sind die Ursache, warum der letztgenannte Ständertyp
sich noch bei keiner Maschine durchgesetzt hat.
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Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, die Nachteile zu beseitigen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Energiekennwerte der
Ständer für elektrische Maschinen und damit die Maschinenleistung zu steigern.
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Die gestellte Aufgabe wird durch einen Ständer mit einem Kern und
in Kernnuten verlegten Wickelstäben Ceinein in der Eernbohrung angeordneten Isolierzylinder>gelöst,
bei dem die Wickelstäbe erfindungsgemäß den ganzen Nutenraum füllen und eine Höhe
besitzen. die zumindest der Nutentiefe die gleich ist. Als Befestigungselemente
für Wickelstäbe dienen daei, bei Teile, die zwischen 4-R und Wickelstäben eingesetzt
werden.
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Erfindungsgemäß ist es vorteilhaft, die Wickel stäbe durch heile
zu befestigen, welche zwischen dem Isolierzylinder und den Wickelstäbe in iängsnuten
auf dem äußeren Zylinderuafang eingesetzt werden1 wobei der Zylinder und der Ständerkern
eo gegeneinander angeordnet werden, daß ihre Nuten zusammenfallen und einen gemeinsamen
Raua bilde. Zur Erleichterung der Montage wird der Zylinder über seine Länge in
Ringe unterteilt.
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Die Anwendung des hrfindungsgedznkea ermöglicht eine beträchtliche
Steigerung des Nutenfüllfektors und damit eine Herabsetzung des Kerngevichtes. Der
weitere Vorteil liegt in den niedrigeren magnetischen Verlusten in den Kernzähnen
und in den niedrigeren Wärmeverlusten in der Ständerwicklung, was insgesamt eine
Steigerung der Laschinenleistung bedeutet.
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Wickelstäbe, die an die Zylinderfläche der Kernbohrung angenähert
werden oder über diese hinausragen, werden nicht vom Hauptfeld durchflutet, da dieses
in Richtung zu den Kernzähnen abgelenkt wird, die die gewöhnliche Sättigung haben.
Dadurch wird die Ständerwicklung dem elektromagnetischen Moment nicht ausgesetzt
und die Zusatzverluste durch Radialfluß treten in den Hintergrund.
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Die Wickelstäbe werden gegen Verschiebung sowohl in der radialen
als auch in der tangentialen Richtung mit Sicherheit festgehalten. Darüber hinaus
wird durch den in der Kernbohrung zur Wicklungsbefestig\:ing vorgesehenen Zylinder
die Ölkühlung von aktiven Ständerteilen möglich.
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Zum besseren Verständnis des Erfindungsgedankes wird nachstehend
ein Ausführungsbeispiel fur die Erfindung mit Bezugnahme auf beigefügte Zeichnungen
naher beschrieben. Es zeigt Fig. 1 den erfindungsgemäßen Ständer mit Befestigung
der Wickelstäbe durch Keile (Querschnitt); Fig. 2 einen erfindungsgeäßen Ständer
mit Wickelstabbefestigung durch Schrauben ebenfalls im Querschnitt Fig. 3 den Längsschnitt
I-I nach Fig. 1; Fig. 4 den i>ängsschnitt II-II nach Fig.1 Fig. 5 den Vuerschnitt
durch die Wickelstäbe, wobei diese durch Keilpaare befestigt werden; Fig. 6 den
Längsschnitt III-III nach Fig. 5.
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Wie dies Figuren 1, 2, 3, 4, 5, 6 erkennen lassen, hat der Ständerkern
1 gleichmäßig über sein inneren Umrang verteilte Nuten 3, in denen Wickelstäbe 4
verlegt werden. Die Nutentiefe wird dabei kleiner als Wickelstabhöhe gewählt, so
daß die Wickelstäbe 4 den Nutenraum ganz ausfüllen. Bei einer solchen Ausnutzung
des Nutenraumes werden die magnetischen Verluste in den Zähnen 5 des Kernes und
die Wärmeverluste in den Wickelstäben 4 der Ständerwicklung kleiner.
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einem Die Wickelstäbe 4 werden in den Kernnuten mit Zylinder 6
festgehalten,
der aus Isolierstoff hergestellt und zur Erleichterung der Montage aus mehreren
Ringen 7 (Fig. 3, 5) zusammengestellt wird. Der Zylinder 6 hat an seinem äußeren
Umfang Längsnuten 8, die mit den Kernnuten zusammenfallen und zusammen mit diesen
einen gemeinsamen Raum bilden. Die weiteren Befestigungselemente für Wickelstäbe
sind Keile 9 (bzw. Keilpaare 9, Fig. 5, 6), die zwischen Wickelstäben 4 und Nutensohien
ö eingesetzt werden. Durch die Sohlenneigung der Zylindernuten läßt sich die Zahl
der Keile bis auf die Hälfte reduzieren.
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Eine weitere Befestigungsmöglichkeit für die Wickelstäbe 4 ist aus
Fig. 2, 4 ersichtlich. Hier werden die Stäbe 4 mit nichtmagnetischen Schrauben festgehalten,
die in die Gewindebohrungen 10 des Zylinders 6 eingedreht werden. Die Bohrungen
4 liegen auf einer Geraden entlang der Wickelstäbe 4. Der Spannkraft der Bolzen
werden auch die Zwischenlagen 11 ausgesetzt, die die Wickelstabisolierung schutzen.
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Bei Befestigung der Wickel stäbe mit Schrauben ist die Kühlung der
aktiven Ständerteile mit Ö1 möglich, da der Zylinder 6 in diesem Falle ganzstückig
ist. Die Befestigungsschrauben werden nach beliebigem bekannten Verfahren abgedichtet.
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Die Anwendung von Schrauben 10 bzw. Keilen 9 ermöglicht somit eine
sichere Befestigung von Wickelstäben in den Kernnuten 3 des Ständers 1.
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Die Wickelstäbe, deren Höhe größer als die Nutentiefe des Kernes
gewählt wird, können auch mittels eines Zylinders befestigt werden. In diesem Fallen
haben die Keile einen fl -förmigen Querschnitt.