DE2150163C3 - Anordnung zur Versteifung von Wickelköpfen in elektrischen Maschinen - Google Patents
Anordnung zur Versteifung von Wickelköpfen in elektrischen MaschinenInfo
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- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
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- H02K3/505—Fastening of winding heads, equalising connectors, or connections thereto for large machine windings, e.g. bar windings
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Versteifung von Wickelköpfen in elektrischen Maschinen
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei elektrischen Stromerzeugern und großen Elektromotoren müssen in der Regel die außerhalb des
magnetischen Blechpakets oder Kerns gelegenen Wicklungsteile befestigt werden, damit sie den elektromagnetischen
Kräften beim Anlassen, Zusammenschalten oder bei Kurzschlüssen standhalten.
Bei einer bekannten derartigen Anordnung (siehe z.B. CH-PS 3 48 999) werden am Rand des Magnetkerns
kammförmig ausgebildete Isolierteile angebracht, zwischen deren Zähne die Enden von geraden
Wicklungsteilen eingreifen. Diese Kämme dienen dem Zweck, ein Verbiegen oder Zusammenpressen der
Wicklungsenden zu vermeiden, wie es am Nutenausgang in der Wicklung auftreten und für die Durchschlagfestigkeit
des Isoliermaterial der Wicklungen gefährlich sein kann. Da diese Kämme mit dem Magnetkern
mittels Schrauben fest verbunden sind, verhindern sie, daß die Wicklung infolge der auf die Enden der
Wicklung wirkenden elektromagnetischen Kräfte verdreht wird.
Aufgrund des verwendeten Materials und insbesondere der Feinbearbeitung, die die Kämme erfordern, ist
ihr Selbstkostenpreis jedoch sehr hoch. Außerdem können sie im allgemeinen nicht unmittelbar am Rand
des Magnetkerns befestigt werden, so daß die geraden Teile der Wicklung verlängert und der Platzbedarf für
die Maschine vergrößert werden muß.
Als Ersatz für diese Kämme wurden auch schon einzelne Isolierkeile verwendet (siehe z. B. DE-OS
14 63 796), die im geradlinigen Bereich der Wicklungsstäbe, d. h., ehe diese vom Magnetkern kommend im
Wickelkopf umgelenkt werden, zwischen benachbarten Stäben radial ausgerichtet angebracht und einzeln am
ι ο Magnetkern befestigt sind.
Wei ter ist es z. B. aus dem DE-GM 19 77 074 bekannt,
einzelne isolierende Paßstücke ebenfalls im geradlinigen Bereich der Wicklungsstäbe anzubringen, die dann
gemeinsam ein freitragendes Stützgewölbe bilden und die Köpfe mechanisch stabilisieren sollen. Mit derartigen
Mitteln kann man jedoch nicht den gleichen hohen Stabilisierungseffekt erzielen wie mit den Kammhaltern;
insbesondere ist die Gefahr einer Verdrehung der Wicklung aufgrund der auftretenden elektromagnetisehen
Kräfte nicht ganz auszuschalten.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Wickelköpfe
am Nutausgang mit einfachen Mitteln, selbst wenn Dilatationserscheinungen auftreten, zu stabilisieren, so
daß e-ne Verdrehung der Wickelköpfe aufgrund der elektromagnetischen Kräfte vermieden wird.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Diese Anordnung ist wesentlich billiger herzustellen
als Vorrichtungen, in denen die genannten Kämme verwendet werden. Sie erfordert im übrigen keine
komplizierte und genaue Bearbeitung und wird mit nur sehr wenig Isoliermaterial hergestellt.
Bei den Haltemitteln kann es sich insbesondere um Nuten handeln, die auf dem Innenumfang von
Klemmplattcn des Magnetkerns vorgesehen sind, um auf diesen Klemmplatten befestigte, eine Nut aufweisende
Metallteile oder aber um Stifte, die auf dem Magnetkern selbst oder auf den Klemmplatten des
Magnetkerns befestigt sind und die Paßstücke durchsetzen.
Die Paßstücke werden vorteilhafterweise auf den Bereichen, die mit den axialen Haltemilteln in
Verbindung stehen, mit einem hafthemmenden Mittel versehen.
Die Erfindung wird nunmehr anhand mehrerer Ausführungsbeispiele mit Hilfe der Fig. I bis 8 näher
erläutert. Es zeigen
Fi g. 1 und 2 ein bekanntes kammartig ausgebildetes Befestigungssystem,
r>o F i g. 3 im Schnitt senkrecht zur Maschinenachse
einen Teil eines Ständers mit verschiedenen in einer Klemmplatte des Magnetkerns eingesetzten Paßstükken
gemäß der Erfindung,
Fig.4 einen teilweisen Axialschnitt des Ständers gemäß F i g. 3,
Fig.5 und 6 jeweils im Schnitt senkrecht zur Achse
bzw. im Axialschnitt Varianten zu F i g. 3 bzw. F i g. 4 sowie
F i g. 7 und 8 ebenfalls im Schnitt senkrecht zur Achse b0 bzw. im Axialschnitt eine weitere Variante gemäß der
Erfindung.
Fig. 1 ist ein teilweiser Axialschnitt des Ständers einer elektrischen Maschine, in der ein Kamm
veranschaulicht ist, und Fig.2 ist ein Schnitt entspre- M chendder Linie2-2der Fig. 1.
In Fig. 1 und 2 ist mit 1 das Ende eines den Magnetkern des Ständers bildenden Blechpakets
bezeichnet, und 2 bezeichnet den geraden Teil der
daraus hervorkommenden Wicklungsstabe. Der Magnetkern 1 wird von ringförmigen Klemmplatten 3
zusammengehalten. Auf der Klemmplatte 3 ist mit Hilfe von Schrauben 4 ein Kamm 5 aus Isoliermaterial
befestigt, zwischen dessen Zähnen 6 die geraden Teile 2 der Wicklungsstäbe eingesetzt sind. Der Kamm 5
befindet sich in einer Entfernung vom Magnetkern 1, die gleich der Dicke der Klemmplatte 3 ist. Der Kamm 5
muß mit derselben Präzision bearbeitet werden, die für das Ausstanzen der Bleche des Magnetkerns gilt
In der erfindungsgemäßen Anordnung gemäß F i g. 3 sind Paßstücke 8 zwischen den geraden Teilen 2 der
Wicklung vorgesehen, d. h. am Ausgang des Magnetkerns 1. Die Paßslücke 8 greifen in die Klemmplatte 3
ein. In F i g. 4 sind sie unmittelbar an den Magnetkern 1 angelegt, sie können jedoch auch in einer Entfernung
vom Magnetkern, beispielsweise 10 mm entfernt von diesem angebracht werden, um die Belüftung zu
erleichtern. Auf diese Weise ist man nicht mehr durch konstruktive Gegebenheiten gezwungen, einen bestimmten
Mindestabsland einzuhalten, vielmehr kann der beste Abstand frei gewählt werden, bzw. können die
Paßstücke unmittelbar am Magnetkern angelegt werden.
Die Paßstücke 8 sind konisch ausgeführt, um den Zwischenraum zwischen zwei aufeinanderfolgenden
geraden Bereichen der Wicklung zu berücksichtigen.
Bei dem für die Paßstücke 8 verwendeten Material handelt es sich vorzugsweise um einen Schichtstoff auf
der Grundlage von Papier, Holz, Gewebe bzw. ^o
Glasfasergewebe, der mit natürlichem oder künstlichem Harz wie Phenolharz, Kresolharz, Melamin, Polyester,
Epoxdharz oder Silikon entsprechend der zu erreichenden Betriebstemperaturen getränkt ist.
Die Abmessungen der Paßstücke richten sich nach den Abmessungen der Wicklung und der Stellung der
Klemmplatte 3. Was ihre Breite in Axialrichtung der Maschine anbetrifft, ist es vorteilhaft, einen Wert zu
wählen, der mindestens zwei Dritteln der Radialhöhe eines geraden Bereichs der Wicklung entspricht.
Es ist von Vorteil, die Paßstücke vor ihrer Anbringung mit einer Verkleidung 10 aus einem Stoff zu umgeben,
der sich zusammenpressen läßt, und ggfs. mit einem Kunstharz oder einem wärmehärtenden Klebstoff zu
imprägnieren. Diese Verkleidung kann insbesondere aus einem Gewebe, einer Matte oder Filz aus einem
synthetischen Material oder Glasfasern bestehen. Der Vorteil der Verwendung einer derartigen Verkleidung
besteht darin, daß Isolierteile mit handelsüblichen Standardmaßen benutzt werden können und trotzdem
keine Feinbearbeitung nötig ist, da der zusammenpreßbare Stoff das vorhandene Spiel ausgleicht.
Derartige Paßstücke können nach F i g. 3 aus einem einzigen Stück oder aus zwei radial übereinanderliegenden
Teilen bestehen. In der F i g. 3 ist mit 1 ein 5^
Magnetkern und mit 3 die Klemmplatte bezeichnet; mit 2 sind die geraden Wicklungsbereiche und mit 8 ist ein
Paßstück bezeichnet, das aus einem Innenteil 9 aus Schichtstoff besteht, das von einer zusammenpreßbaren
Verkleidung 10 umgeben ist. K'': it ist ein ähnliches b0
Paßstück bezeichnet, das jedoch aus zwei radialen Teilen besteht, von denen jedes mit einer Verkleidung
10 umgeben ist. Der Vorteil des zweiteiligen Paßstücks besteht darin, daß die Anbringung während des
Wicklungsvorgangs erleichtert wird. Bei diesen Wick- 6Γ)
lungstypen werden die achsnäheren Paßstücke in der Regel zuerst und die anderen danach angebracht.
Die Anzahl der Nuten 12 in der Klemmplatte, in die die Paßstücke 8 eingreifen, sowie ihre Tiefe und Länge
werden so gewählt, d&JJ eine ausreichende Festigkeit in
bezug auf die Scherfestigkeit der Paßstücke gewährleistet ist In der Regel werden mindestens sechs bis zehn
Nuten vorgesehen, die symmetrisch auf dem Umfang der Klemmplatten verteilt sind.
Die Nuten 12 sind in Achsrichtung der Zähne des Magnetkerns ausgespart; wie links in der Fig.3 zu
sehen, ist an dieser Stelle ein Paßstück 8 größerer Länge als an Stellen verwendet, an denen die Paßstücke nicht
in der Klemmplatte verankert sind. Alternativ kann, wie in F i g. 3 im rechten Bereich zu sehen ist, auch ein mit
einer zusammenpreßbaren Verkleidung 10 versehenes Paßstück 8 mit einem starren Kern 9 oder ein aus zwei
Teilen 11 bestehendes Paßstück verwendet werden.
Fig.4 veranschaulicht im Axialschnitt die Montage
eines Paßstückes 8 ohne Isolierstoffverkleidung in der Nut 12 der Klemmplatte 3. Daraus geht hervor, daß zur
Anbringung des Paßstückes 8 in bezug auf den Magnetkern 1 der Zwischenraum 13 beliebig gewählt
werden kann. Nach der Anbringung der Wicklung und sämtlicher Paßstücke wird eine vollkommen starre
Befestigung des Wickelkopfes gewährleistet.
Die axiale Führung der Paßstücke auf der Klemmplatte kann erfindungsgemäß auch durch andere
Haltemittel erfolgen. Sollen beispielsweise die Paßstükke in einem bestimmten Abstand vom Ende des
Magnetkerns angebracht werden, so können U-förmige Metallteile auf der Klemmplatte 3 angeschraubt oder
angeschweißt werden, beispielsweise Teile 14 nach Fig. 5, wovon in Fig. 6 ein Schnitt entsprechend der
Linie 6-6 gezeigt ist, oder Metallblöcke 15 entsprechend F i g. 5, deren Zwischenraum Platz zum Einbau der
Paßstücke bietet.
Im Rahmen der Erfindung können diese Paßstücke, die in der Klemmplatte geführt sein müssen, auch mittels
eines oder mehrerer Stifte 16 nach F i g. 7 geführt werden. Diese sind wiederum an den Klemmplatien 3
befestigt. Davon ist in Fig.8 ein Schnitt entsprechend
der Linie 8-8 nach F i g. 7 veranschaulicht.
Da die Temperatur der Leiter und deren Ausdehnungskoeffizient höhere Werte haben als diejenigen des
Magnetkerns, müssen die Enden der geraden Teile der Wicklung in bezug auf den Magnetstromkreis sich axial
verschieben können. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung kann diese Ausdehnung frei in Höhe der
eingesetzten Paßstücke erfolgen, die in der Klemmplatte geführt sind.
Wenn die Wicklung eine Imprägnierung nach ihrer Anbringung erfahren soll, genügt es, in Höhe der
Aussparungen oder Durchführungen der Stifte eine Schicht aus beispielsweise einem hafthemmenden Mittel
oder aber darauf einen dünnen, die Haftung hemmenden Film, beispielsweise aus Zellulosetriazetat, Polyvinylfluorid,
Tetrafluoräthylen oder einem eine ähnliche chemische Struktur aufweisenden Stoff anzubringen, um
ein axiales Verschieben der Stifte in bezug auf den Magnetkern zu gewährleisten. Diese hafthemmenden
Mittel lassen die Paßstücke in den Haltemitteln axial gleiten, während in bezug auf Drehung oder Biegungen
bzw. Zusammenpressen der geraden Bereiche der Wicklungsstäbe eine gute Stabilität erreicht wird.
Difc. erfindungsgemäße Anordnung wurde zur Befestigung
bei Ständerwicklungen von Generatoren bzw. elektrischen Maschinen beschrieben; sie kann jedoch
ebenfalls vorteilhafterweise bei Läuferwicklungen sowie Ankern von Generatoren und elektrischen Maschinen
verwendet werden.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Anordnung zur Versteifung von Wickelköpfen in elektrischen Maschinen mit Hilfe von isolierenden
Paßstücken, die im geradlinigen Bereich der Wicklungsstäbe, d.h. ehe diese vom Magnetkern
kommend im Wickelkopf umgelenkt werden, zwischen benachbarten Stäben radial ausgerichtet
angebracht und am Magnetkern befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens
einige der Paßstücke (8) in mit dem Magnetkern fest verbundenen Haltemitteln axial verschiebbar geführt
sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel als Nuten (12)
ausgebildet sind, die auf dem Innenumfang von Klemmplatten (3) des Magnetkerns ausgespart sind
(F ig. 3 und 4).
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel als eine Nut aufweisende
Metallteile (14, 15) ausgebildet sind, die auf Klemmplatten (3) des Magnetkerns befestigt sind
(F i g. 5 und 6).
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel als achsparallel
ausgerichtete Stifte (16) ausgebildet sind, die auf dem Magnetkern oder den Klemmplatten (3) des
Magnetkerns befestigt sind und mit Bohrungen in den Paßstücken (8) zusammenwirken (F i g. 7 und 8).
5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Paßstücke (8) mit einem hafthemmenden
Mittel in dem Bereich versehen sind, der mit den Haltemitteln in Berührung steht.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Paßstücke aus
einem starren Kern (9) und aus einer diesen umgebenden zusammenpreßbaren Verkleidung (10)
bestehen.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OGA | New person/name/address of the applicant | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |