DE2433464A1

DE2433464A1 - Rotierende gleichrichteranordnung fuer elektrische maschinen

Info

Publication number: DE2433464A1
Application number: DE2433464A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Kueter; Erich Weghaupt
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1974-07-11
Filing date: 1974-07-11
Publication date: 1976-01-29
Also published as: FR2278189B1; GB1513163A; CH587580A5; JPS5538901B2; JPS5136509A; DE2433464B2; US4029981A; AT338916B; FR2278189A1; ATA328375A

Description

1U JULI 197V

UNION AKTIENGESELLSCHAFT 4530 Mülheim-Ruhr,

Wieaenstraße 35

Unser Zeichen: PA 74/9351 Mes/Fl

Rotierende Gleichrichteranordnung für elektrische Maschinen

Die Erfindung betrifft eine rotierende GleichrichtoranOrdnung in Drehstrombrückenschaltung für elektrische Maschinen, bei der die aktiven Bauelemente, wie Kühlkörper, Gleichrichterzellen und Sicherungen an der inneren Flanschseite eines Trägerradringflanaches radial nach außen abgestützt sind.

Eine derartige Anordnung ist aus der DT-OS 1 538 255 bekannt. Bei der dort beschriebenen Anordnung sind alle aktiven Bauelemente, wie Kühlkörper, Gleichrichterzellen, Sicherungen und sonstige Beschaltungsblocks direkt in den Ringflansch des Trägerrades eingeschraubt. Bei wachsenden Erregereinheitenleistungen ergeben sich jedoch durch die große Anzahl der aktiven Bauteile zwangsläufig Gleichrichterräder in Größenordnungen, deren Beherrschung bezüglich der mechanischen Festigkeit immer schwieriger wird. Die Grenze der elektrischen Leistung eines Erregerrades bekannter Bauart ist dabei nicht mehr durch die Belastbarkeit der aktiven Bauelemente gegeben, sondern allein durch die Festigkeit der sie tragenden und gegen die Fliehkraft abstützenden Ringflansche. Zudem haben die Trägerräder bekannter Bauart den Nachteil, daß die Ringflansche mit Befestigungslöchern und Halterungsausnehmungen für die aktiven Bauelemente versehen sind, so daß infolge Kerbspannungsspitzen eine maximale Werkstoffausnutzung nicht möglich ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, mit der auch Trägerräder größeren Durchmessers ausgeführt werden können, ohne daß die von den aktiven Bauelementen ausgehenden Fliehkräfte nicht mehr beherrscht werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist dabei erfindungsgemäß vorge-

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sehen, daß der Ringflansch zweiteilig ausgebildet ist und aus einem radial innenliegenden, mit der Trägerradnabe verbundenen und Aufnahme- und Befestigungsöffnungen für die aktiven Bauelemente aufweisenden Planschring und einem radial außenliegenden, auf den Flanschring aufgeschrumpften Kappenring aus hochfestem Material besteht.

Durch diese Zweiteilung des Ringflansches und das Aufschrumpfen eines Kappenringes, der einen gleichmäßigen Querschnitt ohne Bohrungen oder sonstige Einkerbungen aufweist, kann für diesen Kappenring ein Werkstoff mit so hohen Festigkeitswerten, wie sie nur durch Kaltverformung erreicht werden können, verwendet werden. Dadurch können erheblich größere Fliehkräfte aufgenommen werden.

Weitere zweekmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprächen genannt.

Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels nach der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt:

die Figur einen Längsschnitt durch die obere Hälfte eines Trägerrades.

Nach dem in der Fig. gezeigten Längsschnitt ist auf die Welle der Erregermaschine bzw. des Generators die Habe 2 des Trägerrades 3 - getrennt durch eine Isolation 4 und einen Zwischenring 10 aus unmagnetischem Material zur Durchführung der Drehstromzuleitungen 11 - aufgeschrumpft. In der Fig. ist dabei nur der eine Pol bzw. das eine Trägerrad der Gleichrichteranordnung dargestellt. Der andere Pol bzw. das andere Trägerrad 5 ist in gleicher Weise, jedoch spiegelbildlich aufgebaut und Rücken an Rücken zum ersten Trägerrad 3 montiert. Das Trägerrad 3 weist ferner am äußeren Umfang den mit der Habe 2 einstückig ausgebildeten Flanschring 6 auf, der alle aktiven Bauelemente, wie Kühlkörper 7> Gleichrichterzellen 8 und Sicherungen 9, trägt.

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Erfindungsgemäß dient nun nicht nur allein dieser Plan seilring 6 zur Aufnahme der durch die aktiven Bauelemente hervorgerufenen Fliehkräfte, sondern der üingflansch des Srägerrades ist zweiteilig ausgeführt, indem auf den innenliegenden Flanschring 6 ein Kappenring 12 aus hochfestem Material aufgeschrumpft ist. Dieser Kappenring 12 weist über den gesamten Umfang die gleiche Querschnittsfläche auf und es sind auch keine Querschnittsveränderungen, wie beispielsweise Schraubenlöcher oder andere Ausnehmungen, vorhanden, die Kerbespannungen zur Folge hätten. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, sind die Sicherungen 9 über Schrauben 13 und die Kühlkörper 7 über Schrauben 14 allein am innenliegenden Planschring 6 verschraubt, der somit allein alle Befestigungslöcher und Aufnahmen für die aktiven Bauelemente aufweist. Dabei ist der innere Planschring 6 so dünn wie möglich ausgebildet. Die Schrumpfverbindung mit dem äußeren Kappenring 12 erfolgt über mehrere, in axialer Richtung nebeneinanderliegende umlaufende Stege 15, 16 und 17. Die SchrumpfÜbermaße sind an jedem Steg so dimensioniert, daß sich optimale Beanspruchungen sowohl bei Stillstand als auch im Betrieb durch Fliehkraft ergeben. Der Kappenring 12 ist dabei an seinem einen Ende durch einen Anschlag 18 am Planschring 6 und am anderen Ende durch einen auf eine Ausnehmung der Nabe 2 aufgesetzten Verschlußring 19 gegen axiale Verschiebung gesichert. Dieser Verschlußring 19 ist mit zusätzlichen radialen Kanälen 20 versehen, die mit axialen Durchbrüchen 21 in der Trägerradnabe 2 in Verbindung stehen und somit zur Abführung der Kühlluft von den Gleichrichtern und den Kühlkörpern dienen.

Da der Kappenring 12 keinerlei Bohrungen oder Ausnehmungen aufweist, sondern eine gleichmäßige Wandstärke hat, kann er daher aus einem Werkstoff mit so hohen Pestigkeitswerten, wie sie nur durch Kaltverformung erreicht werden können, her-gestellt werden. Der Kappenring ist dabei in allen Betriebszuständen nur auf Zug beansprucht und nimmt alle Fliehkräfte von den aktiven Bauelementen und dem Flanschring 6 auf.

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Da er eine erheblich größere Festigkeit ala die bisher üblicher allein verwendeten und an die Nabe angewachsenen Flanschringe aufweist, kann er auch erheblich höhere Belastungen aufnehmen, so daß dadurch auch entsprechend den wachsenden Einheitenleistungen Gleichrichterräder mit größeren Durchmessern gefahrlos hergestellt werden können.

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Claims

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1. Rotierende Gleichrichteranordnung in Drehstrombrückenschaltung für elektrische Maschinen, bei der die aktiven Bauelemente, wie Kühlkörper, Gleichrichterzellen und Sicherungen an der inneren Flanschseite eines Trägerradringflansches radial' nach außen abgestützt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringflansch zweiteilig ausgebildet ist und aus einem radial innenliegenden, mit der Trägerradnabe (2) verbundenen und Aufnahme- und Befestigungsöffnungen für die aktiven Bauelemente (7, 9) aufweisenden Elanschring (6) und einem radial außenliegenden, auf den Planschring (6) aufgeschrumpften Kappenring (12) aus hochfestem Material besteht.

2. Rotierende Gleichrichteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kappenring (12) über die gesamte axiale Länge gleiche Wandstärke und über den Umfang gleiche Querschnittsfläche aufweist.

3. Rotierende Gleichrichteranordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kappenring (12) an einem Ende durch einen Anschlag (18) und am anderen Ende durch einen auf die Radnabe (2) aufgesetzten Verschlußring (19) gegen axiale Verschiebung gesichert ist.

4· Rotierende Gleichrichteranordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flanschring (6) an seinem Außenumfang mehrere, nebeneinanderliegende umlaufende Stege (15, 16, 17) als Schrumpfflächen für den Kappenring (12) aufweist.

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