DE537707C

DE537707C - Einrichtung zum Schutz massiver Konstruktionsteile im Bereich des Statorstirnstreufeldes mehrphasiger Wechselstrommaschinen gegen Wirbelstromverluste

Info

Publication number: DE537707C
Application number: DEA47364D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Robert Pohl
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1926-03-25
Filing date: 1926-03-26
Publication date: 1931-11-05

Description

Um die Wirbelstromverluste von Wechselstrommaschinen herabzusetzen, die durch das Stirnstreufeld in massiven Konstruktionsteilen entstehen können, ist bereits die Anbringung besonderer magnetischer Streuflußkörper vorgeschlagen worden. Dabei wurde vordem allgemein angenommen, daß es sich bei den von den Wickelköpfen herrührenden Streufeldern um einfache, im Raum stillstehende Wechselfelder handle. Man glaubte daher, den nachteiligen Wirkungen dieses Streufeldes durch Anordnung radial gestellter Stege aus lamelliertem Eisen begegnen zu können. Die Wirkung dieser Anordnung blieb jedoch hinter den gehegten Erwartungen zurück.

Untersuchungen ergaben nun, daß die Annahme eines einfachen, im Raum stillstehenden Wechselfeldes nicht zutrifft, sondern daß das Stirnstreufeld mehrphasiger Wechselstrommaschinen, insbesondere mit symmetrischer Wicklung, in gleicher Weise wie das Statordrehfeld mit praktisch gleichförmiger Geschwindigkeit und Stärke umläuft

as und eine Stärke besitzt, die nach dem äußeren Umfang der Wickelköpfe abfällt. Diese Erkenntnis führte dazu, den magnetischen Streuflußkörpern eine neue Form zu geben, welche dem Drehfeldcharakter des Stirnfeldes Rechnung trägt. Es mußte ferner festgestellt werden, in welcher Richtung die Streuflußkörper zu lamellieren sind, um Wirbelstrombildungen durch das rotierende Streufeld in ihnen selbst zu verhindern.

Erfindungsgemäß bestehen die Streuflußkörper aus lamellierten, zur Läuferachse konzentrischen Ringen oder Polygonen, deren Lamellenflächen einerseits parallel zur Maschinenachse und anderseits in der Umlaufrichtung sich erstrecken. Die so verlaufenden Lamellen bieten dem Streudrehfeld auf seiner Bahn einen magnetisch gutleitenden Weg und bewirken, daß die Streulinien an Schmalseiten der Lamellen eintreten.

Die einfachste Ausführungsform bildet ein geschlossener, aus flachseitig übereinandergewickelten Bandlagen bestehender Ring, der vor den massiven Konstruktionsteilen konzentrisch zur Läuferachse angebracht ist. An Stelle gewickelter Ringe können auch solche dem Zwecke dienen, die aus einer Anzahl konzentrisch verlaufender und flachseitig übereinanderliegender Teilringe zusammengesetzt und zu einem ringförmigen Paket vereinigt sind.

In Abb. ι ist in schaubildlicher Darstellung das Wesen der neuen Anordnung wiedergegeben. Abb. 2 stellt einen ringförmigen

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr.-Ing. Robert Pohl in Berlin-Charlottenburg.

Streuflußkörper an der· Stirnseite des Ständers einer Wechselstrommaschine in seiner ganzen Ausdehnung dar.

Es bezeichnet α das wirksame Statoreisen mit seinem massiven Preßdeckel b. Der Wikkelkopf wurde nur durch ein Stück eines Evolventenbügels c angedeutet. Zwischen dem Wickelkopf und dem Preßdeckel b ist der magnetische Streuflußkörper d aus lamelliertem Eisen angebracht, der den Zweck hat, Wirbelstromverluste in der Stimplatte b zu verhindern. In Rücksicht auf die Feststellung, daß das diese Verluste verursachende Stirnstreufeld bei mehrphasigen Maschinen in analoger Weise wie das Statorfeld umläuft, ist der unterteilte Streuflußkörper d so ausgebildet und gelegt, daß sich seine einzelnen Lamellen gleichsinnig der Umlaufbahn des Streudrehfeldes, d. h. also im wesentlichen in der Umfangsrichtung, erstrecken. Sie sollen dem Drehfeld während seines Umlaufs einen magnetisch gutleitenden Weg bieten und erhalten aus diesem Grunde auch eine Längenausdehnung über den ganzen Umfang, wobei diese magnetisch gutleitende Bahn der Lamellen durch Zwischenräume unterbrochen sein kann. Solche Zwischenräume können absichtlich eingefügt werden, um den Streufluß zu schwächen.

Bei dem in der Zeichnung gewählten Beispiel ist der Ring in sich geschlossen und aus Bandeisen flachseitig gewickelt. Zwischen den einzelnen Bandlagen können gewünschtenfalls besondere Isolationseinlagen vorgesehen werden. Um ein stabiles Gefüge zu erhalten und die Lockerung der Ringlagen zu verhindern, sind, wie die Abb. 1 und 2 zeigen, radiale Schrauben- oder Nietbolzen / hindurchgeführt, die zweckmäßig vom Eisen isoliert sind. Als Träger solcher Ringe können die Stützen der Wickelköpfe dienen, indem man etwa den Ring an den durch die Lage der Befestigungsbolzen für die Wickelköpfe gegebenen Stellen mit Löchern g versieht und ihn, vorzugsweise unter Einfügung von Isolationsbuchsen, über diese Bolzen h schiebt. Er wird dann entweder durch besondere Muttern k oder besser durch die Befestigungsmittel für die Wickelköpfe gegen die Stirnseife des Stators gepreßt.

Will man die Schwächung des wirksamen Ringquerschnittes durch Nietbolzen vermeiden, so empfiehlt es sich, die Bandlagen an einzelnen über den Ringumfang verteilten Stellen miteinander zu verschweißen oder durch gleichwertige Verfahren zu verbinden. Hierbei sieht man die Schweißnähte m entsprechend Abb. 3 vorteilhafterweise an den den Wickelköpfen abgewandten Stirnflächen des Streuflußringes vor, um zu vermeiden, daß größere zusammenhängende Metallflächen des Ringes, wie sie durch Schweißnähte entstehen, unmittelbar dem Streufeld ausgesetzt werden.

Eine andere praktisch brauchbare Methode zum Zusammenhalten der Ringlagen oder -lamellen ohne Schwächung ihres Querschnitts besteht gemäß Abb. 4 in der Verwendung von Klammern n, welche ebenfalls von der dem Wickelkopf abgewandten Stirnseite des Ringes her über diesen geschoben sind und gegebenenfalls mit ihm verschweißt oder verlötet sein können. Man kann sie zugleich zur Halterung des Ringes verwenden und beispielsweise einen Fortsatz ρ zur Durchführung eines Schraubenbolzens anbringen.

Die gleichen Gesichtspunkte wie für gewickelte Ringe kommen auch für Ringe in Betracht, die aus einer größeren Anzahl konzentrischer Teilringe zu einem Ringpaket geschichtet sind und als zusammenhängender Körper befestigt werden.

Anstatt des Kreisringes kann man auch Ringe polygonaler Form verwenden. Wenn die magnetisch gutleitende Bahn für das Streudrehfeld nicht ein in sich geschlossener Ring ist, sondern aus einer Anzahl mit ihren Lamellen im wesentlichen in der Umfangsrichtung sich erstreckenden Blechpaketen zusammen gesetzt wird, so führt man diese Blechpakete bzw. ihre Lamellen entweder bogenförmig aus oder man benutzt gerade Iamellierte Stege, die so verlegt werden, daß sie sich zu einem Polygon ergänzen. Die Befestigung der gekrümmten oder geraden Pakete sowie die Verbindung ihrer einzelnen Lamellen untereinander geschieht in gleicher Weise, wie es für geschlossene Ringe vorgeschlagen wurde. Eine Anordnung der Streuflußkörper im Sinne der Erfindung kann man auch vor der Stirnverschalung vorsehen, wenn es sich darum handelt, die Wirbelstromverluste in dieser zu verhindern, indem ähnliche Streuflußkörper vorzugsweise unmittelbar auf der Innenfläche der Schutzkappen in analoger Weise angebracht werden.

Für die praktische Durchbildung der durch die Erfindung gekennzeichneten Anordnung der Streuflußkörper gibt es natürlich viele konstruktive Möglichkeiten, während hier nur einige besonders zweckmäßige Ausführungsbeispiele beschrieben wurden.

Claims

PATENTANSPIi ÜCHIi :

i. Einrichtung zum Schutz massiver Konstruktionsteile im Bereich des Statorstirnstreufeldes mehrphasiger Wechselstrommaschinen gegen Wirbelstromverluste mittels, magnetischer Streuflußkörper aus lameliiertem Eisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Streuflußkörper aus

lameliierten, zur Läuferachse konzentrischen Ringen oder Polygonen bestehen, deren Lamellenflächen einerseits parallel zur Achse der Maschine, anderseits im wesentlichen in deren Umfangsrichtung sich erstrecken.
2. Einrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen geschlossenen ringförmigen Streuflußkörper, der aus einer Anzahl konzentrisch angeordneter und flachseitig übereinanderliegeiider Teilringe oder aus flachseitig übereinandergewickelten Bandlagen besteht.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Streuflußkörper aus einzelnen z. B. geraden oder bogenförmigen Blechpaketen zu einem Polygon oder Ring zusammengesetzt ist, wobei die einzelnen Pakete durch Luftspalte voneinander getrennt sein können.
4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilringe oder Bandlagen bzw. die Lamellen der einzelnen Blechpakete an einzelnen vorzugsweise den Wickelköpfen abgewandten Stellen durch Schweißnähte oder gleichwertige Mittel zusammengehalten sind.
5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilringe oder Bandlagen bzw. die Lamellen der Blechpakete durch über den Umfang verteilte, gegebenenfalls mit ihnen verschweißte oder verlötete Klammern zusammengehalten sind, welche zugleich zur Halterung des Streuflußkörpers dienen können.
6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der lameliierte Ringkörper oder die einzelnen Teile des Streuflußkörpers mit axialen Löchern versehen sind, durch die sie über die Befestigungsbolzen für die Wickelköpfe geschoben werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen