DE7304554U - Arrangement for resilient support of the stator of a vertical electrical machine - Google Patents

Description

Anordnung zur federnden Abstützung des Ständers einer vertikalen elektrischen MaschineArrangement for resilient support of the stator of a vertical electrical machine

Die vorliegende Neuerung betrifft eine Anordnung zur federnden Abstützung des Ständers einer vertikalen Maschine, die aus einer Kombination von verschiedenen, parallel geschalteten Federn bestent, die zwischen dem Ständergehäuse und der Grundplatte liegen und auch eine Dämpfung in tangentialer Richtung ergeben.The present innovation relates to an arrangement for resilient Supporting the column of a vertical machine made up of a combination of different ones connected in parallel The best springs that lie between the stator housing and the base plate and also a tangential damping Direction.

Eine derartige Anordnung ist in dem DT-GM 1 937 774 beschrieben. Bei der bekannten Anordnung ist das Ständergehäuse einer vertikalen elektrischen Maschine über auf Zug beanspruchte Federn aufgehängt, die zwischen dem Ständergehäuse und der Grundplatte liegen. Parallel zu den das Maschinengewicht aufnehmenden Federn ist außerdem eine in tangentialer Richtung wirkende Federung vorgesehen, welche die pulsierenden betriebsmäßigen Wechselmomente mit doppelter Netzfrequenz abbaut. Diese Tangentialfederungsanordnung besteht aus hintereinandergeschalteten Tellerfedern und Gummifedern, die von den in tangentialer Richtung wirkenden Kräften auf Druck beansprucht werden. Dabei werden durch die auf Druck beanspruchte Gummifeder die dauernd auftretenden, mit der doppelten Netzfrequenz pulsierenden, durch die Reaktionskräfte des Betriebsdrehmomentes hervorgerufenen Schwingungen reduziert, während die Tellerfedern die Auswirkung der bei einem Kurzschluß mit der Netzfrequenz auftretenden Schwingungen vermindern. Somit erfüllt erst die Federkombination bei der bekannten Anordnung die gewünschten Bedingungen für die verschiedenen Betriebszustände, jedes Element für sich allein, also sowohl die Gummidruckf edern als £.uch die Tellerfedern, wäre dazu nicht ausreichend. Eine Gummidruck-Such an arrangement is described in DT-GM 1 937 774. In the known arrangement, the stator housing is one vertical electrical machine suspended by springs subjected to tension, which is between the stator housing and the Baseplate. There is also one in the tangential direction parallel to the springs that take up the machine weight acting suspension provided, which the pulsating operational alternating torques with twice the mains frequency degrades. This tangential suspension arrangement consists of disc springs and rubber springs connected in series, which are subjected to pressure by the forces acting in the tangential direction. In doing so, by the on pressure The rubber spring claimed the constantly occurring vibrations, pulsating with twice the mains frequency and caused by the reaction forces of the operating torque reduces, while the disc springs the effect of the vibrations that occur in a short circuit with the mains frequency Reduce. Thus, only the spring combination meets the desired conditions for the known arrangement different operating conditions, each element for itself, i.e. both the rubber compression springs and the Disc springs would not be sufficient for this. A rubber printing

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feder läßt nur kleine Federwege zu, was im Kurzschlußfall zu große Beanspruchungen zur Folge haben würde. Die Tellerfedern ergeben wegen der Haftreibung erst bei größeren Kräften eine Reduktion der Beanspruchungen, was insbesondere für die betriebsmäßigen Wechselmomente mit doppelter Netzfrequenz nachteilig wäre.spring allows only small spring deflections, which in the event of a short circuit would result in excessive stresses. The disc springs result because of the static friction only with greater forces, a reduction in the stresses, which in particular would be disadvantageous for the operational alternating torques with twice the mains frequency.

In neuerer Zeit wird bei derartig gefedert aufgestellten elektrischen Maschinen mit vertikaler Welle auch eine elektrische Bremsung durchgeführt. Dabei ergeben sich aber Wechselmomente mit der doppelten momentanen Maschinenfrequenz. Wird also beispielsweise ab der halben Nenndrehzahl elektrisch gebremst, so läuft die Frequenz der Wechselmomente von Netzfrequenz bis zur Frequenz Null. Dabei wird aber auch die Dreheigenfrequenz des gefedert gelagerten Ständers durchlaufen. Da nun die Bremsverzögerung im allgemeinen nicht groß genug ist, iüü bei fehlender Dämpfung diese Resonanz gefahrlos durchfahren zu können, ist es erforderlich, daß die für die federnde Abstützung des Ständers vorgesehene Kombination von verschiedenen parallel geschalteten Federn auch eine genügend große Dämpfung gegenüber den tangential gerichteten Wechselkräften aufweist. Aufgabe der vorliegenden Neuerung ist e.s, auf einfache Weise diese Dämpfung bei Beibehaltung der bisherigen günstigen Federeigenschaften für die anderen Betriebszustände durch ein einfaches Konstruktionselement zu erhalten.More recently, electrical machines with a vertical shaft that are set up in such a sprung manner have also been used with electrical machines Braking carried out. However, this results in alternating torques with twice the current machine frequency. Will So, for example, electrically braked from half the nominal speed, the frequency of the alternating torques runs from the mains frequency down to frequency zero. However, the natural rotation frequency of the spring-mounted stand is also run through. Since the braking deceleration is generally not great enough, this resonance is necessary if there is no damping To be able to drive through safely, it is necessary that the provided for the resilient support of the stand Combination of different springs connected in parallel also provides a sufficiently large damping compared to the tangential has directed alternating forces. The task of the present innovation is e.s, this damping in a simple way Retention of the previous favorable spring properties for the other operating states through a simple construction element to obtain.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Anordnung zur federnden Abstützung des Ständers einer vertikalen elektrischen Maschine der eingangs beschriebenen Art gemäß der Neuerung zwischen dem Ständer und der Grundplatte ein tangential gerichtete Kräfte dämpfender Flüssigkeitsdämpfer angeordnet. Hierdurch wird erreicht, daß beim Resonanzdurchgang die tangentialen Wechselkräfte durch geeignete Wahl der Dämpfungskonstanten ausreichend klein gehalten werden. Es kann unter Umständen aus Gründen der gegebenen Raumverhältnisse oder der MontageTo solve this problem, in an arrangement for resiliently supporting the stator of a vertical electrical machine of the type described above according to the innovation between the stand and the base plate a tangentially directed Forces damping liquid damper arranged. This ensures that the tangential Alternating forces can be kept sufficiently small by a suitable choice of the damping constants. It may for reasons of the given space or assembly

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zweckmäßig sein, den Flüssigkeitsdämpfer senkrecht anzuordnen und ihn einseitig über einen drehbar gelagerten Winkelhebel mit der Druckplatte bzw. demStänder zu verüxüucü· ί/äuci. Κ5.ΠΙΪ Sau u.üjTCxx ν SäTaIiu.€JrüZlg ugjT juculgc ·*6Γ Winkelarme den Wert der Dämpfung variieren. It may be expedient to arrange the liquid damper vertically and to ver üxüucü · ί / äuci on one side via a rotatably mounted angle lever with the pressure plate or the stand. Κ5.ΠΙΪ Sau u.üjTCxx ν SäTaIiu. € JrüZlg ugjT juculgc · * 6Γ angle arms vary the value of the damping.

•Im folgenden sei die Neuerung anhand der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele, die jeweils eine seitliche Ansicht der federnden Abstützung des Ständers einer vertikalen Maschine zeigen, noch näher erläutert.• In the following, the innovation is based on the in FIGS. 1 and 2 illustrated embodiments, each a side view of the resilient support of the stand show a vertical machine, explained in more detail.

Fig. 1 zeigt den nur angedeuteten Ständer 1 einer Einphasen-Wechselstrommaschine vertikaler Bauart, der auf der Grundplatte 2 federnd abgestützt ist. Dazu dienen zum einen stählerne Federplatten 3, welche durch das Gewicht des Ständers 1 auf Druck beansprucht werden. Diese Federplatten 3 5ind "owohl in vertikaler als auch in radialer Richtung steif, _:was günstig auf die Aufnahme des Ständergewichtes ist und einen Widerstand bei evt. auftretenden einseitigen magnetischem Schutz bildet, so daß ein Berühren zwischen den rotierenden und stehenden Teilen der Maschine vermieden wird. Außerdem besitzen die Federjlatten 3 in tangentialer Richtung eine große Nachgiebigkeit, wodurch die betriebsmäßigen Wechselmomente mit doppelter Netzfrequenz infolge des pulsierenden Luftspaltmomentes reduziert werden.Fig. 1 shows the only indicated stand 1 of a single-phase alternating current machine of vertical design, which is resiliently supported on the base plate 2. For this purpose, steel spring plates 3, which are subjected to pressure by the weight of the stand 1, serve on the one hand. These spring plates 3 5ind "both rigid in the vertical and in the radial _direction. Which is favorable to the inclusion of the stator weight, and forms a resistance for possibly occurring single-sided magnetic protection, so that contact between the rotating and stationary parts of the machine avoided In addition, the spring slats 3 have great flexibility in the tangential direction, as a result of which the operational alternating torques with twice the mains frequency are reduced as a result of the pulsating air gap moment.

Parallel zu diesen Federplatten 3 liegt noch ein Flüssigkeitsdämpfer 4, dessen Hub in tangentialer Richtung verläuft, so daß er durch Energievernichtung tangential gerichtete Wechselkräfte wirksam abdämpft. Dies ist von besonderem Vorteil, wenn die Einphasen-Wechselstrommaschine elektrisch gebremst wird, da während dieser Bremsung Wechselmomente mit der doppelten momentanen Maschinenfrequenz auftreten, welche die Dreheigenfrequenz des elastisch gelagerten Ständers durchlaufen. Durch die bei der Anordnung vorhandene tangentiale Dämpfung wird die dabei auftretende Resonanzspitze weitgehend abgebaut. ,Parallel to these spring plates 3 there is also a liquid damper 4, the stroke of which runs in the tangential direction, see above that it effectively dampens tangentially directed alternating forces by destroying energy. This is of particular advantage when the single-phase alternator is braked electrically, since alternating torques with the double the instantaneous machine frequency occur, which pass through the natural rotational frequency of the elastically mounted stator. Due to the tangential damping present in the arrangement, the resonance peak that occurs is largely eliminated reduced. ,

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Ein ähnlich ausgebildetes Ausführungsbeispiel der Neuerung zeigt die Fig. 2. Bei diesem wird das Gewicht des Ständers von den Bandfedern 5 aufgenommen, die auf Zug beansprucht werderu Pe.rsllel zv. diesen Be.ndfedem 5 ist "in senkrecht liegender Flüssigkeitsdämpfer 4 angeordnet, der über ein Gelenk 6 und dem Winkelhebel 7 mit dem Ständer 1 verbunden •ist. Da der Winkelhebel 7 seinerseits in dem feststehenden Gelenk 8 drehbar gelagert und auch die Verbindung zum Ständer 1 als Gelenk 9 ausgebildet ist, werden die tangentialen Bewegungen des Ständers 1 in senkrechte Bewegungen des über ein zweites Gelenk 10 an der Grundplatte befestigten Flüssigkeitsdämpfers 4 umgewandelt und dort durch Energievernichtung abgedämpft. Die Dämpfungseigenschaften des Flüssigkeitsdämpfers 4 können durch Veränderung der Länge der Winkelarme des Winkelhebels 6 beeinflußt werden. Das auf der Grundplatte 2 abgestützte, feststehende Gelenk 8 X3t durch eine genaue Montage so ausgerichtet, daß es keinen Gewichtsanteil des Ständers 1 s-.-inimmt. Alle Gelenke 6, 8, 9, 10 sind mit Vorteil als wartungsfreie Gummigelenke ausgebildet. A similarly constructed embodiment of the innovation, FIG. 2. In this, the weight of the stand will be absorbed by the spiral springs 5, which claims to train werderu Pe.rsllel zv. This end spring 5 is arranged in a vertical fluid damper 4, which is connected to the stand 1 via a joint 6 and the angle lever 7 is designed as a joint 9, the tangential movements of the stand 1 are converted into vertical movements of the liquid damper 4 attached to the base plate via a second joint 10 and dampened there by energy dissipation The fixed joint 8 X3t supported on the base plate 2 is aligned by precise assembly in such a way that it does not take up any weight of the stator 1 s -.- All joints 6, 8, 9, 10 are advantageously designed as maintenance-free rubber joints .

Außer für Einphasen-Wechselstrommaschinen kann die Anordnung gemäß der Neuerung auch für Ständer von asynchron hochlaufenden Synchronmotoren und für Ständer von über Stromrichter gesteuerten Asynchron- und Synchronmaschinen von Bedeutung sein.In addition to single-phase AC machines, the arrangement according to the innovation can also be used for stator of asynchronously starting synchronous motors and for stator of power converters controlled asynchronous and synchronous machines.

Beim asynchronen Hochlauf von Synchronmotoren ergeben sich nämlich Pendelmomente mit der doppelten Schlupffrequenz, d.h. bei 50 Hz-Maschinen Momente zwischen 100 und 0 Hz. Ist nun die Maschine auf einem Gerüst aufgestellt, so liegt eine Dreheigenfrequenz des Ständers mit großer Wahrscheinlichkeit innerhalb des Frequenzbereiches der anregenden Pendelmomente, so daß bei jedem Hochlauf eine Resonanz durchfahren werden muß. Bei Anwendung einer gemäß der Neuerung ausgebildeten Anordnung für die federnde Abstützung des Ständers können bei geeigneter Wahl der Drehsteifigkeit und der Tangential-In asynchronous run-up of synchronous motors, namely oscillating torques moments arising at twice the slip frequency, that is at 50 Hz machines 100-0 Hz. Now, if the machine is situated on a scaffold, then there is a rotational natural frequency of the stator with high probability within the frequency range of the exciting Oscillation torques, so that a resonance must be run through with every run-up. When using an arrangement designed according to the innovation for the resilient support of the stand, with a suitable choice of the torsional stiffness and the tangential

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dämpfung die Beanspruchungen während des asynchronen Hochlaufs optimal reduziert werden.damping the stresses during asynchronous start-up can be optimally reduced.

Bei über Stromrichter gespeisten Drehstrommaschinen ergeben sich anregende Pendelmomente mit sechsfacher Speisefrequenz. Je nach Regelbereich kann ein Durchfahren oder gar ein Betrieb in der Resonanz erforderlich werden. Auch hier besteht durch die Anwendung einer federnden Abstützung gemäß der Neuerung die Möglichkeit, die Beanspruchungen hinreichend klein zu halten.With three-phase machines fed by converters, stimulating pendulum torques with six times the feed frequency result. Depending on the control range, it may be necessary to run through or even to operate in resonance. Here, too, exists through the use of a resilient support according to the innovation the possibility of the stresses sufficiently to keep it small.

Bei untersynchronen Stromrichterkaskaden erfolgt die Anregung mit sechsfacher Schlupffrequenz. Regelt man über die Stromrichterkaskade, z.B. von halber zu voller Nenndrehzahl, so hat man anregende Frequenzen von 150 bis 0 Kz. In den weitaus meisten Fällen dürfte auch hier ein Durchfahren oder Fahren in der Resonanz erforderlich sein. Die dabei auftretenden Beanspruchungen lassen sich bei Anwendung der Abstützung gemäß der Neuerung einfach beherrschen.With subsynchronous converter cascades, the excitation takes place with six times the slip frequency. If you control via the converter cascade, E.g. from half to full rated speed, you have stimulating frequencies of 150 to 0 Kz In most cases, driving through or driving in resonance should also be necessary here. The occurring Stresses can be easily controlled when using the support according to the innovation.

3 Schutzansprüche
2 Figuren3 claims for protection
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Claims (3)

VPA 73/3706 - 6 - SchutzansprücheVPA 73/3706 - 6 - Protection claims 1. Anordnung zur federnden Abstützung des Ständers einer vertikalen elektrischen Maschine, die aus einer Kombination •von verschiedenen parallel geschalteten Federn besteht, die zwischen dem Ständer und der Grundplatte liegemund auch eine Dämpfung in tangentialer Richtung ergeben, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ständer (1) und der Grundplatte (2) ein tangential gerichtete Kräfte dämpfender Flüssigkeitsdämpfer (4) angeordnet ist.1. Arrangement for resilient support of the stand a vertical electrical machine, which consists of a combination of • different springs connected in parallel, the mouth also lies between the stand and the base plate result in damping in the tangential direction, characterized in that that between the stand (1) and the base plate (2) a tangentially directed damping forces Liquid damper (4) is arranged. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsdämpfer (4) senkrecht angeordnet, beidseitig gelenkig gelagert und einseitig mit einem Winkelhebel (7) verbunden ist, der in einem feststehenden Gelenk (8) gelagert und gelenkig mit der Grundplatte (2) bzw. dem Ständer (1) verbunden ist.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the liquid damper (4) arranged vertically, on both sides articulated and connected on one side with an angle lever (7), which is in a fixed Joint (8) is mounted and articulated to the base plate (2) or the stand (1). 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenke (6,8,9,10) als wartungsfreie Gummigelenke ausgebildet sind.3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the joints (6,8,9,10) are designed as maintenance-free rubber joints are.