FI117459B - Menetelmä ja asennusväline sähkökoneen asentamiseksi - Google Patents

Description

l 117459

MENETELMÄ JA ASENNUSVÄLINE SÄHKÖKONEEN ASENTAMISEKSI

Keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaiseen menetelmään sähkökoneen asentamiseksi ja patenttivaatimuksen 6 johdanto-osan mukaiseen asennusvälince-seen sähkökoneen roottorin asentamiseksi. ; 5 Sylinterimäisissä sähkökoneissa roottori asennetaan normaalisti staattorin sisään, jossa se pyörii staattorin runkoon järjestettyjen laakereiden kannattamana akselinsa ympäri. Sähkökonetta valmistettaessa roottorin ja staattorin runkorakenne käämityksineen tehdään erikseen valmiiksi, minkä jälkeen roottori viedään staattorin sisään, jossa se pyörii ilmavälin etäisyydellä staattorista laakereiden varassa. Sähkökoneen ilmaväli on koneen muihin mit-10 töihin nähden varsin pieni, konetyypistä riippuen esim. 0,5 ... 10 min. Koska asennusvaiheessa roottori ei vielä ole yhdistettynä mekaanisesti staattorin runkoon, on muulla tavoin huolehdittava roottorin tukemisesta. Suuria koneita valmistettaessa tämä vaatii luonnollisesti erityistoimenpiteitä.

Kestomagneeteilla magnetoitua roottoria asennettaessa vaatimukset lisääntyvät, koska kes-15 tomagneettien vetovoiman johdosta, roottori pyrkii kiinni staattorin sisäpintaan. Pienikin epäsymmetria asennossa aiheuttaa roottorin voimavaikutuksen, joka riittää roottorin kiinni-tarrautumisen suurilla koneilla, joissa on suuri magneettien tartuntavoima. Staattoriin kiin-nitarttuneen roottorin irrottaminen vaatii suurta voimaa ja erikoistyökaluja. Kiinnitarttumi- f • · · “V sen yhteydessä roottorin toisiaan vastaan olevat ilmavälipinnat voivat myös vaurioitua ja • · · 20 muutkin koneen osat mahdollisesti vahingoittuvat.

• * • · · ···

Keksinnön tarkoituksena on edellä kuvatun ongelman ratkaiseminen ja entistä helpomman, yksinkertaisemman ja varmemman roottorin asennuksen aikaansaaminen. Tämän toteutta- • · · miseksi keksinnön mukainen menetelmä tunnetaan patenttivaatimuksen 1 tunnusmerk-kiosan ominaispiirteistä. Vastaavasti keksinnön toteuttamiseen tarvittava asennusväline • · · *·!.* 25 tunnetaan patenttivaatimuksen 6 tunnusmerkkiosan ominaispiirteistä. Keksinnön muita * · • 9 ·;·' edullisia toteutusmuotoja tunnetaan epäitsenäisten patenttivaatimusten ominaispiirteistä.

• · • « · ····' • · .···. Keksinnön mukaisella ratkaisulla roottori on koko staattoriin asennusvaiheen ajan varmasti • * · * .*. ja luotettavasti erotettu staattorin sisäpinnasta. Roottori ei missään tilanteessa voi päästä • * * • * · kontaktiin staattorin sisäpinnan kanssa.

··*«« 1 • ♦ 2 , 1 1 7459

Keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisesti asennusvälineenä toimiva välyskappale on integroitu roottorirakenteeseen. Erillisiä työvaiheita välyskappaleen irrottamiseksi, kiinnittämiseksi ja säätämiseksi ei tarvitse tehdä.

Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti roottorin ja staattorin väliset välys- . *- 5 kappaleet poistetaan asennuksen jälkeen. Roottorin ulkokehän pinta on tällöin täysin samanlainen kuin ilman keksinnön mukaista ratkaisua käytettäessä. Mikäli huollon tai mahdollisen korjauksen yhteydessä tulee tarve siirtää roottori paikaltaan tai laakerien vaihdon yhteydessä roottori on tuettava luotettavasti, voidaan välyskappaleet sovittaa kyseisen työvaiheen ajaksi taas paikalleen roottoriin. Erityisesti tällöin voidaan välyskappaleet mitoitit) taa ilmaväliin tarkoin sopiviksi, niin että vain staattoriin puoleiselle välyskappaleen pinnal-le jää ainoastaan roottoriin pitkittäiseen siirtoon vaadittava välys.

Keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaan välyskappale on epämagneettisesta materiaalista valmistettu. Välyskappale ei itse voi tarrautua staattorin pintaan.

Erään edullisen suoritusmuodon mukaan välyskappale on järjestetty kiinnitettäväksi kes-15 tomagneetin säteen suuntaiseen sulkukappaleeseen. Roottorin runkorakennetta tai levypak-kaa ei tarvitse millään tavalla työstää tai muokata, vaan sulkukappalc sopivasti konstruoimalla saadaan hyvin toimiva tulos.

: Keksintöä kuvataan yksityiskohtaisesti sen erään suoritusmuodon avulla viitaten piirustuk- •j* siin, joissa • a • · «aa .···. 20 - Kuvio 1 esittää keksinnön mukaista roottorin sovittamista staattoriin, a a • * * ·> c.

* * * a ···· - Kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen ratkaisun yksityiskohtaa ja • a • · • a a - Kuvio 3 esittää suurennoksena kuvion 2 yksityiskohtaa.

• a a • * · Sähkökoneen staattori käsittää staattorirungon (ei esitetty), johon on sovitettu staattorin • · ^ levypakka 2 (kuvio 1), jossa on sisäkehälle muodostettu urat 4 staattorikäämejä (ei esitetty) • · · 25 varten. Roottori 6 on käsittää roottorin levypakan 8., joka on kiinnitetty koneen akselille a a a · 10. Roottorin pyörähdyskeskiakselia kuvaa katkoviiva 7. Esillä oleva sähkökone on kes- • a *.*.* tomagnetoitu tahtikone, jonka roottorin levypakkaan on muodostettu urat kestomagneeteil- a le 12 ja 13. Kestomagneetit 12 on asennettu V-asentoon siten, että magneetin 12 ja magneetin 13 väliin jää roottorin navan muodostava, poikkileikkaukseltaan olennaisesti kolmi 3 117459 on muotoinen napakappale 14, joka on valmistettu levypaketista. Vierekkäisten napojen väliin jää roottorin levypakan keskusosaan 16 kuuluva sakara 18, joka ulottuu olennaisen lähelle roottorin ulkokehää. Roottoripakan keskusosa 16 on kiinnitetty koneen akselille 10 ja roottorin napaosat 14 on kiinnitetty kiinnityskappaleilla 20 keskusosaan 16.

5 Kestomagneettien 12 ja 13 roottorin ulkokehän puoleiseen päähän on sovitettu kestomagneettien sulkukappaleet 22 ja vastaavasti 23 (kuvio 2), jotka on asennettu napakappalee-seen 14 ja keskusosan sakaraan 18 tehtyihin uriin 24. Sulkukappaleet 22 ja 23 estävät kestomagneettien liikkumisen säteen suunnassa kohti koneen ilmaväliä. Sulkukappaleen 23 ilmavälin puoleiseen reunaan on muodostettu lovi 26 ja vastaavalle kohdalle sulkukappa-10 leeseen 24 on muodostettu lovi 28. Sulkukappaleiden 23 ja 24 ollessa paikalleen asetettuna muodostavat lovet 26 ja 28 yhdessä hahlon 30, johon välyskappaleen 32 ulokkeet 35 asetetaan, kun välyskappale 32 sovitetaan paikalleen akselin suuntaisesti roottorin päädystä käsin. Välyskappaleen uloin roottorista pois päin oleva reuna 33 muodostaa tukipinnan, joka vastaa staattoriin roottorin poiketessa keskiasennostaan. Sekä sulkukappaleet 23 ja 24 15 että välyskappaleet ovat olennaisesti pitkiä tankoja tai liuskoja, jotka ulottuvat koko roottorin pituudelle. Konstruktiosta ja toteutuksesta riippuen ne voivat myös yhtä hyvin koostua useammasta osasta, jotka on sovitettu peräkkäin roottoriin. Vaikka kuvion 2 ja 3 esimerkissä sulkukappaleet ja välyskappaleet on esitetty erillisinä osina, jotka yhteen liitettyinä muodostavat keksinnön mukaisen toiminnon aikaansaavan rakenteen, voidaan kahden ”toi- • · : 20 siaan vasten makaavan” magneetin sulkukappale muodostaa yhdestä osasta, so. kuvion * · · esimerkissä sulkukappaleet 23 ja 24 ovat yksi kokonaisuus. Samoin voi myös välyskappale ·· • · • olla samaa kappaletta sulkukappaleiden kanssa tai vain toisen sulkukappaleen kanssa. Täi- • · *··** laiset variaatiot kuuluvat keksinnön ajatukseen, vaikka eivät välttämättä ole kilpailukykyi- *«« •••j siä kaikissa tilanteissa kuvioissa 2 ja 3 kuvatun toteutusmuodon kanssa.

• · • · * 25 Keksinnönmukaisesti välyskappaleen tarkoitus on estää roottorin rautaosien ulkopintaa ϊ.·.ί osumasta staattorin sisäpintaan asennettaessa roottoria paikalleen. Kuvion 1 havainnollis- * * * .

·...· tamalla tavalla roottori työnnetään nuolen S suuntaisesti staattorin sisään, jolloin roottoria ;*:*· kannatellaan sopivasti ulkokehältään ja akselista. Välyskappaleiden mitoitus koneen root- » · :***: torin ja staattorin säteen suunnassa on sellainen, että välyskappaleen staattoria kohden ole- 30 van tukipinnan 36 etäisyys koneen pyörähdyskeskiakselista on pienempi kuin staattorin • « * • * sisäkehän säde ja vastaavasti suurempi kuin roottorin levypaketin ulkosäde. Välyskappaleiden lukumäärä ei ole sidottu magneettinapojen lukumäärään, vaan voi siitä hyvin poiketa edellyttäen, että keksinnön mukainen toiminto toteutuu. Välyskappaleet voivat asennuk- 4 117459 sen aikana osua staattorin sisäpintaan ja välyskappaleet onkin valmistettu edullisesti materiaalista, joka ei vahingoita staattorin levypakettia ja on myös epämagneettista, jotta roottorin kestomagneettien vetovoima ei pistemäisenä tai viivarnaisena kohdistu staattorin levy-pakettiin. Koneen laakerit on sovitettu esimerkiksi sinänsä tunnetulla tavalla staattorin pää-5 tylevyihin ja vastaavasti roottorin akselille. Kun roottori on asetettu paikalleen päätylevyt ja laakeripesät kiinnitetään sinänsä tunnetulla tavalla. Välyskappaleet voivat jäädä roottoriin kiinni koneen käytön ajaksi, jolloin ne edullisesti voivat olla myös integroituja rootto-rirakenteeseen. Välyskappaleet ovat vaihtoehtoisesti irrotettavia, jolloin poistetut välys-kappaleet asennetaan takaisin, mikäli koneen huolto- tai mahdollisen korjaustoimenpiteen 10 vuoksi roottori pitää irrottaa. On myös mahdollista käyttää välyskappaleita apuna keskitettäessä roottoria staattoriin nähden, varsinkin jos välyskappaleen ja staattorin välinen etäi- .

syys on hyvin pieni.

Kuvioiden esimerkeissä on esitetty keksinnön eräs suoritusmuoto kestomagneettiroottorin yhteydessä, erityisesti sellaisen roottorin, jossa kestomagneetit on V-asennossa sovitettu 15 roottoriin. Edullisesti välyskappaleet on tällöin asennettu kestomagneettien sulkukappalei- . ΐ siin. Keksinnön vaihtoehtoisten suoritusmuotojen mukaan välyskappaleet voidaan asentaa myös muuhun roottorin ulkokehällä olevaan uraan, joka on muodostettu esimerkiksi edellä kuvatun hahlon tai vastaavan, kuten lohenpyrstön muotoiseksi. Tällainen ratkaisu voisi tulla kyseeseen esimerkiksi roottoriin upotettujen kestomagneettien ollessa kyseessä. Edel- * · • · · ί·: I 20 leen välyskappaleet voidaan kiinnittää suoraan roottorin pintaan, jos roottorin sileä uiko-• · • · ·! pintaa ei haluta tai voida rikkoa ja kiinnittää välyskappaletangot esimerkiksi roottorin pää- • * *tt]* tyihin. Tällainen ratkaisu soveltuu ensisijaisesti asennuksen aikaiseen tapaukseen, jolloin • · ***** välyskappaleet irrotetaan roottorin paikalleen asentamisen jälkeen.

• · · • · · · ί>φ>ί Keksinnön mukainen asennuslista on sovellettavissa myös muihin kestomagneetti- 25 konetyyppeihin kuin edellä kuvattuun V-magneetein toteutettuun kestomagneettikonee- M.* seen. Käytettäessä pystyssä olevia magneetteja, jotka ovat oleellisesti säteen suuntaisia, • » · asennuslista voi olla magneetin Iukituslistassa. Esimerkiksi pintamagneettielementtejä käy-:*:*: tettäessä magneettimoduuleiden välissä on alumiinikiila, johon asennuslista voidaan asen- • a ··· .

: : taa.

• · t * i • · • · · ***** 30 Keksintöä on edellä kuvattu sen eräiden suoritusmuotojen avulla. Patentin suojapiiri ei kui tenkaan pidä katsoa rajoittuvan vain edellä esitettyyn, vaan se voi vaihdella seuraavien patenttivaatimusten määrittämissä rajoissa.

Claims (11)

1. Menetelmä sähkökoneen asentamiseksi, erityisesti roottorin (6) asentamiseksi staatto-rin (2) sisään, jossa menetelmässä siirretään roottori (6) akselinsa (10) suunnassa (S) staat-torin (2) sisään, jossa menetelmässä moottoriin järjestetään kaksi tai useampaa välyskap- 5 paletta (32), joiden uloimman osan etäisyys roottorin pyörahdyskeskiakselilta (7) on pienempi kuin staattorin (2) sisäsäde ja suurempi kuin roottorin (6) ulkosäde, tunnettu siitä, että ennen roottorin siirtämistä välyskappaleet (32) kiinnitetään roottorin (6) ulkokehälle.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että välyskappale (32) poistetaan sen jälkeen kun roottori (6) on paikallaan. ,

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että välyskappale (32) asetetaan takaisin, kun roottori (6) huollon yhteydessä siirretään paikaltaan.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että välyskappale (32) sovitetaan roottorin ulkokehällä olevaan uraan.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että välyskappale (32) so-15 vitetaan kestomagneetin (13) säteittäisen kiinnityksen varmistaviin sulkulevyihin (23,24).

5 117459 .

6. Asennusväline sähkökoneen roottorin (6) asentamiseksi, joka roottori (6) on järjestetty • · :.i : akselille (10) ja on valmiissa koneessa olennaisesti sähkökoneen staattorin (2) sisäpuolella, * * · joka asennusväline on muodostettu välyskappaleeksi (32), johon kuuluu olennaisesti ko- • « • a ' ” neen aksiaalisuuntainen tanko, jossa asennusvälineessä on staattoria kohden oleva tukipinta • · *··** 20 (33), tunnettu siitä, että asennusvälineessä on roottoriin päin oleva kiinnitysclin (35), jolla * · · ···· asennusväline on kiinnitettävissä roottorin ulkokehälle. • · » « f • « • 00

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen asennusväline, tunnettu siitä, että välyskappale (32) • m ϊ p; on integroitu roottorirakenteeseen. * · · • * • · • · ·

8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen asennusväline, tunnettu siitä, että välyskappale (32) • · · . • · « 'V 25 on irrotettavissa roottorista (6) asennuksen jälkeen. 2

• ♦ • · ···'.- :*;*· 9. Patenttivaatimuksen 6 mukainen asennusväline, tunnettu siitä, että välyskappale (32) • « ·:·»· on kiinnitettävissä roottorin ulkokehälle järjestettyyn uraan. 117459

10. Patenttivaatimuksen 6 mukainen asennusväline, tunnettu siitä, että välyskappale (32) on epämagneettista materiaalia.

11. Patenttivaatimuksen 6 mukainen asennusväline, tunnettu siitä, että välyskappale (32) on kiinnitettävissä kestomagneetin (12,13) säteittäisen kiinnityksen varmistaviin sulkulc- 5 vyihin (23,24). i s