DE2542033A1 - Kurzschlussringe fuer dynamoelektrische maschine - Google Patents

Description

Kurzschlußringe für dynamoelektrische Maschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine dynamoelektrische Maschine mit einem lamellierten Statorkern und insbesondere auf den Aufbau der Kurzschlußringe und die Anordnung der Kurzschlußringe für derartige Maschinen.

Bei der Fertigung von Statorkernen für große dynamoelektrische Maschinen werden Lamellen des Stators in Stapeln bzw. Paketen angeordnet und zwischen Endflanschen zusammengepreßt. Die Lamellen bzw. . Bleche werden durch zahlreiche Keilstäbe in ihrer Lage gehalten, die in Umfangsrichtung beabstandet sind und in axialer Richtung sich Über die Lamellen hinaus durch die Endflanschen hindurch erstrecken.

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Keilstäbe können hohe Spannungen führen, die infolge des Streuflusses in den Stäben induziert werden. Die zu den Keilstabspannungen gehörigen Ströme fließen durch die Keilstäbe hindurch und zirkulieren durch den Statorrahmen, die Kernkompressionsbänder, die Ab3chnittplatten, Flußabschirmungen und durch andere elektrische Pfade innerhalb des Kernes.

Die induzierten Spannungen in benachbarten Keilstäben sind nicht in Phase und die zwischen den Keilstäben fließenden Ströme erzeugen Spannungsabfälle zwischen den Keilstäben. Diese Spannungsabfälle zusammen mit den vorstehend erwähnten induzierten Spannungen führen zu einer resultierenden Spannung, die den Kernblechen aufgedrückt wird. Dies kann zu einer Erhitzung des Kernes führen, insbesondere · wenn ein Kontakt- oder Berührungspunkt in dem Kern besteht. Wenn diese Erhitzung zu hoch wird, kann eine Besc hädigung oder eine Zerstörung des Kernes die Folge sein.

Die bekannten Kurzschlußringe wurden außerhalb der Endflanschen sehr nahe an den Flußabschirmungen angeordnet, um diese Spannungsdifferenzen zu vermindern. Bei in dieser Weise angeordneten Kurzschlußringen besteht jedoch eine Wechselwirkung zwischen, den Kurzschlußringen und den Endflanschen und den Flußabschirmungen, die außenseitig von den Endflanschen angeordnet sind. Als Folge dieser Wechselwirkung werden in den Kurzschlußringen Ströme induziert und dadurch wird die Wirksamkeit der Kurzschlußringe, nämlich die Spannungsdifferefizen zwischen den Keilstäben zu senken, an dieser Stelle vermindert.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht deshalb darin, die vorstehend genannten Nachteile zu vermeiden, und insbesondere die den Kernblechen aufgepreßte resultierende Spannung zu senken und das Risiko einer Zerstörung de3 Kernes auf ein Minimum herabzusetzen.

Diese Aufgabe wird im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Kurzschlußringe zwischen den Endflanschen und nicht außenseitig von

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den Endflanschen angeordnet werden. Dadurch wird die oben beschriebene Wechselwirkung vermieden und auf diese Weise die Fähigkeit der Kurzschlußringe in signifikanter Weise verbessert, die Spannungsdifferenzen zwischen Keilstäben auf ein Minimum zu reduzieren. Darüberhinaus wird eine zweckmäßige Anordnung geschaffen, um die Keilstäbe in der gewünschten Stellung und Lage genau anzuordnen.

Erfindungsgemäß wird in Verbindung mit einer dynamoelektrischen Maschine mit einem lamellierten Statorkern wenigstens ein Paar von eine kleine Impedanz aufweisenden Kurzschlußringen vorgeschlagen, die aus einem Leitermaterial gebildet, zwischen den Endflanschen angeordnet und von diesen beabstandet sind. Die Kurzschlußringe sind derart angeordnet, daß weder die Endflanschen noch die Plußabschirmungen oder andere Elemente außenseitig von den Endflanschen mit ihnen in Wechselwirkung treten. Es können jedoch auch mehr als zwei Kurzschlußringe verwendet werden.

Jeder Kurzschlußring gemäß der vorliegenden Erfindung weist zahlreiche sich überlappende bogenförmige Ringsegmente auf..Die Ringsegmente enthalten geschlitzte Löcher, die zur Aufnahme von Bolzen ausgerichtet sind. Die Kurzschlußringe werden in der Weise montiert, daß die überlappenden Enden der Segmente passend angeordnet und durch Bolzen befestigt werden, die durch die Langlöcher hindurchführen. Die Bolzen befestigen auch die Segmente an den Keilstäben. Die Keilstäbe können mit in Umfangsrichtung ausgerichteten Aussparungen versehen sein, um die Kurzschlußringe aufzunehmen und diese innenseitig von den Planschen und in den gewünschten Abständen von den Endflanschen anzuordnen.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der vorliegenden Beschreibung und der Zeichnung eines Ausführungsbe_ispiels näher erläutert.

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Figur 1 ist eine Längsschnittansicht der dynamoelektrischen Maschine und zeigt die auf den Keilstäben montierten Kurzs chlußringe.

Figur 2 ist eine Schnittansicht einer dynamoelektrischen Maschine mit einem Kurzschlußring gemäß der Erfindung.

Figur 3 ist eine Detailansicht von einem Segment eines Kurzschlußringes.

Figur 4 ist eine Ansicht von einem Teil des Segmentes gemäß Figur 3 und zeigt die darin befindliche öffnung.

In Figur 1 ist ein Teil von einem Kern 1 einer dynamoelektrischen Maschine 2 gezeigt. Der Kern ist in üblicher Weise aus zahlreichen Lamellen oder Blechen 3 gebildet. Die Lamellen sind durch Endflansche k und zahlreiche in Umfangsrichtung beabstandete Keilstäbe 5 zusammengepreßt, die sich in axialer Richtung durch fluchtende öffnungen in den Endflanschen und in den Lamellen bzw. Blechen erstrechen. Die Endflansche können irgendeinen geeigneten Aufbau besitzen, um die Lamellen zusammen mit den axial .verlaufenden Keilstäben axial in ihrer Lage zu halten.

Um die Spannungsdifferenz zwischen den Keilstäben zu vermindern, sind wenigstens zwei Kurzschlußringe 6 vorgesehen. Diese Kurzschlußringe sind aus einem Material hoher elektrischer Leitfähigkeit hergestellt, wie beispielsweise Kupfer oder Aluminium. Wie in Figur 1 gezeigt ist, sind die Kurzschlußringe auf den Leiterstäben innenseitig von den Endflanschen und im Abstand von diesen angeordnet. Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß jeder der Kurzschlußringe aus zahlreichen Bogensegmenten 7 gebildet ist. Jedes Bogensegment, wie es am deutlichsten in Figur 3 dargestellt ist, weist eingelassene oder mit einer Aussparung versehene Enden 8 und 9 mit verminderter Dicke auf. Das ausgesparte bzw. eingelassene Ende erleichtert das überlappen und die passende Verbindung benachbarter Segmente, wie es' am deutlichsten in Figur 2 gezeigt ist. Jedes ausgefräste Ende weist eine öffnung oder ein Langloch 10 auf zur Aufnahme von Bolzen 11, um die Segmente zu dem vollständigen Kurzschlußring zusammenzufügen. Diese Segmente

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enthalten auch eine dritte Zwischenöffnung oder ein Schlitzloch 12 zur Aufnahme eines Bolzens 11, der eine Befestigung eines Segmentes an einem Zwischenkeilstab bewirkt.

Die zahlreichen Segmente 7 werden zur Bildung eines jeweiligen Kurzschlußringes 6 durch Bolzen 11 in ihrer zusammengebauten Lage gehalten und an den Keilstäben 5 befestigt. Wo sich die Segmente treffen, führt ein Bolzen 11 durch die fluchtenden Schlitzlöcher 10 hindurch und wird in einer Gewindebohrung 13 in einem gemeinsamen Keilstab aufgenommen, um die Segmente zu vereinigen. In ähnlicher Weise führt ein Bolzen 11 durch jedes der dazwischen angeordneten Schlitzlöcher 12 hindurch und wird in einer Gewindebohrung in dem entsprechenden Keilstab aufgenommen, um die Befestigung der Kurzschlußringe auf den Keilstäben zu vervollständigen.

Um die Wirksamkeit der Kurzschlußringe möglichst groß zu machen und die Wechselwirkung zwischen den Kurzschlußringen und den Endflanschen und Elementen außerhalb der Endflansche zu vermindern, wie beispielsweise den bei 15 gezeigten Flußabschirmungen, sind die Kurzschlußringe gemäß der vorliegenden Erfindung innenseitig von den Endflanschen und im Abstand von denselben angeordnet. Um die richtige Anordnung der Kurzschlußringe an der gewünschten Stelle zu erleichtern, können die Keilstäbe 5 mit in Umfangsrichtung fluchtenden Aussparungen bzw. Vertiefungen Ik versehen sein. Die Kurzschlußringe werden von diesen Vertiefungen bzw. Aussparungen aufgenommen und können dadurch in vorteilhafter Weise an der gewünschten Stelle relativ zu den Endflanschen angeordnet werden.

Die aus einem Material hoher elektrischer Leitfähigkeit hergestellten Kurzschlußringe 6 vermindern die Spannungsdifferenz zwischen benachbarten Keilstäben auf ein Minimum. Außen von den Endflanschen angeordnete Kurzschlußringe könnten ebenfalls zu einer Verminderung der Spannungsdifferenzen zwischen Leiterstäben führen, die aus dem Streufluß in der dynamoelektrischen Maschine resultieren. Jedoch haben in dieser Weise angeordnete Kurzschlußringe keine optimale Wirksamkeit, da sie einer Wechselwirkung

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zwischen den Strömen in den Kurzschlußringen und Strömen in den Endflanschen und den Flußabschirmungen ausgesetzt sind, die normalerweise bei großen dynamoelektrischen Maschinen verwendet werden. Diese Wechselwirkung hat den Effekt, daß in den Kurzschlußringen Ströme induziert und dadurch ihre Wirksamkeit bei der Eliminierung von Spannungsdifferenzen zwischen benachbarten Keilstäben in signifikanter Weise vermindert wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden dagegen die Kurzschlußringe zwischen den Endflanschen und im Abstand von denselben angeordnet. Diee setzt die Wechselwirkung mit den Endflanschen und mit Komponenten wie Flußabschirmungen außen von den Endflanschen auf ein Minimum herab und dadurch werden die in den Kurzschlußringen als Folge dieser Wechselwirkung induzierten Ströme möglichst klein gemacht. Indem dieee unerwünschte Wechselwirkung vermindert oder beseitigt wird, wird die Wirksamkeit der Kurzschlußringe in ihrer Funktion als ein kleine Impedanz darstellende Pfade zwischen benachbarten Keilstäben und die dadurch bewirkte Verminderung der Spannungsdifferenz .zwischen benachbarten Keilstäben wesentlich verbessert. Demzufolge wird die Möglichkeit einer Erhitzung des Kernes aufgrund dieaer Spannungsdifferenzen vermindert und dadurch wird die Lebensdauer dee Kernes wesentlich verlängert.

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Claims (6)

1. "* 7 —

   Ansprüche

   Dynamoelektrische Maschine mit einem Statorkern, der eine Vielzahl von Lamellen bzw. Blechen aufweist, die durch zahlreiche in Umfangsrichtung beabstandete Keilstäbe zusammengehalten sind, die axial durch den Statorkern hindurchführen und außerhalb von jedem Ende des Statorkernes enden, dadurch gekennzeichnet·, daß wenigstens ein Paar Kurzschlußringe (6) vorgesehen sind, die jeweils in Umfangsrichtung um den Statorkern (1) herum führen, elektrisch mit jedem der Keilstäbe (5) verbunden sind und axial innen von jedem Ende des Statorkernes (1) angeordnet sind.
2. 2. Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Keilstäbe axial durch die Lamellen bzw. Bleche (3) hindurchführen und jenseits der Endflansche (4) an jedem Ende des Statorkernes (1) enden und wenigstens ein Paar Kurzschlußringe (6) aus einem Material hoher elektrischer Leitfähigkeit vorgesehen ist, wobei jeder Kurzschlußring axial innen von den Endflanschen (¹O und im Abstand von diesen angeordnet ist.
3. 3. Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Keilstab (5) mit einer Anzahl axial beabstandeter Aussparungen (14) versehen ist, die jeweils einen Teil eines Kurzechlußringes (6) aufnehmen und in Umfangsrichtung fluchtend angeordnet sind, wobei die Anzahl der axial beabstandeten Aussparungen (IM) entlang jedem Keilstab (5) der Anzahl getrennter Ringe (6) entspricht.
4. 4. Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Kurzschlußring (6) zahlreiche bogenförmige Segmente (7) aufweist.
5. 5. Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch M, dadurch, gekennzeichnet , daß die zahlreichen bogenförmigen Segmente (7) an jedem Ende eine öffnung (10) aufweisen

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   und ferner Befestigungsmittel (11) zum Befestigen jedes bogenförmigen Segmentes (7) an seinem entsprechenden Keilstab (5) und anderen bogenförmigen Segmenten (7) des gleichen Kurzschlußringes (6) vorgesehen sind.

   Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß jedes Bogensegment (7) ferner eine Zwischenöffnung (12) zwischen den Endöffnungen (10) aufweist zur Aufnahme eines Befestigungsmittels (11), das das Bogensegment (7) an einem Keilstab (5) zwischen den gemeinsamen Keilstäben befestigt.
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