DE2161139A1

DE2161139A1 - ELASTIC HEAD SUPPORT FOR LARGE ELECTRIC MACHINE

Info

Publication number: DE2161139A1
Application number: DE19712161139
Authority: DE
Inventors: Eugen Kunz
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1971-12-09
Filing date: 1971-12-09
Publication date: 1973-06-14

Description

Elastische Wickelkopfabstützung für große elektrische Maschine.Elastic end winding support for large electrical machines.

Die Erfindung betrifft eine elastische Ifickelkopfabstützung für die Statorwicklung einer elektrischen Maschine großer axialer Länge, insbesondere Turbogenerator, mit im Wickelkopf in einem Winkel zur Maschinenachse verlaufenden Leitern und sich an der Preßplatte des Blechpaketes abstützenden, in axialer und radialer Richtung verlaufenden Abstützplatten, an deren Enden ein Abstützring angeordnet ist.The invention relates to an elastic Ifickelkopfabstützung for Stator winding of an electrical machine of great axial length, in particular turbo generator, with conductors running in the winding head at an angle to the machine axis and themselves on the press plate of the laminated core supporting, in the axial and radial directions extending support plates, at the ends of which a support ring is arranged.

Bei großen elektrischen Maschinen macht sich der verschiedene Ausdehnungskoeffizient von Kupfer-und Eisen sowie die verschiedenen Temperaturen von Blechpaket und Leiterstäben im Betrieb dadurch unangenehm bemerkbar, daß zwischen Blechpaket und Wicklungsstäben eine Wärmedehnungsdifferenz bis zu 5-mm auftreten kann. Bei einer starren Befestigung des Wickelkopfes am Blechpaket können die Wickelkopfabstützungen die Bewegungen der Wickelköpfe gegenüber dem Blechpaket nicht mitmachen.In the case of large electrical machines, the expansion coefficient is different of copper and iron as well as the different temperatures of the laminated core and conductor bars This is uncomfortably noticeable during operation that between the laminated core and the winding bars a thermal expansion difference of up to 5 mm can occur. With a rigid attachment of the winding head on the laminated core, the winding head supports can control the movements of the winding heads do not participate in relation to the laminated core.

Es besteht daher die Gefahr, daß die ganze Bewegung in der Stabisolation erfolgt und sich dadurch die Isolationshülse vom Stablmpfer loslöst, was zu einer Beschädigung der Isolation durch Überschläge führen kann.There is therefore a risk that all movement in the rod insulation takes place and thereby the isolation sleeve detaches itself from the rod damper, which leads to a Damage to the insulation can result from flashovers.

Es sind daher Wickelkopfabstützungen entwickelt worden, die eine gewisse Bewegung des Wickelkopfes gegenüber dem Blechpaket zulassen. Es ist z. B. eine Abstützung für die Statorwickelköpfe von Turbogeneratoren bekannt, bei welcher die Wickelköpfe mit Zuglaschen zusammengehalten werden und mittels einstellbarer Keile auf Abstützwinkeln aufliegen und ein Wickelkopfpaket bilden (siehe DAS 1 197 971). Dabei ist das Wickelkopfpaket über nur in axialer Richtung nachgiebige Elemente einerseits auf die Preßplatte des Statoreisens und andererseits auf das Ende des Generatorgehäuses abgestützt, womit eine reibungslose Verschiebung des T'jickelkopfpaketes in axialer Richtung möglich ist, während es in radialer und tangentialer Richtung festgehalten ist. Solche nachgiebigen Elemente bestehen z.B. aus Federblättern, die an Abstützringen befestigt sind, welche fest mit den Abstützwinkeln des TWickelkopSes verbunden sind. Eine solche Anordnung erfordert jedoch einen sehr großen baulichen Aufwand, der nur bei Turbogeneratoren, die häufig an- und abgefahren werden - also bei ausgesprochenen Spitzengeneratoren - gerechtfertigt ist.There are therefore winding head supports have been developed that have a certain Allow movement of the end winding relative to the laminated core. It is Z. B. a support known for the stator winding heads of turbo generators, in which the winding heads be held together with pull tabs and by means of adjustable The wedges rest on the support brackets and form a winding head package (see DAS 1 197 971). In this case, the end winding package has elements that are only flexible in the axial direction on the one hand on the press plate of the stator iron and on the other hand on the end of the Generator housing supported, with which a smooth displacement of the T'jickelkopfpackets is possible in the axial direction, while it is possible in the radial and tangential directions is held. Such flexible elements consist e.g. of spring leaves, which are attached to support rings, which are firmly attached to the support brackets of the T-winding telescope are connected. However, such an arrangement requires a very large structural Effort that only applies to turbo generators that are started up and shut down frequently - that is with pronounced peak generators - is justified.

Es ist weiterhin eine Wickelkopfhalterung für die Statorwick lung einer elektrischen Maschine mit einer Faßwicklung - bei welcher der Wickelkopf also hohlkegelförmig ausgebildet ist bekannt, bei der die schräg zur Statorachse verlaufenden Seiterstücke des Wickelkopfes und isolierende Zwischenlagen relativ zum Statorkern verschiebbar gelagert sind. Bei dieser bekannten Anordnung sind an der mit dem Blechpaket verbundenen Preßplatte Halterungsarme vorgesehen, die ein Langloch von rechteckigem Querschnitt aufweisen, in die ein mit dem Abstützwinkel fest verbundener im Querschnitt quadratischer Verbindungsbolzen verschiebbar angeordnet ist, womit eine axiale Bewegung des Wickelkopfes gegenüber der mit dem Blechpaket fest verbundenen Preßplatte möglich ist. Auch diese bekannte Anordnung ist im Aufbau sehr aufwendig und die Montage bereitet erhebliche Schwierigkeiten (US-PS 3 089 048).It is also a winding head holder for the stator winding an electrical machine with a barrel winding - in which the winding head It is known to have a hollow cone shape in which the inclined to the stator axis Side pieces of the end winding and insulating intermediate layers relative to the stator core are slidably mounted. In this known arrangement, the one with the laminated core associated pressing plate support arms provided which have an elongated hole of rectangular Have cross-section in which a fixedly connected to the support bracket in cross-section square connecting bolt is slidably arranged, whereby an axial movement of the winding head compared to the press plate firmly connected to the laminated core is. This known arrangement is also very complex in structure and assembly causes considerable difficulties (U.S. Patent 3,089,048).

Es ist weiterhin eine i-kelkopfabstützung mit von den Beiterstäben getrennt hergestellten,in einer zur Preßplatte parallelen; Ebene verlaufenden Bügeln bekannt, bei denen in axialer Richtung verlaufende an der Preßplatte befestigte Abstützbolzen vorgesehen sind, auf denen rohrförrslige Preßbolzen verschiebbar angeordnet sind. Der Wickelkopf wird mitteLs Muttern, die aue den rohrförmigen Abstützbolzen sind, festgepreßt.There is also an I-head support from the Beiter staffs separately produced, in a parallel to the press plate; Flat temples known, in which extending in the axial direction attached to the press plate Support bolts are provided on which tubular pressing bolts are slidably arranged are. The end winding is secured by means of nuts the tubular Support bolts are firmly pressed.

Bei einer Erwärmung des Wickelkopfes kann sich der rohrförriige Abstützbolzen auf den an der Preßplatte befestigten Bolzen in axialer Richtung ohne weiteres verschieben (DPS 436 568).When the end winding heats up, the tubular support bolt can move easily move on the bolt attached to the press plate in the axial direction (DPS 436 568).

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Wickelkopfabstützung zu schaffen, bei der der Wickelkopf sich bei Wärmeausdehnung gegenruder dem Blechpaket ohne große Widerstandskräfte verschieben kann, wobei der Aufwand gegenüber bekannten Einrichtungen dieser Art wesentlich verkleinert wird und wobei Metallteile, in denen Wirbelströme entstehen können, weitgehend vermieden sind.It is the object of the invention to create a winding head support, in which the winding head rudder against the laminated core during thermal expansion without major Resistance forces can move, with the effort compared to known devices this type is significantly reduced in size and with metal parts in which eddy currents are largely avoided.

Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht erfindungsgemäß bei der eingangs erwähnten Anordnung darin, daß zwischen der Preßplatte und der Abstützplatte ein zusätzlicher Stützring vorgesehen ist, der mittels Schrauben axial verschiebbar befestigt ist, und daß der Stützring radiale Nuten aufweist, in denen die Abstützplatten geführt sind Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß zwischen den Köpfen der Schrauben und der Oberfläche des Stützringes im kalten Zustand Spiel vorhanden ist.According to the invention, the object is achieved in The aforementioned arrangement is that between the press plate and the support plate an additional support ring is provided, which is axially displaceable by means of screws is attached, and that the support ring has radial grooves in which the support plates are performed In a preferred embodiment of the invention it is provided that between the heads of the screws and the surface of the support ring in the cold State game is in place.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind die Schrauben mindestens im Bereich der Bohrungen gewindelos ausgeführt und mit sehr geringem Spiel in den Bohrungen geführt.According to a development of the invention, the screws are at least Executed threadless in the area of the bores and with very little play in the Drilled holes.

In zweckmäßiger Reise sind die Schrauben aus einem antimagrietischen Material hergestellt.In expedient travel, the screws are from an anti-magical Material made.

Weitere Einzelbeiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigen die Fig. 1 einen Schnitt durch den oberen Teil eines Wickelkopfe nach der Erfindung im kalten Zustand der Maschine unn Fig. 2 einen ebensolchen Schnitt im warmen Zustand der Maschine.Further details and advantageous developments of the invention result from those described below and shown in the drawing Embodiments. 1 shows a section through the upper part a winding head according to the invention in the cold state of the machine unn Fig. 2 shows a similar section when the machine is warm.

In der Zeichnung ist mit 1 das Blechpaket bezeichnet, in dessen Nuten die Beiterstäbe ii eingelegt sind, die im Raum der Stirnverbindungen 12 schräg nach außen abgewinkelt sind. Das Blechpaket ist durch Preßplatten 2 zusammengepreßt, von denen nur die eine in den Zeichnungen zu sehen ist. Die Preßplatte 2 ist an ihrer Außenseite mit mehreren konzentrisch zur Maschinenachse verlaufenden ringförmigen Nuten 21 versehen. In diesen Nuten sind Bohrungen 22 eingebracht, in die unter Verwendung von Zwischenlagen 26 der Stützring 3 mittels Schrauben 23 befestigt ist. Die Schrauben 23 weisen nur an ihrem Ende Gewinde auf und besitzen in dem Teil, der den Stützring 9 sowie die Zwischenlage 26 durchdringt, sowie im oberen Teil der Bohrung 22 eine zylindrische Form, sind also dort ohne Gewinde. Die Köpfe der Schrauben 23 sind mit 25 bezeichnet.In the drawing, 1 denotes the laminated core, in its grooves the Beiter rods ii are inserted, which in the space of the end connections 12 obliquely after are angled on the outside. The laminated core is pressed together by pressing plates 2, only one of which can be seen in the drawings. The press plate 2 is on their outside with several concentric to the machine axis extending annular Grooves 21 provided. In these grooves bores 22 are introduced into the use the support ring 3 is fastened by means of screws 23 from intermediate layers 26. The screws 23 have threads only at their end and have the support ring in the part 9 and the intermediate layer 26 penetrates, and in the upper part of the bore 22 a cylindrical shape, so there are no threads. The heads of the screws 23 are labeled 25.

Im Stützring 3 sind weiterhin in radialer Richtung verlaufende Nuten 31 eingebracht, in denen die Abstützplatten 4 (auch Abstützwinkel genannt) geführt sind. Sie sind auf nicht näher dargestellte Weise mit dem Stützring 3 fest verbunden und an ihrem äußeren Ende durch einen weiteren Abstützring 5 miteinander verbunden. Der Abstützring 5 weist zu diesem Zwecke in radialer Richtung verlaufende Nuten 51 auf, in die die Abstützplatten4eingreifen. An der Außenkante der Abstützplatten 4 sind die Schaltverbinder 13 der Wicklung mit Hilfe einer Halterung 41 befestigt.In the support ring 3 there are also grooves extending in the radial direction 31 introduced, in which the support plates 4 (also called support brackets) out are. They are firmly connected to the support ring 3 in a manner not shown in detail and connected to one another at their outer end by a further support ring 5. For this purpose, the support ring 5 has grooves running in the radial direction 51, in which the support plates 4 engage. On the outer edge of the support plates 4, the switching connectors 13 of the winding are fastened with the aid of a bracket 41.

Die Wickelköpfe sind mittels Zuglaschen 14 sowie Spanngliedern 16 zusammengepreßt und mittels Keilen 15 gegenüber den Abstützplatten 4 festgespannt.The winding heads are secured by means of tension straps 14 and tension members 16 pressed together and clamped against the support plates 4 by means of wedges 15.

jBei der Montage des Wickelkopfes wird folgendermaßen vorgegangen ,Der Stützring 3 wird mit der Preßplatte 2, die bereits mit den Blechpaket verbunden ist, verspannt und die Bohrungen 22 und 32 eingebohrt, die zylindrische Bohrung in der Preßplatte 2 gebohrt und t in den unteren Teil der Bohrung 22 Gewinde eingeschnitten. An schließend können die Schrauben 23 in die Bohrungen 22 eingeschraubt werden. Der zylindrische Teil 24 der Schraubern 23 ergibt eine einwandfreie Fixierung des Stützringes 3 und damit des Wickelkopf es beim Einlegen der Wicklungsstäbe 11. Im kalten Zustand des Wickelkopfes besteht zwischen dem inneren Teil des Schraubenkopfes 25 und der Oberfläche des Stützringes 3 ein Zwischenraum, der es gestattet, daß der Stützring bei Erwärmung der Maschine zusammen mit dem gesamten Wickelkopf nach außen um einen kleinen Weg ausweichen kann, womit eine Beschädigung der Wicklung durch Ablösung der Isolation bei der Ausdehnung des Beiterstabes in axialer Richtung vermieden wird.jThe following procedure is used to assemble the end winding , The support ring 3 is connected to the press plate 2, which is already connected to the laminated core is clamped and drilled the bores 22 and 32, the cylindrical bore drilled in the press plate 2 and cut t in the lower part of the bore 22 thread. The screws 23 can then be screwed into the bores 22. The cylindrical part 24 of the screwdrivers 23 results in a perfect fixation of the Support ring 3 and thus the winding head it when inserting the winding bars 11. Im cold condition of the winding head exists between the inner part of the screw head 25 and the surface of the support ring 3 a gap which allows that the support ring together with the entire winding head when the machine heats up can evade a little way on the outside, damaging the winding by detachment of the insulation when the Beiter rod expands in the axial direction is avoided.

Die Leiterstäbe werden, wie oben ausgeführt, innerhalb der Wickelköpfe mittels Zuglaschen 14, die durch Spannglieder 16 zusammengehalten werden, fixiert. Um ein gleichmäßiges Tragen der Wicklung nach dem Einbau zu gewährleisten sind die zwischen Abstützplatte 4 und den Zuglaschen 14 angeordneten Keile 15 als Doppelschrägkeile- ausgebildet. Die Parallelführung zwischen Abstützplatte 4 und Zuglaschen 14 garantiert den einwandfreien Sitze für die Spannelemente. Zur Begrenzung der Bewegung des unteren Schrägkeiles 19 ist ein Riegel 17 vorgesehen.The conductor bars are, as explained above, inside the winding heads fixed by means of pull tabs 14 which are held together by tension members 16. To ensure that the winding is evenly supported after installation, the wedges 15 arranged between the support plate 4 and the tension straps 14 as double beveled wedges educated. The parallel guidance between the support plate 4 and pull tabs 14 is guaranteed the perfect seats for the tensioning elements. To limit the movement of the lower Inclined wedge 19, a bolt 17 is provided.

ach dem Aushärten des mit einem aushärtbaren Kunstharz imprägnierten Wicklungskörpers können die oberen Schrägkeile 15 mit einem bestimmten Druck nachverkeilt werden und anschließend durch Sperriegel 18 arretiert werden. Durch Alterungserscheinungen im Ea-terial lose gewordene Wicklungen können jederzeit auf die gleiche Weise nachverkeilt werden. after the hardening of the impregnated with a hardenable synthetic resin The winding body can re-key the upper inclined wedges 15 with a certain pressure and then be locked by locking bolt 18. Due to the signs of aging Windings that have become loose in the material can be re-wedged in the same way at any time will.

-Als Material für die Preßplatte 2 dient antimagnetischer Stahlguß und für den Stützring 3, die abstützplatte 4 sowie den Abstützring 5 glasfaserverstärkter Kunststoff, z. B. ein solcher auf Polyesterbasiss Die Schrauben 23 bestehen aus antimagnetischein Material, das gegenüber den Kunststoffteilen des Stützringes 3- gute Gleiteigenschaften aufweist, so daß der Ausdehnung der teiterstäbe und des mit ihnen verbundenen Wickelkopfes praktisch kein Widerstand entgegengesetzt wird. Grundsätzlich können die Schrauben 23 zur Verkleinerung der Wirbelstronverluste auch aus kunststoff hergestellt sein.Antimagnetic cast steel is used as the material for the press plate 2 and for the support ring 3, the support plate 4 and the support ring 5 glass fiber reinforced Plastic, e.g. B. such a polyester base. The screws 23 consist of antimagnetic material that is different from the plastic parts of the support ring 3- has good sliding properties, so that the expansion of the teiter bars and the with them connected winding head practically no resistance is opposed. In principle, the screws 23 can be used to reduce the eddy current losses can also be made of plastic.

Claims

1. Elastic end winding support for the stator winding of an electrical Machine of great axial length, in particular turbo generator, with in the end winding in a coil running towards the machine axis and on the press plate the laminated core supporting the support plates running in the axial and radial directions, at the ends of which a support ring is arranged, characterized in that between the press plate (2) and the support plate (4) an additional support ring (3) is provided which is fastened axially displaceably by means of screws (23), and that the support ring (3) has radial grooves (31) in which the support plates (4) are guided.

2. Elastic end winding support according to claim 1, characterized in that that between the heads (25) of the screws (23) and the surface of the support ring (3) there is play in the cold state.

3. Elastic end winding support according to one of claims 1 or 2, characterized in that the screws (23) at least in the area of the 3ohrungen- (32) designed without thread and guided with very little play in the bores (32) are.

Elastic end winding support according to one of claims 1, 2 or 3, characterized in that the screws (23) made of an anti-magnetic IIaterial are made.