DE1188193B

DE1188193B - Runner with power line conductors for alternating current or three-phase current generator

Info

Publication number: DE1188193B
Application number: DER32890A
Authority: DE
Inventors: Dennis Alexander Pannell
Original assignee: Rotax Ltd
Current assignee: Lucas Support Services Ltd
Priority date: 1961-06-12
Filing date: 1962-06-08
Publication date: 1965-03-04

Description

Läufer mit Kraftlinienleitstücken für Wechselstrom- bzw. Drehstromerzeuger Die Erfindung bezieht sich auf einen Wechselstrom-bzw. Drehstromerzeuger, dessen Rotor ein zylindrisches Feldrohr aufweist, das in seiner Oberfläche eine Mehrzahl von in Winkeln unterteilten Öffnungen enthält und ferner einen Läuferkörper besitzt, der aus magnetischem Material hergestellt ist und eine Mehrzahl von in gleichen Winkeln unterteilten Schenkeln aufweist, die in Polköpfe enden und die sich in die Öffnungen des Feldrohres derart erstrecken, daß sie sich in einem Abstand von den Kanten dieser Öffnungen befinden.Runner with force line guide pieces for alternating current or three-phase current generators The invention relates to an alternating current or. Three-phase generator, whose Rotor has a cylindrical field tube which has a plurality in its surface of openings divided into angles and also has a rotor body, which is made of magnetic material and a plurality of in the same Has legs divided into angles, which end in pole heads and which extend into the Openings of the field tube extend so that they are at a distance from the Edges of these openings are located.

Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist, eine verbesserte Konstruktion eines solchen Rotors vorzusehen.The purpose of the present invention is to provide an improved construction to provide such a rotor.

Es ist eine Rotorkonstruktion für Wechselstrommaschinen bekannt geworden, in denen die Polkörper aus Ringen bestehen, die in dem Läuferkörper mittels eines nicht magnetischen Plastikmaterials eingebettet sind. Diese besondere Konstruktion weist jedoch wesentliche Nachteile auf, indem innerhalb des Rotors kein Kühlluftstrom möglich ist. Darüber hinaus ist der Zusammenbau und eine Demontage des Rotors sehr kompliziert.A rotor construction for AC machines has become known, in which the pole bodies consist of rings that are in the rotor body by means of a embedded in a non-magnetic plastic material. This particular construction however, it has significant disadvantages in that there is no flow of cooling air within the rotor is possible. In addition, the assembly and disassembly of the rotor is great complicated.

Ferner ist ein Wechselstromgenerator bekannt, der nur einen ziegeldachartigen Rotor zeigt und bei dem die Feldspulen auf dem Rotor angeordnet sind.Furthermore, an alternator is known which has only a tiled roof-like Shows rotor and in which the field coils are arranged on the rotor.

Gemäß der Erfindung wird ein Läufer für Wechselstrom- bzw. Drehstromerzeuger der eingangs angegebenen Art in der Weise ausgebildet, daß das Feldrohr auf dem Läuferkörper mittels Schrauben befestigt ist, die durch das Feldrohr hindurchgehen und in den Läuferkörper an Punkten angreifen, die zwischen einem Paar von benachbarten Schenkeln liegen.According to the invention, a rotor for alternating current or three-phase current generator of the type specified designed in such a way that the field tube on the Runner body is attached by means of screws that pass through the field tube and engage the rotor body at points that are between a pair of adjacent ones Thighs lie.

Die erfindungsgemäße Konstruktion hat gegenüber den bekannten Ausführungen wesentliche technische Vorteile. Erstens kann der Zusammenbau des Rotors sehr leicht auf einer Werkbank erfolgen und kleinere Ungenauigkeiten in der Rundheit des Feldrohres bzw. des Läuferkörpers können leicht mit den Schrauben ausgeglichen werden.The construction according to the invention has compared to the known designs significant technical advantages. First, the assembly of the rotor can be very easy take place on a workbench and minor inaccuracies in the roundness of the field tube or the rotor body can easily be balanced with the screws.

Ferner, wenn es irgend einmal nötig sein sollte, den Rotor auseinanderzunehmen, so kann das auf einfachste Weise nur durch Lösen der Schrauben ausgeführt werden.Furthermore, if it should ever be necessary to take the rotor apart, this can be done in the simplest way just by loosening the screws.

Weiterhin ist es mit der erfindungsgemäßen Konstruktion möglich, einen Rotor herzustellen, der ein wesentlich kleineres Gewicht aufweist, als es bei den bekannten Maschinen der Fall ist. Insbesondere stellt dieses Merkmal eine wesentliche Bereicherung der Technik auf einem Gebiet- wie beispielsweise die Luftfahrzeug-Industrie dar, wo das Gewicht von entscheidender Bedeutung ist. Die Zeichnung zeigt in F i g. 1 einen Seitenschnitt einer dynamoelektrischen Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung, in F i g. 2 einen Querschnitt eines Rotors der dynamoelektrischen Maschine nach F i g. 1.Furthermore, it is possible with the construction according to the invention, a Manufacture rotor, which has a much smaller weight than it is with the known machines is the case. In particular, this feature represents an essential Enrichment of technology in a field such as the aircraft industry represent where weight is of the essence. The drawing shows in F i G. 1 is a side section of a dynamo-electric machine according to the present invention Invention, in FIG. 2 shows a cross section of a rotor of the dynamo-electric machine according to FIG. 1.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel eines Wechselstromerzeugers zeigen, der gemäß der vorliegenden Erfindung gebaut ist, ist ein Gehäuse 1 vorgesehen, in dem eine mit einer Mittelbohrung versehene nichtmagnetische Welle 2 gelagert ist, die an einem Ende ein kerbverzahntes Teil besitzt oder in einer anderen Weise mit einer Antriebsmaschine (nicht gezeigt) verbunden werden kann, durch die der Wechselstromerzeuger angetrieben wird. Aufgekeilt auf der Welle 2 ist ein Läuferkörper 3, der aus magnetischem Material hergestellt ist und der drei in gleiche Winkelstellungen unterteilte Schenkel 4 besitzt. Die- äußeren Enden der Schenkel sind vergrößert und bilden Polköpfe 5, die innerhalb von drei in gleiche Winkelstellungen unterteilten Öffnungen m einem zylindrischen Feldrohr 6, das konzentrisch die Welle umgibt, angeordnet sind. Das zylindrische Feldrohr wird durch drei Paar Bolzen 7, die mit Gewinde versehen sind, befestigt, wobei die Bolzen durch das Rohr an diametral entgegengesetzten Stellen der Öffnungen 6a in einer Zentralnabe 8 des Läuferkörpers 3 eingeschraubt sind. Die äußeren Oberflächen der Polköpfe 5 des Läuferkörpers bilden Teile einer gemeinsamen zylindrischen Oberfläche von einem Durchmesser, der gleich dem Durchmesser des Feldrohres ist und besitzen eine gemeinsame Achse, die gleichzeitig die Achse der Welle ist. Darüber hinaus werden die Bolzen 7 so ausgerichtet, bis das Rohr 6 konzentrisch mit der Welle 2 ist. In dieser Stellung werden die Polköpfe 5 von den Kanten der Öffnungen 6 a durch Luftspalten getrennt. Nachdem die Bolzen 7 so ausgerichtet worden sind, wird der 6-Kant-Teil des Kopfes 7 a des Bolzens durch spanabhebende Bearbeitung entfernt, so daß der Kopf des Bolzens sich in einer zylindrischen Ebene mit dem Feldrohr befindet.Referring to the drawings showing an embodiment of an alternator constructed in accordance with the present invention, a housing 1 is provided in which is supported a center-bored non-magnetic shaft 2 having a splined member at one end or in may otherwise be connected to a prime mover (not shown) by which the alternator is driven. Wedged on the shaft 2 is a rotor body 3 which is made of magnetic material and which has three legs 4 divided into equal angular positions. The outer ends of the legs are enlarged and form pole heads 5 which are arranged within three openings divided into equal angular positions in a cylindrical field tube 6 which concentrically surrounds the shaft. The cylindrical field tube is fastened by three pairs of bolts 7 which are provided with thread, the bolts being screwed through the tube at diametrically opposite positions of the openings 6 a in a central hub 8 of the rotor body 3. The outer surfaces of the pole heads 5 of the rotor body form parts of a common cylindrical surface with a diameter which is equal to the diameter of the field tube and have a common axis which is at the same time the axis of the shaft. In addition, the bolts 7 are aligned until the tube 6 is concentric with the shaft 2 . In this position, the pole heads 5 are separated from the edges of the openings 6 a by air gaps. After the bolts 7 have been aligned, the hexagonal part of the head 7 a of the bolt is removed by machining so that the head of the bolt is in a cylindrical plane with the field tube.

Falls es erforderlich ist, können die Bolzen 7 mit Abstandshülsen 7 b umgeben werden, die zwischen dem Läuferkörper 3 und dem Rohr 6 angeordnet sind. Eine solche Abstandshülse ist mit strichpunktierten Linien in F i g. 2 mit dem Bezugszeichen 7 b gezeigt. Die Hülsen, die jedes Paar von parallelen Bolzen 7 umgeben, können auch aus einem Paar Bohrungen in einem einzigen Teil hergestellt sein. Dieses Teil kann mit weiteren Bohrungen versehen werden, um dessen Gewicht herabzusetzen.If necessary, the bolts 7 can be fitted with spacer sleeves 7 b, which are arranged between the rotor body 3 and the tube 6. Such a spacer sleeve is shown with dot-dash lines in FIG. 2 with the reference number 7b shown. The sleeves surrounding each pair of parallel bolts 7 can also be made from a pair of holes in a single part. This part can be provided with additional holes to reduce its weight.

Dicht an beiden Seiten einer Nabe 8 des Läuferkörpers 3 wird die Welle 2 von einem Paar von Büchsen 9 umgeben, die aus magnetischem Material hergestellt sind. Diese Büchsen 9 werden an einer Winkeldrehung gegenüber dem Läuferkörper 3 durch Paßstifte 10 gehindert, die auch noch durch die Nabe 8 bis in die Bolzen 7 hineinreichen, um die letzteren nach dem Zusammenbau zu sichern. Das Paar Büchsen 9 und die benachbarten Teile der Nabe 8 des Läuferkörpers 3 sind von einem Paar relativ fester Feldwindungen 11 umgeben, die von Teilen getragen werden, die am Gehäuse 1 befestigt sind. Am Gehäuse 1 in einem engen Abstand gegenüber den Öffnungen in dem Feldrohr ist ein Stapel von ringförmigen Statorblechen 12 befestigt, die Schlitze besitzen, in denen die Statorwindungen (nicht gezeigt) angeordnet sind.Close to both sides of a hub 8 of the rotor body 3, the shaft 2 is surrounded by a pair of sleeves 9 made of magnetic material. These bushings 9 are prevented from angular rotation with respect to the rotor body 3 by dowel pins 10 which also extend through the hub 8 into the bolts 7 in order to secure the latter after assembly. The pair of sleeves 9 and the adjacent parts of the hub 8 of the rotor body 3 are surrounded by a pair of relatively rigid field windings 11 which are carried by parts which are attached to the housing 1. Attached to the housing 1 at a close distance from the openings in the field tube is a stack of annular stator laminations 12 which have slots in which the stator windings (not shown) are arranged.

Im Betrieb wenden die Feldwindungen mit gleichgerichtetem Wechselstrom vom Ausgang des Wechselstromerzeugers gespeist. Indessen kann zur Versorgung der Feldwindungen beim Start mit Strom ein kleiner Hilfswechselstromgenerator 15 an einem Ende des Gehäuses 1 angeschlossen werden. Der Rotor dieses Generators wird auf das andere Ende der Welle, die gegenüber der Antriebsmaschine liegt, aufgesetzt.During operation, the field windings turn with rectified alternating current fed from the output of the alternator. In the meantime, to supply the Field windings when starting with power a small auxiliary alternating current generator 15 on one end of the housing 1 can be connected. The rotor of this generator will placed on the other end of the shaft, which is opposite the drive machine.

Beim Umlauf des Rotors wird Kühlluft axial durch die Maschine gegen den Hilfswechselstromgenerator 15 gedrückt. Es besteht indessen eine Tendenz, daß die Kühlluft axial durch den Läuferkörper 3 gerichtet wird und durch die Spalten zwischen den Kanten der Öffnungen 6 a und der Polköpfe auf der Abströmseite der letzteren abfließt. Um diese Leckverluste auf ein Minimum zu reduzieren, sind an der Abströmseite der Schenkel 4 gebogene Leitplatten 13 unter den Köpfen vorgesehen, die sich quer zu den Spalten in einer Umfangsrichtung erstrecken. Das Gewicht dieser Platten wird durch kleinere Platten 14 mit einem größeren spezifischen Gewicht ausgeglichen, die auf der Zuflußseite der Schenkel 4 angebracht sind, um den Rotor in einem dynamischen Gleichgewicht zu halten.When the rotor rotates, cooling air is axially counteracted by the machine the auxiliary alternator 15 is pressed. However, there is a tendency that the cooling air is directed axially through the rotor body 3 and through the gaps between the edges of the openings 6 a and the pole heads on the downstream side of the the latter drains off. In order to reduce these leakage losses to a minimum, are on the downstream side of the legs 4 curved guide plates 13 provided under the heads, which extend transversely to the columns in a circumferential direction. The weight of this Plates is balanced by smaller plates 14 with a larger specific weight, which are mounted on the inflow side of the legs 4 to the rotor in a dynamic Keep balance.

Um die Feldspule 11 ist eine ringförmige Ummantelung 16 angeordnet, um den Luftstrom von den Leitplatten 13 über die Spule 11 zu richten.An annular casing 16 is arranged around the field coil 11, to direct the air flow from the baffles 13 over the coil 11.

Claims

Claims: 1. An alternating current or three-phase generator, the rotor of which has a cylindrical field tube which contains a plurality of angularly divided openings in its surface and further has a rotor body made of magnetic material and a plurality of legs divided at equal angles which end in pole heads and which extend into the openings in such a way that they are at a distance from the edges of these openings, characterized in that the field tube (6) is attached to the rotor body (3) by means of screws (7) which pass through the field tube (6) and engage in the rotor body (3) at points which lie between a pair of adjacent legs (4).

2. AC or three-phase generator according to claim 1, characterized in that the screws (7) are secured by means of dowel pins (10) are, which can be inserted through the end faces of the rotor body (3).

3. Exchange or Three-phase generator according to Claim 1, characterized in that on one side of the Rotor body (3) non-magnetic cooling air guide plates (13) are provided. In References considered: French Patent No. 1179 576; British Patent No. 661569.