WO2013087330A2 - Elektrische maschine mit gehäuse- und statorsegmenten - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to an electrical machine having a housing, a disposed in the housing stator and, disposed within the stator rotatable rotor, wherein the housing min ⁇ least comprises at least two housing segments and the stator two stator segments, and a method for producing such a machine.
  • Such an electric machine or such a method can be used, for example, in tube mills.
  • the motors required for their drive can be particularly powerful and have diameters of several meters.
  • a ring motor of a tube mill which consists inter alia of a plurality of stator segments and housing covers and a rotor, wherein the ring motor between the stator and the rotor has an air gap.
  • the stator segments each have a Wicklungssys ⁇ system and simultaneously form the support structure of the Ringmo ⁇ tors.
  • the invention has for its object to provide an electric machine, which has favorable transport and installation properties at high output and despite normal manufacturing tolerances of their components allows the achievement of a precisely adjustable air gap.
  • This object is further achieved by a mill of demanding 6. Since mill drives make special demands on Leis ⁇ tung, torque, and stability of the support structure, a use of the electric machine there is particularly advantageous ⁇ way. Finally, this object is also achieved by a method for producing an electrical machine according to claim 7.
  • the stator and the housing are two separate machine components which are each subdivided into segments. This allows the construction of particularly slightest ⁇ tung strong and large electric machines by assembling the respective segments.
  • Such powerful Ma ⁇ machines are in particular used as a direct drive, for example in mill drives.
  • An important aspect of the present invention is the separation of the stator from the casing so that the electrical machines Ma ⁇ housing segments and separate stator segments comprising. Because especially powerful machines are not in one
  • the mechanically detachable connection is used inter alia to initiate the required counter torque of the motor from the stator into the support structure of the housing and can in particular be designed positive or non-positive.
  • the connection for example in the form of a screw connection, is an assembly of the machine relatively easy to bewerkstelli ⁇ conditions.
  • stator segments are ver ⁇ used so that they are relatively small and are produced in larger quantities.
  • the connection can be used for adjusting the stator segments. This is particularly advantageous if the housing segments and stator segments are used comparatively coarse Vietnamese toysstoleran ⁇ zen and can serve the mechanically releasable connection to compensate for the tolerances. Even with a deformation caused by gravity of the housing, this is an advantageous aspect, especially for large and heavy machines, as can also be readjusted. Furthermore, the production costs can be reduced by the larger number of stator segments and by the large manufacturing tolerances.
  • stator segments can be replaced without much effort at a ⁇ OF INVENTION to the invention the electrical machine.
  • stator segments can be such ges ⁇ taltet that they each include electrical windings or coils and impregnation of the windings or
  • Coils is performed only after their application to the respective stator segments.
  • the impregnation can be carried out, for example, as a vacuum pressure impregnation.
  • This initially allows the not yet impregnated windings to be applied to the respective stator segment, wherein a plurality of windings can certainly be applied.
  • the windings may for example be designed as coil, loop, rod or tooth windings.
  • at least two of the stator segments can be fixed to one of the housing segments. By fixing at least two stator segments to a housing segment, it is possible to make the housing comparatively ⁇ as grobgliedrig, so that the housing is divided into a few housing segments. Thus, the at ⁇ paid is reduced by partial joints between the housing segments.
  • stator segments on the housing segments can be carried out more precisely, since the stator can be subdivided into finer stator segments.
  • a wide ⁇ rer advantage of the finer subdivision of the stator such that the stator segments can be produced in a standardized form and Her ⁇ out costs can be reduced due to the higher number, and the lower development or adjustment requirements.
  • a respective air gap between the respective stator segments and the rotor is adjustable in such a way by means of the particular compound, the air gap for each of the Statorseg ⁇ elements is equal to a predetermined air gap.
  • the air gap for each stator segment is a separately ⁇ adjustable.
  • the air gap for each stator segment is a separately ⁇ adjustable.
  • the housing segments and the stator can be selected, which reduces the manufacturing costs of the housing segments and the Statorseg ⁇ ments.
  • stator segments each comprise at least two windings, which are each part of a total winding of the stator.
  • stator segment By applying at least two windings on each stator segment, the production of the entire stator is simplified ver ⁇ .
  • a coil is first wound, drawn and insulated, for example by bandaging. Subsequently ⁇ ated the coil is impregnated and finally employed isolated and the impregnated coil in the stator.
  • the simplification lies in the fact that the respective stator segment is first with at least two windings, such as windings 20, is provided, which already may have a isolie ⁇ Rende bandaging. Thereby, the impregnation of at least two or more Wicklun ⁇ gene in a single step by impregnating the entire stator segment together with the windings applied can be effected, which simplifies the production and makes it more cost-effective.
  • the stator segment including windings for this purpose has such a spatial extent that it can be impregnated in a single operation, in particular by introducing it into a vessel for carrying out a vacuum pressure impregnation.
  • the impregnation of stator segments together with windings which have not yet been impregnated enables an overall faster impregnation of the windings, in particular in comparison with the impregnation of individual windings in the manufacture of larger motors.
  • the advantage is particularly evident when an electric machine is particularly large and powerful. For example, such machines may have about 600 windings which have been previously impregnated individually and only then assembled into a stator. It is now possible, the windings 600, such that windings 50 come to 12 to stator defending ⁇ len on each stator segment, which are impregnated together in each case in one step.
  • the electric machine has a power of more than 10 MW.
  • the drive power can also be in the range of 20 MW to 40 MW.
  • the present invention can be transferred from rotary electric machines to linear electric machines, for example, to linear synchronous motors.
  • rotary electric machines for example, to linear synchronous motors.
  • linear electric machines for example, to linear synchronous motors.
  • FIG. 2 shows a detail of a schematic representation of an embodiment of an electric machine according to the invention.
  • Figure 1 shows an electrical machine according to the prior Tech ⁇ technology.
  • a ring motor 10 has a stator 1 with stator segments 4 and a rotor 2, wherein an air gap 5 is arranged between the stator 1 and the rotor 2.
  • the stator segments 4 are connected to one another via separation points 12, wherein the ring motor 10 rests on a foundation 13 via two bearing surfaces.
  • the stator segments 4 have a Wicklungssys ⁇ TEM having teeth 14, grooves 15 and tooth coils 16 summarizes environmentally.
  • FIG. 2 shows a section of a schematic representation of an embodiment of an electrical machine according to the invention 10.
  • Several stator 4 are fi xed in each case by means of a me ⁇ mechanically releasable connection to a housing segment.
  • a cylindrical housing is formed by a plurality of housing segments 3 and a cylindrical stator 1 by a plurality of stator segments 4, wherein based on the connec ⁇ tion, a desired stator inner diameter can be adjusted.
  • an air gap 5 between the stator 1 and a cylindrical rotor 2 is adjustable, wherein the adjustable distance between the rotor 2 and the respective stator 4 by means of the mechanically releasable connection, for example in the form of a screw, is selectable and usefully for each stator 4 equal is selected and set.
  • the housing segments 3 are comparatively robust and large components, since they must pass on the required counter torque of the electric ⁇ machine 10, which is supplied to them via the connection of the stator 4.
  • the housing is made up of comparatively few housing segments 3, which are chosen to be comparatively large, since connecting points between housing segments 3 weaken the carrying structure.
  • the stator 4 can on the one hand small Ver ⁇ be chosen to be equal to the housing segments 3, so that a plurality of stator segments 4 fi respectively to a housing segment 3 are xed. Since a plurality of windings may be applied to the respective stator segments 4, the stator 4 on the other hand are guided in size from ⁇ compared to the windings. For example, several dozen Wick- lungs or coils on a stator 4 is applied to ⁇ .
  • the size of the respective stator segments 4 together with the depending ⁇ nosti applied windings is preferably dimensioned such that in each case the entire stator segment 4 together with up ⁇ brought windings can be impregnated in a single step by means of vacuum-pressure impregnation, for which it in common for this process vessels must be feasible.
  • the invention relates to an electric Ma ⁇ machine with a housing, a disposed in the housing Sta ⁇ tor and, disposed within the stator rotatable rotor, wherein the housing at least two housing segments and the stator comprises at least two stator segments, and a method for producing such Machine.

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Abstract

Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine elektrische Maschine mit einem Gehäuse, einem im Gehäuse angeordneten Stator und einem innerhalb des Stators angeordneten drehbarenRotor, wobei das Gehäuse mindestens zwei Gehäusesegmente und der Stator mindestens zwei Statorsegmente umfasst, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Maschine. Um eine elektrische Maschine zu schaffen, welche bei hoher Ausgangsleistung günstige Transport- und Installationseigenschaften aufweist und trotz gewöhnlicher Fertigungstoleranzen ihrer Komponenten die Bewerkstelligung eines präzise einstellbaren Luftspalts erlaubt, wird vorgeschlagen, dass mittels jeweils zumindest einer mechanisch lösbaren Verbindung jedes der Statorsegmente einzeln an einem der Gehäusesegmente fixierbar ist.

Description

Beschreibung
Elektrische Maschine mit Gehäuse- und Statorsegmenten Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine mit einem Gehäuse, einem im Gehäuse angeordneten Stator und einem innerhalb des Stators angeordneten drehbaren Rotor, wobei das Gehäuse mindestens zwei Gehäusesegmente und der Stator min¬ destens zwei Statorsegmente umfasst, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Maschine.
Eine derartige elektrische Maschine bzw. ein derartiges Ver¬ fahren kommen beispielsweise bei Rohrmühlen vor. Die zu deren Antrieb benötigten Motoren können besonders leistungsstark sein und Durchmesser von mehreren Metern aufweisen. Aus
Transportgründen bestehen solche Motoren oftmals aus mehreren kleineren Segmenten, welche dann vor Ort zusammengebaut werden und in zusammengebautem Zustand gleichzeitig das Gehäuse und den Stator bilden.
Aus der DE 10 2007 005 131 B3 ist ein Ringmotor einer Rohrmühle bekannt, der unter anderem aus mehreren Statorsegmenten und Gehäuseabdeckungen sowie einem Rotor besteht, wobei der Ringmotor zwischen dem Stator und dem Rotor einen Luftspalt aufweist. Die Statorsegmente weisen jeweils ein Wicklungssys¬ tem auf und bilden gleichzeitig die Tragestruktur des Ringmo¬ tors .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Maschine zu schaffen, welche bei hoher Ausgangsleistung günstige Transport- und Installationseigenschaften aufweist und trotz gewöhnlicher Fertigungstoleranzen ihrer Komponenten die Bewerkstelligung eines präzise einstellbaren Luftspalts erlaubt .
Diese Aufgabe wird bei einer elektrischen Maschine der ein¬ gangs genannten Art dadurch gelöst, dass mittels jeweils zu¬ mindest einer mechanisch lösbaren Verbindung jedes der Sta- torsegmente einzeln an einem der Gehäusesegmente fixierbar ist .
Diese Aufgabe wird weiter gelöst durch eine Mühle gemäß An- spruch 6. Da Mühlenantriebe besondere Anforderungen an Leis¬ tung, Drehmoment und Stabilität der Tragstruktur stellen, ist ein Einsatz der elektrischen Maschine dort besonders vorteil¬ haft . Schließlich wird diese Aufgabe auch gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Maschine gemäß Anspruch 7.
Erfindungsgemäß sind der Stator und das Gehäuse zwei getrenn- te Maschinenkomponenten, welche jeweils in Segmente unterteilt sind. Dies erlaubt die Konstruktion von besonders leis¬ tungsstarken und großen elektrischen Maschinen durch Zusammensetzen der jeweiligen Segmente. Derart leistungsstarke Ma¬ schinen werden beispielsweise bei Mühlenantrieben, insbeson- dere als Direktantrieb, eingesetzt.
Ein wichtiger Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Trennung des Stators vom Gehäuse derart, dass die elektrische Ma¬ schinen Gehäusesegmente und separate Statorsegmente aufweist. Da insbesondere leistungsstarke Maschinen nicht in einem
Stück beziehungsweise in zusammengebautem Zustand transportiert werden können, da sie für einen Transport, beispiels¬ weise mittels Krananlagen, über Brücken oder durch Tunnel, zu groß und zu schwer sind, bietet die Unterteilung in ein sepa- rates Gehäuse, bestehend aus mindestens zwei Gehäusesegmen¬ ten, und einen separaten Stator, bestehend aus mindestens zwei Statorsegmenten, besondere Vorteile beim Transport.
Die mechanisch lösbare Verbindung dient unter anderem dazu, das erforderliche Gegendrehmoment des Motors vom Stator in die Tragstruktur des Gehäuses einzuleiten und kann insbesondere form- oder kraftschlüssig ausgeführt sein. Durch die Verbindung, beispielsweise in Form einer Schraubverbindung, ist eine Montage der Maschine relativ leicht zu bewerkstelli¬ gen. Dabei können beispielsweise Statorsegmente derart ver¬ wendet werden, dass sie vergleichsweise klein sind und in größerer Stückzahl hergestellt werden. Weiterhin kann die Verbindung zur Justage der Statorsegmente verwendet werden. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn Gehäusesegmente und Statorsegmente mit vergleichsweise groben Fertigungstoleran¬ zen verwendet werden und die mechanisch lösbare Verbindung zum Ausgleich der Toleranzen dienen kann. Auch bei einer schwerkraftbedingten Verformung des Gehäuses ist dies ein vorteilhafter Aspekt, insbesondere bei großen und schweren Maschinen, da auch nachjustiert werden kann. Weiterhin können durch die größere Stückzahl der Statorsegmente sowie durch die großen Fertigungstoleranzen die Produktionskosten verrin- gert werden.
Besonders vorteilhaft ist weiterhin, dass bei einer erfin¬ dungsgemäßen elektrischen Maschine einzelne defekte oder beschädigte Statorsegmente ohne großen Aufwand ersetzt werden können. Hierzu muss lediglich die Verbindung des betroffenen Statorsegments zu dem ihn tragenden Gehäusesegment gelöst werden, das defekte oder beschädigte Statorsegment entfernt werden und schließlich ein passendes Statorsegment wieder mittels zumindest einer mechanisch lösbaren Verbindung am Ge- häusesegment fixiert werden. Dadurch sind Wartungs- und Repa¬ raturarbeiten kostengünstig und schnell durchführbar.
Zusätzlich können die jeweiligen Statorsegmente derartig ges¬ taltet sein, dass sie jeweils elektrische Wicklungen oder Spulen umfassen und eine Imprägnierung der Wicklungen oder
Spulen erst nach ihrem Aufbringen auf den jeweiligen Statorsegmenten durchgeführt wird. Die Imprägnierung kann beispielsweise als Vakuum-Druck-Imprägnierung ausgeführt werden. Dies erlaubt zunächst die noch nicht imprägnierten Wicklungen auf dem jeweiligen Statorsegment aufzubringen, wobei durchaus eine Vielzahl von Wicklungen aufgebracht werden kann. Die Wicklungen können beispielsweise als Spulen-, Schleifen-, Stab- oder Zahnwicklungen ausgeführt werden. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind mindestens zwei der Statorsegmente an einem der Gehäusesegmente fixierbar . Durch die Fixierung von mindestens zwei Statorsegmenten an einem Gehäusesegment ist es möglich, das Gehäuse vergleichs¬ weise grobgliedrig auszuführen, so dass das Gehäuse in nur wenige Gehäusesegmente unterteilt ist. Dadurch wird die An¬ zahl von Teilfugen zwischen den Gehäusesegmenten verringert. Da Gegendrehmomente zu Antriebsdrehmomenten der elektrischen Maschine das Gehäuse beanspruchen, trägt die Verringerung der Anzahl von Teilfugen entscheidend zur Stabilität der Maschine bei . Gleichzeitig wird ein relativ fein untergliederter Stator ermöglicht. Die schon erwähnte Justierung der Statorsegmente an den Gehäusesegmenten lässt sich genauer durchführen, da der Stator in feinere Statorsegmente unterteilbar ist. Ein weite¬ rer Vorteil der feineren Unterteilung des Stators ist, dass derartige Statorsegmente in standardisierter Form hergestellt werden können und dank der höheren Stückzahl und dem geringeren Entwicklungs- beziehungsweise Anpassungsbedarfs die Her¬ stellungskosten gesenkt werden können. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein jeweiliger Luftspalt zwischen den jeweiligen Statorsegmenten und dem Rotor derart mittels der jeweiligen Verbindung einstellbar, dass der Luftspalt für jedes der Statorseg¬ mente gleich einem vorgebbaren Luftspalt ist.
Durch die mechanisch lösbare Verbindung zwischen den jeweiligen Statorsegmenten und den jeweiligen Gehäusesegmenten ist der Luftspalt für jedes einzelne Statorsegment separat ein¬ stellbar. Insbesondere für große Maschinen, bei denen auf- grund ihres Eigengewichts Verformungen auftreten können, kann somit bei der Montage vor Ort eine präzise Einstellung des Luftspalts und gleichermaßen des Statorinnendurchmessers er¬ folgen. Etwaige Verformungen können somit kompensiert werden. Gleichzeitig können großzügigere Fertigungstoleranzen für die Gehäusesegmente und die Statorsegmente gewählt werden, was die Herstellungskosten der Gehäusesegmente und der Statorseg¬ mente verringert.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfassen die Statorsegmente jeweils mindestens zwei Wicklungen, welche jeweils ein Teil einer Gesamtwicklung des Stators sind .
Durch das Aufbringen von mindestens zwei Wicklungen auf jedem Statorsegment wird die Herstellung des gesamten Stators ver¬ einfacht. Oftmals wird bei der Herstellung von Statoren oder Statorsegmenten zunächst eine Spule gewickelt, gezogen und isoliert, beispielsweise durch eine Bandagierung. Anschlie¬ ßend wird die Spule imprägniert und schließlich die isolierte und imprägnierte Spule in den Stator eingesetzt.
Die Vereinfachung liegt nun darin, dass das jeweilige Stator- segment zuerst mit mindestens zwei Wicklungen, beispielsweise mit 20 Wicklungen, versehen wird, welche schon eine isolie¬ rende Bandagierung aufweisen können. Dadurch kann die Imprägnierung von mindestens zwei beziehungsweise mehreren Wicklun¬ gen in einem einzigen Arbeitsschritt durch Imprägnieren des gesamten Statorsegments samt aufgebrachten Wicklungen erfolgen, was die Herstellung vereinfacht und kostengünstiger macht .
Vorteilhafterweise weist das Statorsegment samt Wicklungen hierzu eine solche räumliche Ausdehnung auf, dass es in einem einzigen Vorgang imprägniert werden kann, insbesondere durch das Einbringen in ein Gefäß zur Durchführung einer Vakuum- Druck-Imprägnierung. Die Imprägnierung von Statorsegmenten samt noch nicht imprägnierten Wicklungen ermöglicht eine ins- gesamt schnellere Imprägnierung der Wicklungen, insbesondere im Vergleich zur Imprägnierung von einzelnen Wicklungen bei der Herstellung von größeren Motoren. Der Vorteil wird insbesondere dann offenkundig, wenn eine elektrische Maschine besonders groß und leistungsstark ist. Beispielsweise können solche Maschinen etwa 600 Wicklungen aufweisen, welche bisher einzeln imprägniert wurden und erst danach zu einem Stator zusammengesetzt wurden. Nunmehr ist es möglich, die 600 Wicklungen auf 12 Statorsegmente zu vertei¬ len, so dass auf jedes Statorsegment 50 Wicklungen kommen, welche jeweils in einem Arbeitsschritt zusammen imprägniert werden .
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist die elektrische Maschine eine Leistung von mehr als 10 MW auf. Insbesondere bei großen Ringmotoren und bei Antrieben für Mühlen können solch leistungsstarke Maschine eingesetzt werden. Beispielsweise kann die Antriebsleistung auch im Bereich von 20 MW bis 40 MW liegen.
Durch eine Imprägnierung mittels Vakuum-Druck-Imprägnierung können weiterhin große Spannungsstufen, beispielsweise von über 6 kV, zwischen einzelnen Wicklungen und einzelnen Statorsegmenten realisiert werden. Dies ist insbesondere bei hochpoligen und langsam laufenden Maschinen von Vorteil, wie sie zum Beispiel bei Generatoren und Kompressorantrieben sowie im Bergbau und in der Erzverarbeitung eingesetzt werden.
Im Übrigen kann die vorliegende Erfindung von rotatorischen elektrischen Maschinen auf lineare elektrische Maschinen, beispielsweise auf Linearsynchronmotoren, übertragen werden. Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
FIG 1 eine elektrische Maschine gemäß Stand der Technik und
FIG 2 einen Ausschnitt einer Schemadarstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine . Figur 1 zeigt eine elektrische Maschine gemäß Stand der Tech¬ nik. Ein Ringmotor 10 weist einen Stator 1 mit Statorsegmenten 4 sowie einen Rotor 2 auf, wobei ein Luftspalt 5 zwischen dem Stator 1 und dem Rotor 2 angeordnet ist. Die Statorseg- mente 4 sind über Trennstellen 12 miteinander verbunden, wobei der Ringmotor 10 über zwei Auflageflächen auf einem Fundament 13 ruht. Die Statorsegmente 4 weisen ein Wicklungssys¬ tem auf, welches Zähne 14, Nuten 15 und Zahnspulen 16 um- fasst .
Figur 2 zeigt einen Ausschnitt einer Schemadarstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine 10. Mehrere Statorsegmente 4 sind jeweils mittels einer me¬ chanisch lösbaren Verbindung an einem Gehäusesegment 3 fi- xiert. Dabei wird ein zylinderförmiges Gehäuse durch mehrere Gehäusesegmente 3 und ein zylinderförmiger Stator 1 durch mehrere Statorsegmente 4 gebildet, wobei anhand der Verbin¬ dung ein gewünschter Statorinnendurchmesser eingestellt werden kann. Somit ist ein Luftspalt 5 zwischen dem Stator 1 und einem zylinderförmigen Rotor 2 einstellbar, wobei der einstellbare Abstand zwischen dem Rotor 2 und dem jeweiligen Statorsegment 4 mittels der mechanisch lösbaren Verbindung, beispielsweise in Form einer Schraubverbindung, wählbar ist und sinnvollerweise für jedes Statorsegment 4 gleich gewählt und eingestellt wird.
Die Gehäusesegmente 3 sind vergleichsweise robuste und große Bauteile, da sie das erforderliche Gegendrehmoment der elekt¬ rischen Maschine 10 weiterleiten müssen, welches ihnen über die Verbindung von den Statorsegmenten 4 zugeleitet wird.
Auch aus Stabilitätsgründen setzt sich das Gehäuse aus vergleichsweise wenigen Gehäusesegmenten 3 zusammen, welche vergleichsweise groß gewählt werden, da Verbindungsstellen zwischen Gehäusesegmenten 3 die Tragestruktur schwächen.
Dagegen können die Statorsegmente 4 einerseits klein im Ver¬ gleich zu den Gehäusesegmenten 3 gewählt werden, so dass mehrere Statorsegmente 4 jeweils an einem Gehäusesegment 3 fi- xiert sind. Da auf den jeweiligen Statorsegmenten 4 mehrere Wicklungen aufgebracht werden können, können die Statorsegmente 4 andererseits im Vergleich zu den Wicklungen groß aus¬ geführt werden. Beispielsweise können mehrere Dutzend Wick- lungen oder Spulen auf ein Statorsegmente 4 aufgebracht wer¬ den. Die Größe der jeweiligen Statorsegmente 4 samt den je¬ weiligen aufgebrachten Wicklungen ist vorzugsweise derart bemessen, dass jeweils das gesamte Statorsegment 4 samt aufge¬ brachten Wicklungen in einem einzigen Arbeitsschritt mittels Vakuum-Druck-Imprägnierung imprägnierbar ist, wofür es in für diesen Vorgang gängige Gefäße einführbar sein muss.
Für nicht dargestellte und hier aufgeführte Bezugszeichen siehe Figur 1.
Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine elektrische Ma¬ schine mit einem Gehäuse, einem im Gehäuse angeordneten Sta¬ tor und einem innerhalb des Stators angeordneten drehbaren Rotor, wobei das Gehäuse mindestens zwei Gehäusesegmente und der Stator mindestens zwei Statorsegmente umfasst, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Maschine.
Um eine elektrische Maschine zu schaffen, welche bei hoher Ausgangsleistung günstige Transport- und Installationseigen- schaffen aufweist und trotz gewöhnlicher Fertigungstoleranzen ihrer Komponenten die Bewerkstelligung eines präzise einstellbaren Luftspalts erlaubt, wird vorgeschlagen, dass mit¬ tels jeweils zumindest einer mechanisch lösbaren Verbindung jedes der Statorsegmente einzeln an einem der Gehäusesegmente fixierbar ist.

Claims

Patentansprüche
1. Elektrische Maschine umfassend
- ein Gehäuse,
- einen im Gehäuse angeordneten Stator und
- einen innerhalb des Stators angeordneten drehbaren Rotor, wobei das Gehäuse mindestens zwei Gehäusesegmente und der Stator mindestens zwei Statorsegmente umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass mittels jeweils zumindest einer mechanisch lösbaren Verbindung jedes der Statorsegmente einzeln an einem der Gehäusesegmente fixierbar ist.
2. Elektrische Maschine nach Anspruch 1,
wobei an einem der Gehäusesegmente mindestens zwei der Sta- torsegmente fixierbar sind.
3. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che,
wobei ein jeweiliger Luftspalt zwischen den jeweiligen Sta- torsegmenten und dem Rotor derart mittels der jeweiligen Verbindung einstellbar ist, dass der Luftspalt für jedes der Statorsegmente gleich einem vorgebbaren Luftspalt ist.
4. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprü- che,
wobei die Statorsegmente jeweils mindestens zwei Wicklungen umfassen, welche jeweils ein Teil einer Gesamtwicklung des Stators sind.
5. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che mit einer Leistung von mehr als 10 MW.
6. Mühle mit einer elektrischen Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
7. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Maschine, die zumindest ein Gehäuse, einen im Gehäuse angeordneten, mindes- tens zwei Statorsegmente umfassenden Stator und einen innerhalb des Stators angeordneten drehbaren Rotor aufweist, wobei das Gehäuse zumindest aus zwei Gehäusesegmenten zusam¬ mengesetzt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass jedes einzelne der Statorsegmen¬ te mittels zumindest jeweils einer mechanisch lösbaren Verbindung an einem der Gehäusesegmente fixiert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
wobei ein jeweiliger Luftspalt zwischen den jeweiligen Statorsegmenten und dem Rotor mittels der jeweiligen Verbindung derart eingestellt wird, dass der Luftspalt für jedes der Statorsegmente gleich einem vorgebbaren Luftspalt ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8,
wobei die Statorsegmente jeweils mindestens zwei Wicklungen umfassen, welche jeweils ein Teil einer Gesamtwicklung des Stators sind und
wobei jedes Statorsegment mittels Vakuum-Druck-Imprägnierung imprägniert wird.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2924847A1 (de) 2014-03-28 2015-09-30 Siemens Aktiengesellschaft Zusammengesetzte elektrische Maschine
EP2993766A1 (de) 2014-09-08 2016-03-09 Siemens Aktiengesellschaft Verbesserte Kühlung eines Ringmotors
EP3035500A1 (de) 2014-12-18 2016-06-22 Siemens Aktiengesellschaft Statorsegment für einen hohlzylinderförmigen, segmentierten Stator einer elektrischen Maschine
CN108711966B (zh) * 2018-06-26 2019-12-06 新疆金风科技股份有限公司 发电机的转子组件及发电机
CN121461659A (zh) * 2026-01-06 2026-02-03 江苏嘉轩智能工业科技股份有限公司 环形电机、磨机和用于装配磨机的方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007005131B3 (de) 2007-02-01 2008-01-31 Siemens Ag Ringmotor

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3626219A (en) * 1970-05-21 1971-12-07 Leon R Lease Dynamo electric machine and method of making same
US3683218A (en) * 1971-08-16 1972-08-08 Harowe Servo Controls Inc Rotary electrical device
ATE52881T1 (de) * 1985-11-25 1990-06-15 Bbc Brown Boveri & Cie Verfahren zur herstellung der wicklung einer elektrischen maschine.
DE19608286B4 (de) * 1996-02-23 2004-02-12 Siemens Ag Belüftungssystem für den Ringmotor einer Rohrmühle
NZ335900A (en) * 1996-11-04 2000-12-22 Abb Ab A stator for a rotating electric machine and a method of manufacturing a stator
DK173641B1 (da) * 1998-12-15 2001-05-14 Bonus Energy As Generator, fortrinsvis til en vindmølle
CA2573089C (en) * 2004-07-19 2011-11-22 Rotatek Finland Oy A rotary electrical machine based on the principle of a linear machine
US7692357B2 (en) * 2004-12-16 2010-04-06 General Electric Company Electrical machines and assemblies including a yokeless stator with modular lamination stacks
DE102005029895A1 (de) * 2005-06-27 2007-01-04 Siemens Ag Direktantrieb für Großantriebe
EP2063115B1 (de) * 2007-11-26 2019-06-05 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Direktantriebsgenerator und Windturbine
EP2211443B1 (de) * 2009-01-23 2016-05-18 Siemens Aktiengesellschaft Herstellung von Segmenten mit speziellen Endspulen zur Verbindung der Segmente
ES2523775T3 (es) * 2011-01-25 2014-12-01 Siemens Aktiengesellschaft Molino tubular

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007005131B3 (de) 2007-02-01 2008-01-31 Siemens Ag Ringmotor

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