<Desc/Clms Page number 1>
Kurzschlussläufer für asynchron anlaufende Synchron-und Asynchronmaschinen.
Es ist bekannt, das Anzugsmoment von Induktionsmotoren mit Kurzschlussanker dadurch zu erhohen, dass man bei Anlauf den Skineffekt der Nutenstäbe zu Hilfe nimmt. Das erfordert aber tiefe
Rotornuten und schmale Rotorleiter (Bild 1), da das Verhältnis des Wechselstromwiderstandes zum
Gleichstromwiderstand der Leiter innerhalb der Grenzen, die praktisch in Frage kommen, nahezu der
Nuttiefe proportional ist. Solche tiefe Nuten sind bei kleinen Motoren unmöglich, weil nicht genügend
Platz für die Rückenhöhe des Rotoreisens bleiben würde. Sie sind aber auch bei grossen Maschinen zum mindesten sehr unerwünscht, weil sie das Eisenvolumen des induzierten Teiles übermässig vergrössern und weil die hohen schmalen Nutenstäbe mechanisch zu schwach ausfallen.
Nach vorliegender Erfindung wird derselbe Zweck-die Vergrösserung des Rotorwiderstandes bei Anlauf durch selbsterzeugte Wirbelströmungen - mit normalen Nutentiefen erreicht.
Für daq Verständnis des Erfindungsgedankens ist Bild 2 am einfachsten. Hier sind Nut und
Leiter U-förmig gestaltet durch Anbringen eines Eisensteges, der in die Nut bis in die Nähe ihres Grundes hineinreicht und an der Nutöffnung mit einem der angrenzenden Zähne zusammenhängt. In der Ausbildung der magnetischen Kraftlinien ist diese Anordnung der in Fig. 1 dargestellten durchaus gleichwertig, da in beiden Fällen auf der einen Schmalseite des Leiters ein Kraftlinienweg mit hohem, auf der anderen
Schmalseite ein Weg mit niedrigem magnetischem Widerstand liegt. Bei beiden Anordnungen umschlingen alle vom Leiterstrom erzeugten und die Nut durchsetzenden Kraftlinien die Schmalseite des Leiters am Nutengrunde und drängen so den Strom nach der Nutöffnung hin.
Für die Stärke dieses Effektes ist bei beiden Anordnungen die Länge des Leiterquerschnittes massgebend, die in Fig. 1 mit der geo- menschen Nuttiefe t identisch ist, in Fig. 2 dagegen nahezu gleich ist dem doppelten Werte der geo- metrischen Nuttiefe t.
Fabrikatorisch einfacher ist die elektrisch gleichwertige Ausführung von Bild 3. Hier ist der
U-förmige Stab in zwei Teilleiter aufgelöst, die nur an ihren Enden miteinander verbunden werden, z. B. durch die normalen Kurzschlussringe eines Käfigankers. Da offenbar auch bei den Ausführungen nach Fig. 1 und 2 alle Stromfäden im Leiter, soweit er in die Nut eingebettet ist, parallel zur Leiterachse verlaufen, kann die Zweiteilung des Leiters innerhalb der Nut elektrisch keine Änderung hervorrufen.
Nochmals einfacher und trotzdem nicht minder wirksam ist die Ausführung von Bild 4, in welcher der lamel1ierte Steg nach Bild 2 und 3 durch ein massives eisernes Lineal ersetzt ist. Innerhalb der Nut sind die Teilleiter gegen dieses Lineal isoliert. Ausserhalb der Nut braucht das nicht mehr der Fall zu sein. Doch dürfte es zweckmässig sein, das Lineal vom Blechpaket durch eine dünne Isolationseinlage zu trennen. Die Teilleiter können auf das Lineal unter Druck aufgeklebt werden, so dass Lineal und Teilleiter einen einzigen kombinierten Nutenstab bilden.
Ein besonderer Vorteil der letzten Anordnung besteht darin, dass sich bei ihr der Steg bequem als magnetischer Keilverschluss ausbilden lässt (Bild 5). Es wird dadurch ermöglicht, grössere Maschinen mit offenen Nuten herzustellen und die Leiter von oben in die Nut einzuführen, während die Einführung des Eisenlineals die endgültige U-Form ergibt.
Auch auf runde Nuten lässt sich der Erfindungsgedanke übertragen. So bedeutet in Bild 6 und 7 L ein gezogenes Eisenlineal. In Bild 6 ist es gegen das geschlitzte Leiterrohr (R) isoliert. Auf die Isolation kann man verzichten, wenn man das Lineal selbst mit einem Schlitz versieht, der auch mit elektrisch isolierendem und unmagnetischem Material ausgefüllt sein kann, wie in Bild 7 durch die schwarz
<Desc/Clms Page number 2>
abgelegte Fläche angedeutet. Der Schlitz im Lineal verhindert eine direkt leitende Verbindung zwischen den beiden Schmalseiten des Leiterquerschnittes über die schmale Eisenbrücke.
Bei den bisher behandelten rechteckigen Nuten (Bild 2-5) mit einfacher U-Form ist die wirksame Nuttiefe etwa doppelt so gross als die geometrische Nuttiefe. Man kann aber auch eine Vervielfachung der geometrischen Nuttiefe erreichen, in dem Leiter und Nut mehrfach U-förmig ausgeführt wird. So zeigt Bild 8 eine Anordnung, bei der eine doppelte U-Form auch verwendet ist, so dass die wirksame Nuttiefe viermal so gross ist als die geometrische Nuttiefe, die also elektrisch einer schmalen Nut von vierfacher Tiefe nahezu gleichwertig ist. Die schwarz angelegten Konstruktionsteile stellen in dieser Figur die aktiven Leiter dar.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Kurzschlussläufer für asynchron anlaufende Synchron-oder Asynchronmaschinen, dadurch gekennzeichnet, dass der Nuten-und Leiterquerschnitt ein-oder mehrfach U-förmig gebogen ist, zum Zweck der Vergrösserung des Verhältnisses von Wechselstromwiderstand zu Gleichstromwiderstand (Fig. 2).