AT202217B - Kurzschlußläufermotor, insbesondere mit hoher Umlaufgeschwindigkeit des Drehfeldes - Google Patents

Description

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  Kurzschlussläufermotor, insbesondere mit hoher Umlaufgeschwindigkeit des Drehfeldes 
Mehrphasige Läufer bzw. Käfigläufer von Kurz-   schlussläufermotoren   sind mit einem Eisenanker nicht für beliebig hohe Frequenzen verwendbar. 



  Bei Frequenzen von mehr als 1000 Perioden/sec sind die Eisenverluste, die bekanntlich etwa proportional mit der Frequenz ansteigen,. so hoch, dass die Permeabilität des Eisens nicht ausgenützt werden kann. Es sind eisenlose Läufer in Schalenoder   Glockenform   für Kleinmotoren, Wattmeter od. dgl. bekannt, deren Antrieb nach dem Ferrarisprinzip erfolgt. 



   Gegenstand der Erfindung ist ein Kurzschlussläufermotor, insbesonderemithoherUmlaufgeschwindigkeit des Drehfeldes, der dadurch   gekenn-   zeichnet ist, dass   der Ständer   aus einander übergreifenden Spulen gebildet, einen im wesentlichen kugel-oder ellipsoidförmigen Raum prak- 
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 besteht, deren jede   an der Läuferwelle   unmittelbar oder mittels eines Teiles aus nichtmagnetisierbarem Material an zwei Stellen befestigt ist, derart, dass der von allen Leiterschleifen umschlossene Raum im wesentlichen kugel- oder ellipsoidförmige Gestalt besitzt. Auf diese Weise lässt sich ter Läufer völlig ohne Eisen ausbilden, so dass die Ma-   gneti6ierungsverluste   ganz wegfallen.

   Es ist bekannt, Gleichstromläufer so auszuführen, dass ihre Oberfläche in der Mitte eine Kugelfläche bildet, während die an den Enden des Läufers befindlichen Kollektoren eine wesentliche Abweichung 
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 ten bekannt, bei denen auf einer Achse zwei um
90  gegeneinander versetzte kreisförmige Spulen angebracht sind, die jedoch keinen Kurzschluss- läufer bilden, sondern ein in seinem Ausschlag begrenztesMesswerk. 



   Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Fig. 1 und 2 zeigen im
Längsschnitt bzw. in Stirnansicht einen Kurz-   schlussläufer   und die Fig. 3 und 4 den dazuge- hörenden Ständer im   Längsschnitt   bzw. in Stirn- 
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 kreisförmigen   Leitersch1eifen   1 und   2,   die um 90  gegeneinander versetzt an der Läuferwelle 3 befestigt sind. Die Leiterschleifen bestehen aus einem bandförmigen Material, Flachstab, Blech, Litzen oder Litzengewebe. An den Befestigungsstellen mit der Läuferwelle 3 sind die Leiterschleifen 1 und 2 gleichsinnig um je   90. verdrillt m   die   Läuferwelle   herumgeführt. 



   An den Stellen, an denen die Leiterschleifen 1 und 2 ohne Unterbrechung an der Läuferwelle 3 vorbeigeführtsind, sindsiemittelsLaschen4 bzw. 5 an der   Läuferwelle   3 befestigt. An den gegenüberliegenden Stellen sind die Enden der Leiterschleifen 1 und 2 beiderseits an die Läufer- 
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 dieser Anordnung kann die Zugfestigkeit der Leiterschleifen voll ausgenützt werden. 



   Bei   Kurzschlussläufern   dieser Ausführung kann es unter Umständen zweckmässig sein, die Leiterschleifen nach jener Kettenlinie zu formen, die unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft zustande kommt. Diese Ausführung kommt vor allem bei hoher Zentrifugalkraft in Frage oder dann, wenn die Leiterschleifen aus einem besonders biegsamen Matrial bestehen. 



   Um Unsymmetrien der durch die einzelnen Leiterschleifen fliessenden Ströme zu verringern, ist es zweckmässig, die Schleifen gegeneinander und auch gegen. die Läuferwelle durch Zwischenlagen zu isolieren. 



   Der in den Fig. 3 und 4   dargestellte Ständer   ist aus Flachspulen R, R', S, S', T, T'zusammengesetzt und bildet einen Körper, dessen, äussere Umhüllung die Gestalt eines Rotationsellipsoides   hat, während der   zur Aufnahme des Läufers dienende Hohlraum etwa Kugelgestalt hat. Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch   die Spulenanordnun   längs der   Linie A#B   der Fig. 4. Die   Läufer   welle ist ausserhalb des Ständers in   Kugellager !   gelagert. Sie ist in Fig. 3 und 4 durch strichliert
Linien angedeutet. Die Wicklungen jeder PhasE 
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R')folgender Reihenfolge von innen nach aussen auf gebaut : R, S, T,   T', S',   R'.

   Mit diesem Aufbau ergibt sich eine optimale Anordnung der einzel 

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 nen Spulenfedern zu einem möglichst symmetrischen Drehfeld. 
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 gen der einzelnen Spulen schräg zusammenlaufend   ausgeführt   werden, so dass sie entweder schon beim Wickeln oder nach dem Einbau der Form des Läufers angepasst werden können, so dass auch hier der zur Aufnahme des Läufers dienende Hohlraum etwa   Kugelgestalt     erhält.   



   Zwischen den Spulen des Ständers ist Platz für den Hindurchtritt von Kühlluft vorgesehen, 
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 dadurch erzielen, dass zwischen den einzelnen   Windungen der. Spulen Distanzstücke angeordi-    net werden, so dass die   Kühlíluft   auch zwischen den einzelnen Windungen hindurchtreten kann. 
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 ausbilden.kelt, paarweise um 450 gegeneinander versetzt an der Läuferwelle befestigt sind. 



   Bei völlig symmetrischen Drehfeldern kann es 
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 einer oder mehreren Hohlkugeln durch spanabhebende Formgebung herzustellen, derart, dass die 
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 der   Läuferwelle   angebracht werden. 



   Ist das erregende Drehfeld elliptische, so treten am Läufer Unsymmetriekräfte auf ; diese lassen sich beim   erfindungsgemässen     Kurzschu. ssläufer-   motor zum Teil durch kleine Kerne aus magnetischem Material kompensieren, die im Inneren des Läufers anzubringen sind. Der elektrodynamische Druck zwischen zwei entgegengesetzt durchflossenen Spulen ist nämlich der magnetischen Zugkraft ungefähr entgegengesetzt gerichtet.

   Bei Verwendung einer eisernen   Läuferwelle   oder eines oder mehrerer kleiner lamellierter oder mit Eisenpulver gefüllter Zylinder kann der magnetische Zug bis auf einen    geringen überschuss, der   abstossenden und daher zentrierenden elektrodyna- 
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 erfindungsgemässe Kurzschluss1äufermotorräten an solchen Stellen verwenden, an denen hinreichend starke Drehfelder auftreten, wenn die   t Leiterschleifen   als Ventilatorflügel ausgebildet werden. Als Anwendungsfall hiefür kommen bei- spielsweise mehrphasige Drosselspulenanordnungen in Frage. Der Ventilator kann auch in einem flüssigen   oder gasförmigen Kühlmittel (01,   Was-   ; serstoft cd. dg1.)   angeordnet und zur wirksamen
Kühlung der Ständerwicklung ausgebildet sein. 



   An solchen Stellen, an denen keine Drehfelder, sondern nur Wechselfelder auftreten, ist es zweck- mässig, zur Erzeugung eines Drehfeldes eine Hilfswicklung zu verwenden, die ein zur Richtung des
Wechselfeldes senkrechtes und in der Phase ver- schobenes Hilfsfeld hinzusetzt. 



   In vielen Fällen ist der Läufer mit vertikaler Achse aufgestellt. Bei elliptischen   Erregerfeldem,   insbesondere dann, wenn noch zusätzliche Un- 
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 erweist es sich als zweckmässig, die Läuferwelle elastisch zu lagern, damit dem Läufer eine seitliche Bewegungsmöglichkeit gegeben ist. Die Läuferwelle führt unter dem Einfluss der seitlichen 
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 unter Vermeidung hoher Lagerreaktionen auch unsymmetrischen Drehfeldern folgen kann. : 
PATENTANSPRÜCHE :
1.

   Kurzschlussläufermotor, insbesondere mit hoher Umlaufgeschwindigkeit des Drehfeldes, da- 
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 ander übergreifenden Spulen gebildet, einen   im'   wesentlichen kugel-oder ellipsoidförmigen Raum praktisch allseitig umschliesst und dass der Läufer aus einer oder mehreren geschlossenen Leitersehleifen besteht, deren jede an der   Läuferwelle   unmittelbar oder mittels eines Teiles aus   nichtma- i   gnetisierbarem Material an zwei Stellen befestigt ist, derart, dass der von allen Leiterschleifen umschlossene Raum im wesentlichen kugel- oder   el1ipsoidrörmige   Gestalt besitzt.

Claims (1)

1. 2. Kurzschlussläufermotor nach Anspruch 1, da- J durch gekennzeichnet, dass die Leiterschleifen aus einem bandförmigen Material, Flachstäben, Blech, Litze oder Litzengewebe gefertigt sind und an der Läuferwelle mittels Kröpfungen und Laschen be- EMI2.10 mässig um gleiche Winkel gegeneinander versetzt angeordnet sind.

   4. Kurzschlussläufermotor nach Anspruch I. 2 EMI2.11 und/oder gegen die Läuferwelle isoliert sind. 5. Kurzschlussläufermotor nach einem der vor- EMI2.12 dass der Windungsquerschnitt der Leiterschleifen Kreisform besitzt.

   6. Kurzschlussläufermotor nach einem der An- EMI2.13 nach jener Kettenlinie geformt ist, die unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft zustande kommt. <Desc/Clms Page number 3>

   7. Kurzschlussläufermotor nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ständer des Motors aus Flachspulen (R, R', S, S', T, T') zu einem hoh1kugelförmigen Gebilde zusammengesetzt ist, wdbei je Phase zwei Spulen (z. B. R und R') vorgesehen sind, zwischen denen die Läuferwelle hindurchgeführt ist.

   8. Kurzschlussläufermotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den einzelnen Windungen Distanzstücke angordhet sind, derart, dass zwischen den Windungen Raum zum Hindurchtritt von Kühlluft frei bleibt.

   9. Kurzschlussläufermotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer mit vier Leiterschleifen und der Ständer mit wenigstens zwölf Spulen versehen ist.

   10. Kurzschlussläufermotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer aus einer oder mehreren Hohlkugeln durch spanabhebende Formgebung gefertigt ist.

   11. Kurzschlussläufermotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer mit einer eisernen Welle oder einem kleinen lamellierten oder mit Eisenpulver gefüllten Zylinder versehen ist.

   12. Kurzschlussläufermotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterschleifen als Ventilatorflügel ausgebildet sind.

   13. Kurzschlussläufermotor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer in einem flüssigen oder gasförmigen Kühlmittel (öl, Wasserstoff od. dgl.) angeordnet ist.

   14. Kurzschlussläufermotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer in einem WechselfeId angeordnet ist, dem mittels einer Hilfswicklung ein zur Richtung des Wechselfeldes senkrechtes und in der Phase durch einen induktiven oder kapazitiven Parallelwiderstand verschobenes Hilfsfeld zugesetzt wird. EMI3.1