Induktionsmotor mit scheibenförmigem Ständer mit einer Ringwicklung. Die Erfindung betrifft einen Induktions motor mit scheibenförmigem Ständer mit einer Ringwicklung, zu dessen beiden Seiten scheibenförmige Läuferhälften mit Kurz schlusswicklung angeordnet sind.
Bei dieser Art von Motoren liess man bisher entweder die Kurzschlussstäbe aus dem Läuferblech herausragen und versah sie hier mit Kurzschlussringen oder man hat die Kurzschlussstäbe ausserhalb des Läufer- bleches geführt und um den Ständer in Rich tung zueinander gebogen, so dass die Kurz schlussringe an den Enden der gebogenen Stäbe der beiden Läuferhälften so nahe wie möglich beieinander lagen. Bei der ersten Anordnung wird indessen der Teil der Kurz schlussreaktanz, der von den Ständerwick lungen ausserhalb der Nuten und den Läufer kurzschlussringen herrührt, gross, so dass der Leistungsfaktor schlecht und die Über lastungsfähigkeit gering ist.
Bei der zweiten Anordnung wird zwar die Kurzschlussreak tanz sehr gering, weil ein grosser Teil der Ständerwicklungsfelder in der Läuferwick lung induzierend wirkt, so dass der Lei- stungsfaktor gut und,die Überlastungsfähig- keit gross wird, jedoch sind anderseits Ge wicht und Verlust in der Läuferwicklung wegen der stark erhöhten Stablänge verhält nismässig gross.
Die Erfindung bezweckt, die vorteilhaf ten Eigenschaften eines Motors mit Ring wicklung durch die Vereinigung dieser bei den bei Motoren mit Ringwicklung bekann ten Anordnungen auszunützen und sowohl einen Kurzschlussring nahe am Eisen, als auch am Ende der umgebogenen Stäbe anzu bringen. Gemäss der Erfindung werden die Nachteile der beiden bekannten Anord nungen dadurch vermieden, dass der Ge samtquerschnitt der ausserhalb des Läufer- bleches verlaufenden Stäbe kleiner ist als der Gesamtquerschnitt der im Blech verlaufen den Stäbe.
Im Vergleich zu der Anordnung mit gebogenen Stäben und einfachem Kurz schlussring an jeder Seite wird hierdurch Kupfer gespart und gleichzeitig der Kupfer verlust herabgesetzt, da die äussern Teile der Wicklung nur einen geringeren Teil des ge samten Stromes führen. Der Teil der Kurz schlussreaktanz, der von der Ständerwicklung ausserhalb des Bleches herrührt, ist noch immer klein, weil ein grosser Teil ihrer Kraftlinien auch jetzt auf die Läuferwick lung induzierend wirkt.
Der Unterschied in den Gesamtquer schnitten der Stäbe innerhalb und ausserhalb des Läuferbleches kann auf verschiedene Weise erzielt werden. So kann zum Beispiel bei gegossener Läuferwicklung der Quer schnitt der Stäbe ausserhalb des Bleches durch Verringerung der Stabzahl gegenüber der Zahl der Stäbe innerhalb des Bleches oder durch Verringerung des Stabquer schnittes bei gleicher Stabzahl ausserhalb und innerhalb des Bleches vermindert wer den.
Sind die Stäbe oder Ringe zusammen geschweisst oder -gelötet, so kann man vor teilhaft einen Teil der Stäbe am Ring nahe des Eisens aufhören lassen und einen Teil zu den Ringen am Ende der U-förmigen Stäbe führen; oder man kann in jeder Nut zwei voneinander isolierte Sätze von Stäben von passendem Durchmesser einlegen und den einen Satz, gewöhnlich den in der Nähe der Luftspalte, zu den Ringen, die von dem Eisen entfernt liegen, und den andern Satz nur zu den Ringen, die dem Eisen am näch sten liegen, führen.
Die Konstruktion der Kurzschlusswick lung der Läuferhälften am äussern Umfang des Läuferbleches braucht selbstverständlich nicht mit derjenigen auf der Innenseite des Läuferbleches übereinzustimmen, da in vie len Fällen auf der Innenseite des Läufer- bleches vorteilhaft die übliche bekannte Anordnung benutzt werden kann, bei der die Läuferstäbe entweder direkt an der Aussenseite des Bleches aufhören und dort mit Kurzschlussringen verbunden sind oder an der Innenseite des Ständers entlang gekrümmt und mit Kurzschlussringen am Ende der vorstehenden krummen Stäbe ver bunden sind.
Die einzelnen Stäbe in der einen Läuferhälfte können auch mit den ent sprechenden Stäben in der andern Läufer hälfte elektrisch verbunden und ein gemein samer Kurzschlussring für beide Läufer hälften auf der Innenseite des Ständers vor gesehen sein.
Die Verringerung des Gesamtquerschnit tes der ausserhalb des Läuferbleches verlau fenden Stäbe im Verhältnis zu dem Gesamt querschnitt der im Blech verlaufenden Stäbe kann auf der Innenseite der Läuferhälften auch dort erfolgen, wo die Einzelstäbe der beiden Läuferhälften miteinander elektrisch verbunden sind, wenn hierbei Kurzschluss ringe nahe dem Eisen angeordnet werden.
Mit dieser Anordnung lassen sich ferner durch Änderung des Verhältnisses zwischen dem Widerstand im Kurzschlussring nahe dem Eisen und der Summe der Widerstände des vom Eisen entfernt liegenden Kurz schlussringes und der Stäbe zwischen diesen Kurzschlussringen verschiedene Motorcharak teristiken erreichen. Diese Wirkung kann dadurch erhöht werden, dass man in an sich bekannter Weise magnetisches Material an dem dem Eisen am nächsten liegenden Kurz schlussring vorsieht, oder dass man an jeder Läuferhälfte zwei Kurzschlusswicklungen vorsieht, eine in der Nähe des Luftspaltes mit gebogenen Stäben und Kurzschlussringen an den äussern Enden der Stäbe und eine weiter von dem Luftspalt entfernte, deren Kurzschlussringe in der Nähe des Läufer eisens angeordnet sind.
Gleichzeitig wird der Abstand zwischen diesen beiden Wicklungen im Läufereisen teilweise mit magnetischem Material in gleicher Weise gefüllt wie bei den bekannten gewöhnlichen Doppelnut- Läufern.
In der Zeichnung sind zwei Ausfüh rungsbeispiele des Motors gemäss der Erfin dung dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen Motor mit Ringwicklung, teilweise im Längsschnitt von der Seite ge sehen, Fig. 2 eine Läuferwicklung, von der Mittelebene des Motors aus in der Achsen- richtung gesehen, Fig. 3 einen Schnitt durch Fig. 2 nach der Linie III-III, Fig. 4 einen der Fig. 1 entsprechenden Schnitt durch ein anderes Ausführungsbei spiel des Motors gemäss der Erfindung.
In den Fig. 1 und 4 ist 1 das Motorge häuse und \? die Motorwelle, die in geeigneter Weise im Motorgehäuse 1 gelagert ist. Fer ner ist im Motorgehäuse ein Ständer vorge sehen, der einen aus einem langen Blech band in Ringform gewickelten und mit ge wöhnlichen Kupferwicklungen 4 versehenen Eisenkern 3 umfasst. Der Ständer 3, 4 ist am Motorgehäuse 1 mittelst passender An sätze 5 befestigt. An jeder Seite des Stän ders 3 sind Läuferelemente vorgesehen, die von an der Welle 2 befestigten Flanschen 12 getragene Eisenkerne 6 umfassen.
Die Eisen kerne 6 sind in derselben Weise wie der Ständerkern 3 aus einem langen Blechband aufgewickelt und in gewöhnlicher Weise mit radial verlaufenden Nuten zur Aufnahme der Kurzschlusswicklung versehen. Die Kurz schlusswicklung (Fig. 2 und 3) hat radial verlaufende, zum Beispiel U-förmig gebogene Stäbe 7 und ferner radial verlaufende kür zere Stäbe 7', die beide durch den Kern 6 gehen, wobei Kurzschlussringe 8 und 9 die äussersten Enden der U-förmig gebogenen Stäbe 7 und ferner Kurzschlussringe 10 und 11 sowohl die U-förmig gebogenen Stäbe 7, als auch die kürzeren Stäbe 7' miteinander verbinden. Die Kurzschlussringe 10 und 11 liegen so nahe wie irgend möglich am Blech des Läufers.
Bei dem dargestellten Ausführungsbei spiel befinden sich die Läuferwicklungen praktisch dicht an der Aussen- und Innen seite des Ständers. Die Anordnung kann je doch in weitem Ausmass abgeändert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu ver lassen. So kann beispielsweise an der Innen seite der Läufer einer der Kurzschlussringe 9 oder 11 genügen, wobei man im letzten Falle die Kurzschlussstäbe bei den Ringen 11 auf- hören lässt.
Fig. 4 zeigt ein anderes Ausführungsbei spiel der Erfindung, bei dem die einzelnen Läuferstäbe auf der Innenseite des Ständers miteinander elektrisch verbunden sind. Dies kann entweder mittels eines Kurzschluss ringes 9' bewirkt werden, oder jeder Stab kann mit jedem entsprechenden Stabe der andern Läuferhälfte einzeln verbunden wer den.
Die Anzahl der die eine Läuferhälfte mit der andern verbindenden Kurzschlussstäbe 7 ist kleiner als die Anzahl der durch das Läuferblech hindurchgehenden Kurzschluss stäbe, so dass der Gesamtquerschnitt der Läuferstäbe zwischen den beiden Läufer hälften kleiner als der Gesamtquerschnitt der Läuferstäbe im Bleche ist.
Im übrigen entsprechen sich die Bezugs zeichen in Fig. 4 und 1.
Induction motor with a disc-shaped stator with a ring winding. The invention relates to an induction motor with a disk-shaped stator with a ring winding, on both sides of which disk-shaped rotor halves with short-circuit windings are arranged.
In this type of motor, up to now either the short-circuit rods have been left protruding from the rotor plate and short-circuit rings have been provided here, or the short-circuit rods have been guided outside the rotor plate and bent around the stator towards each other, so that the short-circuit rings are at the ends of the curved bars of the two halves of the runner were as close together as possible. In the first arrangement, however, the part of the short-circuit reactance that comes from the stator windings outside the slots and the rotor short-circuit rings is large, so that the power factor is poor and the overload capacity is low.
With the second arrangement, the short-circuit reaction is very low because a large part of the stator winding fields in the rotor winding have an inducing effect, so that the power factor is good and the overload capacity is high, but weight and loss are on the other hand Rotor winding is relatively large due to the greatly increased rod length.
The aim of the invention is to take advantage of the advantageous properties of a motor with a ring winding by combining this in the arrangements known for motors with a ring winding and to bring both a short-circuit ring close to the iron and at the end of the bent rods. According to the invention, the disadvantages of the two known arrangements are avoided in that the total cross section of the bars running outside the rotor plate is smaller than the total cross section of the bars running in the plate.
Compared to the arrangement with bent bars and a simple short-circuit ring on each side, this saves copper and at the same time reduces the copper loss, since the outer parts of the winding only carry a smaller part of the entire current. The part of the short-circuit reactance that comes from the stator winding outside the sheet is still small because a large part of its lines of force now also has an inducing effect on the rotor winding.
The difference in the overall cross-sections of the bars inside and outside the rotor can be achieved in different ways. For example, with a cast rotor winding, the cross-section of the bars outside the sheet can be reduced by reducing the number of bars compared to the number of bars inside the sheet or by reducing the bar cross-section with the same number of bars outside and inside the sheet.
If the rods or rings are welded or soldered together, then part of the rods on the ring near the iron can be stopped and some of the rods lead to the rings at the end of the U-shaped rods; or two sets of rods of suitable diameter, insulated from one another, can be placed in each groove, and one set, usually the one near the air gap, for the rings that are away from the iron, and the other set only for the rings that are are closest to the iron.
The construction of the short-circuit winding of the rotor halves on the outer circumference of the rotor lamination does not, of course, need to match that on the inside of the rotor lamination, since in many cases the usual known arrangement can advantageously be used on the inside of the rotor lamination, in which the rotor bars either stop directly on the outside of the sheet and are connected there with short-circuit rings or are curved along the inside of the stator and connected with short-circuit rings at the end of the protruding curved bars.
The individual rods in one rotor half can also be electrically connected to the corresponding rods in the other rotor half and a common short-circuit ring for both rotor halves on the inside of the stator be seen before.
The reduction in the total cross section of the bars running outside the rotor plate in relation to the total cross section of the bars running in the plate can also take place on the inside of the rotor halves where the individual bars of the two rotor halves are electrically connected to one another if short-circuit rings close to the Iron to be arranged.
With this arrangement, different motor characteristics can also be achieved by changing the ratio between the resistance in the short-circuit ring near the iron and the sum of the resistances of the short-circuit ring located away from the iron and the bars between these short-circuit rings. This effect can be increased by providing magnetic material on the short-circuit ring closest to the iron in a known manner, or by providing two short-circuit windings on each rotor half, one near the air gap with bent bars and short-circuit rings on the outer ends of the bars and one further away from the air gap, the short-circuit rings of which are arranged in the vicinity of the rotor iron.
At the same time, the distance between these two windings in the rotor iron is partially filled with magnetic material in the same way as in the known conventional double slot rotors.
In the drawing, two Ausfüh approximately examples of the motor according to the inven tion shown, namely Fig. 1 shows a motor with a ring winding, partially in longitudinal section from the side ge, Fig. 2 shows a rotor winding, from the central plane of the motor in the axis - seen direction, Fig. 3 is a section through Fig. 2 along the line III-III, Fig. 4 is a section corresponding to FIG. 1 through another Ausführungsbei game of the engine according to the invention.
In Figs. 1 and 4, 1 is the Motorge housing and \? the motor shaft, which is mounted in a suitable manner in the motor housing 1. Fer ner a stand is provided in the motor housing, which comprises an iron core 3 wound in a ring shape from a long sheet metal band and provided with conventional copper windings 4. The stand 3, 4 is attached to the motor housing 1 by means of suitable sentences 5. On each side of the stand 3 rotor elements are provided which comprise iron cores 6 supported by flanges 12 attached to the shaft 2.
The iron cores 6 are wound in the same way as the stator core 3 from a long sheet metal strip and provided in the usual manner with radially extending grooves for receiving the short-circuit winding. The short-circuit winding (Fig. 2 and 3) has radially extending, for example U-shaped curved rods 7 and also radially extending shorter rods 7 ', both of which go through the core 6, with short-circuit rings 8 and 9 the outermost ends of the U -shaped bent rods 7 and also short-circuit rings 10 and 11 connect both the U-shaped bent rods 7 and the shorter rods 7 'to one another. The short-circuit rings 10 and 11 are as close as possible to the sheet metal of the rotor.
In the game Ausführungsbei shown, the rotor windings are practically close to the outside and inside of the stator. The arrangement can, however, be modified to a large extent without leaving the scope of the invention. For example, one of the short-circuit rings 9 or 11 on the inside of the rotor can suffice, in which case the short-circuit rods can be left off at the rings 11.
Fig. 4 shows another Ausführungsbei game of the invention, in which the individual rotor bars are electrically connected to one another on the inside of the stator. This can either be effected by means of a short-circuit ring 9 ', or each rod can be individually connected to each corresponding rod of the other rotor half.
The number of short-circuit rods 7 connecting one rotor half to the other is smaller than the number of short-circuit rods passing through the rotor plate, so that the total cross-section of the rotor bars between the two rotor halves is smaller than the total cross-section of the rotor bars in the plate.
Otherwise, the reference characters in FIGS. 4 and 1 correspond.