CH197079A - Noiseless electric machine. - Google Patents

Noiseless electric machine.

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CH197079A
CH197079A CH197079DA CH197079A CH 197079 A CH197079 A CH 197079A CH 197079D A CH197079D A CH 197079DA CH 197079 A CH197079 A CH 197079A
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CH
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electrical machine
machine according
layer
noiseless
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German (de)
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Duenner Prof Ernst
Hans Moser
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Duenner Prof Ernst
Hans Moser
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    • HELECTRICITY
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    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
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    • H02K17/02Asynchronous induction motors
    • H02K17/16Asynchronous induction motors having rotors with internally short-circuited windings, e.g. cage rotors

Description

  

  Geräuschlose elektrische Maschine.    Gegenstand vorliegender     Erfindung    ist  eine geräuschlose elektrische Maschine. Auf  dem Rotor dieser Maschine ist mindestens  eine Schicht     aus    einem magnetischen Ma  terial angeordnet, das eine niedrigere Sätti  gungsgrenze als reines Eisen aufweist.  



  In der Zeichnung sind mehrere bei  spielsweise     Ausführungsformen    des Erfin  dungsgegenstandes in schematischer Weise  dargestellt.  



  Es bezeichnet 1 den Rotorkern, 2 sind  Endringe, 3 ist eine Schicht mit einer elektri  schen Leitfähigkeit von mindestens  
EMI0001.0003     
    um  wie beispielsweise Kuper oder Aluminium,  4 die magnetische Schicht; 5 bezeichnet den  ohne Wicklung dargestellten Stator.  



  Fig. 'I zeigt einen massiven, putenlosen  Rotor 1 mit der gutleitenden Schicht 3 in  form eines Kupferrohres, welches an beiden  Enden umgebördelt ist, nachdem die     mag-          F     netische Schicht 4 ebenfalls als Rohr aufge-    zogen oder aufgespritzt worden ist. Diese  Schicht 4 besteht zweckmässigerweise aus  einem magnetischen Stoffe, dessen     Sätti-          gungsgrenze    30 bis 50 % derjenigen des  reinen Eisens beträgt, so dass dieselbe bei  einer Induktion im Bereiche, bezw. etwas  oberhalb der Luftspaltinduktion liegt, um  den Streufluss klein zu halten. Diese Schicht  kann massiv oder unterteilt sein.

   Es     kann    ein  massiver Blechzylinder oder ein durch Auf  wickeln entstandener Draht- oder Bandzylin  der verwendet werden. Die Bleche, Drähte  oder Bänder können aus Nickeleisen mit und  ohne Zusätze von Metallen oder Nichtmetal  len oder von keramischen Stoffen gebildet  sein. Die Stoffe können auch nach dem     Me-          tallspritzverfahren    oder nach einem Sinte  rungsverfahren aufgetragen werden. Die  Leitfähigkeit des für die Schicht 4 verwen  deten Stoffes ist zweckmässig geringer oder  höchstens gleich derjenigen des; reinen Eisens.  



  Die Schicht 4 verursacht eine Vergrösse  rung der Eindringtiefe des Flusses in den  Rotor und     damit    beim massiven Eisenkerne      des für die Stromleitung aktiven Quer  schnittes. Da beim massiven Rotor die,  gegenüber     einer    normalen     Kupferwicklung,     schlechte     Leitfähigkeit    des Eisens auch bei  erhöhter Eindringtiefe die Ausbildung des  Drehmomentes beeinträchtigt, wird vorteil  haft der hutleitende Mantel 3, beispielsweise  aus Kupfer oder Aluminium, auf dem Ro  tor angeordnet. Auch das Anbringen der hut  leitenden Stirnringe 2 verbessert die Ausbil  dung des Drehmomentes.  



  Fig. II zeigt die bleiche Anordnung un  ter     Beifügung    von auf den     Stirnseiten    ange  ordneten und über den Rotor axial vorstehen  den Stirnringen 2.  



  Fig. III zeiht die Verbindung der Ele  mente ?und 3 durch Ventilatorflügel 6. Die  Schicht 3 ist hier     durch    zweiseitiges Ab  drehen eines Kupferrohres     erhalten,    so dass  die Schicht 4 auf das abgedrehte Kupferrohr       aufgeschoben    werden kann. Die Ventilator  flügel besorgen gleichzeitig durch ihre Ver  bindung mit den Wärme erzeugenden Ele  menten in günstiger Weise die Wärmeab  führung.  



  Fig. V zeigt einen Rotor mit einer  Schicht aus     abwechselnden    koaxialen Kupfer  und Eisenringen,     wobei    die Kupferringe 7  zur Reduktion der Wirbelstromverluste ra  dial gegen die Eisenringe 8 zurückstehen.  dial gegen die Eisenringe 8 zurückstehen.  



  Die Schicht 4 ist hier teilweise wegbelassen,  um das Vorstehen der magnetischen Ringe  besser kenntlich zu machen. Die. Ringe 7 und  8 besitzen vorteilhafterweise eine Dicke von  nicht mehr -als 3 mm. In dieser     Figur    sind  die beidseitigen Stirnringe 2 in Gestalt von  aufeinandergepressten, koaxialen Kupferrin  gen (links) oder eines massiven Endringes  (rechts) dargestellt.  



  Fig. VI stellt einen Rotor mit. in Rich  tung der Achse verlaufenden Kupferlamellen  7 und Eisenlamellen 8 dar, welche durch die  Schicht 4 umschlossen sind. Die Kupfer  lamellen 7 stehen radial gegen die Eisen  lamellen 8 zurück, welch letztere auf     dein     massiven Eisenkerne 1 ihren.     magnetischen          Rückschluss    finden. Dieser Rotor wirkt hei  genügender Lamellenzahl gleich wie ein    nutenloser Rotor, da die Frequenzen der  Oberfelder derartig hoch liegen, dass eine  akustische Wirkung auf das menschliche Ge  hörorgan nicht mehr vorhanden ist. Zur Ver  kleinerung der Ständer-Oberfelder-Verluste  werden die Lamellen zweckmässig     gegen    ein  ander isoliert und gegebenenfalls geben die  Statornutung geschrägt.

   Die Lamellen kön  nen in gleicher Weise wie bei den üblichen  Kollektoren     zusammengebaut,    gepresst und  zentriert werden. Die Kupferlamellen kön  nen     stirnseitig    axial gegenüber den     Eisen-          lani.ellen    vorstehen und zu einem Stirnver  bindungsringe, vereinigt  -erden.  



  Fig. IV zeigt schliesslich einen     gewöhn-          lielten    bewickelten Rotor mit lamelliertem,  genutetem Eisenkern, auf dessen Aussenflä  che die Schicht 4 aufgebracht ist. Wenn hier  durch die Nutenoberfelder auch nicht ganz  beseitigt werden können, werden deren Am  plituden doch so stark Herabgemindert, dass  eine     praktisch        geräuschlose    Maschine ent  steht. Diese Anordnung besitzt den Vorteil,  dass die Rotorwicklung wie bei offenen     Nu-          teil        eingelegt    werden kann, worauf die       Schlicht    4 aufgebracht wird.



  Noiseless electric machine. The present invention relates to a noiseless electrical machine. On the rotor of this machine there is at least one layer made of a magnetic material that has a lower saturation limit than pure iron.



  In the drawing, several embodiments of the invention are shown schematically in example embodiments.



  It denotes 1 the rotor core, 2 are end rings, 3 is a layer with an electrical conductivity of at least
EMI0001.0003
    around such as copper or aluminum, 4 the magnetic layer; 5 denotes the stator shown without a winding.



  FIG. 1 shows a massive, turkey-free rotor 1 with the highly conductive layer 3 in the form of a copper tube, which is flanged at both ends after the magnetic layer 4 has also been drawn or sprayed on as a tube. This layer 4 expediently consists of a magnetic substance, the saturation limit of which is 30 to 50% of that of pure iron, so that the same in the case of induction in the range or is slightly above the air gap induction in order to keep the leakage flux small. This layer can be solid or divided.

   A solid sheet metal cylinder or a wire or ribbon cylinder produced by winding on can be used. The sheets, wires or strips can be made of nickel iron with and without the addition of metals or non-metals or of ceramic materials. The materials can also be applied using the metal spraying process or a sintering process. The conductivity of the substance used for the layer 4 is advantageously less than or at most equal to that of the; pure iron.



  The layer 4 causes an enlargement of the depth of penetration of the flux into the rotor and thus with the massive iron cores of the active cross section for the power line. Since the solid rotor, compared to a normal copper winding, poor conductivity of the iron affects the formation of the torque even with increased penetration depth, the hat-conducting jacket 3, for example made of copper or aluminum, is advantageously arranged on the Ro tor. Attaching the hat conductive end rings 2 also improves the formation of the torque.



  FIG. II shows the pale arrangement under the addition of the end rings 2 arranged on the end faces and protruding axially over the rotor.



  Fig. III shows the connection of the elements? And 3 by fan blades 6. The layer 3 is obtained here by turning a copper pipe on both sides so that the layer 4 can be pushed onto the twisted copper pipe. The fan blades also get the heat dissipation in an inexpensive way through their connection with the heat-generating elements.



  Fig. V shows a rotor with a layer of alternating coaxial copper and iron rings, the copper rings 7 standing back against the iron rings 8 to reduce the eddy current losses ra dial. dial back against the iron rings 8.



  The layer 4 is partially left out here in order to make the protrusion of the magnetic rings more recognizable. The. Rings 7 and 8 advantageously have a thickness of no more than 3 mm. In this figure, the end rings 2 on both sides are shown in the form of pressed, coaxial copper rings (left) or a solid end ring (right).



  Fig. VI shows a rotor with. in the direction of the axis extending copper lamellae 7 and iron lamellae 8, which are enclosed by the layer 4. The copper lamellae 7 stand back radially against the iron lamellae 8, which the latter on your massive iron cores 1 their. find magnetic inference. With a sufficient number of lamellas, this rotor acts like a slotless rotor, since the frequencies of the upper fields are so high that there is no longer any acoustic effect on the human hearing organ. To reduce the stator upper field losses, the lamellas are expediently insulated from one another and, if necessary, give the stator groove.

   The lamellas can be assembled, pressed and centered in the same way as with conventional collectors. The front side of the copper lamellas can protrude axially in relation to the iron lamellas and be combined to form an end connection ring.



  Finally, FIG. IV shows a conventional wound rotor with a laminated, grooved iron core, on whose outer surface the layer 4 is applied. Even if the top fields cannot be completely eliminated here, their amplitudes are reduced so much that a practically noiseless machine is created. This arrangement has the advantage that the rotor winding can be inserted in the same way as with an open slot, whereupon the coating 4 is applied.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Geräuschlose elektrische Maschine, da durch gekennzeichnet, dass auf dem Rotor wenigstens eitle Schicht aus einem magneti schen Materiale angeordnet ist, das eine nie drigere Sättigungsgrenze aufweist, als reines Eisen. UNTERANSPRttCHE 1. Geräuschlose elektrische Maschine nach Patentanspruch, bei welcher die Schicht durch einen massiven zylindrischen Kör per gebildet. ist. 2. Gern uscblose elektrische Maschine nach Patentanspruch, bei welcher die Schicht unterteilt ist. PATENT CLAIM: Noiseless electrical machine, characterized in that at least a vain layer of a magnetic material is arranged on the rotor, which has a never drigere saturation limit than pure iron. SUB-CLAIMS 1. Noiseless electrical machine according to claim, in which the layer is formed by a massive cylindrical body. is. 2. Glad uscblose electrical machine according to claim, in which the layer is divided. 3. Geräuschlose elektrische Maschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht aus einem durch Sintern g1,ivonnenen Materiale besteht. 4. Geräuschlose elektrische Maschine nach Patentanspruch mit mehreren koaxialen Schichten, dadurch gekennzeichnet, dass eine derselben axial über den Rotor vor steht. 5. Geräuschlose elektrische Maschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Rotor Stirnringe angebracht sind. 6. 3. Noiseless electrical machine according to claim, characterized in that the layer consists of a material that has been sintered g1. 4. Noiseless electrical machine according to claim with several coaxial layers, characterized in that one of the same is axially above the rotor. 5. Noiseless electrical machine according to claim, characterized in that end rings are attached to the rotor. 6th Geräuschlose elektrische Maschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem massiven Rotorkerne eine Schicht mit einer elektrischen Leitfähig keit von mindestens <B>30</B> 111 EMI0003.0003 Ohm X mm" und über derselben die magnetische Schicht angeordnet ist. 7. Geräuschlose elektrische Maschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem massiven Ankerkerne ab wechselnd axial geschichtete Ringe aus Kupfer und solche aus Eisen angeordnet sind. B. Noiseless electrical machine according to patent claim, characterized in that a layer with an electrical conductivity of at least <B> 30 </B> 111 EMI0003.0003 Ohm X mm "and above the magnetic layer is arranged. 7. Noiseless electrical machine according to claim, characterized in that alternately axially layered rings of copper and rings of iron are arranged on the solid armature cores. B. Geräuschlose elektrische Maschine nacü Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass, auf dem Ankerkerne abwechselnd in axialer Richtung verlaufende Lamellen aus Kupfer und solche aus Eisen ge schichtet sind. 9. Geräuschlose elektrische Maschine nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeich net, dass: die Lamellen gegeneinander elektrisch isoliert sind . 10. Geräuschlose elektrische Maschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor lamelliert, mit Nuten ver sehen und bewickelt ist. Noiseless electrical machine according to patent claim, characterized in that lamellae made of copper and lamellae made of iron alternately in the axial direction are layered on the armature cores. 9. Noiseless electrical machine according to dependent claim 8, characterized in that: the slats are electrically insulated from one another. 10. Noiseless electrical machine according to claim, characterized in that the rotor is laminated, see ver with grooves and is wound.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0265868A2 (en) * 1986-10-25 1988-05-04 Hitachi, Ltd. Rotor of induction motor
EP1158644A2 (en) * 2000-05-19 2001-11-28 Yukio Kinoshita Electric motor and generator

Cited By (4)

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