Induktionsmotor mit axialem Luftspalt Elektromotoren mit axialem Luftspalt sind be kannt. Ein bekannter Motor dieser Art mit zwei axialen, ebenen Luftspalten arbeitet mit einem Kurz schlussläufer. Der das Feld liefernde Stator besteht dabei aus zwei ringförmigen, radial genuteten Stator- einheiten mit mehrphasigen Wicklungen, die konzen trisch zur Achse der Motorwelle angeordnet sind.
Der Rotor ist scheibenförmig und mit speichen- artigen Zähnen versehen (US-Patentschrift Nummer <B>2550571).</B>
Bei einem ebenfalls bekannten Compound-Motor mit axialem Luftspalt durchsetzen die von zwei be wickelten Statoren erzeugten Drehfelder jeweils nur einen Luftspaft, das Feld verläuft dabei axial vom Stator zum Rotor, im Rotor radial und wieder axial zurück zum Stator.
Es ist bei ;solchen Motoren auch bekannt, die Axialkräfte zu kompensieren, so dass keine Schub lager erforderlich sind. Diese Kompensation ist im bekannten Falle jedoch dynamisch instabil.
Weitere Nachteile der bekannten Motoren dieses Typ sind ein grosses Trägheitsmoment des Läufers, grosse Streure:aktanz des Läufers, unerwünscht hohe Oberflächenverluste des Läufers und ungenügende Kühlung.
Durch die Erfindung soll daher ein sehr verlust armer Motor mit axialem Luftspalt angegeben wer den, der gute Kühlungseigenschaften besitzt und ausserdem keine besonderen Lager für die Läuferwelle benötigt.
Gegenstand der Erfindung ist ein Induktionsmotor mit zwei Statorkernen, deren eine ringförmige Stirn flächen sich auf gegenüberliegenden Seiten eines axialen, ringförmigen Luftspaltes befinden, wobei d'i'e Statorkerne mit Mehrphasen-Erregerwicklungen zur Erzeugung von Magnetfeldern versehen sind, welche mindestens annähernd in Gegenphase, aber mit übereinstimmender Umlaufrichtung entlang dem Luftspalt rotieren, und mit einem Rotor, welcher einen elektrisch leitenden,
mihdestens zum überwiegenden Teil nichtmagnetischen, ringförmigen Stegteil auf weist, der sich axial zwischen den beiden Seiten flächen des Rotors erstreckt und zum Zusammen wirken mit den genannten Magnetfeldern im er wähnten Luftspalt liegt.
Der erfindungsgemässe In duktionsmotor ist dadurch gekennzeichnet, dass d e Wicklung für jeden S:tatorkern eine mit verkürztem Wicklungsschritt überlappt gewickelte Mehrphasen wicklung ist, welche eine Mehrzahl von aus be nachbarten Spulen gebildete Phasen-Zonen aufweist, wobei in jeder Zone jeweils alle Spulen der gleichen Phase angehören und wobei jede Spule in nicht be nachbarten Nuten angeordnet ist,
welche Nuten radial in den genannten Stirnflächen der Statorkerne sich erstrecken und in regelhnässiger Teilung über diese Stirnfläche verteilt angeordnet sind, so dass jede Spule eine Schleife bildet, die mehrere der durch Nutung definierten Polzähne in der betreffenden Stirnfläche umfasst. Die Erfindung soll anhand eines typischen Aus führungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert werden.
Es zeigen: Fig. 1 eine Schnittansicht einer Hälfite eines Mo tors mit doppeltem axialem Luftspalt; die Konstruk tion ist zur Wellenachse symmetrisch; Fig. 2 eine schematische Ansicht der Vorderseite einer Belastungseinrichtung für den in Fig. 1 dar gestellten Motor; Fg. 3 eine Ansicht der Stirnseite des einen bewickelten Stators des in Fig. 1 dargestellten Motors;
Fig. 4 eine abgewickelte schematische Darstellung der B:ewicklung und Schaltung der beiden Statoren des in Fig. 1 dargestellten Motors für den Fall, dass die von den Statoren erzeugten Felder genau gegen- phasig sihd;
Fig. 5 einen vergrösserten Tangentialschnitt durch einen der Statoren des in Fig. 1 dargestellten Motors, aus dem Einzelheiten einer Statornut und ihres In haltes ersichtlich sind;
Fig. 6 eine vereinfachte Seitenansicht der beiden Statoren des in Fig. 1 dargestellten Motors, die hier ,so zueinander verdreht sind, dass die von ihnen erzeugten Felder nicht mehr genau gegenphasig sind; Fig. 7 eine genauere Teilansicht einer Hälfte des Rotors des in Fig. 1 dargestellten Motors;
Fig. 8 eine graphische Darstellung der Verringe rung der Leistungsverluste, die durch eine Ver drehung der Statoren erzielt werden kann, wie sie beispielsweise in Fg. 6 dargestellt ist;
Fig. 9 eine Teiliansicht einer abgewandelten Aus- führungsform eines Rotors für den in Fig. 1 dar gestellten Motor, und Fig. 10 eine ;schematische Darstellung einer ab gewandelten Statorwicklung.
In den Zeichnungen liegt die Achse des Motors waagrecht. Selbstverständlich kann sie in, der Praxis auch senkrecht stehen, falls es das Anwendungsgebiet erfordert.
In der folgenden Beschreibung sind! die Ele mente des Motors der Fi'g. 1, die einander ent sprechen, mit demselben Bezugszeichen versehen, jedoch durch einen Akzent, einen Index oder der gleichen unterschieden. Soweit es nicht ausdrücklich erwähnt wird, gilt die Beschreibung eines Elementes auch für alle Gegenstücke, die dieselben Bezugs zeichen tragen.
Der in Fäg. 1 dargestellte Elektromotor 35 ent hält ein Gehäuse 36, das aus einer rechten und einer linken, hohlen, abgerundeten Schalle 37, 37' besteht, deren eine mit einer nach aussen weisenden Ring schulter 38 versehen ist, die in eine nach innen weisende Ringschulter 38' der anderen Gehäuse schale passt, so dass sich die beiden Gehäuseschalen an ihrem Umfang in axialer Richtung in der Mitte etwas überlappen.
Die beiden Gehäuseschalen sind miteinander durch axial verlaufende Bolzen 39 ver bunden, die in gleichen Winkeliabständen um den Motor verteilt sind und durch nichtdargestellte Löcher in der Gehäuseschale 3<B>7</B> in ebenfalls nichtdargestellte Gewindelöcher in der Gehäuseschale 37 reichen.
Die Gehäuseschale 37 ist zur Verstärkung um die Schrau benlöcher verdickt, die Verdickungen bilden eine Reihe von Wülsten 40, die in gleichen Abständen längs des Umfanges des.
Gehäuses angeordnet sind. Zwischen diesen Wülsten ist die Gehäusechale 37 mit einer Anzahl von Luftauslassöffnungen 41 ver sehen. Die rechte Gehäuseschale 37' besitzt ent sprechende Wülste 40', die in axialer Richtung mit den Wülsten 40 fluchten, und entsprechende Luft auslassöffnungen 41'.
Von dem axial! mittleren Teil krümmt sich die Gehäuseschale 37 nach innen zu einem Teil, der von mehreren in gleichen Winkelabständen angeord- neten Lufteinlassöffnugen 44 durchsetzt wird.
Radial innerhalb dieser Öffnungen bildet das Gehäuse eine in radialer Richtung ebene Wand 45, die am Innen rand in eine nach innen gebogene ringförmige Lippe 46 ausläuft, die eine in das Innere des Motors führende kreisförmige Öffnung 47 umfasst.
An der Aussenseite der Wand 46 ist ein. ringförmiges Mon tageelement 48 befestigt, das von mehreren radial verlaufenden Lufteinllassöffnungen 49 durchbrochen ist, die gleiche Winkelabstände voneinander besitzen.
Das linke Ende des Motors wird von einer Deckel anordnung verschlossen, die gebildet wird aus: a) einem mit dem Element 48 verschraubten Befesti gungsring 50, b) einer kreisförmigen Verschluss- platte 51, deren Umfang mit der Innenseite des Ringes 50 verbunden ist, und e) einer ringförmigen Haube 52, die an dem Ring 50 befestigt ist und ihn umgibt.
Die vorstehende Beschreibung der Gehäuse schale 37 gilt auch für die rechte Gehäuseschale 37', mit der Ausnahme, dass das Ringelement 48' der rechten Gehäuseschale 37' rechts in einem nach aussen gebogenen Flansch 53 endet. Mittels dieses Flansches kann der in Fig. 1 dargestellte Motor an einem Flansch 54 eines Verbrauchers 55 durch axiale Schraubenbolzen 56, die beide Flansche durch setzen, befestigt werden.
Wie dargestellt, reicht der Flansch 54 in radialer Richtung über den Flansch 53 hinaus, und ist mit mehreren Schraubenlöchern 57 versehen, mittels derer die Motor-Verbrauchereinheit an irgend einer Tragkonstruktion befestigt werden kann. An Bord eines Schiffes kann die Anordnung beispielsweise mit Schrauben, die die Löcher 57 durchsetzen, am Deck befestigt sein, die Achse des Motors und des Verbrauchers steht dabei senkrecht, und der Verbraucher wird von einer geeigneten Ver- tigung im Deck aufgenommen.
Die vom Motor 35 angetriebene Einrichtung kann ein elektrischer Generator, ein Gebläse oder irgend eine andere eine Wellenleistung aufnehmende Be lastung sein; in Fig. 2 ist der Verbraucher 55 bei spielsweise; schematisch alMis Turbo-Pumpe dargestellt, die eine Einlassöffnung 60, eine Auslassöffnung 61 und einen Rotor 62 enthält, welcher durch eine der Pumpe 55 und dem Motor 35 gemeinsame Welle 63 angetrieben wird.
Aus einem Vergleich der Fig. 1 und 2 ist ersichtlich, dass ein Stück der Welle 63 von der Pumpe bis in. den mitderen Teil des Motors reicht.
Die Welle 63 ist in der Pumpe 55 durch zwei übliche Lageranordnungen, die sich an gegenüber liegenden Enden der Pumpe befinden, gelagert. Das in den Motor 35 reichende Stück der Welle 63 ist nicht besonders gelagert, die Lagerung wird vielmehr völlig von den Lagern 64, 65 innerhalb der Pumpe übernommen.
Die Statoranord'nung des in Fig. 1 dargestellten Motors 35 besteht aus einem linken und einem rech ten ringförmigen Stator 70, 70', die koaxial zur Welle 63 liegen und in Achsrichtung voneinander durch einen zwischen ihnen befindlichen Zwischen- raun 71 (Fig. 6) getrennt werden. Da die beiden Statoren gleich aufgebaut sind, wird nur der linke Stator 70 genauer beschrieben.
Der Stator 70 enthält einen Kern 72 aus Stahl band, das spiralförmig auf einen rohrförmigen Dorn 73 gewickelt ist und von einem Spannring 74 umgeben ist. Der Kern 72 ist an der Wand 45 der linken Gehäuseschalle 37 angeschweisst oder auf irgendeine andere Weise befestigt.
Wie Fig. 3 zeigt, ist der Statorkern 72 ring förmig und hat eine ringförmige, ebene Stirnfläche 75, die die, linke Seite des Zwischenraumes 71 zwischen den Statoren begrenzt. In dieser Stirnfläche 75 sind in Abständen von 12 dreissig radial verlaufende Nuten 76 eingefräst.
Fig. 5 zeigt Einzelheiten einer Nut des rechten Statorkernes 72'. In den unteren Teil der Nuten ist eine umgebogene Folie 77 aus einem Isolatorwerk- stoff (z. B. Polyester) eingesetzt.
Die durch diesen Einsatz gebildete Tasche enthält eine innere Gruppe 78 aus drei Drahtwindungen, die eine aktive Seite einer Wicklungsspule bilden; ausserdem enthält diese Tasche eine äussere Gruppe 79 aus drei Draht windungen, die eine aktive Seite, einer anderen Wick lungsspule bilden. Die beiden Spulenhälften sind in der Nut durch einen Isolierkeil 80 festgelegt, der in seitliche Ausnehmungen 81 in der Nut eingreift.
Wie ersichtlich, ist der Abstand des Keiles von der Mündung der Nut grösser als die Nutbreite. Dem entsprechend bildet das vordere Ende der Nuten in der ringförmigen Stimfliäche der Statorkerne ver tiefte Luftkanäle, die in radialer Richtung zwischen der inneren und der äusseren Zylinderfläche des Kerns verlaufen und tiefer sind als breit. Der Zweck der so gebildeten Kanäle wird weiter unten noch erläutert werden.
Fig. 4 zeigt eine schematische abgewickelte radial von innen gesehene Ansicht der Wicklungen der Sta- toren 70, 70' und derelektrischen Verbindung dieser Wicklungen. Die dreissig Nuten im Stator 70 und die entsprechenden dreissig Nuten im Stator 70' (jeder Nut im einen Stator entspricht eine bestimmte Nut im anderen) sind in Fig. 4 in waagrechter Richtung von 1 bis<B>30'</B> durchnumeriert.
Die Nuten enthalten jeweils innen eine aktive Seite einer ersten Wicklungs spule und aussen eine aktive Seite einer anderen Wicklungsspule.
Die dreissig innen liegenden Spulenhä\Iften des Stators 70 werden durch jeweils eine der Phasen a, b, c einer dreiphasigen Stromquelle über Kanal 85, 86 bzw. 87 gespeist.
Die letztgenannten Spulenseiten sind in sechs Gruppen unterteilt, die jeweils aus fünf aufeinanderfolgenden Spulenseiten bestehen und in der Zeichnung von links nach rechts als Spulen seiten-Gruppen a"i, bsi, Cni, asi, bni und csi bezeichnet sind. Der Bezugsbuchstabe dieser Spulengruppen gibt die Phase an, mit der die Spulenhälften dieser Grup pen gespeist werden.
Die Ind'i'zes n und s geben die momentane Stromflussrichtung durch die Spulen hälften der angegebenen Gruppe an, und zwar die Richtung radial nach innen bzw. radial nach aussen durch die Nuten, in denen die Spulenhälften der be treffenden Gruppe liegen. Der zweite Index i be deutet, dass die Spulenhäfften dieser Gruppen innen in den Nuten liegen.
Die Spulenhälften, die sich in der äusseren Hälfte der Nut befinden, sind im Ge gensatz dazu mit dem zweiten Index o bezeichnet. Die aktiven Spulenhälfben in den Nuten der beaiden Statoren gehören zu jeweils dreissig Stator- spulen, von denen eine einzige, nämlich die Spule 90, beispielsweise in Fig. 4, schematisch dargestellt ist.
Die Spule wird durch Wickeln eines durchgehend isolierten Drahtes 91 in drei gebündelte Schleifen oder Windungen einer solchen Form gebildet, dass zwei getrennte geradlinige Spulensegmente a1, a13 und zwei zwischen diesen an radial gegenüberliegen den Enden der Spule liegende Wicklungsköpfe 92, 93 gebildet werden.
Die Nuten 1, 13, in denen die Spule 90 liegt, sind weniger als 180 elektrische Grade voneinander entfernt, hierdurch lassen sich bekanntlich Oberwellen in der durch die Wicklung erzeugten Flussverteilung verringern.
Fig. 3 zeigt die Form und gegenseitige Lage der dreissig Spulen des Stators 70. Die radial innen und aussen liegenden Wicklungsköpfe der verschiedenen Spulen sind zu ringförmigen inneren bzw. äusseren Bändern 95 bzw. 96 zusammengebunden.
Aus Fig. 4 geht .auch hervor, wie die Wicklungen der Statoren 70, 70' elektrisch mit der dreiphasigen Stromquelle und untereinander verbunden sind.
Die Kabel 101, 102, 103 sind mit den Spulen gruppen der entsprechenden Phasen<I>a, b, c</I> des Stators: 70' im grossen und ganzen in der gleichen Weise verbunden, wie die Spulengruppen des Sta- tors 70, mit der Ausnahme, d'ass alle Ströme in dien Wicklungen des Stators 70' zu einem gemeinsamen Verbindungspunkt 104 führen.
Zusammenfassend kann also bezüglich Fig. 4 festgestellt werden, d'ass die Statoren 70, 70' jeweils mit einer mehrphasigen, überlappt gewickelten, ver teilten Wicklung mit Bruchteilssteigung, die im in neren Sbatorluftspalt 71 zwischen den beiden Sta- toren ein magnetisches Drehfeld zu erzeugen ver mag, versehen sind.
Die Verteilung der Spulen gruppen in den beiden Statorwicklungen ist so ge- wählt, dass die beiden von den Statoren erzeugten Felder folgende Eigenschaften besitzen: Als erstes sind beide Felder Zweipolfelder, gewünschtenfalls können die Statoren natürlich auch so bewickelt sein, dass Felder mit einer grösseren, geraden und gleichen Polzahl entstehen, wie vier oder sechs Pole.
Zwei tens sind die Statoren so gewickelt, dass bei Be trachtung in einer Richtung längs der Achse der Motorwelle, also beispielsweise in Richtung der Pumpe 55, beide Felder dieselbe Drehrichtung um die Achse haben. Drittens sind die beiden Statoren so gewickelt, d'ass, wenn die Nut 1 des Stators 70 de in Fig. 4 dargestellte Lage direkt gegenüber der Nut 1 des Stators 70' hat, beide Statorfelder räum- lieh genau gegenphasig sind.
Hiermit äst gemeint, dass das Intensitätsmaximum des Nord'poles des Grund flusses im Drehfeld des Stators 70 direkt gegenüber dem Intensitätsmaximum des Südpoles des Grund flusses im Drehfeld des Stators 70' liegt;
die beiden Felder haben an anderen Stellen ausserdem eine solche Flussverteilung, dass sich ein zum einen Feld gehörigen Fundamental\tluss eines bestimmten Inten sitätswertes mit einem zum anderen Feld gehörigen Fundamentalfluss gleicher Intensität; jedoch entgegen gesetzter Polarität, deckt.
Die in Fig. 4 dargestellte gegenseitige Lage der Statoren 70, 70', die eine genau entgegengesetzte Phasenlage der beiden Felder ergibt, dient jedoch nur zur Vereinfachung der Erklärung, in der Praxis erhält man bessere Ergebnisse,
wenn die beiden Statoren winkelmässig etwas gegeneinander versetzt und die beiden gegenüberliegenden Felder dementsprechend nicht mehr genau gegenphasig isind.
Fig. 1 zeigt ferner, dass axial zwischen den Sta- toren 70, 70' eine Rotorscheibe 110 angeordnet ist, die aus einem Metall ausreichender mechanischer Festigkeit und niedrigem spezifischem elektrischem Widerstand besteht. Die Scheibe 110 kann beispiels weise aus hartgezogenem Kupfer, einer Chrom- 'Kupferlegierung, Aluminium,
Messing oder Titan bestehen. Ein Nabenteil 111 des Rotors umgibt eine Mittelöffnung 112 dies Rotors, durch die das, etwas verjüngte freie Ende 113 der Welle, -63 reicht. Die Nabe 111 äst in axialer Richtung etwas dicker, als der Zwischenraum 71 zwischen den Statoren.
Die Rotorscheibe 110 ist auf folgendes Weise auf dem Wellenende 113 befestigt: Auf gegenüber liegenden Seiten der Nabe 111 sind' zwei Flansche <B>1</B>15, 116 auf die Welle gepasst.<B>Dir,</B> Flansche sind auf der Welle 63 durch einen Keil 117 (Fig. 7) gegen Verdrehungen gesichert, der in eine Keilmut 118 eingesetzt ist,
die durch axiale Nuten 119 in den Flanschen und eine mit diesen fluchtende Axial- mit 120 im Wellenende 113 gebildet wird.
Die Flan sche werden durch in gleichen Winkeliabständen an geordnete axiale Schraubenbolzen 121 fest gegen die Seiten der Nabe 111 gedrückt; die Schraubenbolzen 121 durchsetzen den Flansch 115 und Löcher 122 in der Rotornate 111 und sind in Gewindelöcher<I>122a</I> im Flansch 116 eingeschraubt. Die aus dem Rotor und den Flanschen bestehende Anordnung wird dann gegen axiale Verschiebungen auf dem Wellenende 113 durch eine auf diese aufgeschraubte Mutter 123 gesichert,
die ihrerseits durch eine Sperrscheibe 124 gesichert ist. Gewünschtenfalls können die Flansche 115, 116 und die Nabe 111 aus einem Stück bestehen.
Anstett den Rotor in der beschriebenen Weise auf der Welle zu befestigen,. können Welle und Rotor aus einem einzigen Metallstück bestehen und aus dem Vollen herausgearbeitet sein, hierbei entfallen dann die Mittelöffnung 112 und die Schrauben löcher 122 im Rotor.
Es äst ausserdem möglich, eine Rotornate 111 ohne Mittelöffnung 112 zu ver wenden, die Nabe wird dann mit einem Endflansch der Welle verschraubt. Konstruktionen, die ohne Durchbrechungen im Rotor auskommen, haben dien Vorteil, dass der Rotorwerkstoff wesentlich weniger beansprucht wird.
Ausserhalb der Nabe 111 hat der Rotor 110 in Axialrichtung einen verlaufenden Querschnitt, und seine Dicke nimmt mit wachsendem Radius bis zu einem dünnen ringförmigen Stegteäl 130 ab, das in der Mitte des Zwischenraumes 71 zwischen den Sta- toren 70, 70' liegt und' von deren Sbhnfl:ächen 75, 75' durch enge Rotor-Stator-Luftspalte 131, 131' ge trennt wird.
Es soll darauf hingewiesen werden, dass der Stegteil des Rotors im ganzen Winkelbereich von 360 vollständig aus nichtmagnetischem Werkstoff \besteht.
Radial ausserhalb des Bereiches 71 zwischen den Statoren geht der Steg 130 des Rotors über einen verlaufenden Teil mit in Richtung radial auswärts divergierenden Seitenflächen in einen Randteil 135 über. An den gegenüberliegenden Seiten des Rand teiles sind durch axiale Bolzen 136 zwei' Ringe 137, 13<B>7</B> aus Aluminiumguss angebracht, die in gleichen Winkelabständen angeordnete Gebläseschaufeln 138 bzw. 138' tragen.
Bei der dargestellten Ausführungs form sind die Gebläseschaufeln radial ausgerichtet (siehe Fäg. 7), so dass sie die Luft unabhängig von der Drehrichtung des Rotors fördern. Die Schaufeln können jedoch schräg angeordnet werden, um die Förderleistung bei einer bestimmten Drehrichtung des Rotors zu erhöhen.
Die Schaufeln können auch integrale Teile des Rotors sein. Schliesslich können die Schaufeln auch an der Rotornate anstatt am Aussenrand des Rotors befestigt sein.
Im Steg 130 der Rotorscheibe 110 werden durch die von den Statoren 70, 70' erzeugten umlaufenden Magnetfelder Ströme induziert.
Diese Ströme treten ihrerseits mit den isie induzierenden Feldern in Wechselwirkung und verseitzen den Rotor 110 in der gleichen Weise in Drehung, wie der Strom im Kurzschlussläufer eines Asynchronmotors dessen An ker inUmdrehungversetzt.Für jedenSchlupf zwischen der Rotordrehzahl und der Synchrongeschwindigkeit dies Drehfeldes (3600 U/min für ein Zweipolfeld und 60 Hz) üben die Ströme im Rotor 110 also auf ein bestimmtes antreibendes Drehmoment aus,
das in einem bestimmten Bereich von Null beginnend mit dem Schlupf wächst.
Bezüglich des Antriebes des Rotors durch die Drehfelder soll erwähnt werden, dass die beiden Sta- torkerne 72, 72' getrennte Teile eines einzigen Ma gnetkreises sind, da die beiden Felder räumlich ent gegengesetzte Phasenlage haben.
Der vom oberen Teil der Stirnfläche 75 des Kernes 72 in den Zwi schenraum 71 zwischen den Statoren austretende Fluss verläuft beispielsweise folgendermassen: Vom oberen Teil der Stirnfläche 75 nach rechts durch den Rotor- Stator-Luftspalt 131, den Rotorsteg 130 und den Rotor-Stator-Luftspalt 131' in den oberen Teil des Statorkernes 72',
in dem ringförmigen Kern 72' an beiden Seiten der Mittelöffnung vorbei zum unteren Teil dies Kernes 72', von dort nach links durch den Rotor-Stator-Luftspalt 131',
den Rotorsteg 130 und den Rotor-Stator-Luftspalt 131 in den unteren Teil des Kernes 72 und von dort im Ringkern 72 beid seits der Mittelöffnung zurück zum Ausgangspunkt im oberen Teil dies Kernes. Der Fluss durchsetzt also beide Statorkerne und beide Rotor-Stator-Luftspalte 131, 131'.
Bekanntlich wird ein Leiter, in dem durch ein Magnetfeld ein Strom induziert wird, von diesem Feld mit einer Kraft abgestossen, die näherungsweise umgekehrt proportional dem Quadrat des Abstandes zwischen dem Leiter und der Quelle des Feldes ist. Anderseits wird ein Stück aus einem magnetischen Werkstoff von der Quelle eines magnetischen Feldes mit einer Kraft angezogen, die ebenfalls, näherungs- weise umgekehrt proportional dem Abstand ist.
Bei dem hier beschriebenen Motor stellen die Stator- kerne 72, 72' Magnetfeldquellen dar, und der Rotor steg 130 ist ein Leiter, in dem durch die von diesen beiden Quellen ausgehenden Felder Ströme induziert werden. Da der beschriebene Steg 130 kein ferro- magnetisches Material enthält, wird er von den Sta- torkernen nicht angezogen. Der im Rotorsteg indu zierte Strom stösst den Steg dagegen vom Kern 72 und aus. Symmetriegründen auch vom Kern 72' ab.
Auf den Steg wirken also zwei einander entgegen- gerichtete Abstossungskräfte. Wenn sich der Rotor steg in der Mitte zwischen den beiden Statorkernen 72, 72' befindet, haben die entgegengerichteten Ab stossungskräfte gleiche Beträge, und die auf den Rotor 110 in axialer Richtung wirkenden magneti schen Kräfte kompensieren sich.
Es sei nun angenommen, dass der Rotorsteg 130 aus irgendeinem Grunde aus, seiner genau symme trischen Lage etwas in Richtung auf den Statorkern 72 verschoben werde. Da sich die magnetische Ab stossungskraft zwischen dem Steg 130 und dem Kern 72 invers mit dem Quadrat des Abstandes ändert, wächst das. Verhältnis des Betrages der Kraft nach der Verschiebung zu dem Betrage der Kraft vor der Verschiebung als Funktion des Betrages der Ver schiebung rascher, als das Verhältnis der Abstände zwischen dem Steg 130 und dem Kern 72 vor und nach der Verschiebung.
Entsprechendes gilt für die Abnahme der abstossenden Kräfte zwischen dem Steg 130 und dem Kern 72'. Die resultierende ma gnetische Kraft, die auf den Rotorsteg 130 in Ab hängigkeit von seiner Auswanderung aus der Mittel tage, bei der genau Gleichgewicht herrscht, wirkt, ist daher immer so gerichtet, dass der Steg zurück in die symmetrische Lage gedrückt wird und ihr Betrag nimmt stärker als linear mit der Auswanderung zu.
Hieraus .ergibt sich, d'ass die von den Statoren 70, 70' auf den Rotor 110 ausgeübten, entgegengesetzt gerichteten Abstossungskräfte sowohl eine dynamische Lagestabilisierung des Rotors in einem Punkt be wirken, indem diese beiden Kräfte gleiche Beträge haben, als auch einen dynamisch stabilen Ausgleich der auf den Rotor einwirkenden Magnetkräfte er geben.
Die auf diese Weise gewährleistete Stabilität des Rotors bringt u. a. folgende Vorteile mit sich: Wenn der Steg 130 des Rotors auf irgendeine Weise ge bogen oder ausgelenkt wird, wirken die Abs\tossungs- kräfte einer solchen A,uslenkung entgegen im Gegen satz zu Anziehungskräften, durch die eine solche Aus lenkung vergrössert würde.
Die resultierende Ab stossungskraft unterdrückt auch Flatterbewegungen und Schwingungen des Rotorsteges im Gegensatz zu Anziehungskräften, die solche Flatterbewegungen zu t4ergrössern streben. Es ist daher nicht nötig, die mechanische Festigkeit des Steges so hoch zu wäh len, d'ass er von sich aus Auslenkungen und Schwin gungen widersteht, und der Steg kann daher viel dünner ausgebildet werden, als es bei einer Ein wirkung von Anziehungskräften möglich ist.
In der Praxis kann der Steg sogar dünner als die Hälfte des Statorabstandes 71 gemacht werden, also bei spielsweise 3,2 mm bei einem Statorabstand 71 von 7,15 mm.
Durch die Verringerung der Dicke des Rotor steges werden auch die Verluste verringert, die durch Oberwellen im Rotor erzeugt werden. Man kann mit wesentlich kleineren Abständen zwischen Rotor und Stator arbeiten, was u. a. die Streureaktanz- verluste des Motors herabsetzt. Weiterhin kann die Rotormasse verringert werden und man kommt mit weniger Lagern aus, wodurch nicht nur Kosten ge spart werden, sondern auch die Geräuschentwicklung wesentlich herabgesetzt wird.
Da der Rotorsteg 130 kein magnetisches Material enthält, ergeben sich wesentlich kleinere Streureak- tanzverluste und Oberflächenverluste im Rotor. Die Realisation eines dynamisch stabilen Ausgleiches der auf den Rotor wirkenden Magnetkräfte erfordert natürlich nicht notwendigerweise, dass der Steg keiner lei magnetisches Material enthält und nur von Ab stossungskräften beaufschlagt wird.
Auch wenn der Steg des Rotors zum Teil aus einem magnetischen Werkstoff besteht, kann ein dynamisch stabiler Kräfte ausgleich erreicht werden, solange die auf den Rotor wirkenden Abstossungskräfte die auf den Rotor wir kenden Anziehungskräfte überwiegen.
Die Tatsache, dass der Rotorsteg der Fig. 1 und 7 keine Durchbrechungen aufweist und die Form eines einzigen durchgehenden Bandes aus einem homo genen Werkstoff hat, trägt zur Erhöhung der Ring spannungsstärke des Steges bei. In elektrischer Hin- sicht hat ein solcher Steg den Vorteil, d'ass er radial fliessenden Rotorströmen den grössten Querschnitt eines Werkstoffes niedrigen spezifischen Widerstandes darbietet,
so dass sich bei einer bestimmten Strom stärke infolge des niedrigen Widerstandes die ge- ringstmöglichen Kupferverluste ergeben.
Die Verteilung der im Rotor 110 induzierten Ströme der Schlüpfungsfrequenz ist in Fig. 7 durch die Linien 140 dargestellt, die Stromrichtung längs dieser Wege wird durch Pfeile 141 angegeben. Be trachtet man eine typische Stromschleife 140a, so sieht man, dass der Strom in den Abschnitten 143, 142 den Rotorsteg 130 radial durchquert und in den Schleifenteilen 144, 145, die im Aussenrand 135 bzw.
der Nabe 111 des Rotors verlaufen, in Umfangs richtung fliesst. Die aktiven Teile der Stromschleife 140a sind diejenigen im Steg 130, hier wird, der in der Schleife fliessende Strom vom Rotor induziert, und die radial fliessenden Ströme liefern Nutzleistung, indem sie mit den Magnetfeldern in Wechselwirkung treten und eine Kraft erzeugen,
die normal zur Radialrichtung steht und dementsprechend ein den Rotor antreibendes Drehmoment ergibt. Die Teile der Schleife 140a im. Rand und in, der Nabe sind dagegen passive Teile, da sie nicht im Haupt- magnetfeld liegen und daher kein Drehmoment, son dern nur unerwünschte Wärme erzeugen.
Auch in allen anderen Stromschleifen liefern nur die im Steg fliessenden Ströme NutzIeistungen, während längs der Stromwege im Rand und in der Nabe nur Ver lustwärme entsteht.
Der Rand und die Nabe sind natürlich trotzdem wichtige Teile des Rotors, da sie die radial fliessen den Ströme, die nutzbare Arbeit leisten, schliessen. Wenn nämlich die Nabe und der Rand nicht vor handen wären, müssten sich die Stromschleifen inner- halb des, Steges schliessen. In diesem Falle wären dann jedoch die radial verlaufenden Teile der Strom schleifen,<B>in</B> denen der Strom ein den Rotor an treibendes nutzbares.
Drehmoment liefert, kürzer als die entsprechenden radialen Teile der Schleifen, die bis in die Nabe und den Rand reichen. In diesem Falle würden dann, nur die verkürzten radialen Teile der Schleife nutzbare Arbeit leisten, wenn. auch die Schleifenteile, in denen der Strom im Steg dann. in Umfangsrichtung fliesst,
den Drehfeldern ausgesetzt sind, da ein. in Umfangsrichtung fliessender Strom mit den Drehfeldern nicht unter Erzeugung eines Dreh momentes in Wechselwirkung treten kann.
Da die dargestellten Stromschleifen über einen grossen Teil ihrer Gesamtlänge im Rotorrand und der Rotornate verlaufen und dementsprechend grössere Leistungsverluste in diesen Rotorteilen auftreten und da der in. der Nabe und irn Rand des Rotors fliqssende Strom, wie erwähnt, keine Nutzarbeit leistet, sondern nur Wärme erzeugt, ist es wünschenswert, den Wider stand, der dem Rotorstrom im Rand und der Nabe dargeboten wird,
und damit die Leistungsverluste im Rotor herabzusetzen.
Der Widerstand längs der in Umfangsrichtung verlaufenden Teile der Stromwege am äusseren Um fang des Rotors wird bei dem beschriebenen Motor dadurch herabgesetzt, dass der Radius. des Rotors unter Bildung eines radial ausserhalb des Stabor- luftspalltes 71 liegenden Randteiles vergrössert ist.
Der Widerstand dieser Teile des Stromweges wird ausser dem dadurch weiter herabgesetzt, d@ass der Randteil verdickt ist und eine grössere axiale Abmessung hat, als der Luftspalt 71. Der so gebildete Randteil ver ringert nicht nur die Leistungsverluste im Rotor, son dern stellt auch eine gute Montagemöglichkeit für die Gebläseschaufeln dar.
Ein Rotorrand der be schriebenen Art ist also sowohl in mechanischer als auch in elektrischer Hinsicht vorteilhaft. Der innige Kontakt zwischen dem Aussenrand und den Gebläse schaufeln gewährleistet eine gute Wärmeübertragung vom Rotor an die Kühlluft.
Ein grosser Teil der Leistungsverluste im Rotor erscheinen als Verlustwärme im Randteil. Wenn dieser Randteil radial ausserhalb des Luftspaltes 71 zwischen den Statoren liegt, gelangt die vom Rotorrand abge- strahlte Wärme nicht in die Statornuten, und sie kann daher die Statorwicklung nicht zusätzlich er wärmen, wodurch unter Umständen die gegen hohe Temperaturen empfindliche Isolation leiden könnte.
In thermischer Hinsicht kann also beim Vorhanden sein eines. radial ausserhalb des Statorluftspaltes liegen den Rotorrandes eine Erwärmung des Rotors auf eine höhere Temperatur zugelassen werden, ohne dass die Gefahr einer Beschädigung der Isolation der Statorwicklung besteht und dementsprechend' erlaubt ein solcher Rotorrand im Rotor stärkere Ströme zu induzieren und damit mehr Ausgangsleistung zu er zeugen, als sonst möglich wäre.
An der inneren Peripherie des Rotors wird der Widerstand für die in Umfangsrichtung fliessenden Ströme durch die axiale Verdickung der Rotornate <B>111</B> herabgesetzt. Diese verdickte Nabe ist hier be sonders nützlich, da der im Rotor für die Strom leitung in radialer Richtung zur Verfügung stehende Querschnitt .in Richtung radial nach innen abnimmt, so d'ass der Rotorwderstand für solche Ströme radial nach innen übermässig zunehmen könnte, wenn die Nabe nicht verdickt wäre.
In mechanischer Hinsicht hat die Verdickung der Nabe den Vorteil, d'ass der Rotorsteg 130 gegen seitliche Auslenkungen ver steift wird.
Wie Fig. 6 zeigt, sind die Stirnflächen 75, 75' der Statorkerne durch die, Nuten und die: dazwischen liegenden Zähne aufgeteilt und in dien durch die Kerne erzeugten Feldern werden daher durch die Nut-Dis- kontinuitäten Oberwellen induziert.
Solche Ober- wellien sind unerwünscht, da sie zu beträchtlichen Leistungsverlusten im Rotor führen können. Es hat sich jedoch gezeigt, dass solche Oberwellen beträcht lich verringert werden können, wenn man die beiden Statoren von der in Fig. 4 dargestellten Winkellage, in der gleich bezifferte Nuten in den beiden Sta- toren einander direkt gegenüberliegen,
i die in Fig. 6 dargestellte Lage verdreht, in der sich die Nuten winkelmässig nicht mehr decken, und die von den Statoren erzeugten Felder dementsprechend nicht mehr genau gegenphasig sind.
In Fig. 6 beträgt die Winkelversetzung zwischen den beiden Statoren einen halben Nutenabstand, d. h. also, dass Nut Nr. 1 im Stator 70' winkelmässig be züglich<B>Nut</B> Nr.1 im. Stator 70 um den habenWinkel- abstand zwischen den Mitten zweier benachbarter Nuten versetzt ist.
Wie Fig. 8 zeigt, wird der durch Oberwellen verursachte Leistungsverllust durch eine Winkelversetzung von. einem halben Nutenabstand um etwa 50 % verringert. Man kann für diese Ab nahme der Oberwellenverluste geometrische Gründe angeben, da die beiden Nutanordnungen der Statoren bei einer Verdrehung um die Hälfte des Winkel abstandes zweier Nuten den grösstmöglichen Winkel abstand besitzen.
Dies ist jedoch nicht die einzig mögliche Erklärung, da auch noch eine beträchtliche Verringerung der Oberwellenverluste eintritt, wenn die beiden Statoren um einen ganzen Winkelabstand zweier Nuten gegene'inand'er verdreht sind und die Nuten sich dann wieder decken, d. h. als wenn Nut Nr. 1 des Stators 70' direkt gegenüber einer anderen Nut, z. B. der Nut Nr. 2, des Stators 70 liegt (Fig. 8).
Die Herabsetzung der Oberwellenverluste beruht also mindestens zum Teil, wenn, nicht ganz auf einer Ab weichung von einer genau gegenphasigen Lage der von den beiden Statoren erzeugten Magnetfender. Fig. 8 zeigt, dass.sich die Oberwellenverluste in einem beträchtlichen Verdrehungsbereich herabsetzen lassen, dieser Bereich ist jedoch kleiner,
als der von einer Spulenseitengruppe eingenommene Winkelbereich, da bei einer diesen Winkelbereich überschreitenden Ver drehung überhaupt keine überlappung komplemen tärer Spulengruppen eintreten würde, also beispiels weise der Spulenseitengruppe ani im Stator 70' und ihrer komplementären Spulenseitengruppe asi im Sta- tor 70.
Die Oberwellenverluste im Rotor lassen sich durch die in Fig. 9 dargestellte abgewandelte Rowrform weiter verringern. Der Stegteil 130 des Rotors 110 wird von einer Anzahl .schmaler Schlitze 150 durch setzt, deren radial innere Enden in Umfangsrichtung des ganzen Stegbeils gleiche Winkelabstände vonein- ander besitzen.
Wie dargestellt, verlaufen die Schlitze schräg, also vom inneren Ende in einem Winkel zu dem durch das Innenende gehenden Radius des Ro tors nach aussen. Der Neigungswinkel ist bei allen Schlitzen gleich. Bei manchen Anwendungsgebieten erübrigt ,sich eine Schrägstellung der Schlitze, die dann genau radial verlaufen können.
Die Schlitze können offen bleiben; ungefüllte Schlitze verringern jedoch etwas die Ringspannungsfestigkeit des Steg teils.
Die Schlitze 150 werden daher vorzugsweise mit Einsätzen 151 gefüllt oder ausgegossen, hierzu kann Epoxyharz oder ein anderer Werkstoff Ver wendung finden, dessen spezifischer elektrischer Widerstand, verglichen mit dem des Stegwerkstoffes hoch ist, der eine hohe mechanische Eigenfestigkeit besitzt und der an den Wänden der auszufüllenden Schlitze gut haftet.
Die Ringspannungsfestigkeit des Rotors kann auch dadurch wenigstens bis zu einem gewissen Grade erhalten werden, dass die Schlitze nur ein gewisses Stück von einer oder beiden Seiten in den Rotor reichen und ihn in Querrichtung nicht ganz durchsetzen, so dass eine gegenüberliegende Seiten der Schlitze verbindende Brücke aus dem Rotorwerkstoff stehentleibt.
Im folgenden soll noch kurz auf die> Wirkungsweise der Gebläseschaufeln 138, 138' (Fig. 1) eingegangen werden. Die linken Schaufeln 138 fördern Kühlluft durch die Hinke Hälfte des Motors. Diese strömt einer seits längs eines Weges 160 durch die Einlassöffnun- gen 44 über die äussere Zylinderfläche des Stators 70 und durch die Auslassöffnungen 41 wieder aus dem Motor heraus.
Ausserdem strömt Luft längs eines Weges<B>161</B> durch die Einlassöffnugen 49 ein, streicht über die inneren Zylinderflächen des Stators 70, strömt dann durch die radialen Kanäle 82 in den 'Statornuten (Fig. 5) radial nach aussen und wird schliesslich durch dieselben Öffnungen 41 ausgestossen, wie die längs des Weges 160 strömende Luft.
Die rechten Gebläseschaufeln 138' fördern in entsprechen der Weise Kühlluft durch die rechte Hälfte des Mo tors; die längs der Wege 160', 161' strömt, die den beschriebenen Strömungswegen 160 bzw. 161 ent sprechen.
Die radialen Kühlluftkanäle 82 in den Statomuten erleichtern und verbessern die Kühlung des Motors -rin verschiedener Hinsicht. Erstens ermöglichen die Kanäle ein viel grösseres Luftvolumen längs des Weges 161 zu fördern, als es möglich wäre, wenn diese Luft die Geb'läseschaufeln nur durch den engen Zwischenraum 131 zwischen dem Stator 70 und dem Rotor 110 erreichen könnte.
Zweitens kühlt die durch diese Kanäle strömende Luft dort, wo es am not wendigsten ist, d. h. .in der Nähe der Statorwicklungen, deren Isolation am empfindlichsten gegen zu starke Erwärmung ist.
Die Statorspulen unterscheiden sich in dieser Hinsicht vom Rotor, der nicht isoliert ist und daher sehr heiss werden darf. Drittens bekommen die isolierten Statorwicklungen durch die zwischen geschalteten Kühlkanäle 82 einen entsprechenden Ab stand, von dem heissen Rotor, und die Spulenisolation wird dadurch gegen die vom Stegteil des Rotors ab gestrahlte Wärme geschützt.
Ein nach den Lehren der Erfindung aufgebauter Motor mit doppeltem axialem Luftspalt wurde gebaut und hat sich in der Praxis ausgezeichnet bewährt. Dieser mit Zweipolfeldern arbeitende Motor hatte folgende Abmessungen: Aussendurchmesser des Rotors . . . . 483 mm Aussendurchmesser des Rotorsteges . . . 362 mm Innendurchmesser des Rotorsteges . . . 219 mm Stegdicke . . . . . . . . . . . 3,2 mm Abstand Steg-Statorstirnflächen . . . . 1,98 mm Dicke des Rotorrandes . . . . . . .
9,5 mm Dicke der Rotornate . . . . . . . 12,3 mm
EMI0008.0001
Wie bereits in Verbindung mit Fig. 6 und 8 erwähnt worden war, hat sich eine geeignete Ver drehung entsprechender Elemente der beiden Statoren gegeneinander als geeignet zur Verringerung von Rotorverlusten erwiesen,
welche durch Intensitäts- schwankungen des Hauptfe1d'es infolge der Stator- nuten verursacht werden.
Diese Felder enthalten jedoch noch immer Oberwellen der magnetomotori- schen Kraft, deren Amplitude, bezogen auf die Grund welle, im allgemeinen mit der Ordnungszahl abnimmt. Bezüglich solcher Oberwellen wirkt der Rotor als elektromagnetische Abschirmung, und die Statoren verursachen unabhängig voneinander Verluste in den jeweils gegenüberliegenden Oberflächenschichten des Rotors.
Es hat sich nun herausgestellt, dass die erwähnten Oberwellen der magnetomotorischen Kraft dadurch verringert werden können, d'ass man. die Gesamt wicklung der einzelnen Statoren in zwei mehrphasige, verteilte Wicklungen mit Bruchteilsteigung aufteilt,
die beide von denselben Phasen gespeist werden und einander über den gesamten Winkelbereich von 360 überlappen; die beiden Teilwicklungen auf einem Stator sind gegeneinander winkelmässig entsprechend einem Bruchteil eines Spuknabstandes (fractional coil pitch) versetzt.
Bei so gewickeltem Stator wird die Stärke jeder einzelnen Oberwelle der magneto- motorischen Kraft bezüglich der Grundwelle vom ursprünglichen Wert um einen Faktor verringert,
der kleiner als 1 und gleich dem Produkt des Schritt- faktors des Spulenschrittes der einzelnen Wicklung und des Schrittfaktors entsprechend der Winkel- versetzung der beiden Wicklungen ist.
Durch geeignete Wahl des Spulenabstandes oder -schrittes und eine geeignete Winkelversetzung zwischen den beiden Wicklungen können die zugehörigen Schrittfaktoren so bemessen werden, dass die auf die Grundwelle bezogene Stärke von Oberwellen niedrigerer Ordnung (beispiehweise der fünften, siebten, elften, dreizehn ten), die die hauptsächliche Verlustursache bilden, weitgehend herabgesetzt werden können,
verglichen mit der auf die Grundwelle bezogenen Stärke, die, diese niedrigen Oberwellen haben würden, wenn die ge- samte Statorwicklung im Effekt eine einzige konven tionelle Mehrphasenwicklung wäre.
Es ist mit der beschriebenen Wicklungsanordnung tatsächlich mög lich, praktisch den gesamten Verlustanteil zu be seitigen, der auf die erwähnten Oberwellen der ma- gnetomotorischen Kraft zurückzuführen ist. Dies kann bei Motoren mit einem einzigen axialen Luftspalt ebenso geschehen, wie in Motoren mit zwei axialen Luftspalten und bei letzteren gleichgültig, ob die bei den Statorelemente in der oben beschriebenen Weise gegeneinander verdreht werden oder nicht.
Als Beispiel wurde ein grosser Motor mit dop peltem Axialluftspalt und 60 Nuten pro Stator ausgeführt, dessen Statoren jeweils zwei Wicklungen hatten. Die Spulen der beiden Wicklungen hatten jeweils einen Schritt von 57 %, und d'üe beiden Wick lungen waren gegeneinander um 20 % einer Polteilung versetzt, so d'ass sich eine Versetzung entsprechend 80 % eines Spulenschrittes ergab.
Die ergebenden Schritt- oder Teilungsfaktoren sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:
EMI0008.0125
Oberwelle <SEP> 57% <SEP> Teilungsfaktor <SEP> 80% <SEP> Teilungsfaktor <SEP> Gesamtteilungsfaktor
<tb> 1 <SEP> 0,784 <SEP> 0,952 <SEP> 0,745
<tb> 5 <SEP> 0,978 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> 7 <SEP> 0 <SEP> 0;588 <SEP> 0
<tb> 11 <SEP> 0,454 <SEP> 0,952 <SEP> 0,43
<tb> 13 <SEP> 0,767 <SEP> 0,574 <SEP> 0,44 Es zeigt sich, d'ass die auf den erwähnten Ober- we.Ilen der magnetomoborischen Kraft beruhenden Verluste praktisch Null waren.
Fig. 10 zeigt schematisch eine zweipolige, drei- phasige, einkreisige Statorwicklung in Dreieckschal tung, die in der eben beschriebenen Weise in eine innere und eine äussere Wicklungshälfte aufgeteilt ist. Die gesamte Statorwicklung, die dargestellt ist,
ist in der Praxis so ausgebildet, dass jede Nut die Innen seiten zweier Spulen und darüber die Aussenseiten zweier Spulen, also vier Spulenstränge pro Nut, ent hält; in Fig. 10 sind jedoch zur Vereinfachung der Zeichnung die äusseren Spulenseiten weggellassen.
Die dargestellte Wicklungsanordnung lässt sich am besten verstehen, wenn man den in einem bestimmten Augenblick zwischen zwei Klemmen, bei spielsweise den Klemmen Ti, T3, fliessenden Strom verfolgt.
Es ,soll angenommen werden, d'ass der Strom von T, über die Verbindung 170 durch eine Gruppe 172n von fünf überlappt gewickelten Teilschritt- spulen, die zusammen im betrachteten Augenblick, beispielsweise den Nordpol des Flusses erzeugen, fliesst.
Die fünf dargestellten inneren aktiven Seiten ü bis<B>15</B> dieser fünf Spulen gehören zu der inneren Wicklungshälfte der Statorwicklung und werden je- weils der Reihenfolsge nach von einer entsprechenden von fünf aufeinanderfolgenden Statornuten aufge nommen.
Von der Spulengruppe <I>172n</I> fliesst der Strom über eine Verbindung 173 durch eine Gruppe 174s aus fünf überlappt gewickelten Spulen mit Bruch teilssteigung, die durch einen ausgezogenen Kreis bogen dargestellt sind und dann über eine Ver bindung 175 durch eine weitere Gruppe 176s aus fünf überlappt gewickelten Spulen mit Bruchteilsschritt, die durch einen gestrichelten Kreisbogen dargestellt sind.
Die Spulengruppen 174s und 176s erzeugen dann jeweils in dem betrachteten Augenblick einen Südpol des Magnetflusses. Wie schematisch ist, gehören die inneren aktiven Spulenseiten der fünf Spulen der Gruppe<I>174s</I> zur inneren Wick lungshälfte der Statorwicklung und liegen jeweils der Reihe nach in entsprechenden fünf aufeinanderfolgen- den Statornuten als unterste Spulenseiten in diesen Nuten,
während die inneren aktiven Spulensenten der Gruppe, 176s zur äusseren Wicklungshälfte der Sta- torwicklung gehören und der Reihe nach in entspre chenden fünf aufeinanderfollgenden Statornuten lie gen, wo sie die zweituntersten Spulen in diesen Nuten sind.
Die inneren Spulenseiten der Spulengruppe 174s liegen direkt gegenüber den inneren Spulenseiten der Spulengruppe <I>172n.</I> Vergleicht man die Relativlagen der Spulengruppen 174s und 176s, .so sieht man, d'ass der durch die inneren Spulenseiten der Gruppe 176s eingenommene Statorsektor um einen Winkel a (in diesem Falle 12 ) gegenüber dem Statorsektor ver dreht ist,
der durch d'it inneren Spurenseiten der Spulengruppe 174s eingenommen wird. Mit anderen Worten gesagt, ist die äussere Wicklungshälfte der Statorwicklung insgesamt um den Winkel a gegen über der inneren Wicklungshälfte der Statorwicklung verdreht.
Von der Spulengruppe 176s fliesst der Strom über eine Verbindung 177 zu einer durch einen ausgezogen gezeichneten Kreisbogen dargestellten Gruppe, 178n von fünf Spulen, die in dem betrach teten Augenblick einen Nordpol des Flusses erzeugen. Die Spulengruppe 178n ist offensichtlich das Nord- Gegenstück der Süd-Spulengruppe 176s.
Die fünf inneren Spulenseiten der Gruppe 178n liegen also direkt gegenüber denen der Gruppe: 176s und glei chen denen der Gruppe 176s darin, dass .sie zur äusseren Wicklungshälfte der Statorwicklung gehören und in fünf aufeinanderfolgenden Statornuten liegen, wo sie die zweituntersten Spulenstränge, bilden.
Von der Spulengruppe 178n fliesst der Strom der betrachteten Phase über eine Verbindung 179 zur Klemme T3, womit der Stromkreis durch die Stator- wicklung für diese Phase geschlossen ist. Der Strom verlauf für die anderen beiden Phasen lässt sich an hand der gegebenen Beschreibung leicht finden.
Die anhand von Fig. 10 beschriebene WicIdfungs- anordnung kann natürlich auch kompoundiert wer den, wobei beispielsweise mehr als zwei winkelmässig versetzte mehrphasige Wicklungen verwendet werden können.
Es ist beispielsweise möglich, acht Spulen seiten pro Nut (vier innere und vier äussere Spulen seiten) zu verwenden, und die Statorwicklung in zwei Gruppen von zwei Wicklungen derart aufzuteilen, dass die beiden Gruppen gegeneinander und die beiden Wicklungen in den einzelnen Gruppen gegen einander winkelmässig verdreht sind.
Die beschriebenen Beispiele sind natürlich nicht einschränkend auszulegen und können in mancher Hinsicht abgewandelt werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten.
Viele der beschriebenen Einzelheile lassen sich auch auf einfache oder Kom- pound-Motoren mit nur einem einzigen axialen, ebenen Luftspalt und auf Motoren mit zwei axialen, ebenen Luftspalten und nur einem bewickelten Stator ebenso anwenden, wie auf Motoren mit doppeltem axialem Luftspalt und zwei bewickelten Statoren.