Claims (6)
PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS
1. Synchronmotor mit einem Rotor mit Käfigwicklung bestehend aus einer massiven Welle und die Käfigstäbe aufnehmenden Rotorblechpaketen, wobei aufeinanderfolgende Rotorpole in axial voneinander entfernten Ebenen liegen, mit einem Stator mit einer Feldwicklung und einer zwischen diesen Ebenen auf dem Rotor liegenden Gleichstromerregerwicklung, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechpakete (27,28) geschlossene Ringe bilden und die Welle (6) des Rotors zur Bildung von Polen örtliche Ausnehmungen (29,30) aufweist.1. Synchronous motor with a rotor with squirrel-cage winding consisting of a solid shaft and rotor lamination stacks accommodating the squirrel-cage bars, successive rotor poles lying in planes axially spaced apart from one another, with a stator having a field winding and a direct-current field winding lying between these planes on the rotor, characterized in that the laminated cores (27,28) form closed rings and the shaft (6) of the rotor has local recesses (29,30) to form poles.
2. Synchronmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Rotorwelle örtlich (29,30) verringert ist.2. Synchronous motor according to claim 1, characterized in that the diameter of the rotor shaft is reduced locally (29,30).
3. Synchronmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwelle örtlich (29) abgeschrägt ist.3. Synchronous motor according to claim 2, characterized in that the motor shaft is beveled locally (29).
4. Synchronmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle an der Stelle eines Überganges auf einen kleineren Durchmesser abgerundet (Fig. 5) ist.4. Synchronous motor according to claim 3, characterized in that the shaft is rounded at the point of a transition to a smaller diameter (Fig. 5).
5. Synchronmotor nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Querschnitt der Ringe an der Grenze zwischen den Polar- und Interpolarräumen verkleinert ist.5. Synchronous motor according to claims 1 to 4, characterized in that the radial cross section of the rings is reduced at the boundary between the polar and interpolar spaces.
6. Synchronmotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringe an der Grenze zwischen den Polar- und Interpolarräumen eine Ausnehmung (31,32,33,34) aufweisen.6. Synchronous motor according to claim 5, characterized in that the rings have a recess (31,32,33,34) at the boundary between the polar and interpolar spaces.
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Synchronmotor mit einem Rotor mit Käfigwicklung bestehend aus einer massiven Welle und die Käfigstäbe aufnehmenden Rotorblechpaketen, wobei aufeinanderfolgende Rotorpole in axial voneinander entfernten Ebenen liegen, mit einem Stator mit einer Feldwicklung und mit einer zwischen diesen Ebenen auf dem Rotor liegenden Gleichstromerregerwicklung. Ein solcher Motor ist auf der niederländischen Patentanmeldung 70.05797 bekannt.The invention relates to an electric synchronous motor with a rotor with a squirrel-cage winding consisting of a solid shaft and rotor lamination stacks accommodating the squirrel-cage bars, with successive rotor poles lying in planes that are axially distant from one another, with a stator with a field winding and with a direct-current field winding lying on the rotor between these planes. Such a motor is known from Dutch patent application 70.05797.
Für bestimmte Verwendungen z.B. bei Drehzahlen im Synchronzustand von etwa 12.000 Umdrehungen pro Minute und einer hohen Belastung kann es schwierig sein, den Synchronzustand zu erreichen. Zwar ist die vom Motor erzeugte Leistung ausreichend, um den Synchronzustand nachdem dieser einmal erreicht ist, aufrechtzuerhalten, aber die Belastung oder das Trägheitsmoment des angetriebenen Organs kann beim Anlassen so hinderlich wirken, dass der Synchronzustand nicht erreichbar ist. Man hat versucht, diese Aufgabe durch schrittweise Aufschaltung zu lösen, um schrittweise den Synchronzustand zu erlangen. Dies ist jedoch nicht stets möglich und erfordert ausserdem zusätzliche Mittel, um eine schrittweise Aufschaltung zustande zu bringen. Verhältnisse, die solche Probleme mit sich bringen, findet man unter anderem in der Kunst-faserindustrie, wo solche Motoren zum Antreiben erwärmter Scheiben benutzt werden. Eine andere Lösung dieser Aufgabe liegt in der Wahl eines Motors mit höherer Leistung als zum Aufrechterhalten des Synchronzustands erforderlich ist. Selbstverständlich bringt dies einen zusätzlichen Aufwand mit sich.For certain uses, e.g., at synchronous speeds of about 12,000 rpm and a high load, it can be difficult to achieve synchronous status. While the power generated by the engine is sufficient to maintain synchronous condition once it is achieved, the load or moment of inertia of the driven member can be so cumbersome to starting that synchronous condition is unattainable. Attempts have been made to solve this problem by gradual intrusion in order to gradually achieve the synchronous state. However, this is not always possible and also requires additional resources to bring about a gradual activation. Conditions involving such problems are found, inter alia, in the synthetic fiber industry, where such motors are used to drive heated discs. Another solution to this problem is to choose a motor with more power than is required to maintain the synchronous state. Of course, this involves additional effort.
Eine weitere Möglichkeit liegt darin, dass man den Motor bei einer Belastung unterhalb der Betriebsbelastung anlassen lässt, wobei die Belastung erhöht wird, wenn einmal der Synchronzustand erreicht ist. Auch dies erfordert zusätzliche Massnahmen.Another possibility is to start the engine at a load below the operating load, with the load being increased once synchronous is achieved. This also requires additional measures.
Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu beseitigen.The invention aims to eliminate these disadvantages.
Dies wird dadurch bewerkstelligt, dass die Blechpakete geschlossene Ringe bilden und die Welle des Rotors zur Bildung von Polen örtliche Ausnehmungen hat. In dieser Weise wird erreicht, dass, da die Käfigstäbe auch im Interpolarraum in Eisen gefasst sind, ein grösseres Anlassmoment entwickelt werden kann, als bei einem Motor gleicher Bemessung nach der bekannten Technik. Bisher wurden die Pole durch dieThis is accomplished in that the laminated cores form closed rings and the shaft of the rotor has local recesses to form poles. In this way it is achieved that since the cage bars are also set in iron in the interpolar space, a greater starting torque can be developed than with a motor of the same dimensions according to the known technology. So far, the poles have been
Rotorblechpakete gebildet, die in den Interpolarräumen unterbrochen waren, so dass die Käfigstäbe in dem Interpolarraum nicht von Eisen umgeben waren. Nach der Erfindung werden die Pole am massiven Teil der Motorwelle gebildet. Zwar wird die maximale magnetische Leistungsfähigkeit infolge des geringeren Querschnitts der Welle verringert, aber dies hat lediglich eine niedrigere Leistung während des Synchronbetriebs zur Folge, was unbedenklich ist.Rotor lamination stacks formed, which were interrupted in the interpolar spaces, so that the cage bars in the interpolar space were not surrounded by iron. According to the invention, the poles are formed on the solid part of the motor shaft. Although the maximum magnetic performance is reduced due to the smaller cross-section of the shaft, this only results in lower performance during synchronous operation, which is not a concern.
Damit der Magnetfluss den Rotor in radialer Richtung ver-lässt, ist vorzugsweise der radiale Querschnitt der Ringe an der Grenze des Polarraumes und des Interpolarraumes verringert. Die magnetische Leitfähigkeit in tangentieller Richtung wird dadurch dermassen verringert, dass der Magnetfluss in dieser Richtung gesperrt wird. Die Verringerung des radialen Querschnitts kann durch örtliche Ausnehmungen der Ringe bewerkstelligt werden.So that the magnetic flux leaves the rotor in the radial direction, the radial cross section of the rings is preferably reduced at the border of the polar space and the interpolar space. The magnetic conductivity in the tangential direction is reduced to such an extent that the magnetic flux is blocked in this direction. The reduction of the radial cross-section can be accomplished by local recesses in the rings.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the following description and the drawing.
In der Zeichnung zeigen:Show in the drawing:
Figur 1 einen Längsschnitt durch einen Vierpolmotor nach der Erfindung,Figure 1 shows a longitudinal section through a four-pole motor according to the invention,
Figur 2 eine schaubildliche Ansicht des Rotors des Motors nach der Erfindung,figure 2 is a perspective view of the rotor of the motor according to the invention,
Figur 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Figur 2,Figure 3 shows a section along the line III-III in Figure 2,
Figur 4 eine schaubildliche Ansicht einer Abart des Rotors nach der Erfindung undFigure 4 is a perspective view of a variant of the rotor according to the invention and
Figur 5 einen Schnitt längs der Linie V-V in Figur 4.Figure 5 shows a section along the line V-V in Figure 4.
Der stillstehende Teil am Stator des Motors enthält ein nahezu zylinderförmiges Gehäuse 1, auf dessen beiden Seiten Schilder 2 und 3 angebracht sind. Die Schilder 2,3 sind durch Bolzen 4,5 mit dem Gehäuse 1 verbunden und haben Bohrungen zum Durchführen der Motorwelle 6. Kugellager 7,8 halten die Welle in den Schildern 2 bzw. 3. Die Kugellager 7,8 sind durch einen Ring 9 bzw. 10 abgeschlossen. Zwischen dem Ring 9 und dem Schild 2 befindet sich ein Felzring 11 und zwischen dem Ring 10 und dem Schild 3 ist ein Felzring 12 angebracht. Der in der Zeichnung linke Teile der Welle hat ein Schaufelrad 13, das als Gebläse wirksam ist. Das Schaufelrad 13 wird durch eine Platte 14 abgeschirmt, die durch Bolzen 15 am Gehäuse 1 befestigt ist. Im rechten Teil der Welle ist eine Keilnut 16 vorgesehen. Die Gleichstromwicklung 17 erregt den Motor. Auf beiden Seiten eines die Wicklung 17 umgebenden Abstandrin-ges sind lamellierte Statorkerne 18 und 19 angebracht, die mit einer Ein- oder Mehrphasenwicklung 20 versehen sind. Diese Wicklung besteht aus Spulen oder Spulengruppen, deren Abmessungen in der Umfangsrichtung nahezu dem Polstich entsprechen für verschiedene Polaritäten. Mittels der Wicklung 20 wird ein Wechsel- oder Drehfeld erzeugt.The stationary part on the stator of the motor contains an almost cylindrical housing 1, on both sides of which plates 2 and 3 are attached. The shields 2.3 are connected to the housing 1 by bolts 4.5 and have bores for passing through the motor shaft 6. Ball bearings 7.8 hold the shaft in the shields 2 and 3. The ball bearings 7.8 are connected by a ring 9 or 10 completed. Between the ring 9 and the shield 2 there is a felt ring 11 and between the ring 10 and the shield 3 a felt ring 12 is attached. The part of the shaft on the left in the drawing has an impeller 13 which acts as a fan. The impeller 13 is shielded by a plate 14 which is fastened to the housing 1 by bolts 15 . A keyway 16 is provided in the right part of the shaft. The DC winding 17 excites the motor. Laminated stator cores 18 and 19 are fitted on both sides of a spacer ring surrounding the winding 17 and are provided with a single-phase or multi-phase winding 20 . This winding consists of coils or groups of coils whose dimensions in the circumferential direction correspond almost to the pole pitch for different polarities. An alternating or rotating field is generated by means of the winding 20 .
Die beiden Endteile der Welle 6 bestehen aus nicht magne-tisierbarem Material, während der Mittelteil 6' grösseren Durchmessers auf magnetisierbarem Material besteht. Am Mittelteil sind in zwei axial voneinander entfernten Flächen Pole z.B. 21,22 oder 23,24 gebildet. Ferner sind auf dem Rotor in den axial voneinander entfernten Ebenen Käfige angebracht. Die Käfige mit den Stäben z.B. 25 in Fig. 2 und 26 in Fig. 4 sind in ringförmigen Rotorblechpaketen z.B. 27 und 28 gefasst.The two end parts of the shaft 6 are made of non-magnetic material, while the central part 6' of larger diameter is made of magnetizable material. Poles, e.g. 21,22 or 23,24, are formed on the central part in two axially spaced apart surfaces. Furthermore, cages are mounted on the rotor in the axially spaced planes. The cages with the bars, e.g. 25 in FIG. 2 and 26 in FIG.
Auch im Interpolarraum 29,30 sind die Stäbe infolge der ringförmigen Ausbildung der Rotorblechpakete somit in Eisen gefasst. Um den Magnetfluss in tangentieller Richtung am Übergang von dem Polar- in den Interpolarraum zu sperren, sind örtlich tiefe ununterbrochene Schlitze z.B. 31,32,33 und 34 vorgesehen. Die Pole werden in der Welle gebildet, indem deren Durchmesser örtlich verkleinert wird, z.B. durch Abschrägung (Fig. 3) oder durch andersartige Bearbeitung, so dass eine abgerundete Form erhalten wird (Fig. 5).In the interpolar space 29, 30, too, the rods are therefore set in iron as a result of the ring-shaped design of the laminated rotor cores. In order to block the magnetic flux in the tangential direction at the transition from the polar to the interpolar space, locally deep uninterrupted slots, e.g. The poles are formed in the shaft by locally reducing its diameter, for example by beveling (Figure 3) or by other machining to give a rounded shape (Figure 5).
Die Fig. 3 und 5 zeigen mit unterbrochenen Linien die Pole in der axial verschobenen Ebene. Die Käfige werden axial durch Ringe z.B. 35 und 36 begrenzt.Figures 3 and 5 show in broken lines the poles in the axially displaced plane. The cages are limited axially by rings e.g. 35 and 36.
22
55
1010
i 5i 5
2020
2525
3030
3535
4040
4545
5050
5555
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1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings