DE102010043384A1 - Asynchronous machine e.g. power converter-fed asynchronous machine has copper rods having high electrical conductivity, which are arranged within radial outer portions of grooves tapered along axial direction of bundle of laminations - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Asynchronmaschine, insbesondere eine stromrichtergespeiste Asynchronmaschine mit einem Kurzschlussläufer und ein Verfahren zur Herstellung eines Kurzschlussläufers.The invention relates to an asynchronous machine, in particular a converter-fed asynchronous machine with a squirrel cage rotor and a method for producing a squirrel cage rotor.
Asynchronmaschinen mit Kurzschlussläufern sind vergleichsweise einfach aufgebaute elektrische Maschinen, die aus diesem Grund auch in vielfältigsten Einsatzgebieten vorhanden sind. Nichts desto trotz ist aufgrund dieses hohen Einsatzgrades entscheidend, dass ein hoher Wirkungsgrad dieser Maschinen vorhanden ist, der letztlich durch eine Verringerung der ohmschen Verluste insbesondere im Läufer erreicht werden soll.Asynchronous machines with squirrel-cage rotors are comparatively simple electrical machines, which for this reason are also available in a wide variety of applications. Nevertheless, due to this high degree of use, it is crucial that a high degree of efficiency of these machines is present, which is ultimately to be achieved by reducing the ohmic losses, in particular in the rotor.
So ist aus der
Aus der
Aus der
Aus der
Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Asynchronmaschine mit einem Kurzschlussläufer zu schaffen, bei dem die elektrischen Verluste verringert werden und gleichzeitig ein einfacher Aufbau des Kurzschlussläufers gegeben ist.Based on this, the present invention seeks to provide an asynchronous machine with a squirrel-cage rotor, in which the electrical losses are reduced and at the same time a simple construction of the squirrel cage rotor is given.
Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch Asynchronmaschine, insbesondere stromrichtergespeiste Asynchronmaschine mit einem zylinderförmigen Kurzschlussläufer mit
- – einem Blechpaket das axial geschichtete Bleche aufweist,
- – wobei in dem Blechpaket im wesentliche axial verlaufende Nuten vorhanden sind,
- – wobei sich die Nuten vorzugsweise jeweils zur Achse hin verjüngen,
- – wobei zumindest einige der Nuten radial nach außen offen sind und einen Streuschlitz aufweisen,
- – wobei im radial äußeren Bereich der Nuten Stäbe vergleichsweise hoher elektrischer Leitfähigkeit, insbesondere Kupferstäbe eingesetzt sind, deren Querschnitt zumindest abschnittsweise dem Querschnitt der Nut angepasst ist.
- A laminated core having axially stacked sheets,
- Wherein substantially axially extending grooves are present in the laminated core,
- Wherein the grooves preferably taper in each case towards the axis,
- Wherein at least some of the grooves are open radially outward and have a lint slot,
- - In the radially outer region of the grooves rods of comparatively high electrical conductivity, in particular copper rods are used, whose cross section is at least partially adapted to the cross section of the groove.
Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt auch durch Asynchronmaschine, insbesondere stromrichtergespeiste Asynchronmaschine mit einem zylinderförmigen Kurzschlussläufer mit folgenden Merkmalen:
- – einem Blechpaket das axial geschichtete Bleche aufweist,
- – in dem Blechpaket sind im wesentliche axial verlaufende Nuten vorhanden,
- – die Nuten verjüngen sich vorzugsweise jeweils zur Achse hin,
- – die Nuten sind radial geschlossen, wobei eine vorgegebene Anzahl der Nuten einen Streuschlitz aufweist.
- A laminated core having axially stacked sheets,
- - In the laminated core are essentially existing axial grooves,
- The grooves preferably taper towards the axis,
- - The grooves are closed radially, with a predetermined number of grooves has a litter slot.
Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt auch durch ein Verfahren zur Herstellung eines Kurzschlussläufers durch folgende Schritte:
- – Paketieren einzelner im Wesentlichen runder Bleche zu einem Blechpaket,
- – axiale Ausrichtung der am äußeren Rand dieser Bleche befindlichen Nuten,
- – Einsetzen von Stäben mit vergleichsweise hoher elektrischer Leitfähigkeit, insbesondere Kupferstäbe in die ausgerichteten Nuten derart, dass eine radiale Abdichtung des zwischen Nutgrund und Unterseite eines Kupferstabes befindlichen Volumen stattfindet,
- – Eingießen eines vergleichsweise elektrisch gut leitfähigen Materials, insbesondere von Aluminium in dieses verbleibende Volumen und/oder zusätzliche Ausbildungen des Kurzschlussringes.
- Packetizing individual substantially round sheets into a laminated core,
- - axial alignment of the grooves located at the outer edge of these sheets,
- Inserting rods with a comparatively high electrical conductivity, in particular copper rods, into the aligned grooves in such a way that a radial sealing of the volume located between the base of the groove and the underside of a copper rod takes place,
- - Pouring a comparatively good electrical conductive material, in particular of aluminum in this remaining volume and / or additional configurations of the short-circuit ring.
Durch das Einbringen eines Stabes mit vergleichsweise hoher Leitfähigkeit, wie z. B. eines Kupferstabes in den äußeren Bereich der Nut ist nunmehr in einfacher Art und Weise eine offene Nut mit Streusteg auch in einem Druckgießprozess einzusetzen, da der Stab den Streuschlitz abdichtet und somit das Aluminium während des Druckgießens nicht nach außen treten kann. Vorteilhafterweise bildet dabei die Nut eine sich zur Achse verjüngende Querschnittsfläche, also eine Art keilförmige Nut, so dass der Kupferstab der im wesentlichen im Querschnitt der Nut entspricht im oberen Teil der Nut durch den Gießvorgang an den Streuschlitz gedrückt wird und somit unter anderem zur Abdichtung beiträgt.By introducing a rod with comparatively high conductivity, such. As a copper rod in the outer region of the groove is now in a simple manner to use an open groove with scattering in a die-casting process, since the rod seals the lint and thus the aluminum during die casting can not escape to the outside. Advantageously, the groove forms a tapering to the axis cross-sectional area, ie a kind of wedge-shaped groove, so that the Copper rod which corresponds substantially in cross-section of the groove is pressed in the upper part of the groove by the casting process to the litter slot and thus contributes among other things to the seal.
Durch das Andrücken des Stabes von der Nutseite an den Streuschlitz ist nicht nur eine Abdichtung während des Druckgießprozesses des Aluminiums gegeben, sondern es wird gleichzeitig auch eine Fixierung des jeweiligen Stabes in der Nut gewährleistet, so dass eine zusätzliche Fixierung während des Druckgussprozesses, beispielsweise eines Aluminiumdruckgussprozesses nicht notwendig ist.By pressing the rod from the groove side to the litter not only a seal during the die casting process of aluminum is given, but it is also ensured a fixation of the respective rod in the groove, so that an additional fixation during the die-casting process, such as a Aluminiumdruckgussprozesses is not necessary.
Durch die zu einem Luftspalt der dynamoelektrischen Maschine offene Nut des Kurzschlussläufers, also mit einem Streuschlitz der bis zur Nut reicht kann nunmehr das Betriebsverhalten der Asynchronmaschine positiv beeinflusst werden. Durch den Streusteg der jeweiligen Nut des Läufers wird die Streuinduktivität dieses Läufers maßgeblich beeinflusst. Dies bestimmt das Verhalten der dynamoelektrischen Maschine direkt an einem elektrischen Netz, als auch bei elektrischer Versorgung durch einen Umrichter. Bei Umrichterbetrieb treten gegenüber einem Netzbetrieb vergleichsweise höhere Zusatzverluste auf. Diese werden nun durch die Streuung herabgesetzt.By open to an air gap of the dynamoelectric machine groove of the squirrel-cage, so with a litter slot that extends to the groove now the operating behavior of the induction machine can be positively influenced. The stray current of the respective groove of the rotor significantly influences the stray inductance of this rotor. This determines the behavior of the dynamoelectric machine directly on an electrical network, as well as in electrical supply by an inverter. In converter operation, comparatively higher additional losses occur compared to mains operation. These are now reduced by the scattering.
Die Vorteile einer Einstellung der Läuferstreuung durch eine offenen Nut mit Streuschlitz gegenüber einer geschlossenen Nut ohne Streuschlitz sind die im Betrieb der dynamoelektrischen Maschine nahezu unabhängige Läuferstreuung von der Sättigung des Streustegs und die bessere Einstellbarkeit der Läuferstreuung. Es steht nicht nur die Steghöhe des Streuschlitzes, sondern auch die Stegbreite als Einstellparameter der Läuferstreuung zur Verfügung steht.The advantages of adjusting the rotor dispersion through an open groove with lintel compared to a closed groove without lint are the almost independent rotor dispersion of the saturation of the scattering arm and the better adjustability of the rotor dispersion during operation of the dynamoelectric machine. It is not only the web height of the scattered flash, but also the web width is available as adjustment parameter of the rotor scattering.
Falls die Stäbe Material geringerer elektrischer Leitfähigkeit aufweisen, somit einen höheren Widerstand aufweisen, führt dies zu einem verbesserten Anlaufverhalten, insbesondere von dynamoelektrischen Maschine, die direkt von einem elektrischen Netz gespeist werden, also als Netzmaschinen eingesetzt sind.If the bars have material of lower electrical conductivity, thus having a higher resistance, this leads to improved start-up behavior, in particular of dynamoelectric machine, which are fed directly from an electrical network, that are used as network machines.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Figuren zu entnehmen. Darin zeigen:The invention and further advantageous embodiments of the invention are shown in the figures. Show:
Selbstverständlich können die Kurzschlussringe
Durch elektromagnetische Wechselwirkung von bestromten Stator
Vorteilhafterweise wird die Asynchronmaschine
Zur Herstellung eines mit Kupferstäben und Aluminiumdruckguss
Vorteilhafterweise sind die Nuten gemäß
Das Betriebsverhalten der Asynchronmaschine
Das Abdichtverhalten während des Gießprozesses wird weiter verbessert, wenn der Querschnitt der Nut
Die beschriebenen Wirkungen treten selbstverständlich auch bei Nuten mit Streuschlitzen nach
Stab und zu vergießendes Material können selbstverständlich auch identisch sein, also z. B. Aluminiumstäbe, die von flüssigem Aluminium umströmt werden.Bar and cast material can of course be identical, so z. As aluminum rods, which are flowed around by liquid aluminum.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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