DE102015103317A1 - induction motor - Google Patents
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Abstract
Der Wirkungsgrad eines Induktionsmotors wird erhöht. In einem Induktionsmotor ist ein Nut- oder Windungszwischenraum-Füllfaktor in einer Statornut (34a) gleich oder größer als 38% und liegt β in einem Bereich von 0,46 bis 0,56, wobei WS die Breite der Statorzähne (34b) ist, σS die Teilung der Statornuten (34a) ist und β = WS/σS gilt.The efficiency of an induction motor is increased. In an induction motor, a groove clearance pitch factor in a stator slot (34a) is equal to or greater than 38% and β is in a range of 0.46 to 0.56, where WS is the width of the stator teeth (34b), σS the pitch of the stator slots (34a) is and β = WS / σS.
Description
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Induktionsmotoren und insbesondere einen Induktionsmotor mit optimierter elektromagnetischer Konstruktion.The invention relates to the field of induction motors and more particularly to an induction motor with optimized electromagnetic design.
Es wird die Priorität von
Induktionsmotoren sind Elektromotoren, die mit einem Stator, der ein rotierendes Magnetfeld erzeugt, und einem Rotor, in dem durch das rotierende Magnetfeld ein induzierter Strom erzeugt wird und der durch das Drehmoment, das zusammen mit dem rotierenden Magnetfeld erzeugt wird, gedreht wird, ausgerüstet sind (wie z. B. aus
Um den hohen Wirkungsgrad der Induktionsmotoren zu verwirklichen, ist eine Optimierung der elektromagnetischen Konstruktion erforderlich.In order to realize the high efficiency of the induction motors, an optimization of the electromagnetic design is required.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Technik zum Vergrößern des Wirkungsgrads eines Induktionsmotors zu schaffen.The invention is therefore based on the object to provide a technique for increasing the efficiency of an induction motor.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Induktionsmotor nach Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by an induction motor according to
Ein Aspekt der Erfindung betrifft einen Induktionsmotor, in dem ein Nut- oder Windungszwischenraum-Füllfaktor in einer Statornut gleich oder größer als 38% ist und β in einem Bereich von 0,46 bis 0,56 liegt, wobei WS die Breite der Statorzähne ist, σS die Teilung der Statornuten ist und β = WS/σS gilt.One aspect of the invention relates to an induction motor in which a groove gap pitch factor in a stator slot is equal to or greater than 38% and β is in a range of 0.46 to 0.56, where W s is the width of the stator teeth , σ S is the pitch of the stator slots and β = W S / σ S.
Der Wirkungsgrad des Induktionsmotors kann vergrößert werden, indem die elektromagnetischen Konstruktionsparameter des Stators wie oben beschrieben festgelegt werden.The efficiency of the induction motor can be increased by setting the electromagnetic design parameters of the stator as described above.
Außerdem sind beliebige Kombinationen der obigen konstituierenden Elemente und jener, die durch das Ersetzen der konstituierenden Elemente oder Ausdrücke der Erfindung untereinander zwischen den Vorrichtungen, Verfahren, Systemen oder dergleichen erhalten werden, ebenfalls als die Aspekte der Erfindung wirksam.In addition, any combinations of the above constituent elements and those obtained by replacing the constituent elements or expressions of the invention with each other between the devices, methods, systems or the like are also effective as the aspects of the invention.
Gemäß der Erfindung kann der Wirkungsgrad des Induktionsmotors erhöht werden.According to the invention, the efficiency of the induction motor can be increased.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die Zeichnungen Bezug nimmt, es zeigen:Other features and advantages of the invention will become apparent upon reading the following description of preferred embodiments, which refers to the drawings, in which:
Ein Stator
Ein Rotor
Der Rahmen
Die Drehwelle
Ein Gebläse
Die Statorzähne
Die Formen der Statornuten
Der Erfinder dieser Anmeldung hat festgestellt, dass ein Verhältnis β der Breite der Statorzähne zu dem Abstand der Statornuten = WS/σS, ein Verhältnis der Höhe der Statornuten zu der Breite der Statorzähne DS/WS, eine Auswahl eines Nut- oder Windungszwischenraum-Füllfaktors (die Querschnittsfläche des Elementdrahtes mit Ausnahme eines Überzugs des Kupferdrahts innerhalb einer Nut/die Querschnittsfläche der Nut) und eine durchschnittliche Flussdichte der Statorzähne beim Erhöhen des Wirkungsgrads des Induktionsmotors wichtig sind.The inventor of this application has found that a ratio β of the width of the stator teeth to the distance of the stator slots = W S / σ S , a ratio of the height of the stator slots to the width of the stator teeth D S / W S , a selection of a slot or Winding gap fill factor (the cross-sectional area of the element wire except for a coating of the copper wire within a groove / the cross-sectional area of the groove) and an average flux density of the stator teeth are important in increasing the efficiency of the induction motor.
Falls unter dem Obigen der Kupferdraht so gewickelt ist, dass der Nut- oder Windungszwischenraum-Füllfaktor gleich oder größer als 38% wird, kann der Wirkungsgrad des Induktionsmotors besonders hoch gemacht werden.Under the above, if the copper wire is wound so as to make the groove gap pitch equal to or larger than 38%, the efficiency of the induction motor can be made particularly high.
Falls außerdem ein Strom, der durch die Spulen fließt, so gesteuert ist, dass die durchschnittliche Flussdichte der Statorzähne gleich oder größer als 1,7 T wird, kann der Wirkungsgrad des Induktionsmotors besonders hoch gemacht werden.In addition, if a current flowing through the coils is controlled so that the average flux density of the stator teeth becomes equal to or larger than 1.7 T, the efficiency of the induction motor can be made particularly high.
Im Folgenden wird die Bestimmung des Verhältnisses β und des Bereichs von DS/WS beschrieben.In the following, the determination of the ratio β and the range of D S / W S will be described.
In Induktionsmotoren ist es im Allgemeinen wichtig, den Spitzenwirkungsgrad in einem vorgegebenen Spannungsbereich in der obigen graphischen Darstellung hoch zu machen. Es ist ersichtlich, dass, falls auf den Wirkungsgrad eines Spannungsbereichs A, der in
Aus dieser Beobachtung ist ersichtlich, dass, falls bewirkt wird, dass β in diesem Induktionsmotor, dessen Kapazität 0,75 kW beträgt, in einen Bereich von 0,46 bis 0,56 fällt, der Wirkungsgrad des Induktionsmotors hoch wird.From this observation, it can be seen that if β is caused to fall within a range of 0.46 to 0.56 in this induction motor whose capacitance is 0.75 kW, the efficiency of the induction motor becomes high.
Es ist ersichtlich, dass, falls auf den Wirkungsgrad eines Spannungsbereichs A, der in
Aus dieser Beobachtung ist ersichtlich, dass, falls bewirkt wird, dass β in diesem Induktionsmotor, dessen Kapazität 2,2 kW beträgt, in einen Bereich von 0,46 bis 0,56 fällt, der Wirkungsgrad des Induktionsmotors hoch wird. From this observation, it can be seen that if β is caused to fall in a range of 0.46 to 0.56 in this induction motor whose capacity is 2.2 kW, the efficiency of the induction motor becomes high.
Außerdem ist aus den
Wie in
Wie aus
Es ist ersichtlich, dass, falls auf den Wirkungsgrad eines Spannungsbereichs B, der in
Aus dieser Beobachtung ist ersichtlich, dass, falls bewirkt wird, dass DS/WS in diesem Induktionsmotor in einen Bereich von 3,0 bis 5,5 fällt, der Wirkungsgrad des Induktionsmotors hoch wird, und dass es bevorzugter ist, falls bewirkt wird, dass DS/WS in einen Bereich von 4,0 bis 5,0 fällt.From this observation, it can be seen that if D S / W S is caused to fall in a range of 3.0 to 5.5 in this induction motor, the efficiency of the induction motor becomes high, and it is more preferable if effected in that D S / W S falls within a range of 4.0 to 5.0.
Wie oben beschrieben worden ist, wird in dieser Ausführungsform eine Führung hinsichtlich der elektromagnetischen Konstruktion des Stators zum Verwirklichen eines hohen Wirkungsgrads des Induktionsmotors erklärt. Das heißt, der hohe Wirkungsgrad des Induktionsmotors kann durch das Konstruieren der Form des Stators verwirklicht werden, so dass das Verhältnis β der Breite der Statorzähne zu dem Abstand der Statornuten in einen Bereich von 0,46 bis 0,56 fällt und so dass das Verhältnis DS/WS der Höhe der Statornuten zu der Breite der Statorzähne in einen Bereich von 3,0 bis 5,5 fällt.As described above, in this embodiment, a guide with respect to the electromagnetic structure of the stator for realizing a high efficiency of the induction motor is explained. That is, the high efficiency of the induction motor can be realized by designing the shape of the stator so that the ratio β of the width of the stator teeth to the distance of the stator slots falls within a range of 0.46 to 0.56 and so that the ratio D S / W S of the height of the stator slots to the width of the stator teeth falls within a range of 3.0 to 5.5.
In dem Induktionsmotor mit hohem Wirkungsgrad gemäß dieser Ausführungsform wird die Schichtdicke der gestapelten Stahlbleche des Stators im Vergleich zu den Induktionsmotoren mit den Konstruktionen der verwandten Technik, die fast das gleiche Niveau des Wirkungsgrades aufweisen, kleiner. Deshalb kann der Induktionsmotor kompakt hergestellt werden. Dementsprechend können die Herstellungskosten durch eine Verringerung der Materialien, wie z. B. des Kupferdrahts, der elektromagnetischen Bleche und der Aluminiumleiter, verringert werden.In the high efficiency induction motor according to this embodiment, the layer thickness of the stacked steel sheets of the stator becomes smaller as compared with the induction motors with the related art constructions having almost the same level of efficiency. Therefore, the induction motor can be made compact. Accordingly, the manufacturing costs by reducing the materials, such. As the copper wire, the electromagnetic sheets and the aluminum conductors are reduced.
Oben ist eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben worden. Für den Fachmann auf dem Gebiet ist die Ausführungsform selbstverständlich lediglich veranschaulichend, außerdem sind verschiedene abgewandelte Beispiele durch die Kombination der jeweiligen konstituierenden Elemente möglich und liegen derartige abgewandelte Beispiele innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung.Above, an embodiment of the invention has been described. Of course, for the person skilled in the art, the embodiment is merely illustrative, and various modified examples are possible through the combination of the respective constituent elements, and such modified examples are within the scope of the invention.
Obwohl der korbförmige Induktionsmotor in der Ausführungsform beschrieben worden ist, kann die Erfindung außerdem ähnlich auf beliebige Induktionsmotoren mit einer Struktur, in der die Spulen um den Stator gewickelt sind und das rotierende Magnetfeld erzeugt wird, ungeachtet der Struktur des Rotors angewendet werden.Moreover, although the basket-type induction motor has been described in the embodiment, the invention can similarly be applied to any induction motors having a structure in which the coils are wound around the stator and the rotating magnetic field is generated, regardless of the structure of the rotor.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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