-
Blechschnitt für das Ständerpaket von Einphasenmotoren mit Hilfsphase
Die Erfindung bezieht sich auf dynamoelektrische Maschinen, und zwar auf eine verbesserte
Ausbildung des Blechschnittes für das Ständerpaket von Einphasenmotoren mit Hilfsphase.
-
Dynamoelektrische Maschinen haben gewöhnlich ein Ständerpaket, das
-aus Lamellen aus magnetischem Werkstoff besteht, die eine Anzahl von in gleichen
Abständen liegenden und in gleicher Weise ausgebildeten Nuten für die Ständerwicklung
haben. Gleichgeschnittene Nuten sind durchaus geeignet für Mehrphasenmaschinen,
bei denen in jeder Nut die gleiche Anzahl von Windungen liegt. Das ist jedoch nicht
der Fall bei einer mit ,einer Hilfsphase versehenen Maschine, die eine Haupt- und
eine Hilfswicklung hat, welche auf dem Ständerpaket voneinander getrennt angeordnet
sind. Die Hilfs- oder Anlaufwicklung besteht dabei aus einem Draht mit kleinerem
Querschnitt, der einen höheren elektrischen Widerstand hat, um so die notwendige
Phasenverschiebung zwischen den elektrischen Strömen in der Haupt- und Hilfswicklung
zu erreichen.
-
Aus diesem Grunde besteht bei einer solchen Maschine die Hauptwicklung
aus einer größeren Menge von Leitungsmaterial als die Anlaufwicklung. Um die verschiedene
Größe der Wicklungen dem Ständer anzupassen und einen verbesserten Anlauf zu erzielen,
hat das Ständerpaket manchmal Nuten von geringerer Tiefe für die Hilfs- bzw. Anlaßwicklung
im Vergleich zu den Nuten der Hauptwicklung. Die flachen Nuten gestatten jedoch
nicht die beste Anwendung des magnetischen Werkstoffes und erleichtern auch nicht
das Einwickeln der Leiter in den Ständer. Der Querschnitt der Nuten ist auch manchmal
abgeändert worden, um die Anwendung eines quadratisch geschnittenen Ständerpaketes
bei dem Ständer anzuwenden, aber auch hier wird nicht die beste Ausnutzung des magnetischen
und des leitenden Werkstoffes erreicht, und die Gestaltung der Nuten behindert oft
das Einlegen der Wicklung.
-
Ein anderes Problem bei der Konstruktion der Hilfsphasenmotoren ist
das Einlegen der Wicklung in den Eisenkern, weil nämlich das Einwickeln durch den
Kantendruck beeinträchtigt wird. Der Kantendruck für jede Nut ist durch den Schnittpunkt
der radialen Mittellinie eines Magnetpols mit einer Ebene bestimmt, die auf der
Nuts:eite näher der radialen Mittellinie des Pols liegt. Wenn die Ebene, in welcher
eine einzige Nutseite liegt, die radiale Mittellinie des Pols in einem verhältnismäßig
großen Winkel schneidet, so haben die Leiter, welche in diese Nut eingelegt sind,
das Bestreben, aus der Nut herausgedrückt zu werden. Wenn andererseits die Ebene,
in welcher die einzelne Nutstite liegt, die radiale Mittellinie des Pols in einem
verhältnismäßig kleinen Winkel schneidet, dann werden die Leiter der Wicklung diese
besondere Nut vollständiger füllen und so das Wickeln des Ständers erleichtern.
Gleichzeitig wird eine wirksamere Ausnutzung des magnetischen und leitenden Werkstoffes
bei einem solchen Ständerpaket erreicht, als es üblicherweise der Fall ist. Auf
dieser Erkenntnis beruht die im folgenden angegebene Erfindung.
-
Gemäß der Erfindung ist der Blechschnitt für das Ständerpaket von
Einphasenmotoren mit Hilfsphase, das eine Mehrzahl von mit gleicher Zahnteilung
angeordneten Nuten hat, so ausgebildet, daß bei jeder zu einem Magnetpol gehörenden
Nutengruppe die der radialen Mittellinie des Magnetpols am nächsten liegenden, der
Aufnahme der Hilfswicklung dienenden Nuten einen verhältnismäßig kleinen Querschnitt
aufweisen und parallel zu dieser Mittellinie angeordnete Seitenwände haben, während
bei den folgenden Nutenpaaren für die Hauptwicklung die Nutenseiten in an sich bekannter
Weise mit der radialen Mittellinie einen Eingriffswinkel bilden, der sich jedoch
auch bei den in größerem Abstand von der Mittellinie befindlichen Nuten nur wenig
vergrößert.
-
Im folgenden sind an Hand der Zeichnungen drei Ausführungsbeispiele
der Erfindung beschrieben. Dabei zeigt Fig. 1 die Vorderansicht eines gemäß der
Erfindung ausgebildeten Ständers, in dessen Nuten Haupt- und Hilfswicklungen eingelegt
sind,
Fig. 2 eine teilweise Ansicht des Ständerpaketes nach Fig.
1, aus dem die Wicklungen entfernt sind, und Fig. 3 eine teilweise Ansicht eines
Ständerpaketes, das eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung darstellt. -In
den Figuren ist -ein Ständer für einen Einphasen-Induktionsmotor dargestellt, der
ein lamelliertes Blechpaket 2 hat,, welches eine Mehrzahl von Nuten 3 besitzt, die
rings um die Bohrung des Ständerpaketes herum angeordnet sind. Die Öffnung einer
jeden Nut hat den gleichen Abstand von den benachbarten Nuten. Die Nuten des Ständerpaketes
sind in Gruppen 14 unterteilt, die den Magnetpolen 10 entsprechen, die auf dem Ständerpaket
2 durch eine vierpolige Hauptwicklung 4 gebildet werden.
-
Wie die Fig. 2 zeigt, hat jede Nutengruppe 14 ein Nutenpaar 16, das
unmittelbar beidseitig der radialen Mittellinie 12 des Magnetpols liegt und zur
Aufnahme der Hilfswicklung 5 (Spulen 7) dient.
-
Die daran anschließenden Nuten, die mit 18, 20 und 22 bezeichnet sind,
nehmen die Spulen 6 der Hauptwicklung 4 auf.
-
Wie bereits ausgeführt, geht die Erfindung darauf aus, einen Ständer
zu schaffen, der die beste Ausnutzung des leitenden und magnetischen Werkstoffes
gestattet. Ein solcher Ständer soll dabei so ausgebildet sein, daß das Einlegen
der Wicklungen in das Statorpaket keine erheblichen Schwierigkeiten macht.
-
Zu diesem Zweck ist das erste Nutenpaar 16 jeder Gruppe 14 so ausgebildet,
daß seine Seitenwände zu der Mittellinie 12 parallel liegen. Die folgenden Nutenpaare
18, 20 und 22 bilden mit der Mittellinie 12 einen Eingriffswinkel a, der in kleinen
Beträgen entsprechend dem Abstand des betreffenden Nutenpaares von der Mittellinie
12 größer wird.
-
Jedes Nutenpaar hat einen zunehmend größeren Wicklungsraum, je weiter
jedes Paar von der radialen Mittellinie 12 entfernt ist. Dies ist auch der Fall,
wenn die Nutenöffnungen untereinander gleichen Abstand haben. Die Nuten 22, welche
den größten Wicklungsraum haben, enthalten die Wicklungsleiter der Durchmesserwicklungen
zweier benachbarter Magnetpole 10, die in getrennten Gruppen 14 angeordnet sind.
Da die Nuten 22 die größte Anzahl von Leitern enthalten und Nutenseiten haben, die
fast parallel zu den Mittellinien der benachbarten Magnetpole ausgebildet sind,
ist das Verhältnis der wirksamen Leiter zu den tatsächlich vorhandenen Leitern gegenüber
einem üblichen, mit radialen Nuten versehenen Ständerpaket erheblich verbessert.
Die dazwischenliegenden Nuten mit ihrem Wicklungsquerschnitt enthalten eine g f
e nügend große Fläche, die nicht nur Leiter der Hilfswicklung, sondern auch einen
gewissen Teil der Hauptwicklungsleiter aufnehmen kann. Diese Nuten nehmen eine genügende
Anzahl von Hauptwicklungsspulen auf, erlauben eine hinreichende Verteilung der Leiter
und verhüten dadurch ein übermäßiges Auftreten von Oberschwingungen in dem Luftspaltfluß.
Das erste Nutenpaar 16 hat kleinsten Wicklungsquerschnitt und ist nur für Hilfswicklungsleiter
vorgesehen. Da die Hilfswicklung eine viel kleinere 1Tenge von leitendem Werkstoff
als die Hauptwicklung hat, erlauben die kleineren Nuten 16 für die Anlaufwicklung
die bestmögliche Ausnutzung. des magnetischen Werkstoffes des Ständerpaketes.
-
Da sich ferner der Eingriffswinkel der Seitenwände der die Hauptwicklung
aufnehmenden Nuten auch bei -zunehmendem Abstand derselben von der Mittellinie 12
nur wenig vergrößert, können die Spulen 6 und 7 die Nuten zu der gewünschten Höhe
füllen, ohne daß die Leiter aus den Nuten herausgedrückt werden. Die Vorteile einer
solchen Ausführung bestehen- ferner darin, daß der Ständer infolge einer Verminderung
der Anzahl der erforderlichen Blechlamellen kleiner ist, wodurch auch die axiale
Länge des Ständerpaketes verkleinert wird. Ferner wird weniger Leiterwerkstoff gebraucht,
und zwar ohne Verminderung der Leistung, da die Nutenöffnungen und die Stirnflächen
der Nutenzähne einen gleichen Abstand haben. Die Verringerung des Eingriffswinkels
a ermöglicht auch die Verwendung von weniger Leiterwerkstoff in den Endwindungen
im Vergleich zu radialen Nuten, die bei den üblichen Ausführungen für dieselbe Leistung
vorgesehen sind. Die Werkzeugkosten sind ferner verhältnismäßig klein, da die Nutenpaare
16, 18, 20 und 22 spiegelbildlich zu der radialen Mittellinie 12 liegen.
-
Die radiale Mittellinie 12 eines Magnetpols braucht nicht unbedingt
auf die Mitte eines Zahnes zu fallen. Wenn die Anzahl der Ständernuten eine gerade
Zahl je Magnetpol 10 bei einer gegebenen Gruppe 14 ist, so fällt die Mitte des Pols
und infolgedessen auch seine radiale Mittellinie auf die Mitte eines einzigen, die
Hilfswicklung aufnehmenden Nutenschlitzes, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Ein
solcher Nutenschlitz 24 hat dann zwei parallel zur Mittellinie 30 liegende Nutenseiten
26. Die benachbarten Nutenpaare, die beiderseits der radialen Mittellinie des Pols
liegen, sind dann wieder spiegelbildlich zueinander angeordnet und nehmen die Hauptwicklung
auf. Ihre Seitenwände bilden wiederum mit der Mittellinie einen Eingriffswinkel.