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Anordnung der Pole und Halterung der Polspulen im Stator für elektrische
Maschinen mit Einzelpolen Die Erfindung betrifft einen Stator für eine elektrische
Maschine mit Einzelpolen.
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Es ist ein erstrebenswertes Ziel bei solchen elektrischen Maschinen,
die Erregerspulen für die einzelnen Pole vorzufertigen und als Ganzes über die Pole
zu schieben. Hierfür gibt es zwei Möglichkeiten. Entweder wird die Spule von der
dem Polkopf abgewandten Seite her auf den Pol geschoben. Dann muß jeder Pol vom
übrigen Stator abnehmbar sein, und die Befestigungsvorrichtung zwischen Pol und
Stator darf die Polquerschnittsfläche nicht überschreiten. Oder aber man schiebt
die Spule vom Polkopf her auf. Dann müssen die Pole parallele Flanken besitzen,
die bis zum Polkopf reichen, und es ergibt sich die Schwierigkeit, die Spulen auf
dem Pol festzuhalten. Die Erfindung befaßt sich mit dieser zweiten Möglichkeit.
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Bei einer ersten bekannten Konstruktion sind jeweils zwei benachbarte
Pole parallel zueinander angeordnet, sie stehen daher in einem Winkel zu dem die
Polkopffläche halbierenden Radius um die Mittelachse des Stators. Außerdem reichen
die parallelen Polflanken bis zum Polkopf. Drei der insgesamt vier Pole tragen eine
Spule, die außerdem noch einen Hilfspol erregt. Lediglich der vierte Pol trägt eine
eigene Spule. Es ist aber nicht ersichtlich, wie diese Einzelspule auf dem Pol festgehalten
wird.
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Bei einer zweiten bekannten Ausführungsform sind die Polköpfe abschraubbar.
Man kann daher die vorgefertigten Spulen aufschieben und durch den wieder angeschraubten
Polkopf arretieren. Dieses Verfahren eignet sich jedoch nur für größere Maschinen.
Außerdem steht für die Befestigung wiederum nur die Querschnittsfläche des Pols
zur Verfügung.
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Bei einer dritten bekannten Konstruktion werden die Erregerspulen
des Hauptpols vom Polkopf her aufgeschoben und in ihrer Lage durch nachträglich
angebrachte Wendepolspulen fixiert. Hierdurch wird das Problem aber nicht gelöst,
sondern lediglich auf die Frage reduziert, wie nun die Wendepolspulen festgehalten
werden können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vom Polkopf her aufgeschobenen
Spulen auf einfache Weise sicher auf dem Pol festzuhalten.
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Zu diesem Zweck wird von der erwähnten ersten bekannten Konstruktion
ausgegangen, bei der die Einzelpole in einem Winkel zu dem die Polkopffläche halbierenden
Radius um die Mittelachse des Stators stehen und deren parallele Flanken bis zum
Polkopf reichen, wobei das Kennzeichen der Erfindung darin gesehen wird, daß alle
Pole eine eigene, vom Polkopf her aufgeschobene Spule tragen, in der gleichen Richtung
im gleichen Winkel zu ihrem Halbierungsradius stehen und dabei in die Bewegungsbahn
der Spule des jeweiligen Nachbarpols ragen und diese mit der jeweils vorstehenden
Polflanke arretieren.
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Auf diese Weise ist es möglich, eine normale elektrische Maschine
mit rundum symmetrischen Verhältnissen zu schaffen, also mit gleichen Polen, gleichen
Jochstücken zwischen den Polen usw., bei der die Pole auf Grund bis zum Kopf reichender
paralleler Flanken mit vorgefertigten Spulen versehen werden können und trotzdem
kein Abfallen oder Verrutschen der Spulen zu befürchten ist. Da die Pole am Statorumfang
kontinuierlich aufeinander folgen und jeweils sämtlich die Spulen ihres rechten
bzw. linken Nachbarpols abstützen, gibt es keinen Pol, der die von ihm getragene
Spule selbst arretieren müßte. Außerdem ist es auch nicht notwendig, die Spule selbst
zum Arretieren der Nachbarspule heranzuziehen; vielmehr kann die Nachbarspule direkt
von der Flanke des Pols arretiert werden.
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Da die Spule vom Polkopf wieder aufgeschoben wird, kann das dem Kopf
gegenüberliegende Polende beliebig ausgestaltet werden, insbesondere auch eine Befestigungseinrichtung
erhalten, die über die parallelen Polflanken hinausragt, vorzugsweise eine seitlich
ausladende Nut-Feder-Verbindung. Dies ergibt eine wesentlich sicherere und dauerhaftere
Befestigung als bei den bekannten am Joch zu befestigenden Polen.
Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann aber jeder zweite Pol einstöckig mit
dem Joch ausgebildet und jeder dazwischenliegende Pol in einer axial verlaufenden
Führung im Joch gehalten sein. Dies bedeutet eine ganz erhebliche Vereinfachung
in der Teilefabrikation und beim Zusammenbau.
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Für einen Stator für vier Pole ergibt sich eine sehr empfehlenswerte
Konstruktionsform, wenn das Joch ein quadratischer Rahmen ist, in dem die Pole parallel
zu den vier Seiten verlaufen und gegenüber den Symmetrieebenen versetzt sind. Auf
diese Weise wird der Fensterausschnitt des Jochrahmens optimal durch Pole und Spulen
ausgenutzt.
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Die Erfindung umfaßt auch solche elektrischen Maschinen, bei denen
mehrere nebeneinanderhegende, jeweils mit einer eigenen Spule versehene Pole in
gleicher Richtung vom Magnetfluß durchsetzt werden.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit der Zeichnung. Es zeigt
Fig.1 einen Querschnitt durch einen vierpoligen Stator gemäß der Erfindung, Fig.
2 eine Draufsicht auf diesen Stator und Fig.3 schematisch den Querschnitt durch
einen achtpoligen Stator gemäß der Erfindung.
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Der Stator nach den Fig.1 und 2 weist einen quadratischen Rahmen 1
als Joch auf, mit dem die Pole 2 und 3 einstöckig ausgebildet sind. Die Pole 4 und
5 sind über eine Schwalbenschwanzführung 6, 7 mit dem Jochrahmen 1 verbunden. Alle
Pole sind mit einer Spule 8 bis 11 versehen. Das Statorblechpaket ist durch Niete
12 zusammengehalten.
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Jeder Pol besitzt zwei parallele Flanken 13, 14, die vorn an der dem
Luftspalt zugewandten Fläche 15 des Polkopfes beginnen. Diese Flanken stehen zu
dem Radius R, der die Polkopffläche halbiert, in einem Winkel a. Dies heißt im vorliegenden
Fall, daß die Flanken 13, 14 parallel zu den Seiten des quadratischen Jochrahmens
1 verlaufen und gegenüber der Symmetrieebene A-A (für die Pole 2, 3) bzw. B-B (für
die Pole 4, 5) versetzt sind.
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Diese spezielle Bauart hat im vorliegenden Fall den Vorteil, daß z.
B. die Spule 8 so weit in die Ecke 16 des Fensters im Rahmen 1 verschoben ist, daß
in der benachbarten Ecke 16` die ebenfalls verschobene Spule 9 Platz findet. Die
recht groß und ohne irgendeine Abschrägung gewickelten Spulen hindern sich also
nicht gegenseitig, füllen aber zusammen mit den übrigen Bauteilen das gesamte Fenster
innerhalb des Rahmens 1 aus.
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Zunächst werden die vorgefertigten Spulen 8 und 10 auf die mit dem
Joch 1 verbundenen Pole 2 und 3 geschoben. Alsdann werden die vorgefertigten Spulen
9, 11 über die einzelnen Pole 4, 5 geschoben. ; Nunmehr werden die Pole 4, 5 von
der Seite her in die Schwalbenschwanzverbindungen 6; 7 geschoben. Auf diese Weise
sind nicht nur die Einzelteile zusammengebaut, sondern die längeren Flanken 14 jedes
einzelnen Poles arretieren auch die Spulen des jeweils t in der Zeichnung links
davon befindlichen Nachbarpols.
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In Fig. 3 ist ein Stator mit kreisrundem Joch 17 veranschaulicht,
an welchem die Pole 18 direkt ausgeformt sind. Die dazwischen liegenden Pole 19
sind mit einer sich über die parallelen Flanken 20, 21 hinaus erstreckenden Schwalbenschwanzverbindung
22 am Joch befestigt. Wiederum ist die Polkopffläche 23 deshalb vergrößert, weil
der diese Fläche halbierende Radius R und die Flanken 20, 21 einen Winkel ß miteinander
einschließen. Die Spulen 24 können auf jeden Pol von der Kopfseite her aufgeschoben
werden.
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Der Zusammenbau erfolgt wiederum in der Weise, daß zunächst auf die
fest angebrachten Pole 18 die Spulen 24 aufgeschoben werden, daß dann die vorerst
noch getrennten Pole 19 mit ihren Spulen 24 versehen und danach von der Seite her
in die Schwalbenschwanzverbindungen 22 eingeschoben werden. Auch hierbei arretiert
die jeweils längere Flanke 21 eines jeden Pols die Spule 24 des in der Zeichnung
links daneben befindlichen Nachbarpols.
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Die dargestellten Konstruktionen lassen sich nicht nur für elektrische
Maschinen mit einander gleichen Polen, die abwechselnd aufeinanderfolgen, anwenden,
sondern auch bei gewissen Sonderkonstruktionen, z. B. Einphasenmotoren, bei denen
jeweils ein Hauptpol und ein Hilfspol miteinander abwechseln, oder auch solchen
Maschinen, bei denen jeweils zwei oder mehr benachbarte Pole mit eigenen Spulen
versehen sind, in denen der gleiche Strom gleichsinnig geführt wird.