DE1160083B - Gleichstrommaschine, insbesondere Mischstrommotor - Google Patents

Gleichstrommaschine, insbesondere Mischstrommotor

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DE1160083B
DE1160083B DES79059A DES0079059A DE1160083B DE 1160083 B DE1160083 B DE 1160083B DE S79059 A DES79059 A DE S79059A DE S0079059 A DES0079059 A DE S0079059A DE 1160083 B DE1160083 B DE 1160083B
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DE
Germany
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laminated
ring
pole
machine according
machine
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Pending
Application number
DES79059A
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English (en)
Inventor
Dr-Ing Karl Toefflinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Publication of DE1160083B publication Critical patent/DE1160083B/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/14Stator cores with salient poles
    • H02K1/146Stator cores with salient poles consisting of a generally annular yoke with salient poles
    • H02K1/148Sectional cores

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Description

  • Gleichstrommaschine, insbesondere Mischstrommotor Bei Gleichstrommaschinen ist genaue Proportionalität zwischen Stromstärke und Wendefeld Voraussetzung für einen funkenfreien Betrieb. Starke Belastungsschwankungen stören diese Proportionalität, wenn sich im magnetischen Kreis des Wendepolflusses massives Eisen befindet, in dem Wirbelströme entstehen können. Diese Wirbelströme verzögern jede Änderung des Wendefeldes, so daß insbesondere bei hoch ausgenutzten Maschinen bei Belastungsschwankungen Bürstenfeuer auftritt.
  • Die gleiche Erscheinung zeigt sich bei Gleichstrombahnmotoren, die über Gleichrichter an Wechselspannung gelegt werden. In diesem Fall nimmt nämlich der Motor einen Mischstrorn auf, d. h. einen Gleichstrom, dem im wesentlichen ein Wechselstrom von doppelter Netzfrequenz überlagert ist. Der magnetische Fluß dieses Motors enthält eine Wechselkomponente, die ebenfalls im massiven Ständereisen WirbeIströme verursacht. Diese Wirbelströme lassen sich etwa dadurch unterdrücken, daß man für den Wechselfluß einen dämpfungsfreien Weg schafft.
  • Zu diesem Zweck hat man bei Maschinen, die starken Belastungsschwankungen unterliegen, das aktive Eisen des Ständers aus Blechen aufgebaut. In üblicher Weise stanzt man hierzu die Wendepole und die Jochbleche des Ständers zusammen in einem einzigen Schnitt. Die axiale Länge des Blechpaketes ist dann gleich der des Wendepols. Außerdem muß das Ständerjoch aus Festigkeitsgründen eine bestimmte Mindesthöhe haben, da sich sonst beim Zusammenbau der Maschine Schwierigkeiten ergeben. Aus Gründen des mechanischen Aufbaues oder infolge der geforderten Festigkeit wird von dem Eisen des Ständerringes deshalb ein viel größerer Teil lamelliert, als aus elektrischen Gründen erforderlich ist; der Ständer wird daher teurer als notwendig.
  • Es ist daher bekannt, die Hauptpole, Wendepole und einen Teil des Ständerjoches aus einem einzigen zusammenhängenden, lamellierten Eisenkörper herzustellen. Hierzu ist aber ein teurer Komplett- oder Segmentschnitt erforderlich. Außerdem ist der entstehende lamellierte Jochring infolge seiner geringen Höhe nicht widerstandsfähig genug, so daß er in der Werkstatt vorsichtig gehandhabt werden muß und ihm -erst der äußere massive Jochring eine ausreichende Festigkeit gibt.
  • Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, ist deshalb vorgeschlagen worden, in dem massiven Ständerring einer Gleichstrommaschine einen zweiten Ring aus lamellierten Blechen, deren Blechebene konzentrisch zur Maschinenachse liegt, einzulegen. Dieser aus lamelliertem Eisen bestehende, in den Ständerring mit eingelegte Ring wird aus Dynamoblech gerollt.
  • Zur Lösung der genannten Schwierigkeiten, die insbesondere bei Gleichstrommaschinen mit stark wechselnder Last oder auch bei Mischstrommoteren auftreten, geht die Erfindung einen anderen Weg. Der massive Ständer der Gleichstrommaschine enthält einen Ring aus lamellierten, senkrecht zur Achse angeordneten Blechen; gemäß der Erfindung ist die axiale Länge des entsprechend dem Polftuß der Wendepole bemessenen, lamellierten Ringes wesentlich kleiner als die axiale Länge der aus in Achsrichtung der Maschine liegenden Blechen bestehenden Wendepole. Hierdurch ist erreicht, daß der lamellierte Teil des Ständerringes im wesentlichen nur den Wendepolwechselfluß führt. Dem aus lamellierten Blechen hergestellten Ring gibt in der Maschine der massive Ständerring die erforderliche Festigkeit. Er braucht daher aus Festigkeitsgränden nicht stärker ausgeführt zu werden, als es zur Führung der Wechselfelder erforderlich ist.
  • An sich ist ein Steuergenerator eines Leonardumformers bekannt, dessen Ständer neben einem massiven Jochteil einen lamellierten Jochring aufweist. Die axiale Länge des lamelherten Jochringes ist hierbei gleich der der Pole der Maschine. Da bei diesem bekannten Steuergenerator Wendepole nicht vorgesehen sind, treten auch die hinsichtlich der Führung des Wendepolwechselflusses sich ergebenden Schwierigkeiten nicht auf.
  • Ferner sind Gleichstrommaschinen bekannt, bei denen zwischen den Hauptpolen der Maschine aus Blechen hergestellte Hilfsjoche als Wendefeldbrücken angeordnet sind. Nachteilig hierbei sind die zusätzlichen Luftspalte, die sich jeweils zwischen den Polen und den an sie grenzenden Wendefeldbrücken ergeben und die den magnetischen Widerstand des aus Wendepolen, Läufer- und Ständereisen bestehenden magnetischen Kreises erheblich heraufsetzen. Hinzu kommt, daß die axiale Länge dieser Wendefeldbrücken gleich dar der Wendepole ist. Es ist daher ein größerer Teil des Ständerjoches lamelliert ausgeführt als es aus elektrischen Gründen zur Führung des Wendepolwechselflusses, erforderlich wäre.
  • Auch hat man bereits das gesamte Joch einer elektrischen Maschine lamelliert ausgeführt, wobei hochkant stehende Bänder aus einem ferromagaetischen Material nebeneinander geschichtet zwischen Befestigungsplatten eingeklemmt sind.
  • Demgegenüber befaßt sich die Erfindung mit einer mit Wendepolen ausgerüsteten Gleichstrommaschine für den Betrieb mit stark wechselnder Last, deren an sich massiver Ständer einen Ring aus lamellierten, senkrecht zur Achse der Maschine angeordneten Blechen enthält. Wesentlich für die Erfindung ist, daß die axiale Länge des lamellierten, den Wendepolfluß führenden und entsprechend der Stärke des Polflusses bemessenen Ringes wesentlich kleiner als die axiale Länge der Wendepole ist.
  • Die für den Wechselfluß der Wendepole, zu bernessene Schichthöhe des lamellierten Blechringes läßt sich auf einfache Weise durch folgende überlegung CD bestimmen: Wenn -D" der WendepoMuß des Motors bei Betrieb mit reinem Gleichstrom ist, so erreicht das Wendefeld beim Betrieb mit Mischstrom von der Welligkeit w den Maximalwert Es verhält sich also die Gleichstromkomponente des Wendepolflusses zum Maximalwert derWechselstromkomponente wie Wenn ferner 1 die axiale Länge und b die Breite des Wendepolkernes ist, so ergibt sich der erforderliche Eisenquerschnitt für den übergang des Wendepolwechselflusses vom Wendepolkern zum lamellierten Eisen zu dabei sei die Schichthöhe des aus lamellierten Blechen bestehenden ringförmigen Paketes. Auf Grund derthermischen Ausnutzung des Motors beträgt die Welligkeit w ge- wöhnlich nur etwa 20e/o. Daraus ergibt sich d. h., die Schichthöhe des lamellierten Ringes beträgt als etwa ein Viertel der axialen Pollänge.
  • Da die Wendepolkerne derartiger Motoren etwa 40 b ' bis 60 mm breit sind, müßte die Rückenhöhe (h = 2) demnach, wenn es keine Streuung gäbe, 20 bis'30 mm betragen. Der tatsächliche Wert beläuft sich aber etwa auf 30 bis 50 mm. Dieser Wert gewährleistet schon eine gewisse Steifigkeit des Ständerringes. Da außerdem ein Teil des Hauptpolwechselflusses durch das Blechpaket geht, wird man mit Vorteil die Rückenhöhe noch etwas reichlicher bemessen. Dadurch entstehen keine besonderen Mehrkosten, da sich die Kosten für den Blechschnitt und das Packen kaum erhöhen. Wesentlich ist in Ausführung der Erfindung die Ersparnis dadurch, daß die Schichthöhe des lamellierten Blechringes und damit die Anzahl der erforderlichen Bleche auf etwa ein Drittel oder ein Viertel zurückgegangen ist. Dieser Vorteil kann auch bei großen Gleichstrommaschinen zur Geltung kommen, die mit stark wechselnder Last arbeiten.
  • Der aus lamellierten Blechen bestehende Teil des Ständerringes kann in einer ringförmigen Ausnehmung des massiven Ständers angebracht werden. Es ist aber auch ohne weiteres möglich, daß der aus lamellierten Blechen bestehende Ring zwischen zwei massiven Ständerringen angeordnet ist.
  • Damit nicht Teile des Hauptpolwechselflusses ebenfalls den lamellierten Teil des Ständereisens benutzen und damit die gewünschte Dämpfung des Hauptpolflusses vermindert wird, ist es erforderlich, einen größeren Hauptpolglättungswiderstand vorzusehen. Damit erhöht sich aber die Sättigung im lamellierten Ständereisen. Man kann den Hauptpolkraftlinien den Weg über das lamellierte Eisen zwar kaum sperren, aber doch wesentlich erschweren. Das läßt sich in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung dadurch erreichen, daß der magnetische Widerstand des lamellierten Ringes in der Wendepolmitte jeweils erhöht wird. Dies geschieht beispielsweise dadurch, daß in der Wendepolmitte eine Aussparung im lamellierten Blechring vorgesehen ist.
  • Mit Vorteil wird diese Aussparung im übrigen dazu benutzt, damit Bolzen zum Zusammenhalt-en des Ständereisens hindurchgeführt werden können. Zur Abschirmung des aus lamellierten Blechen bestehenden Ringes gegen unerwünschte Wechselflüsse können in an sich bekannter Weise Kupferbleche vorgesehen sein.
  • Die Erfindung sei an Hand der Fig. 1 und 2 erläutert.
  • Fig. 1 zeigt in der Mitte des massiven Ständers 1 einen Ring 2 aus lamellierten Blechen, die senkrecht zur Achse der Maschine angeordnet sind. Die Bleche können in der üblichen Art lackiert oder papierisoliert sein und sind beispielsweise durch isolierte Schrauben oder Bolzen am massiven Ständer 1 befestigt. Auf dem massiven Ständer 1 sind die Hauptpole, 3 und die in Achsrichtung lamellierten Wendepole 4 angeordnet. Die Hauptpole 3 sind aus normal gestanzten, senkrecht zur Achse liegenden Blechen aufgebaut.
  • Fig. 2 stellt eine Ansicht der Anordnung nach Fig. 1 dar. In der Mitte der Wendepole 4 sind in dem lamellierten Ring 2 die beispielsweise dreieckigen Aussparungen 5 zur Erhöhung des magnetischen Widerstandes an dieser Stelle vorgesehen. Zum Zusammenhalten des Ständereisens können die Bolzen 6 durch die Aussparungen 5 in dem lamellierten Blechring hindurchgeführt werden.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Gleichstrommaschine, insbesondere Mischstrommotor, vorzugsweise für den Betrieb mit stark wechselnder Last, deren an sich massiver Ständer einen Ring aus lamellierten, senkrecht zur Achse angeordneten Blechen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge des entsprechend dem Polfluß der Wendepole bemessenen, lamellierten Ringes wesentlich kleiner als die axiale Länoe der aus in Achsrichtung der Maschine liegenden Blechen bestehenden Wendepole ist.
  2. 2. Gleichstrommaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus lamellierten Blechen bestehende Ring zwischen zwei massiven Ringen angeordnet ist. 3. Gleichstrommaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus lamellierten Blechen bestehende Ring in einer Ausnehmung des massiven Ständers angeordnet ist. 4. Gleichstrommaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Widerstand des aus lamellierten Blechen bestehenden Ringes jeweils in derWendepolmitte erhöht ist. 5. Gleichstrommaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wendepolmitte eine Aussparung vorgesehen ist. 6. Gleichstrommaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Aussparung in der Wendepolmitte Bolzen zum Zusammenhalten des Ständereisens geführt sind. 7. Gleichstrommaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abschirmung des aus lamellierten Blechen bestehenden Ringes gegen unerwünschte Wechselflüsse in an sich bekannter Weise Kupferbleche vorgesehen sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 289 420, 755 686, 967 597; deutsche Auslegeschrift Nr. 1044 246; USA.-Patentschrift Nr. 1470 786.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE289420C (de) *
US1470786A (en) * 1917-08-22 1923-10-16 Westinghouse Electric & Mfg Co Dynamo-electric machine
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DE967597C (de) * 1951-12-23 1957-11-28 Siemens Ag Anordnung an den Wendepolen von Gleichstrommaschinen
DE1044246B (de) * 1956-08-01 1958-11-20 Gen Electric Verfahren zum Herstellen eines lamellierten Joches aus hochkant stehenden Baendern ferromagnetischen Materials

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