DE1176269B

DE1176269B - Staenderblech fuer Ein- bis Dreiphasen-Wechselstrom-Motoren mit einem Aussen-durchmesser bis zu 200 mm

Info

Publication number: DE1176269B
Application number: DEW29776A
Authority: DE
Inventors: Kurt Westphalen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1961-04-08
Filing date: 1961-04-08
Publication date: 1964-08-20

Description

Ständerblech für Ein- bis Dreiphasen-Wechselstrom-Motoren mit einem Außendurchmesser bis zu 200 mm Die Erfindung betrifft eine neue Vorschrift für die Gestaltung von Ständerblechen für Ein- bis Dreiphasenmotoren mit einem Außendurchmesser Da bis 200 mm und einer Polpaarzahl p mit optimalen Eigenschaften in bezug auf Wirkungsgrad, Leistungsfaktor, Anzugsmoment und Einschaltstrom.
In den Lehrbüchern wird zur Bestimmung der Hauptabmessungen des Ständerpaketes von der auf den Ständerinnendurchmesser Di bezogenen Ausnutzungsziffer Ci - der Essonschen Zahl - ausgegangen bei festgelegtem Verhältnis 1i : tp der Innendurchmesser Di bestimmt. Von Di ausgehend wird dann im allgemeinen der Außendurchmesser Da dadurch bestimmt, daß der Raumbedarf für die Wicklung, die Zähne und den Ständemücken - nach Wahl der Stromdichte im Ständerkupfer und der Induktionen in den Zähnen und im Rücken - errechnet wird. Bei dieser indirekten Bestimmung des Außendurchmessers aus dem Innendurchmesser müssen etliche Varianten mit verschiedenen Materialbeanspruchungen durchgerechnet werden, um zu optimalen Verhältnissen zu kommen. Da in den Lehrbüchern die Angaben über die zulässigen Induktionen in den Grenzen 1 : 1,3 und über die zulässigen Stromdichten im Ständerkupfer sogar in den Grenzen 1 : 2 variieren, ist es nur dem sehr erfahrenen Berechner möglich, zu entscheiden, welche Werte er für eine vorliegende Entwicklung in die Rechnung einsetzt. Wählt man beim Entwurf eines Motors in zwei Fällen zwei verschieden hohe Beanspruchungen der aktiven Materialien; so werden sich zwei verschieden große Außendurchmesser ergeben. Der Aufwand an aktivem Material ist in dem einen Fall sehr viel höher als in dem anderen, obgleich die sogenannte »Ausnutzungsziffer Ci«# in beiden Fällen gleich groß ist. Man sieht, daß die auf den Innendurchmesser bezogene Ausnutzungsziffer Ci keinen Aufschluß über die wirkliche Ausnutzung des aktiven Materials gibt.
Einfacher als die indirekte Errechnung des Außendurchmessers ist die direkte nach einem Verfahren, das S ch u i s ky in seinem Buch »Induktionsmaschinen« auf S. 429 angibt. In der Formel 1002a gibt er eine Bemessungsregel für brauchbare Durchmesserverhältnisse Di : Da für die verschiedenen Polzahlen. Die Durchrechnung einiger Beispiele zeigt aber, daß diese Formel nur für Ständeraußendurchmesser von 500 mm aufwärts brauchbare Werte ergibt.
Diese vorgenannten Verfahren eignen sich für die Bestimmung der Hauptabmessungen von Einzelmaschinen des Groß- und Mittelmaschinenbaus bis herab zu Leistungen von etwa 150 kW.
Bei der Entwicklung von Motorenreihen des Klein-und Mittelmaschinenbaues bis zu Leistungen von etwa 132 kW (etwa der Normmotoren-Reihe) geht man in der Praxis besser einen anderen Weg.
Grundbedingung ist in diesem Fall das gleiche Gehäuse für alle Polzahlen einer Type, d. h. also gleicher Ständerblechaußendurchmesser für alle Polzahlen. Man geht also nicht von der auf den Innendurchmesser bezogenen Essonschen Zahl aus, sondern von dem auf den Außendurchmesser bezogenen Ausnutzungsfaktor Ca, der von früher gebauten Motoren her bekannt ist oder an einigen Versuchsmustern der neuen Bauart im Versuch ermittelt wird. Ca gibt einen sehr viel besseren Aufschluß über die wirkliche Ausnutzung der Maschine, da er das gesamte aktive Material berücksichtigt. Man errechnet nach der Festlegung des Verhältnisses D": li für die vierpolige Ausführung den Außendurchmesser Da der Type.
Die Erfindung betrifft nun eine Vorschrift für die Ermittlung der übrigen Abmessungen des Ständerbleches bei dem gegebenen Außendurchmesser Da und der gewählten Polpaarzahl p, derart, daß sich optimale Betriebsbedingungen ergeben.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich, einerlei, welches im Einzelfall der Außendurchmesser und die Polpaarzahl ist, durch Anwendung einer bestimmten, durch Formeln festlegbarenRechenoperation die anderen Bemessungsgrößen des Ständerbleches unmittelbar so errechnen lassen, daß die angestrebten, optimalen Betriebsbedingungen erreicht werden.
Erfindungsgemäß wird das Ständerblech eines bestimmten Außendurchmessers Da und einer bestimmten Polpaarzahl p für Ein- bis Dreiphasen-Wechselstrom- Motoren mit einem Außendurchmesser Da bis 200 mm nach folgenden Kombinationsmerkmalen bemessen: Der Innendurchmesser D; des Ständerbleches ist: die Summe aller Zahnbreiten bz des Ständerbleches ist: die Jochhöhe bi des Ständerbleches ist: Aus dem erfindungsgemäß bemessenen Ständerblech ergibt sich dann je nach Art des Verwendungszweckes die Bemessung des Läuferbleches für den Fachmann in an sich bekannter Weise.
Die erfindungsgemäße Bemessung des Ständerbleches wird durch kleine Abweichungen von den mitgeteilten Formeln nicht verlassen. Es hat sich ergeben, daß Abweichungen von -3°/o für jede Bemessungsgröße noch keine wesentliche Entfernung von den Vorteilen der erfindungsgemäßen Lehre bedingen.
Die erfindungsgemäße Bemessungsvorschrift gilt für die heute übliche hohe Ausnutzung der Elektromotoren, für die die üblichen Bleche mit 3 bis 3,6 Watt Verlust verwendet werden. 1n der Abbildung sind ein Ständerblech 1 und ein Läuferblech 2 dargestellt. Zur Verdeutlichung sind die Größen Dz. Di, hz und hj eingetragen.

Claims

Patentanspruch: Ständerblech für Ein- bis Dreiphasen-Wechselstrom-Motoren mit einem Außendurchmesser D. bis 200 mm und einer Polpaarzahl p, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h die Kombination folgender drei Bemessungsmerkmale: wobei Di der Innendurchmesser, h1 die Breite eines Zahnes und bi die Jochhöhe des Ständerbleches bedeutet. In Betracht gezogene Druckschriften: W. S c h u i s k y , »Induktionsmaschinen«, Springer Verlag, 1957, S. 425 bis 437.