DE1180051B

DE1180051B - Asynchronous motor

Info

Publication number: DE1180051B
Application number: DES59563A
Authority: DE
Original assignee: Societe dElectronique et dAutomatisme SA
Current assignee: Societe dElectronique et dAutomatisme SA
Priority date: 1957-11-13
Filing date: 1958-08-26
Publication date: 1964-10-22

Description

Asynchronmotor Die Erfindung bezieht sich auf einen Asynchronmotor mit wenigstens einem Ständerelement und einem Läuferelement in Form flacher Scheiben, die über einen axialen Luftspalt magnetisch miteinander gekoppelt sind, wobei jedes ringscheibenförmige Ständerelement auf jeder Flachseite Wicklungsteile trägt und der Läufer durch eine Scheibe aus magnetischem Material gebildet ist, die auf der der Ständerwicklung zugewandten Seite zwei konzentrische ringförtnige Leiter trägt, die durch eine Vielzahl etwa radial verlaufender Leiterabschnitte verbunden sind.Asynchronous motor The invention relates to an asynchronous motor with at least one stand element and one rotor element in the form of flat disks, which are magnetically coupled to one another via an axial air gap, each annular disk-shaped stator element carries winding parts on each flat side and the rotor is formed by a disc of magnetic material that is placed on the the side facing the stator winding has two concentric ring-shaped conductors, which are connected by a large number of approximately radial conductor sections.

Es sind Asynchronmotoren dieser Art bekannt, bei denen die Ständerwicklung eine verteilte Wicklung mit in Nuten eingelegten isolierten Leitern ist, deren wirksame Abschnitte etwa radial verlaufen. Die Herstellung solcher Wicklungen bietet jedoch insbesondere bei kleineren Maschinen beträchtliche Schwie,-rigkeiten und ist mühsam und teuer. Auch ist der mit den bekannten Maschinen erzielbare Wirkungsgrad unbefriedigend, weil durch die Nuten der wirksame Eisenquerschnitt verringert wird und ein beträchtlicher Streufluß entsteht. Die bei solchen Maschinen ebenfalls bekannte Verwendung ausgeprägter Pole ergibt einen noch schlechteren Wirkungsgrad. Aus diesen Gründen haben sich Axialluftspaltmaschinen bisher nur für Sonderfälle durchsetzen können.Asynchronous motors of this type are known in which the stator winding a distributed winding with insulated conductors inserted in slots is the effective Sections run approximately radially. However, the manufacture of such windings offers In particular with smaller machines it is very difficult and tedious and expensive. The efficiency that can be achieved with the known machines is also unsatisfactory, because the effective iron cross-section is reduced by the grooves and a considerable one Stray flux arises. The more pronounced use, which is also known in such machines Pole results in an even worse degree of efficiency. For these reasons, have Axial air gap machines have so far only been able to enforce for special cases.

Ziel der Erfindung ist demgegenüber ein Asynchronmotor mit axialem Luftspalt, der wesentlich einfacher und billiger als die bekannten Radialluftspaltmaschinen hergestellt werden kann, einen sehr guten Wirkungsgrad ergibt und ein geringes Leistungsgewicht hat.The aim of the invention is an asynchronous motor with an axial Air gap, which is much easier and cheaper than the known radial air gap machines can be produced, results in a very good efficiency and a low power to weight ratio Has.

Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der Ständer eine Wicklung trägt, die durch beidseitiges Bedrucken einer dünnen isolierenden Trägerscheibe gebildet ist und am äußeren und/oder inneren Umfang entsprechend der Phasenzahl der Ständerwicklung mit Stromzuführungsabgriffen versehen ist, und daß auf der dem Luftspalt abgewandten Seite der bedruckten Trägerscheibe eine Scheibe aus Magnetmaterial angebracht ist.According to the invention this is achieved in that the stand a Winding is carried out by printing on both sides of a thin insulating carrier disc is formed and on the outer and / or inner circumference according to the number of phases the stator winding is provided with power supply taps, and that on the Air gap facing away from the printed carrier disk a disk made of magnetic material is appropriate.

Der Gedanke, gedruckte Wicklungen bei elektrischen Maschinen zu verwenden, ist an sich bekannt. Auch die Herstellung von elektrischen Wicklungen durch doppelseitiges Bedrucken ringföriniger Trägerscheiben ist bereits vorgeschlagen worden. Durch die Anwendung dieses Verfahrens in Verbindung mit der Scheibe aus Magnetmaterial bei Asynchronmotoren der Axialluftspalt-Bauart läßt sich die Ständerwicklung, insbesondere in Massenfertigung, einfach und billig herstellen. Die Wicklung liegt vollständig in dem Luftspalt, so daß die den Nutenwicklungen anhaftenden Nachteile vermieden sind. Wegen der geringen Dicke der gedruckten Leiter braucht dabei die Dicke des Luftspalts kaum vergrößert zu werden. Andererseits erlaubt die Verwendung gedruckter Leiter wegen der besseren Wärmeabfuhr bei gleichen Abmessungen eine höhere Belastung als bei isolierten Leitern.The idea of using printed windings in electrical machines is known per se. Also the manufacture of electrical windings by double-sided Printing on annular carrier disks has already been proposed. Through the Use of this method in conjunction with the disc made of magnetic material Asynchronous motors of the axial air gap type, the stator winding, in particular in mass production, easy and cheap to manufacture. The winding lies completely in the air gap, so that the disadvantages inherent in the slot windings are avoided are. Because of the small thickness of the printed conductor, the thickness of the The air gap can hardly be enlarged. On the other hand, allows the use of printed Head due to better heat dissipation with the same dimensions a higher load than with insulated conductors.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigt F i g. 1 eine seitliche Schnittansicht eines Asynchronmotors nach der Erfindung, F i g. 2 eine vereinfachte Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels für den Stii der des Motors und F i g. 3 und 4 elektrisch Schaltbilder von zwei Varianten für die Zusamrn#17uschaltung der Ständerwicklungen bei dem Motor nach F i g. 1. An embodiment of the invention is shown in the drawing. In it, F i g. 1 is a side sectional view of an asynchronous motor according to the invention, FIG. FIG. 2 is a simplified front view of an embodiment for the stii of the engine and FIG . 3 and 4 electrical circuit diagrams of two variants for the interconnection of the stator windings in the motor according to FIG . 1.

In F i g. 1 ist ein Asynchronmotor mit axialem Luftspalt dargestellt, dessen Ständer von einer Trägerplatte 3 getragen wird. Er besteht aus einer Scheibe 2 aus magnetischem Material, auf deren dem Luftspalt zugewandter Fläche eine gedruckte Wicklung 1 angebracht ist. Der Läufer enthält eine Scheibe 4 aus magnetischem Material und Agt eine ebene Käfigwicklung 5 in Form eines äußeren Rings 16 und eines inneren Rings 17, welche durch eine Anzahl radial verlaufender Leiterabschnitte 20 verbunden sind. Der innere Ring 17 kann aus einem Stück mit einer Nabe 6 geformt sein, welche auf einer Welle 7 befestigt ist. Diese Welle dreht sich in einem Lager 8, das in der Trägerplatte 3 des Stators angebracht ist.In Fig. 1 shows an asynchronous motor with an axial air gap, the stator of which is carried by a carrier plate 3. It consists of a disk 2 made of magnetic material, on whose surface facing the air gap a printed winding 1 is attached. The rotor contains a disk 4 made of magnetic material and a flat cage winding 5 in the form of an outer ring 16 and an inner ring 17, which are connected by a number of radially extending conductor sections 20. The inner ring 17 can be formed in one piece with a hub 6 which is fastened on a shaft 7. This shaft rotates in a bearing 8 which is mounted in the support plate 3 of the stator.

Die Wicklung des Ständers ist eine ebene Wellenwicklung, die durch beidseitiges Bedrucken einer dünnen isolierenden Trägerscheibe gebildet ist. Sie ist in F i g. 2 in vereinfachter Form gezeigt, wo nur eine kleine Anzahl der Windungen dargestellt ist. Die Windungen 10, 10' sind gleichförmig über die Trägerscheibe verteilt, deren Umfangslinien mit 11 bzw. 12 bezeichnet sind. Die mit vollen Linien gezeichneten Windungshälften 10 liegen auf der Vorderseite und die gestrichelt gezeichneten Windungshälften 10' auf der Rückseite der Trägerscheibe. Sie sind am äußeren und inneren Umfang der Scheibe elektrisch leitend miteinander verbunden. Die Verbindungen können durch Metallisierung der Kante der Trägerscheibe oder durch Metallisierungen, die durch Löcher in der Trägerscheibe hindurchgeführt sind, hergestellt werden. Durch die dargestellte Form der Windunaen wird der Verlauf einer Wellenwicklung erreicht, wobei sich natürlich die Windungen in der vollständigen Wicklung rings um die Trägerscheibe überlappen.The winding of the stator is a flat wave winding, which is formed by printing on both sides of a thin insulating carrier disc. It is in FIG. 2 is shown in simplified form, where only a small number of the turns are shown. The turns 10, 10 ' are uniformly distributed over the carrier disk, the circumferential lines of which are denoted by 11 and 12, respectively. The turn halves 10 drawn with full lines are on the front side and the turn halves 10 'shown in dashed lines are on the back of the carrier disk. They are connected to one another in an electrically conductive manner on the outer and inner circumference of the disc. The connections can be produced by metallization of the edge of the carrier disk or by metallizations which are passed through holes in the carrier disk. Due to the shape of the windings shown, the course of a wave winding is achieved, with the windings naturally overlapping around the carrier disk in the complete winding.

Es müssen Abgriffe zur Zuführung des Wechselstroms vorgesehen werden. Als Beispiel wird der Fall einer dreiphasigen Speisespannung angenommen. Wenn die Wellenwicklung in sich selbst geschlossen ist (F i g. 3) werden drei Abgriffe E,-S., E2-SI und E"-S., an dem einen Umfang der Wicklung, z. B. am äußeren, angebracht. Dies entspricht einer Dreieckschaltung, und die drei Abgriffe, die zugleich den Eingang einer Phase und den Ausgang der anderen bilden, sind um einen Winkel von 120' gegeneinander versetzt.Taps must be provided for supplying the alternating current. The case of a three-phase supply voltage is assumed as an example. When the wave winding is self-contained ( Fig. 3) , three taps E, -S., E2-SI and E "-S., Are attached to one circumference of the winding, e.g., to the outer one. This corresponds to a delta connection, and the three taps, which simultaneously form the input of one phase and the output of the other, are offset from one another by an angle of 120 '.

Man kann jedoch die Wicklung auch aus drei getrennten Spulen bilden, von denen jede einen eigenen Eingang E und einen eigenen Ausgang S besitzt. Wie in F i g. 4 dargestellt ist, kann man dann die Spule in Sternschaltung anordnen, indem die drei Eingänge El, E2 und E, an einem gemeinsamen Punkt zusammengeführt sind. Dies wird praktisch dadurch erreicht, daß man eine geschlossene Wellenwicklung an drei Stellen unterbricht, die jeweils um 1.201 voneinander getrennt sind. Eine noch günstigere Anordnung der Abgriffe ist in F i g. 2 gezeigt: Man nutzt die überlappung der Windungen aus, um die drei Spulen der Wicklung einander so zu überlagern, daß die Eingänge, und Ausgänge an einem kleinen Sektor des Umfangs gruppiert sind.However, the winding can also be formed from three separate coils, each of which has its own input E and its own output S. As in Fig. 4 is shown, you can then arrange the coil in a star connection, in that the three inputs El, E2 and E are brought together at a common point. This is practically achieved by interrupting a closed wave winding at three points, each separated by 1,201. An even more favorable arrangement of the taps is shown in FIG . 2: The overlap of the turns is used to superimpose the three coils of the winding on one another so that the inputs and outputs are grouped on a small sector of the circumference.

Die angegebenen Beispiele für die Verbindungen sind nur beispielsweise angegeben. Es können alle an sich bekannten Zusammenschaltungen der Ständerwicklungen von üblichen Motoren für jede Anzahl von Phasen hier angewendet werden.The examples given for the compounds are only exemplary specified. All known interconnections of the stator windings can be used of common motors for any number of phases can be applied here.

Die magnetische Scheibe 2 des Ständers wird vorzugsweise so ausgeführt, daßWirbelströme verhindert werden. Sie kann aus einem spiralförmig aufgewickelten Band aus Magnetblech hergestellt werden. Die dem Luftspalt zugewandte Seite dieser Spirale wird geglättet, und die mit der gedruckten Wicklung versehene -Trägerscheibe wird anschließend auf die geglättete Fläche aufgeklebt. Natürlich erhält man das gleiche Endergebnis, wenn man auf dieser Fläche die Leiter der einen Seite bildet (gegebenenfalls nach Aufbringen eines isolierenden Films auf dieser Fläche), worauf man die isolierende Trägerscheibe aufbringt und die Leiter der zweiten Seite auf dieser bildet.The magnetic disc 2 of the stator is preferably designed in such a way that that eddy currents are prevented. They can be made from a spiral wound Tape can be made from magnetic sheet metal. The side of this facing the air gap The spiral is smoothed, and the carrier disk provided with the printed winding is then glued to the smoothed surface. Of course you get that same end result if one forms the ladder on one side on this surface (if necessary after applying an insulating film to this surface), whereupon the insulating support disc is applied and the conductors on the second side are applied this forms.

Claims

Claims: 1. Asynchronous motor with at least one stator element and a rotor element in the form of flat disks, which are magnetically coupled to one another via an axial air gap, each ring-disk-shaped stator element on each flat side carries winding parts and the rotor is formed by a disk made of magnetic material, which on the side facing the stator winding carries two concentric ring-shaped conductors which are connected by a large number of approximately radial conductor sections, characterized in that the stator carries a winding which is formed by printing on both sides of a thin insulating carrier disk and correspondingly on the outer and / or inner circumference the number of phases of the stator winding is provided with power supply taps, and that on the side of the printed carrier disk facing away from the air gap, a slotless disk made of magnetic material is attached.

2. Asynchronous motor according to claim 1, characterized in that the printed stator winding is in a known manner a closed loop with input and output terminals distributed on the circumference according to the number of phases of the supply voltage. 3. Asynchronous motor according to claim 1, characterized in that the printed stator winding consists in a known manner of separate coils with separate inputs and outputs, which are distributed on the circumference of the winding. 4. Asynchronous motor according to one of the preceding claims, characterized in that the printed carrier disk is glued onto a smoothed side of the disk made of magnetic material. 5. Asynchronous motor according to one of the preceding claims, characterized in that the disc of magnetic material is constructed in a manner known per se so that the formation of eddy currents is prevented. 6. Asynchronous motor according to claim 5, characterized in that the disc consists in a manner known per se from a spirally wound magnetic sheet metal strip. Considered publications: German Patent Nos. 906 831, 881 241, 880 353, 842 366, 832 452, 705 239, 67 271; U.S. Patent Nos. 1605,796, 2,550,571; Richter, "Armature Windings for DC and AC Machines", Julius Springer Verlag, Berlin, 1920, p.172, 173; Wirchen World, December 1952, p. 488.