DE1186547B

DE1186547B - Single phase induction motor

Info

Publication number: DE1186547B
Application number: DEO4292A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Wilhelm Breitling
Original assignee: Olympia Werke AG
Current assignee: Olympia Werke AG
Priority date: 1955-05-23
Filing date: 1955-05-23
Publication date: 1965-02-04

Description

Einphasen-Induktionsmotor Die Erfindung bezieht sich auf einen Einphasen-Induktionsmotor mit Kurzschlußläufer und einem symmetrisch zu einer Mittellinie abgeflachten Ständer mit breiten Nuten in den abgeflachten Ständerzonen für die Hilfswicklung oder einen Teil derselben und länglichen, im wesentlichen radial gerichteten Nuten im Bereich der nicht abgeflachten Ständerzone für die Haupt- bzw. Hilfswicklung, wobei die Ouerschnittä aller Nuten einerseits und die Stegbreiten zwischen jeweils zwei länglichen bzw. einer länglichen und einer breiten Nut gleich groß sind.Single-phase induction motor The invention relates to a single-phase induction motor with squirrel cage and a stand flattened symmetrically to a center line with wide grooves in the flattened stator zones for the auxiliary winding or a Part of the same and elongated, substantially radially directed grooves in the area the non-flattened stator zone for the main or auxiliary winding, whereby the Ouschnittä of all grooves on the one hand and the web widths between two elongated ones or an elongated and a wide groove are the same size.

Bei Motoren der vorliegenden Art wächst bei gegebener Netzspannung und vorgeschriebener maximaler Induktion das Drehmoment, vorzugsweise das Anlaufmoment, linear mit der Läufer- bzw. Luftspaltlänge, aber quadratisch mit dem Bohrungsdurchmesser.In the case of motors of the present type, the line voltage increases and prescribed maximum induction the torque, preferably the starting torque, linear with the rotor or air gap length, but square with the bore diameter.

Unzweckmäßig ist es daher, eine Erhöhung des Drehmoments durch Verlängerung des Läufers erreichen zu wollen. Abgesehen davon, daß der Gewinn gegenüber einer Vergrößerung des Bohrungsdurchmessers nur gering wäre, ist es schwierig, bei langen engen Ständerbohrungen die Wicklungen in die Nuten einzuträufeln. Außerdem leiden lange Motoren unter schlechter Wänneabfuhr. Zudem besteht die Gefahr einer Wellendurchbiegung, die durch die vom magnetischen Zug hervorgerufenen Exzentrizitäten noch verstärkt wird. Die Folge sind u. a. Erschütterungen im Lauf, erhöhte Geräuschbildung sowie Beschädigung der Lager.It is therefore inexpedient to increase the torque by lengthening it wanting to reach the runner. Apart from the fact that the profit compared to a If enlargement of the bore diameter would only be small, it is difficult with long to instill the windings in the grooves in narrow stator bores. Also suffer long engines with poor heat discharge. In addition, there is a risk of shaft deflection, the eccentricities caused by the magnetic pull are reinforced will. The consequences are, inter alia. Vibrations in the run, increased noise generation as well Damage to the bearings.

Einer Vergrößerung des Bohrungsdurchmessers sind jedoch dort Grenzen gesetzt, wo Motore in Räume eingebaut werden müssen, deren Einbaubreite in einer Richtung festliegt.However, there are limits to increasing the bore diameter set where motors have to be installed in rooms, their installation width in a Direction is fixed.

Bisher hat man sich in solchen Fällen dadurch geholfen, den Ständer der Motoren symmetrisch zu einer Mittellinie abzuflachen. Dies kommt einer indirekten Bohrungsdurchmessererhöhung gleich.So far you have helped yourself in such cases by using the stand flatten the motors symmetrically about a center line. This is an indirect one Bore diameter increase equal.

Aber auch einer Ständerabflachung sind Grenzen gesetzt. Die Stege und Nuten der bekannten Einphasen-Induktionsmotoren mit abgeflachten Ständerzonen symmetrisch zu einer Mittellinie sind nämlich rotationssymmetrisch, d. h. mit gleicher Teilung auf der Bohrungsfläche verteilt angeordnet. Bei anderen bekannten Ein- und Mehrphaseninduktionsmotoren, z. B. mit rechteckigem bzw. quadratischem Blechschnitt, ist es zwar bekannt, Nuten und Stege zu verformen, beispielsweise die Nuten unter Beibehaltung ihres Rauminhaltes und der Zahnstärke im Bereich der Ecken des Blechschnittes länger und schmaler als im übrigen Bereich zu gestalten, um eine Verbesserung der Ausnutzung des Blechschnittes und der Leistung zu erzielen. Bei den bekannten Einphaseninduktionsmotoren mit symmetrisch zu einer Mittellinie abgeflachten Ständerzonen sowie mit Haupt- und Hilfsphase wurde jedoch die Rotationssymmetrie für die Stege und Nuten beibehalten.But there are also limits to a stand flattening. The webs and grooves of the known single-phase induction motors with flattened stator zones symmetrical to a center line are namely rotationally symmetrical, i. H. arranged distributed with the same pitch on the bore surface. In other known single and polyphase induction motors, e.g. B. with rectangular or square sheet metal section, it is known to deform grooves and webs, for example, to make the grooves longer and narrower than in the rest of the area while maintaining their volume and the tooth thickness in the corners of the sheet metal section in order to improve the Use of the sheet metal cut and the performance. In the known single-phase induction motors with stator zones flattened symmetrically to a center line and with main and auxiliary phases, however, the rotational symmetry for the webs and slots was retained.

Demnach wurden Maschinen der vorliegenden Art stets ohne ausgeprägte Pole, wie sie sonst beispielsweise bei Universalmaschinen oder Gleichstrommaschinen üblich sind, ausgebildet.Accordingly, machines of the present type were always without pronounced Poles, as they are usually found in universal machines or DC machines, for example are common, trained.

Die Folge der Ständerabflachung war daher in jedem Fall eine Schwächung der Ständerrückenhöhe in den abgeflachten Ständerzonen und damit eine Schwächung des magnetischen Flusses, die sich nachteilig bemerkbar machte.The consequence of the stand flattening was therefore in each case a weakening the stand back height in the flattened stand zones and thus a weakening of the magnetic flux, which was adversely noticeable.

Eine Verbesserung dieser Verhältnisse bringt die Ständerblechpaketausbildung für Asynchtomnaschinen mit beidseitiger Abflachung des Blechrückens gemäß dem älteren deutschen Patent 1042 733, indem im Bereich der abgeflachten Ständerzonen zur Vermeidung der nachteiligen Wirkungen der Schwächung des Rückenquerschnittes breite und kurze Nuten vorgesehen sind. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde den Einphasen-Induktionsmotor mit symmetrisch zu einer Mittelachse abgeflachtem Ständer für ein in einer Richtung vorgegebenes Einbaumaß dahingehend zu verbessern, daß er bei festliegender Netzspannung und maximaler Induktion ein optimales Drehmoment, vorzugsweise Anlaufdrehmoment, abgibt.An improvement of these conditions brings the stator lamination packet design for asynchronous machines with flattening of the sheet metal back on both sides according to the earlier German patent 1042 733, by providing wide and short grooves in the area of the flattened stator zones to avoid the adverse effects of weakening the back cross-section. The present invention is based on the object of improving the single-phase induction motor with a stator flattened symmetrically to a central axis for a given installation dimension in one direction so that it delivers an optimal torque, preferably starting torque, with a fixed mains voltage and maximum induction.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß jede abgeflachte Zone des Ständers zwischen zwei symmetrisch zur kurzen Ständermittelachse liegenden breiten Nuten, die in die abgeflachten Ständerzonen hineinragen, im Bereich etwa zweier Nutteilungen von Nuten frei ist.This object is achieved in that each flattened zone of the stand between two wide grooves symmetrically to the short stand center axis, which protrude into the flattened stator zones, in the area of approximately two slot pitches is free of grooves.

In den nutenfreien Zonen läßt sich der Ständer auf diese Weise bis auf den für den erforderlichen Magnetfluß notwendigen Blechquerschnitt schwächen, da störende Nuten nicht vorhanden sind; das hat zur Folge, daß der Bohrungsdurchmesser und damit die Luftspaltleistung auf ein optimales Maß gebracht werden können. Damit wiederum läßt sich das vom erfindungsgemäßen* Motor abgegebene Dreh- bzw. Anlaufmoment gegenüber allen bekannten Vergleichsmotoren mit gleicher Einbaubreite wesentlich erhöhen. Auf eine kritische Ständerrückenhöhe in den abgeflachten Zonen braucht nicht geachtet zu werden. Vielmehr können die Ständernuten sowie die Stege, ohne daß ihre Achsen von der radialen Anordnung abzuweichen brauchen, in den nicht abgeflachten Bereichen des Ständers zusammengefaßt werden. Hier ist Platz genug, so daß kräftige Wicklungen und genügend Eisen eingebaut werden können.In the slot-free zones, the stand can be extended in this way up to weaken to the sheet metal cross-section necessary for the required magnetic flux, since there are no disturbing grooves; this has the consequence that the bore diameter and thus brought the air gap performance to an optimal level will can. This in turn allows the rotational speed output by the * motor according to the invention or starting torque compared to all known comparison motors with the same installation width increase significantly. To a critical stand back height in the flattened zones does not need to be respected. Rather, the stator slots and the webs, without their axes needing to deviate from the radial arrangement, in the not flattened areas of the stand are summarized. There is enough space here so that strong windings and enough iron can be built in.

Bis auf die breiten, in die nutenfreien Räume hineinragenden Nuten sind alle Nuten gleich geformt. Das ist vorteilhaft in bezug auf die magnetischen Verhältnisse, die. Stanzw erkzeuge und auf die einfache Herstellung und das Einbringen des Isoliermaterials in die Nuten. Durch die nutenfreien Ständerzonen wird aber auch das Einbringen der Wicklungen in die Ständernuten vereinfacht. Auch kann der bei den geringen Abmessungen der in Rede stehenden Motore sehr beengte Wickelraum besser als bisher ausgenutzt werden. Darüber hinaus läßt sich aber auch infolge der nutenfreien Ständerzonen der Wickelkopf günstiger unterbringen, wodurch Baulänge in axialer Richtung eingespart werden kann.Except for the wide grooves protruding into the groove-free spaces all grooves are shaped the same. This is advantageous in relation to the magnetic Ratios that. Punching tools and easy production and introduction of the insulating material in the grooves. However, due to the slot-free stand zones the introduction of the windings into the stator slots is also simplified. Also can With the small dimensions of the motors in question, the winding space is very cramped can be better exploited than before. In addition, but also as a result the slot-free stator zones accommodate the winding head more cheaply, reducing the overall length can be saved in the axial direction.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird mithin gegenüber den bisherigen bekannten Motoren, die in Räume mit in einer Richtung beschränktem ,Einbatims; eingebaut wurden, sowohl im Hinblick ,auf die Drehmonienteigenschaften als auch in rein baulicher Beziehung ein beachtlicher Fortschritt er-.zielt.The measures according to the invention are therefore compared to the previous well-known motors that are used in spaces with restricted unidirectional batim; built-in were, both in terms of the torque properties and in purely structural terms Relationship made considerable progress.

-In weiterer. Ausbildung der Erfindung kann die Hilfswicklung in den breiten, in die abgeflachten Ständerzonen hineinragenden Nuten und die Haupt-, wicklung in den länglichen Nuten der nicht abgeflächten Ständerzonen zusammengefaßt werden.-In another. Embodiment of the invention can use the auxiliary winding in the wide grooves protruding into the flattened stand zones and the main winding are summarized in the elongated grooves of the non-flattened stand zones.

In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann die Hilfswicklung aber auch auf mehrere Ständernuten verteilt werden.In other embodiments of the invention, the auxiliary winding but can also be distributed over several stand slots.

: Weitere Merkmale der, Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungs--beispiels, die sich auf die, Zeichnung bezieht. : Further features of the invention emerge from the following description of an exemplary embodiment, which refers to the drawing.

: Die einzige Figur zeigt einen Ständerschnitt 4 mit abgeflachten. ZonenE, die erfmdungsgemäß im Be-,-"reich etwa zweier Nutteilungen zwischen den breiten Nuten4e und 41 #jon Nuten frei sind. Durch dieses -Abweichen von der rotatic#nssymmetrischen Verteilung der Nuten und Stege mit gleicher Teilung entlang des Umfangs der Bohrung kann, bei gleichem horizontalem Einbaumaß der Durchmesser des Läufers3 gegen-über einem rotationssymmetrisch ausge-!führten Motor wesentlich erhöht werden. : The only figure shows a stand section 4 with flattened. ZonesE which, according to the invention, are free in the area of approximately two groove divisions between the wide grooves4e and 41 #jon grooves. Due to this deviation from the rotatic # nssymmetrical distribution of the grooves and webs with the same spacing along the circumference of the bore, with the same horizontal installation dimension, the diameter of the rotor 3 can be significantly increased compared to a rotationally symmetrical motor.

, # Die Nuten4a bis 4d sind in den nicht abgeflachten Bereichen des Ständers 4, deren Einbaumaß nicht beschränkt ist, zusammeggedrängt. Hierbei behalten :?ffle Stege 5 gleiche Breiten. Die Achsen von Stegen und Nuten verlaufen radial. Alle Nuten 4 a bis 4 f weisen den gleichen Querschnitt auf. Ausbauchungen i der breiten Nuten 4 e, 4 f ragen teilweise in die abgeflachten Bereiche E des Ständers 4 hinein, damit der Rücken- bzw. Randquerschnitt der Abflachungen nicht zu sehr geschwächt wird. In den nicht abgeflachten Zonen des Ständers ist Platz genug für den erforderlichen Wickelraum und die notwendigen Eisenquerschnitte, ohne daß die Ständerrückenhöhe beeinträchtigt wird. Zudem wird durch die nut--nfreien Räume ein Einbringen der Wicklungen in den Ständer erleichtert und Raum geschaffen für eine günstige Anordnung des Wickelkopfes. , # The grooves 4a to 4d are pressed together in the non-flattened areas of the stator 4, the installation dimension of which is not restricted. Keep:? Five webs 5 equal widths. The axes of webs and grooves run radially. All grooves 4 a to 4 f have the same cross section. Bulges i of the wide grooves 4 e, 4 partially protrude into the flattened areas E of the stand 4 so that the back or edge cross-section of the flattened areas is not weakened too much. In the non-flattened zones of the stand there is enough space for the necessary winding space and the necessary iron cross-sections without the stand back height being impaired. In addition, the slot-free spaces make it easier to introduce the windings into the stator and create space for a favorable arrangement of the winding head.

Erfindungsgemäß kann in den Nuten 4 e, 4 f die Hilfswicklung und in den Nuten 4 a bis 4 d die Hauptwicklung untergebracht werden.According to the invention, the auxiliary winding can be accommodated in the grooves 4 e, 4 f and the main winding can be accommodated in the grooves 4 a to 4 d.

Selbstverständlich ist es auch möglich, die Hilfswicklung in an sich bekannter Weise auf mehrere Nuten zu verteilen und dort gemeinsam mit der Hauptwicklung unterzubringen.Of course, it is also possible to use the auxiliary winding in itself known way to be distributed over several slots and there together with the main winding accommodate.

Mit der vorgeschlagenen Motorbauart kann, je nach Verwendungszweck, sowohl eine Vergrößerung des Drehmomentes schlechthin als auch das Anlaufmoment erhöht werden.With the proposed motor design, depending on the intended use, both an increase in the torque per se and the starting torque can be increased.

Claims

Claims: 1. Single-phase induction motor with squirrel cage rotor and a stator flattened symmetrically to a center line with wide grooves in the flattened stator zones for the auxiliary winding or part thereof and elongated, essentially radially directed grooves in the area of the non-flattened stator zone for the main or . Auxiliary winding, the cross-sections of all slots on the one hand and the web widths between two elongated or one elongated and one wide slot being the same, characterized in that each flattened zone (E) of the stator is between two wide grooves ( 4 e, 4 f), which protrude into the flattened stator zones (E) , is free of slots in the area of approximately two slot divisions.

2. Single-phase induction motor according to claim 1, characterized in that the auxiliary winding in the wide, in the flattened stator zones (E) protruding grooves (4 e, 4 j) and the main winding in the elongated grooves (4a to 4d) of the non-flattened Stand zones are housed. 3. Single-phase induction motor according to claim 1, characterized in that the auxiliary winding is distributed over several stator slot # n (4a, 4f). Considered publications: German Patent Nos. 920 739, 915 117, 890 443, 712 845, 694 327, 391523, 387 413, 215 176, 129 895; German utility model No. 1681035; ETZ-B 1952, p. 190; Arnold "Alternating Current Technology", Vol. V, Part 1, 1909, p. 277. Older patents considered: German Patent No. 1 042 733.