-
Elektrische Axialluftspalt-Induktionsmaschine Die Erfindung bezieht
sich auf eine elektrische Axialluftspalt-Induktionsmaschine mit einem scheibenförmigen
Rotor mit Kurzschlußwicklung und mit einem Stator mit einer ebenen Einphasenwicklung
und mit ebenen Kurzschlußwicklungen zur teilweisen Abschattung der Statorpole.
-
Diese auch »Spaltpolmotore« genannten Maschinen eignen sich besonders
als Einphasenwechselstrom-Kleinmotoren. Durch die teilweise Abschattung der Statorpole
ergeben sich für die beiden Polteile zwei gegeneinander zeitlich phasenverschobene
Felder, als deren Folge ein Drehfeld entsteht.
-
Bei bekannten Axialluftspalt-Induktionsmaschinen der eingangs angegebenen
Art sind die Einphasenwicklung und die Kurzschlußwicklungen in Nuten eines scheibenförmigen
Statorteils eingelegt. Da die Kurzschlußwicklungen notwendigerweise unsymmetrisch
zu den entsprechenden Spulen der Einphasenwicklung liegen müssen, ist es erforderlich,
die verschiedenen Wicklungen aufeinanderzustapeln.
-
Es sind andererseits inzwischen elektrische Axialluftspalt
- Induktionsmaschinen bekanntgeworden, deren Wicklunaen in Form einer gedruckten
Schaltung auf den beiden Seiten eines isolierenden Trägers mit radial verlaufenden
aktiven Spulenseitenleitern und geneigt verlaufenden, an den Enden von der einen
zur anderen Seite des Trägers miteinander verbundenen Verbindungsleitern gebildet
sind. Maschinen dieser Art weisen gegenüber den herkömmlichen Radialluftspalt-Induktionsmaschinen
und Axialluftspalt-Induktionsmaschinen mit Nutenwicklungen den Vorteil auf, daß
die Wicklungen nach Art der gedruckten Schaltungen in einem Arbeitsgang gebildet
werden können, so daß die Wickelarbeiten entfallen und eine automatisierte Massenfertigung
möglich ist. Im Betrieb ergibt sich infolge der fehlenden Wicklungsisolation der
großen frei liegenden Oberfläche der gedruckten Leiter und der innigen Haftung dieser
Leiter auf dem Wicklungsträger eine gute Wärmeabfuhr, so daß diese Maschinen wesentlich
höher belastbar sind als Maschinen vergleichbarer Größe mit Nutenwicklungen.
-
Es wäre daher erwünscht, auch Spaltpolmaschinen der zuvor erläuterten
Art mit -edrucktenWicklungen auszuführen. Dabei besteht aber die Schwierigkeit,
daß die Kurzschlußwicklungen unsymmetrisch zu den zugeordneten Spulen der Einphasenwicklung
zusätzlich angebracht werden müssen. Bei Anwendung des zuvor geschilderten Konstruktionsprinzips
wäre es daher erforderlich, zunächst die Einphasenwicklung auf dem isolierenden
Träger zu bilden, dann die erforderlichen Stellen der Einphasenwicklung durch Aufbringen
eines isolierenden Belags abzudecken und schließlich die Kurzschlußwicklungen auf
diesem Belag zu bilden. Diese Art der Herstellung würde mehrere Arbeitsgänge erfordern.
Außerdem würde die Dicke der gedruckten Wicklungsanordnung beträchtlich erhöht,
was zu einer entsprechenden Verbreiterung des axialen Luftspalts führen würde.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Axialluftspalt-Induktionsmaschine
der g C angegebenen Art zu schaffen, welche alle eingangs C
Vorteile
der elektrischen Maschinen mit gedruckten Wicklungen aufweist.
-
Nach der Erfindung wird dies bei einer derartigen Maschine dadurch
erreicht, daß die Einphasenwicklung in Form einer gedruckten Schaltung auf den beiden
Seiten eines isolierenden Trägers mit radial verlaufenden aktiven Spulenseitenleitern
und geneigt verlaufenden, an den Enden von der einen zur anderen Seite des Trägers
miteinander verbundenen Verbindungsleitern als Zweidrittelwicklung mit einem um
ein Drittel verkürzten Wicklungssehritt gebildet ist, und daß die Kurzschlußwicklungen
in den von der Einphasenwicklung nicht bedeckten Flächenabschnitten auf der einen
Seite des isolierenden Trägers in Form einer gedruckten Schaltung in einer Ebene
und in einem Arbeitsgang zugleich mit der Eini)liasenwicklung gebildet sind.
-
EinpÜasige Zweidrittelwicklungen mit einem um ein Drittel verkürzten
Wickelschritt sind an sich bekannt. Eine einphasige Zweidrittelwicklung entspricht
bekanntlich einer in Stern geschalteten Dreiphasenwicklung,
bei
der einer der drei Stränge fortgelassen ist. Die Wicklung bedeckt also für jede
Polteilung nur zwei Drittel der Oberfläche des Wicklungsträgers, so daß auf jeder
Seite des Wicklungsträgers unbedeckte Flächenabschnitte entstehen. Durch die gleichzeitig
angewendete Verkürzung des Wicklungsschritts um ein Drittel wird erreicht, daß diese
unbedeckten Flächenabschnitte unsymmetrisch zu der Polachse liegen. Man kann daher
auf der einen Seite des isolierenden Wicklungsträgers in diesen frei bleibenden
Flächenabschnitten die Kurzschlußwicklungen in einem Arbeitsgang mit der Einphasenwicklung
nach Art der gedruckten Schaltungen herstellen, wobei zugleich die erforderliche
Versetzun gegen die Polachsen der Einphasenwicklung 9 C
erreicht wird. Die
Kurzschlußwicklungen und die Einphasenwicklung liegen dabei unmittelbar auf der
Fläche des isolierenden Wicklungsträgers in einer Ebene auf.
-
Die Erfindung schafft somit die Möglichkeit, die Kurzschlußwicklungen
einer Spaltpolmaschine in einem Arbeitsgang mit den Spulenseitenleitern auf der
einen Seite des - Wicklungsträgers nach einem der bekannten Verfahren zur
Herstellung gedruckter Schaltungen zu bilden.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Darin zeigt F i g. 1 einen axialen Schnitt durch eine als Axialluftspalt-Induktionsmaschine
mit gedruckten Wicklungen ausgeführte Spaltpolmaschine und F i g. 2 eine
schematische Darstellung eines Teils der Statorwicklung der Maschine von F i
g. 1.
-
Bei dem in Fig. 1 der Zeichnung dargestellten Motor trägt die
Welle 3 einen Rotor 4, der als ein in einer Ebene ausgebreiteter Käfigankerläufer
zu verstehen ist. Er weist also eine Anzahl von radial oder annähernd radial verlaufenden
Leitern auf, die in einem inneren und in einem äußeren leitenden Ring enden. Diese
Leiter werden vorzugsweise zusammen mit dem Blechpaket dadurch hergestellt, daß
ein zuvor eingekerbtes Magnetblech spiralförmig aufgewickelt wird und daß in die
aus den Kerben entstehenden Nuten ein Leitermetall eingegossen wird. Die Nabe
6 kann zugleich mit den Leitern geformt werden. Die Welle 3 wird zwischen
den Lagern 21 in den Flanschen 22 eines Gehäuses getragen. An einem der Flansche
ist ferner ein ringfönniger Stator befestigt, der dadurch gebildet ist, daß eine
doppelseitige Statorwicklung 12 auf einem isolierenden Träger nach Art der gedruckten
Schaltungen gebildet und diese Anordnung anschließend auf einen magnetischen Ring
16 aufgeklebt wird. Der magnetische Ring kann ebenfalls durch spiraliges
Aufwickeln eines Magnetbleches geformt sein, das in diesem Fall nicht eingekerbt
ist. Die ganze Anordnung wird dann an dem Flansch 22 angeklebt oder auf entsprechende
Weise befestigt.
-
Das Schema von F i g. 2 zeigt die Ausbildung der Statorwicklung
12 von F i g. 1 für eine Spaltpolmaschine. Es sind die Wicklungsabschnitte
für zwei Pole der Maschine dargestellt, wobei der Polabstand durch die Länge der
Verbindungsbögen 214 bestimmt ist, die abwechselnd auf der Vorderseite und auf der
Rückseite des isolierenden Wicklungsträgers gebildet sind. Die auf der Vorderseite
liegenden Leiter sind mit ausgezogenen Linien und die auf der Rückseite liegenden
Leiter mit gestrichelten Linien dargestellt. Jeder Spulenseitenleiter besteht aus
einem radialen Abschnitt 13 und zwei geneigten Ab-
schnitten 14 und
15, doch ist diese Form nicht zwingend. Der Bogen zwischen den Linien, die
als »Polachse« bezeichnet sind, beträgt 180 elektrische Grade, doch ist die
Wicklung nur als Zweidrittelwicklung ausgeführt, so daß auf jeder Seite die Spulenseitenleiter
eines Wicklungsabschnittes nur 120 elektrische Grade bedecken. Ferner ist der Wicklungssehritt
um ein Drittel verkürzt, so daß die Rückleiter eines Wicklungsabschnittes nicht
genau unter den Hinleitern des folgenden Wicklungsabschnittes liegen. Es bleibt
somit für jeden Wicklungsabschnitt auf jeder Seite des Wicklungsträgers ein Flächenabschnitt,
der 60 elektrische Grade bedeckt. In den unbedeckten Flächenabschnitten auf
der Vorderseite des Wicklungsträgers ist für jeden Wicklungsabschnitt eine Kurzschlußwicklung
213
gebildet. Jede dieser Kurzschlußwicklungen ist durch einen einfachen,
in sich geschlossenen Metallbelag gebildet. Bekanntlich sind die Achsen der Kurzschlußwicklungen
gegen die entsprechende Polachse verschoben. In F i g. 2 beträgt die Verschiebung
30'.
-
Bei 215 ist beispielshalber ein Anschluß für die Stromversorgung
der Wicklung dargestellt. Die verdickten Punkte am äußeren und am inneren Umfang
des Ringes bedeuten die Verbindungen zwischen den Leitern auf der Vorderseite und
auf der Rückseite des Wicklungsträgers.
-
Die Kurzschlußwicklungen hätten ebensogut auf der anderen Seite des
Wicklungsträgers gebildet werden können. Sie hätten dann die gleiche Verschiebung
um 30 elektrische Grade gegen die Polachsen, jedoch in entgegengesetzter
Richtung.