DE1273051C2

DE1273051C2 - Anordnung von Stabwicklungen und Ausbildung der Nuten in Laeufern elektrischer Maschinen

Info

Publication number: DE1273051C2
Application number: DE1963L0046247
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Guenther Eberding
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1963-11-05
Filing date: 1963-11-05
Publication date: 1973-05-03
Also published as: AT251094B; DE1273051B

Description

Die in Läufern elektrischer Maschinen angeordneten Wicklungen werden in Nuten des Magneteisens eingelegt und durch besondere Formgebung oder durch Keile gegen die Fliehkraft gehalten. Dabei ist es bekannt, im Bereich der Nuten Streustege anzuordnen, durch weiche die induktivität des Läufers ,₀ vergrößert wird. Diese Streuste&e können aus Eisen sein und werden im einfachsten Fallt gleichzeitig mit dem Ausstanzen der Nuten hergestellt; dabei bleiben also die in das Magneteisen einzustanzenden Nuten zur Läuferoberfläche, also radial nach außen hin, geschlossen. Es entsteht also ein Eisensteg, welcher gleichzeitig der Halterung der Stabwicklung gegen die radial nach außen gerichteten Kräfte dient.

Es sind auch Streustege bekannt, welche die Nuten nicht verschließen, sondern offen lassen und kein ^₀ ferromagnetisches Material enthalten. Dadurch wird die Induktivität beeinflußt und der Abstand der Oberkante der Stabwicklung von der Läuferoberfläche festgelegt. Mechanisch tritt dabei selbstverständlich eine Verringerung der Festigkeit gegen radiale Bewegungen der Stabwicklung ein, was besonders in den Fällen erschwerend wirkt, wenn es sich um große Maschinen handelt. Zur Abhilfe wird bei Läufern, welche sich nur mit geringer Geschwindigkeit drehen und bei welchen nur geringe Siromkräfte auftreten, in bekannten Anordnungen die Stegbreite im Bereich der Staboberkante kleiner gehalten als die Breite der Staboberkante selbst. Dadurch wird eine Anlagefläche zwischen Staboberkante und Magneteisen erreicht und die Stabwicklung in radialer Riehtung festgelegt. Nach emer anderen bekannten Anordnung werden die Nuten an einigen Stellen zugeschweißt, was aber wegen der Flächenpressung an der Schweißstelle nur bei kleineren Läufern eine dauerhafte Festlegung gegen radiale Bewegung bewirkt.

Alle diese Maßnahmen sind undurchführbar, wenn es sich um Läufer mit hohen Umfangsgeschwindigkeiten und großen Stromkräften handelt. Schon bei geringen Beanspruchungen wird das Material, aus «j welchem die Stabwicklung besteht, so stark erwärmt, daß es — zumindest teilweise — zu erheblichen Wü- ledehnungen oder gar zum Fließen kommt, wodurch die Stabwicklung in der Nut gelockert wird. Aus diesen Gründen muß <;ine derartige Stabwicklung bei hochbeanspnchten Maschmen über die ganze axiale Eisenlänge in radialer Richtung besonders gesichert sein. Dazu ist es beispielsweise bekanntgeworden, die Stabwicklung in ihrer geometrischen Querschnittsform trapezförmig auszubilden, so daß sie durch Keüwirkung an den Nutwänden,· die ebenso ausgebildet sind, gehalten wird. Auch können Haltekeile über die ganze Stablänge verteilt angeordnet werden. Alle diese Anordnungen bewirken wohl eine gewisse Verbesserung, ziehen aber gleichzeitig eiue wesentliche Verteuerung der Fertigung und außerdem eine unerwünschte Vermehrung von einzeinen Konstruktionsteilen mit sich.

Die Erfindung betriüt eine Anordnung der Stabwicklungen im Läufer einer elektrischen Maschine und Ausbildung der im Magneteisen angeordneten einstückigen Nuten, die zur Bestimmung der Induktivität des Streusteges nur teilweise von der Stabwicklung ausgefüllt sind, wobei der nicht ausgefüllte Teil sich seitlich neben dem dem Luftspalt zugewandten Ende des ausgefüllten Teils befindet.

Eine solche Anordnung ist durch die deutsche Patentschrift 469 879 bekannt. Dort geht es darum, od geschlossenen Nuten zwecks Verkleinerung der Streuinduktivität in Umfangsrichtung einen wirksame; ..ι; Streusteg zu schaffen, indem der am Streusteg befindliche Teil der Nut durch eine nicht von der Si Abwicklung ausgefüllte Aussparung verbreitert ist bzw diese Aussparung aus fertigungstechnischen Grüiui.·ί durch zwei symmetrisch zur Nut liegende Au?sp.vrungen ersetzt ist. Die Festlegung der Wicklung In radialer Richtung reicht jedoch bei größeren Maschinen und hohen Umfangsgeschwindigkeiten vegan der aus magnetischen Gründen geringen Dicke des Strersteges in mechanischer Hinsicht nicht aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Stabwicklung auch bei großen Maschinen und hoher Umlaufgeschwindigkeit in radialer Richtung in der Nut auf die Dauer betriebssicher festzulegen, ohne dabei auf die Möglichkeit zu verzichten, wie bei Maschinen mit geringer Umfangsgeschwindigkeit in einfacher Form die Induktivität des Streusteges zu bestimmen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Nuten halboffen sind und daß der nicht ausgefüllte Teil der Nut mit der Nutöffnung nach einer Seite derart versetzt ist, daß die Stabwicklung an ihrer gesamten radial außenliegenden Fläche am Magneteisen anliegt.

In der deutschen Patentschrift 391 971 sind zwar halboffene Nutenformen beschrieben, deren öffnung aus der Nutmitte versetzt sind; dort geschieht dies aber, weil dann die Nutöffnung oberhalb des Stabkopfes liegt, und neben diesem sind Stabmitte und Stabende unter Zwischenfügung von Eisenlinealen angeordnet, um den Läuferwiderstand beim Anlauf zu erhöhen. Eine Versetzung der Nutöffnung über den seitlichen Rand des Stabprofils hinaus und auch ein von der Stabwicklung nicht ausgefüllter Nutenteil sind dort nicht vorgesehen.

Die Erfindung wild an Hand von zwei Beispielen in der Zeichnung beschrieben, wobei in beiden Figuren die gleichen Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Im Magneteisen 1, welches vorwiegend aus Einzelblechen hergestellt sein wird, ist eine Stabwicklung 2

angeordnet. Diese kann entweder keilförmig, entsprechend der Fig. 1, oder rechteckig, entsprechend der Fig. 2, ausgebildet sein. Es sind aber auch alle anderen bekannten Formen denkbar. Der nicht von der Stabwicklung 2 ausgefüllte Teil 3 der Nut ist seitlich versetzt angeordnet und mit einem zugehörigen Streusteg 4 ausgebildet. Die Abrundung 7 kann je nach Bedarf vorhanden sein, soweit sie nicht die Flächenpressung in radialer Richtung unzulässig erhöht.

Wird nun bei Rotation des Läufers und damit auch des Magneteisens 1 die Stabwicklung 2 durch die Fliehkraft radial nach außen entsprechend der Pfeilrichtung 5 gepreßt oder treten Stromkräfte auf, welche in der gleichen Richtung wirken, so legt sich die Stabwicklung mit ihrer außenliegenden Fläche 6 an den entsprechenden Teil der von ihr ausgefüllten Nut an und wird mit Sicherheit gehalten. Auch ein Rechteckstab, wie er in der F i g. 2 dargestellt wird, wird also ohne besondere Maßnahmen in der Nut sicher gehalten, so daß die sonst notwendigen Nutkeile weggelassen werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprach:

Anordnung der Stabwicklungen im Läufer einer elektrischen Maschine und Ausbildung der im Magneteisen angeordneten einstückigen Nuten, die zur Bestimmung der Induktivität des Streusteges nur teilweise von der Stabwicklung ausgefüllt s·. \ wobei der nichtausgefüllte Teil sich seitlich neben dem dem Luftspalt zugewandten Ende des ausgefüllten Teils befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten halboffen sind und daß der nichtausgefüllte Teil (3) der Nut mit der Nutöffnung nach einer Seite derart versetzt ist, daß die Stabwicklung an ihrer gesamten radial außenliegenden Fläche (6) am Magneteisen (1) anliegt.