DE1463995B2

DE1463995B2 - ROTATING ELECTRIC DEMONSTRATION MACHINE

Info

Publication number: DE1463995B2
Application number: DE19641463995
Authority: DE
Inventors: Josef Ewart Ponteland Parsons Arthur James Stonesfield Gloucester Brown (Großbritannien) H02k
Original assignee: Mawdsleys Ltd , Dursley Gloucester shire (Großbritannien)
Priority date: 1963-08-10
Filing date: 1964-08-10
Publication date: 1971-07-01
Also published as: NL139854B; GB1100661A; DE1463995A1; NL6409200A

Description

1 ² 1 ²

Die Erfindung bezieht sich auf eine umlaufende , fernen bzw. Anbringen der Segmente der Maschinenelektrische Demonstrationsmaschine mit Segmenten, typ "geändert, so daß die erfindungsgemäße Maschine die in bezug auf eine magnetische Achse des Stators gerade für Demonstrationszwecke gut geeignet ist. ausgerichtet und vom Stator abtrennbar sind. Die Vergrößerung des magnetischen WiderstandesThe invention relates to a circumferential, remote or attachment of the segments of the machine electrical system Demonstration machine with segments, type "changed so that the machine according to the invention which with respect to a magnetic axis of the stator is particularly well suited for demonstration purposes. aligned and separable from the stator. Magnetic reluctance increase

Bei der theoretischen Betrachtung aller Arten von 5 bei Abnahme der beispielsweise mit der LängsachseIn the theoretical consideration of all types of 5 when decreasing, for example, with the longitudinal axis

umlaufenden elektrischen Maschinen werden mathe- fluchtenden Segmente ist auf die Querschnittsver-rotating electrical machines are math-aligned segments is on the cross-sectional

matische Gleichungen für jeden Maschinentyp auf kleinerung des vom Fluß durchsetzten Weges zurück-mathematical equations for each type of machine to reduce the path traversed by the river -

Grund der Zerlegung der Wicklungsparameter auf zuführen. Längs der Querachse kann sich jedochReason for disassembling the winding parameters. However, along the transverse axis can be

zwei zueinander senkrecht stehende magnetische der volle Fluß ausbilden, so daß die Maschine beitwo mutually perpendicular magnetic form the full flux, so that the machine at

Achsen abgeleitet. Diese Achsen sind als magne- io abgenommenen Segmenten als Einzelpoltype arbeitet,Axes derived. These axes are magnetically removed segments that work as a single pole type,

tische Längs- und Querachse bekannt. Dies führt zu Die Erfindung läßt sich insbesondere unmittelbar beitables longitudinal and transverse axis known. This leads to The invention can in particular be directly related to

der Einteilung der umlaufenden elektrischen Ma- einem Synchronreluktanzmotor vereinfachter Bauartthe classification of the rotating electrical machines - a synchronous reluctance motor of simplified design

schinen in zwei Haupttypen, nämlich die Vollpoltype anwenden,machines in two main types, namely using the full pole type,

und die Einzelpoltype. Die Form der Segmente kann verändert werden.and the single pole type. The shape of the segments can be changed.

Bei der Vollpoltype sind die den Luftspalt be- 15 Beispielsweise können die Segmente durch einenIn the case of the full pole type, the air gap is defined

grenzenden, genuteten Flächen des Stators und des Umfangsabschnitt des Stators und zwei Oberflächen,adjoining, grooved surfaces of the stator and the peripheral portion of the stator and two surfaces,

Rotors so ausgeführt, daß der Luftspalt über den die gleichmäßig zur magnetischen Querachse geneigtThe rotor is designed in such a way that the air gap over the is inclined evenly to the magnetic transverse axis

gesamten Umfang eine gleichmäßige Größe besitzt; sind und einen Schnittpunkt mit der Querachse auf-the entire circumference is uniform in size; and have an intersection with the transverse axis

diese Maschinen haben daher keine bestimmten weisen, gebildet werden. Der Winkel kann 180°these machines therefore have no particular ways of being formed. The angle can be 180 °

magnetischen Achsen. Beispiele dieser Maschinen 20 betragen, so daß die beiden Oberflächen in dermagnetic axes. Examples of these machines are 20 so that the two surfaces in the

sind Induktionsmotoren und mehrphasige Kommu- gleichen Ebene liegen; er kann aber auch größerare induction motors and multi-phase commu- nity lie on the same plane; but it can also be bigger

tatormaschinen. Bei der Einzelpoltype ist entweder oder kleiner als 180° sein. Wahlweise können dietator machines. The single pole type is either or less than 180 °. Optionally, the

der Stator gleichmäßig genutet und der Rotor hat Segmente auch eine rechteckige Querschnittsformthe stator is grooved evenly and the rotor segments also have a rectangular cross-sectional shape

ausgeprägte Pole, oder der Rotor ist gleichmäßig aufweisen, die gegenüber der Längsachse symme-pronounced poles, or the rotor is uniformly have, which are symmetrical with respect to the longitudinal axis

genutet und der Stator hat ausgeprägte Pole. Bei- 25 trisch ist.grooved and the stator has salient poles. Be-25 is tric.

spiele solcher Maschinen sind Synchronmaschinen Die Segmente sollten befestigt sein, um sichersowie normale Gleichstrommaschinen, bei denen die zustellen, daß bei ihrer Anordnung am Stator ein Längs- und Querachsen physikalisch deutlich unter- homogenes magnetisches Feld erzeugt wird. Die schieden sind. Wird nun die gleiche magnetomoto- Segmente können vorteilhafterweise durch Bolzen rische Kraft auf die Längs- und Querachsen über- 30 am Stator befestigt werden. ,.. ·
tragen, so ist bei der Vollpoltype die Größe des Bei einer zweipoligen Maschine mit nur zwei längs jeder Achse erzeugten magnetischen Flusses magnetischen Achsen ist ein Paar entfernbarer Seggleich, während bei der Einzelpoltype die beiden mente vorgesehen, während bei einer vierpöligen Größen des Flusses deutlich voneinander verschieden Maschine zwei Paar entfernbare Segmente notwendig sind. 35 sind, von denen jedes Paar mit einer entsprechendenSuch machines are synchronous machines. The segments should be fastened to ensure that they and normal DC machines, in which they are positioned on the stator, generate a longitudinal and transverse axes that are physically clearly below a homogeneous magnetic field. They are divorced. If the same magneto-motor segments can advantageously be fastened to the stator by means of bolts on the longitudinal and transverse axes. , .. ·
In a two-pole machine with only two magnetic flux magnetic axes generated along each axis, a pair of removable segments is the same, while in the single pole type the two elements are provided, while in a four-pole machine the sizes of the flux are clearly different from each other Machine two pairs of removable segments are necessary. 35, each pair with a corresponding

Zur Demonstration dieses Unterschiedes beider magnetischen Achse ausgerichtet ist.
Maschinentypen und zur Bestätigung der allgemein Der Rotor kann in bekannter Weise mit einer magnetischen Längs- und Querachsentheorie ist es beliebigen Wicklung versehen sein, wobei auch jeder notwendig beide Maschinentypen miteinander zu beliebige Rotortyp anwendbar. ist. Um den Prüfvergleichen. Bisher hat man diesen Vergleich so 40 bereich zu erweitern, können zusätzlich noch ausdurchgeführt, daß die verwendete Maschine aus- tauschbare Rotoren verschiedener Typen vorgesehen wechselbare Rotoren ausweist, von denen der eine sein.To demonstrate this difference, both magnetic axes are aligned.
Machine types and to confirm the general The rotor can be provided in a known manner with a magnetic longitudinal and transverse axis theory, it is arbitrary winding, whereby each of the two machine types can be used with each other to any rotor type. is. To the test comparisons. So far, this comparison has been extended to such an extent that the machine used has interchangeable rotors of various types provided, interchangeable rotors, one of which is.

ein Vollpolrotor und der andere ein Rotor mit Einzel- Nachstehend sind an Hand der Zeichnung mehrereone full-pole rotor and the other a rotor with single- The following are several based on the drawing

polen ist. Ausführungsformen der. Erfindung erläutert. Es zeigtPoland is. Embodiments of the. Invention explained. It shows

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe 45 F i g. 1 einen schematischen Schnitt durch dasThe object on which the invention is based 45 F i g. 1 shows a schematic section through the

besteht nun darin, eine elektrische Maschine so aus- Blechpaket eines Stators,consists in building an electrical machine in such a way - laminated core of a stator,

zubilden, daß mit ihr das Betriebsverhalten sowohl F i g. 2 und 3 schematische Darstellungen der der Einzelpoltype als auch der Vollpoltype gezeigt Magnetflußverläufe entlang der Längs- und Querwerden kann, ohne daß der Rotor ausgetauscht achse gemäß Fig. 1,
werden muß. 50 F i g. 4 einen schematischen Schnitt durch daszubilden that with it the operating behavior of both F i g. 2 and 3 are schematic representations of the single pole type as well as the full pole type shown magnetic flux curves along the longitudinal and transverse axes without the rotor being exchanged as shown in FIG.
must become. 50 Fig. 4 shows a schematic section through the

Bei einem bekannten Motor (deutsche Auslege- Blechpaket einer weiteren Ausführungsform,In a known engine (German lay-out laminated core of a further embodiment,

schrift 1142 406) sind abtrennbare Segmente vor- Die in F i g. 1 gezeigte Maschine ist ein Zweipoltyp1142 406) are separable segments. The machine shown in Figure 1 is a two-pole type

gesehen, die mit Bremsbacken verbunden sind. Ist und besitzt einen Stator 1 und einen Rotor (nichtseen connected to brake shoes. Is and has a stator 1 and a rotor (not

der Motorstrom abgeschaltet, so sind die Segmente gezeigt), der innerhalb des Stators drehbar gelagertthe motor current is switched off, so the segments are shown), which is rotatably mounted within the stator

vom Ständer etwas abgehoben und der Motor ge- 55 ist. Der Stator 1 ist in bekannter Weise aus einemslightly lifted off the stand and the motor is running. The stator 1 is made of a known manner

bremst. Beim Einschalten des Motorstroms werden Stapel ringförmiger Stanzbleche aus magnetischembrakes. When the motor current is switched on, stacks of ring-shaped punched sheets are made of magnetic material

die Segmente durch den Feldfluß im Ständer an das Material aufgebaut und mit Nuten 2 versehen. Inthe segments built up on the material in the stator by the field flux and provided with grooves 2. In

Ständerblechpaket herangezogen und dadurch die den Nuten 2 sind Wicklungen (nicht gezeigt) in derStator core used and thereby the slots 2 are windings (not shown) in the

Bremsen gelöst. Somit wird beim Lauf des Motors üblichen Weise vorgesehen. Zwei äußere, geschich-Brakes released. Thus, the usual manner is provided when the engine is running. Two outer, historical

das magnetische Feld nicht verändert. 60 tete Segmente 3 sind von dem Hauptkörper des Sta-does not change the magnetic field. 60 th segments 3 are from the main body of the sta-

Die zuvor genannte Aufgabe wird nun bei der tors 1 entfernbar. Jedes Segment erstreckt sich z. B.The aforementioned task is now removable for the gate 1. Each segment extends z. B.

eingangs genannten Maschine erfindungsgemäß da- über einen Winkel von etwa 77° am Umfang desinitially mentioned machine according to the invention over an angle of about 77 ° on the circumference of the

durch gelöst, daß die Segmente vom Stator voll- Stators gemessen. Die Segmente 3 sind mit Bezugsolved by that the segments of the stator fully measured stator. The segments 3 are related

ständig abnehmbar sind, so daß die Maschine bei auf die magnetische Längsachse X-X des Stators 1are constantly removable, so that the machine on the magnetic longitudinal axis XX of the stator 1

abgenommenen Segmenten das Betriebsverhalten 65 symmetrisch angeordnet, fluchten mit dieser undremoved segments the operating behavior 65 arranged symmetrically, are aligned with this and

einer Einzelpoltype und bei aufgesetzten Segmenten werden durch Bolzen in ihrer Stellung gehalten. Beia single pole type and with attached segments are held in place by bolts. at

das einer Vollpoltype annimmt. Anordnung der Segmente 3 in dieser Stellung arbeitetthat assumes a full pole type. Arrangement of the segments 3 works in this position

In einfacher Weise wird somit allein durch Ent- die Maschine als Vollpoltype und es wird ein iden-In a simple way, just by Ent- the machine as a full pole type and it becomes an identical

tischer Fluß in der Längsachse X-X und der Querachse Y-Y erzeugt.table flow generated in the longitudinal axis XX and the transverse axis YY.

Wenn die Segmente 3 gelöst und vom Stator 1 entfernt sind, dann ist der magnetische Widerstand des Stators für die beiden magnetischen Flußwege unterschiedlich; es wird ein voller Fluß längs der Querachse Y-Y, wie in der F i g. 3 gezeigt, und ein verminderter Fluß längs der Längsachse X-X erzeugt, wie in F i g. 2 gezeigt. Der verminderte Fluß längs der Längsachse X-X ist auf die Querschnittsverkleinerung des vom Fluß durchsetzten Weges zurückzuführen, wenn die mit der Längsachse X-X fluchtenden Segmente abgenommen sind, wodurch sich der magnetische Widerstand entlang der Längsachse X-X vergrößert. Infolgedessen arbeitet die Maschine als Einzelpoltype; die Änderung wird nur durch Entfernung der Segmente 3 bewirkt.When the segments 3 are released and removed from the stator 1, the magnetic resistance of the stator is different for the two magnetic flux paths; it becomes full flow along the transverse axis YY as in FIG. 3, and a reduced flux is created along the longitudinal axis XX , as in FIG. 2 shown. The reduced flux along the longitudinal axis XX is due to the reduction in cross section of the path traversed by the flux when the segments aligned with the longitudinal axis XX are removed, as a result of which the magnetic resistance along the longitudinal axis XX increases. As a result, the machine works as a single pole type; the change is only brought about by removing segments 3.

Die Segmente 3 werden durch einen auf einem entlang einer Sehne des Stators 1 geführten Schnitt gebildet, so daß der Winkele (ξ¹ ig.4), also der Winkel zwischen den Schnittflächen, 180° ist. Der ζ~\ Winkel Θ kann jedoch auch größer oder kleiner als ^^y 180° sein. Ein Beispiel hierfür ist in Fig. 4 gezeigt, in der das Segment 3 einen dreieckigen Querschnitt hat. Wahlweise kann ein Segment 3 dadurch gebildet werden, daß ein Schnitt entlang der gebrochenen Linie 4 der F i g. 4 geführt wird. In diesem Falle ist Θ größer als 180°. In jedem Falle werden zwei Segmente 3 ähnlicher Form diametral gegenüberliegend gebildet, wie es in der Fig. 1 gezeigt ist, jedoch ist in der F i g. 4 statt dessen der Einfachheit halber eine weitere wahlweise mögliche Form des Segmentes gezeigt. Das Segment 3, welches unten in der F i g. 4 in gestrichelten Linien gezeigt ist, ist rechteckig im Querschnitt.The segments 3 are formed by a cut made along a chord of the stator 1, so that the angle (ξ ¹ ig.4), that is, the angle between the cut surfaces, is 180 °. However, the ζ ~ \ angle Θ can also be larger or smaller than ^ ^y 180 °. An example of this is shown in FIG. 4, in which the segment 3 has a triangular cross section. Optionally, a segment 3 can be formed by making a section along broken line 4 of FIG. 4 is performed. In this case, Θ is greater than 180 °. In either case, two segments 3 of similar shape are formed diametrically opposite one another, as shown in FIG. 1, but in FIG. 4 instead, for the sake of simplicity, shows a further optionally possible shape of the segment. The segment 3, which is shown below in FIG. 4, shown in dashed lines, is rectangular in cross-section.

Das Ergebnis ist ungeachtet dessen, welche der drei in F i g. 4 gezeigten Formen für die Segmente 3 gewählt ist, das gleiche, d. h. die Maschine arbeitet bei Anordnung der Segmente in ihrer Stellung auf dem Stator als Vollpoltype und bei Entfernung der Segmente als Einzelpoltype.Regardless of which of the three in FIG. 4 for the segments 3 is chosen, the same, i.e. H. the machine works when the segments are arranged in their position the stator as a full pole type and, if the segments are removed, as a single pole type.

Die Segmente können in jeder beliebigen Weise an dem Stator befestigt werden. Es soll nur zwischen den Segmenten und dem Stator kein Luftspalt entstehen. The segments can be attached to the stator in any desired manner. It should only be between there is no air gap between the segments and the stator.

Claims

Patent claims:

1. Rotating electrical demonstration machine with segments that are related to a magnetic axis of the stator are aligned and separable from the stator, characterized in that that the segments (3) from the stator (1) are completely removable, so that the machine with removed segments Operating behavior of a single pole type and that of a full pole type with attached segments accepts.

2. Rotating electrical machine according to claim 1, characterized in that each segment (3) is limited by part of the circumference of the stator (1) and two surfaces that are inclined uniformly with respect to the magnetic axis and are in this magnetic axis Cut axis.

3. Rotating electrical machine according to claim 2, characterized in that the angle between the two surfaces is 180 °.

4. Machine according to claim 2, characterized in that the angle between the two Surfaces is less than 180 °.

5. Machine according to claim 2, characterized in that the angle between the two Surface is greater than 180 °.

6. Machine according to one of claims 1 to 5, characterized in that the segments (3) are held in their position on the stator (1) by bolts.

7. Machine according to one of claims 1 to 6, characterized by a number of one another interchangeable rotors of various types.

1 sheet of drawings