DE1538913A1 - Wicklungsbildung von Elektromotoren - Google Patents

Wicklungsbildung von Elektromotoren

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DE1538913A1
DE1538913A1 DE19661538913 DE1538913A DE1538913A1 DE 1538913 A1 DE1538913 A1 DE 1538913A1 DE 19661538913 DE19661538913 DE 19661538913 DE 1538913 A DE1538913 A DE 1538913A DE 1538913 A1 DE1538913 A1 DE 1538913A1
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DE
Germany
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winding
phase
stator
printed
windings
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Application number
DE19661538913
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Inventor
Grebe Dr-Ing Otto
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Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/26Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors consisting of printed conductors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)

Description

  • Wicklungsbildung von Blektromotoren Die Erfindung betrifft einen Elektromotor, insbesondere Außenläufermotor, mit einer am Innenständer angeordneten Ständerwicklung, wobei diese als gedruckte Schaltung auf ein flaches, faltbares Kunststoffband aufgetragen am ringförmigen Blechpaket des Ständers angeordnet ist: .
  • Bei den bekannten Außenläufermotoren werden die Leiter der Ständerwicklung in Nutendes Blechpaketes eines ringförmigen Innenständers eingebracht.
  • Der Nachteil daran ist die komplizierte Herstellung des Blechpaketes, bzwe der einzelnen Bleche' die mit vielen Nuten versdhen werden müssen. Außerdem erfordert das Isolieren, das Herstellen und das Einbringen der Wicklungen in die Nuten viele Arbeitsschritte, die Elektromotore relativ teuer machen. Ferner ist ein Gleichstrommotor mit einem Scheibenanker bekannt, bei dem die Ankerwicklung in geätzter Form auf eine Scheibe aufgebracht ist. Die Herstellung dieser Wicklung ist gegenüber den bekannten Wicklungsherstellungsverfahren sehr vereinfacht. Es weist aber den Nachteil auf, daß es nur an ebenen Flächen, und damit nur an Scheibenankermotoren angewandt werden kann.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor mit zylinderförmigen Läufer und Ständer zu schaffen, bei dem die Wicklungsherstellung und deren Anordnung am Blechpaket wesentlich einfacher als bisher ist.
  • Erfindungsgemäß-wird dies dadurch erreicht, daß die Ständerwicklung aus zwei auf das Kunststoffband aufgedruckten Einphasen-Wellenwicklungen besteht, wobei mindestens eine der Einphasen-Wellenwicklungen eine Anzapfung aufweist.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
  • Es zeigen: Fig. 't eine schematische Darstellung der oberen Hälfte eines Außenläufermotors, wobei die Blechpakete und die Wicklung im Schnitt dargestellt sind. Fig. 2 ein Kunststoffband mit aufgedruckter Wellenwicklung. Fig. 3 das Kunststoffband der Fig. 2 mit aufgedruckter Wellenwicklung für einen Ständer mit doppeltem Umfang. Fig. 4 die Faltungen des Kunststoffbandes der Fig. 2 und 3, wobei teilweise die Faltungen des Kunststoffbandes von der Seite sichtbar sind.
  • Fig. 5 eine Zweiphaseuwicklungsanordnung mit einem Kunststoffband in gedruckter Ausführung, wobei mit U 1, U 2, X 1 und X 2 die Anschlußklemmen der Phasenstränge bezeichnet sind.
  • Fig. 6 eine Schalt- und Faltanordnung einer Wicklung mit einem Kunststoffband in vreiphasenausführung.
  • Fig. 7 die Zweiphasenwicklung der Fig. 5 in Scott'scher Schaltung.
  • Fig. 8 eine Dreiphasenwicklung in Scott'scher Schaltung. In der Fig. 1 ist mit 1. ein ringförmiger Innenständer eines Wechselstromaußenläufermotora bezeichnet, der an einem festen Punkt, z.B. an einem Laugenbehälter einer Waschmaschine, (nicht dargestellt), befestigt ist. Koaxial um den Innenständer 1 ist ein Außenläufer 2 angeordnet, der auf einer Welle (nicht dargestellt) drehbar gelagert ist. Er ist mit dem anzutreibenden Teil fest verbunden und im Ausführungsbeispiel als Kurzschlußläufer ausgebildet. Die Kurzschlußwicklung des Außenläufers 2 ist hierbei in das ringförmige Blechpaket 13 des Außenläufers eingebracht. Der ringförmige Innenständer 1 besteht im wesentlichen aus einem ringförmigen Blechpaket 2 mit einer glatten Oberfläche, wodurch er einfach herzustellen ist und damit keine Nuten benötigt. Als Ständerwicklung 12 ist auf seiner abgedrehten Oberfläche ein Kunststoffband 12' mit aufgedruckten Leitern. 12" vorgesehen, das möglichst direkt und eng aufgebracht ist, damit der zwischen dem ringförmigen Blechpaket 13 und dem Blechpaket 2 des Innenständers 1 vorhandene Luftspalt möglichst klein ist. Die Dicke des Kunststoffbandes 12' soll so dünn als möglich gewählt werden, damit der Luftspalt gering gehalten werden kann. Da die elektrische Festigkeit entsprechend ausgewählter Kunststoffe sehr hoch ist (> 10 KV/mm) ist diese Forderung leicht zu erfüllen.
  • Zweckmäßigerweise wird die gedruckte, oder besser gesagt, geätzte flache Kupferwicklung außen durch einen Isolierlack geschützt. Die Stromdichte dieser gedruckten Schaltung ist wegen der großflächigen Leiter sehr hoch.
  • Es können Werte bis zu 50 A/mm2 gewählt werden, so daß die Leiter für z.B. 5 Ampere = o,1 mm2'Kupferquerschnitt haben.
  • Bei einem Ständerdurchmesser von z:B. 190#2 = 380 mm nach Fig. 1 ist die Polteilung 380#d r 100 Pole = 12 mm = * . Davon stehen 2/3 = 8 mm für die Windungszahl w nebeneinander in Fig. 3 zur Verfügung. Mit einem Leiterabstand von 1/10 mm (wegen der geringen Windungsspannung) könnten bei einer Kupferhöhe von 0,5 mm (0,1 mm2 : 0,5 mm = 0,2 mm + 0,1 mm Abstand = 0, 8 : 0,3 = w = 27 Windungen untergebracht werden: Bei doppelseitiger Wicklung auf dem Kunststoffband 12' kann die Einphasenwicklang somit w = 2 # 27 = 54 Windungen haben.
  • In Fig. 3 und 4 ist eine Ausführung eines Kunststoffbandes für eine Ständerwicklung 12 dargestellt, wobei das Band in doppelt benötigter Umfanglänge hergestellt ist. Dadurch kann es in der Mitte gefaltet und unter Einlegen einer Isolierfolie zu einem gut nach außen geschützten und gut isolierten Ständerwicklungsband mit Wärme zusammengebügelt werden.
  • In Fig. 3 ist das auseinander gefaltete Kunststoffband 12' in einer Länge. dargestellt, die etwas größer als der doppelte Ständerumfang ist. Der Abstand zwischen den strichpunktierten Linien ist genau gleich diesem Ständerumfang. Damit sich der links von der strichpunktierten Faltlinie A - B liegende Abschnitt magnetisch richtig.mit dem rechts von A - B liegenden Abschnitt deckt, dürfen immer nur gleiche Stromrichtungen in den heitern 12" der Wicklung aufeinanderliegan. In Fig. 4 ist das an die Linie A - B gefaltete Band richtig aufeinandergelegt dargestellt. Dabei ist es gleichgültig, ob die Wicklungsseite oder deren Rückseite aufeinandergeklappt werden: Im ersten Fall ist eine Isolierfolie, im zweiten Fall sind zwei Isolierfölien nötig. Der erste Fall ist vorzustäken, schon allein deshalb, weil das Kunststoffband 12' widerstandsfähiger gegen nechanisehe Verletzungen ist als die Folie: Die kurzen Bandstücke der Fig. 3 links von C - D und rechts von E - F sind in Fig.-4 zusammengelegt dargestellt. Um sie gut unterzubringen, kann eine besondere Einlegenut vorgesehen werden. Durch die Lötverbindungen v1, v2, werden im Falle der Reihenschaltung die einzelnen Windungen im richtigen Sinne verbunden. Nach dem Vorgang in Fis. 3 und 4 können nicht nur Doppel-, sondern auchmehrfache Doppelfaltungen vorgenommen werden, wenn noch höhere Vindungezahlen und kleine Kupferquerschnitte verlangt Werden. Bei kleiner werdenden Windungsspannungen werden Kunststoffband 12' und Folie immer dünner. Beim Zusammenkleben werden sie gebügelt. Die Gesamtdicke steigt dabei kaum. Wenn nötig, kann natürlich die einfachere Parallelschaltung vorgenommen werden. Bei einem Motor mit 220 Y Phasenspannung kommt n.B. nur eine Reihenschaltung inirage.
  • Der Wirkungsgrad eines selchen Motors, wenn er wie ein Spaltpolmotor einen Läuferkäfig erhält und der Läufer lamelliert ist, ist nicht schlechter als der eines Spaltpolmotors (33 K), oder der eines Doppelwicklungsmotors (20 %). Die Wicklungsverluste sind wegen der hohen Stromdichte relativ hoch, aber nur so ist die Flachwicklung ohne Nuten überhaupt im engen Luftspalt unterzubringen.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist außerdem möglich, die in Fig. 3 gezeigte Einphasenwechselstromwicklung in eine Zweiphasen- oder Dreiphasenwicklung wie in Fig. 5, 6, 7 und 8 dargestellt ist, umzubauen. Hierbei sind in den Figuren das Kunststoffband 12 und die Phasenstränge dargestellt. In Fig. 5 sind die AnschluB-klemmen des Einphasenstranges mit U 1 und X 1 bezeichnet und die des anderen Stranges, der gestrichelt geziichnet ist, mit U 2 und X 2. Weiterhin ist in der Fig. 5 in Draufsicht die Wicklung dargestellt, sowie ein Vektorbild, aus dem die Phasenverschiebung von 900 zwischen den einzelnen Phasensträngen zu entnehmen ist. Bei der in Fig. 6 dargestellten Dreiphasenwicklung ist die ene Phase mit den AnschluBpunkten U und X durchgehend gezeichnet und weist eine Faltung auf. Der andere Phasenstrang, der gestrichelt gezüichnet ist und die Anschlußpunkte Y und Y aufweist, ist gegenüber dem ersten Phasenstrang@um 120o elektrisch versetzt. Wiederum um 1200 gegenüber diesem Phasenstrang ist der punktiert gezeichnete Phasenstrang mit seinen Anschlußklemmen W und Z elektrisch gegenüber den vorhergehenden versetzt. Weiterhin besteht die Möglichkeit, die in Fig. 5 dargestellte Zweiphasenwicklung mittels einer Scott'schen Schaltung zur Drehstromschaltung zu machen. Diese Wicklungsart hat den Vorteil, daB bei mehrfachen Faltungen für höhere Windungszahlen im Strang noch nachgefaltet werden kann. Fign 7 zeigt hierbei eine derartige Dreiphasenwicklung in Scott'scher Schaltung, wobei die Bezugszeichen sinngemäß der der Fig. 6 entsprechen.
  • Fig. $ zeigt die Faltung und die Schaltung einer Dreiphasenwicklung in Szott'scher Anordnung nach Fig. 7, wobei die in dieser Darstellung eingezeichnetazVerbindungen leicht auszuführen sin8.

Claims (3)

  1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Elektromotor, insbesondere Außenläufermotor mit einer am Innenständer angeordneten Ständerwicklung, wobei diese als gedruckte Schaltung auf ein flaches, faltbares Kunststoffband aufgetragen am ringförmigen Blechpaket des Ständers angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ständerwicklung (12) aus zwei auf das Kunststoffband (12') aufgedruckten Einphasen-Wellenwicklungen (U1 - %1 und U2 - X2) besteht, wobei mindestens eine der Einphasen Wellenwicklungen eine Anzapfung (M) aufweist.
  2. 2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung der zwei gedruckten Einphasen Wellenwicklungen (U1 - X1 und U2 - X2) als Zweiphasenwicklung die beiden Wicklungen um 90o elektrisch phasenverschoben am ringförmigen Blechpaket (2) des Innenständers (1) angear dnet sind.
  3. 3. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung der zwei gedruckten Einphasen-Wellenwicklungen als Dreiphasenwicklung an die Anzapfung (M) der einen Einphasen-Wellenwicklung (U1' - %") das eine Ende (X2) der zweiten Einphasen-Wellenwicklung (U2 - X2) angeschlossen ist.
DE19661538913 1966-01-13 1966-01-13 Wicklungsbildung von Elektromotoren Pending DE1538913A1 (de)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0178380A1 (de) * 1984-09-13 1986-04-23 Erich Rabe Elektronisch kommutierte Gleichstrommaschine und deren Verwendung
US4924125A (en) * 1987-09-15 1990-05-08 Clark Automotive Developments Limited Electric motor or alternator
CH682780A5 (de) * 1992-06-19 1993-11-15 Ver Drahtwerke Ag Elektrische Spule und Verfahren zu deren Herstellung.

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