DE1563056C3 - Ständerblech für eine vorzugsweise rippengekühlte Ein- oder Mehrphasenmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ständerblech für eine vorzugsweise rippengekühlte Ein- oder Mehrphasenmaschine mit derart unterschiedlich geformten Nuten, daß die in den Ecken des Str.nderbleches liegenden schmalen, aber tiefen Nuten nach der Mitte des Bleches hin immer breiter und flacher ausgeführt sind und sich die Zahnstärke und die Nutenteüung am Umfang bei annähernd konstantem Nuteninhalt derart kontinuierlich ändert, daß der magnetische Widerstand an jeder Stelle des Umfangs praktisch den gleichen Wert hat

Es sind z. B. aus der deutschen Patentschrift 694 327 Bauarten bekanntgeworden, bei denen viereckige Ständerbleche derart unterschiedlich geformte Nuten erhalten, daß die in den Ecken liegenden schmalen, aber tiefen Nuten nach der Mitte des Blechpaketes hin immer breiter und flacher werden und der Rauminhalt aller Nuten sowie die Zahnstärke konstant ist während sich die Nutenteüung kontinuierlich ändert.

Durch die Patentschrift DL-PS 11 333 ist außerdem ein Ständerblech für eine vorzugsweise rippengekühlte Ein- oder Mehrphasenmaschine bekanntgeworden, bei dem viereckige Ständerbleche derart unterschiedlich geformte Nuten erhalten, daß die an den Ecken liegende ;> -thmalen, aber tiefen Nuten nach der Mitte des Blechpaketes hin immer breiter und flacher werden, so daß bei annähernd konstantem Nuteninhalt aller Nuten sich die Zahnstärke mit der am Umfang sich kontinuierlich ändernden Nutenteüung derart verändert, daß ein annähernd konstanter magnetischer Widerstand an jeder Stelle des Umfanges trotz verschiedener Nutenteüung erzielt wird.

Steht man jedoch vor der Aufgabe, oberflächen- bzw. rippengekühlte Motoren mit höchster Ausnutzung des aktiven Materials bei nur geringer Achshöhe zu bauen, so ergeben außen viereckige Ständerblechpakete bei runder Außenkontur für die Kühlrippen nach der DL-PS 11 333 insbesondere nach Bild 4a jeweils nach den Ecken zu nur ungenügend hohe Rippen und dementsprechend eine mangelnde wärmeabgebende Oberfläche. Außerdem gestattet ein nach der DL-PS 11 333 bemessenes Ständerblechpaket keine weitere Leistungssteigerung mehr.

Die Erfindung bezweckt, diese Mangel zu beseitigen und auch für oberflächen- oder rippengekühlte Motoren eine besonders leistungsfähige Bauart mit geringstem Materialaufwand zu schaffen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für oberflächen- oder rippengekühlte Maschinen eine grundsätzlich bessere Bauart zu schaffen, welche besonders bei geringster Achshöhe (lEC-Normmotoren) gegenüber der Normalbauart mit runden äußeren Blechkörpern eine bessere Ausnutzung des aktiven Materials bei niedrigeren Motortemperaturen ermöglicht

Der Erfindung liegt die neue Erkenntnis zugrunde, daß man nur dann eine Höchstleistung bei kleinstem Materialaufwand erzielen kann, wenn man einerseits von der bisher üblichen runden und auch von der viereckiges Außenkontur der Ständerbleche abgeht und zugleich andererseits den Anstieg der sich kontinuierlich am Umfang zwischen einem Minimalwert fann und einem Maximalwert fan« ändernden Nutenteüung so bemißt d?ß der Größtwert fa»> der Nutenteüung in einem bestimmten Bereich zwischen einem unteren und einem oberen Grenzwert liegend gewählt wird. Dabei bleibt der Nuteninhalt am Umfang annähernd konstant und die Nuten sind am Umfang kontinuierlich derart bemessen, daß die Zahnstärke jeweils einen solchen Wert erreicht, daß am Umfang der magnetische Widerstand an jeder Stelle annähernd den gleichen Wert erreicht.

Geht man sowohl von der bisher runden Außenkontur der Bleche als auch von einer Bemessung nach der DL-PS 11 333 ab und bemißt man die Nuten wie vorbeschrieben, so erhält man gegenüber der Bauart mit runder Außenkontur und gegenüber der DL-PS 11 333 viel größere Zahnquerschnitte und einen größeren Nutenraum, also eine größere Leistungsfähigkeit des Paketes bei gleichem Materialaufwand. Zudem werden die Zusatzverluste, welche durch die schädliche Ständernutungsoberwelle verursacht werden, durch die variable Ständernutieilung stark verkleinert bzw. ganz vermieden.

Langwierige Untersuchungen und neue Erkenntnisse haben das Ergebnis gebracht daß aus verschiedenen Gründen das Optimum der Ausnutzbarkeit des Blechpaketes aber nur dann erreicht wird, wenn bei variabler Nutenteüung der Maximalwert faux der Nutteilung zwisehen etwa 7 und 15% größer gewählt wird als der Minitnalwert fann der Nutteilung, während sowohl unterhalb als auch oberhalb der genannten Grenzen die erzielbare Leistung stark abnimmt oder sogar eine Leistungsreduktion eintritt.

Werden die magnetischen Verhältnisse erfindungsgemäß wie beschrieben gewählt, so kann die Maschine mit viel weniger Windungen und mit viel geringerem Kupfergewicht ausgeführt werden. Die Maschine hat einen besseren Wirkungsgrad und kleinere Erwärmung

6c trotz des geringeren Materialaufwandes, wobei besonders das Drehmomentverhalten sowohl im Anlauf als auch im Betrieb (Kippmoment) stark verbessert ist.

Erfindungsgemäß wird dabei die Außenkontur K der Bleche nicht mehr rund oder nach der DL-PS 11 333 bemessen, sondern sie entspricht etwa einem Kreisbogen mit dem Radius Ri.

Es hat sich gezeigt, daß das Optimum der Leistungsfähigkeit für den ganzen Blechkörper nur dann erreicht

wird, wenn Ri zwischen etwa 1,6 und 33 r gewählt wird.

Die Abbildung zeigt einen Statorkörper nach der Erfindung. Ein viereckiger Blechzuschnitt ist mit dem Quadrat a bezeichnet, während ein gleich großer runder Blechzuschnitt, nach dem bisher diese Motoren allgemein gebaut wurden, mit dem Kr ,is b angegeben ist. Diese beiden Zuschnitte ergeben aber, wie durch Versuche erwiesen ist, keine optimalen Leistungen für rippengekühlte Motoren.

Wählt man jedoch eine am Umfang sich von einem Kleinstwert imm in den Ecken kontinuierlich bis zu einem Größtwert fan an den Rachseiten ändernde Nutenteilung und läßt man dabei die Zahnstärke Zx gleichsinnig damit nach den Flachseiten hin derart auf Zi anwachsen, daß der magnetische Widerstand an allen Stellen des Umfanges praktisch den gleichen Wert erreicht, so läßt es sich nachweisen, daß das Optimum der Leistungsfähigkeit des Blechkörpers nui dann erreicht wird, wenn fm« erfindungsgemäß zwischen etwa 7 und etwa 15% größer gewählt wird als imin und die Außenkontur K zwischen einem Quadrat a und einem Kreis b etwa derart bemessen wird, daß Ri zwischen etwa 1,6 und 3,3 r beträgt Die dann etwa überall gleich großen Rippen R sollen dabei etwa einem Kreisbogen mit dem Radius Ä2 folgen.

Zwischen der erfindungsgemäß bemessenen Nutung und der erfindungsgemäß bemessenen Außenkontur K besteht ein nachweisbar ganz enger, innerer, technischer Zusammenhang.

ίο Es zeigt sich nämlich, daß eine Maßnahme allein zu keinem optimalen Ergebnis führt und beide Maßnahmen voneinander technisch bedingt abhängig sind und in jedem Falle zusammengehören und nur gemeinsam angewendet die angestrebte optimale Leistungsfähigkeit der Maschine ergeben.

Die Vorteile der Erfindung bestehen aber gleichermaßen auch bei Maschinen ohne Rippen und solchen für tropfwassergeschützte Bauart und ergeben auch für derartige Maschinen optimale Ausnutzbarkeit des Materiais bei besten Eigenschaften und übertreffen die bisher bekannten Anordnungen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Ständerblech für eine vorzugsweise rippengekühlte Bn- oder Mehrphasenmaschine mit derart unterschiedlich geformten Nuten, daß die in den Ekken des Ständerbleches liegenden schmalen, aber tiefen Nuten nach der Mitte des Bleches hin immer breiter und flacher ausgeführt sind und sich die Zahnstärke und die Nutenteilung am Umfang bei annähernd konstantem Nuteninhalt derart kontinuierlich ändert, daß der magnetische Widerstand an jeder Steife" des Umfangs praktisch den gleichen Wert hat, dadurch gekennzeichnet, daß der Größtwert der Nutenteüung faux zwischen etwa 7 und 15% größer ausgeführt ist als der Kleinstwert der Nutenteilung fam und in Verbindung damit die Außenkontur (AQ des Bleches zwischen einem Quadrat (a) und einem Kreis (b) gewählt ist

2. Ständerblech nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkontur (K) im Bereich der Seiten des Quadrates (a) einen ersten Radius (R\) aufweist, der vorzugsweise etwa das 1,6- bis 3,3fache des Radius (r) des Kreises (b) beträgt, und daß die Außenkonturen der Rippen (R) ungefähr einem zweiten Radius (R?) folgen, der um die Höhe der Rippen (R) größer ist als der erste Radius (Ri).