DE1914531A1 - Electric rotary machine - Google Patents
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Description
Stand der Technik: ei Axialspaltmotoren liegen die dem luft spalt zwischen Rotor und Stator zugekehrten, für die magnetische Flußdichte maßgebenden Plächen der Pole in einer Radialebene. Da man die vluBdichte im Luftspalt wegen der Streuverluste nicht beliebig groß machen kann - man wahlt z.B. eine Flußdichte von etwa 3.000 Gauß,- können Axialspaltmotore trotz ihrer sonstigen Vorteile magnetisch nur sehr gering belastet werden und sind deshalb sehr großbauenda Die Flußdichte im Pol selbst kann über 6.000 Gauß betragen, ohne daß die Streuverluste ins Gewicht fallen. Man wählt also die vlu3dichte im Luftspalt wegen der Streuverluste inner geringer als die Blußdichte im Pol, so daß das Eisen des Pole nicht ausreichend ausgenützt wird0 Unter dem Begriff "Axialspaltmotor" wird ein Induktions-notor verstanden, bei dem der Läufer-oder der Stator eInen Kern hat, der zum Luftspalt zwischen läufer und Stator Iftr gerichtete Pole aufweist, die Wicklungskanäle begrenzen, welche zur läuferachse parallel verlaufen und von der T cklung in radialer Richtung durchsetzt werden. State of the art: Axial gap motors lie in the air gap between the rotor and stator facing, decisive for the magnetic flux density Planes of the poles in a radial plane. Since the vluB density in the air gap is due to the scattering losses cannot be made arbitrarily large - one chooses, for example, a flux density of about 3,000 Gauss, axial gap motors can be magnetic despite their other advantages are only very lightly polluted and are therefore very large. The flux density in the pole itself can be over 6,000 Gauss without the scattering losses being significant fall. So one chooses the vlu3 density in the air gap because of the scattering losses inside less than the density in the pole, so that the iron of the pole is insufficient is exploited0 The term "axial gap motor" is understood to mean an induction notor, in which the rotor or the stator has a core that acts as an air gap between the rotor and stator Iftr has directed poles delimiting winding channels, which run parallel to the rotor axis and penetrated by the clearance in the radial direction will.
Beschreibung der Erfindung: Die erfindung bezweckt eine elektrische Umlaufmaschine der beschriebenen Art, in der ohne Erhöhung der Plußdichte und damit ohne Erhöhung der Streuverluste im-luftepalt das Eisen der Pole stärker als in bekannten elektrischen i;Iaschinen dieser Art belastet werden kann. Anders ausgedrückt bezweckt die Erfindung bei gleichbleibender Plußdichte im Luftspalt eine Verkleinerung der Eisenquerschnitte der Pole senkrecht zur Richtung des magnetischen flusses in diesen Polen. Description of the invention: The invention aims at an electrical one Rotary machine of the type described, in which without increasing the plus density and thus without increasing the scattering losses in the air gap the iron of the poles is stronger than in known ones electrical machines of this type can be loaded. In other words, it aims the invention with constant plus density in the air gap a reduction in the Iron cross-sections of the poles perpendicular to the direction of the magnetic flux in them Poland.
Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß die dem Luftspalt zugekehrte Fläche Jedes Poles größer als sein kleinster Querschnitt ist. Wenn die Pole als zylindrisohe Körper ausgebildet sind, schließen gemaß der Erfindung die dem Spalt zugekehrten Flächen der Pole mit den Zylinderachsen von 900 verschiedene Winkel ein. Die dem Spalt zugekehrten Flächen der Pole können ebene oder gekrümmte FlKichan sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform liegen die dem Spalt zugekehrten Flächen der Pole in einer Kugelfläche, deren Mittelpunkt in der Läuferachse liegt.The invention solves this problem in that the one facing the air gap Area of each pole is larger than its smallest cross-section. If the poles as cylindric body are formed, according to the invention close the gap facing surfaces of the poles with the cylinder axes of 900 different angles a. The surfaces of the poles facing the gap can be flat or curved FlKichan be. In a preferred embodiment, the surfaces facing the gap are located the pole in a spherical surface, the center of which lies in the rotor axis.
Ein bevorzugter Läufer oder Anker für eine erfindungsgemässe elektrische Umlaufmaschine hat einen Eisenkörper aus Sintereisensegmenten, die durch die Käfigwioklung zusammengehalten werden. Bei einer weiteren Ausftilirungsform besteht der Anker aus Sintereisen mit Schlitzen, in die die Stäbe einer Käfigwicklung eingelegt sind.A preferred rotor or armature for an electrical according to the invention The rotary machine has an iron body made of sintered iron segments, which are formed by the cage winding be held together. In another embodiment, there is an anchor Made of sintered iron with slots in which the bars of a cage winding are inserted.
Die Polringe für den Stator oder den Anker einer elektrischen Umlaufmaschine nach der Erfindung werden torzugsweise aus einem spiralförmig aufgewickelten Band hergestellt.The pole rings for the stator or the armature of an electric rotating machine according to the invention are in torques made of a spirally wound tape manufactured.
Anhand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise erläutert: Fig.1 zeigt in perspektivischer Ansicht einen Polring nach der Erfindung, der aus einem endlosen gestanzten Blechstreifen durch Aufwickeln hergestellt iet.The invention is explained using the figures, for example: FIG shows a perspective view of a pole ring according to the invention, which consists of a endless stamped sheet metal strips produced by winding.
Fig,2a zeigt in teilweise geschnittener Ansioht den in Fig.1 dargestellten Polring mit eingelegter Wicklung. Der Schnitt ist längs der Linie 11-11 in Fig.2» gelegt.FIG. 2a shows in a partially sectioned view the one shown in FIG Pole ring with inlaid winding. The section is along the line 11-11 in Fig.2 » placed.
Fig. 2b zeigt eins Draufsicht auf den in Figur 2a darge..Fig. 2b shows a plan view of the Darge in Figure 2a ..
stellten Polring.put Polring.
Die Figuren 3a bis 3d zeigen verschiedene Ausführungsformen einzelner Pole von Polringen für erfindungsgemäße Maschinen.Figures 3a to 3d show different embodiments of individual Poles of pole rings for machines according to the invention.
Pig.4 zeigt einen aus Segmenten aus Sintereisen aufgebauten Anker nach der Erfindung im Schnitt.Pig. 4 shows an anchor built up from segments made of sintered iron according to the invention in section.
Fig.5 zeigt den Kern des in Figur 4 dargestellten Ankers noch einmal in perspektivischer Ansicht.FIG. 5 shows the core of the anchor shown in FIG. 4 again in perspective view.
Fig.6a zeigt eine weitere ausführungsform eines Kerns für einen Anker eines erfindungsgemäßen Motors in einer. Ansicht längs der Linie VIa-VIa in Figur 6b.6a shows a further embodiment of a core for an anchor a motor according to the invention in a. View along the line VIa-VIa in FIG 6b.
Fig. 6b zeigt einen Schnitt längs der Linie VI-VI in Figur 6a.Fig. 6b shows a section along the line VI-VI in Figure 6a.
Fig.7 zeigt die Ansicht einer Käfigwicklung für den in den Figuren 6a und 6b dargestellten Ankerkern und Fig08 zeigt teilweise im Schnitt und teilweise in Ansicht eine Pumpe mit einem Motor nach der Erfindung.7 shows the view of a cage winding for the in the figures 6a and 6b shown anchor core and Fig08 shows partially in section and partially in view of a pump with a motor according to the invention.
Figur 1 zeigt einen aus einem Blechstreifen 1 apiralenförmig aufgewickelten,Polring in perspektivischer Ansicht.FIG. 1 shows a pole ring wound in an apiral shape from a sheet metal strip 1 in perspective view.
In den Blechstreifen sind nuten 3 eingestanzt, die zur Achse des Polrings parallel verlaufende Wicklungskanäle 4 bilden, durch die die in Figur 1 nioht dargestellten \Jicklungen in etwa radialer Richtung verlaufen. Der Bleohstreifen 1 ist in Form einer geometrischen Spirale aufgewickelt und gleichzeitig in axialer Richtung von Lage zu Lage 8o gegeneinander verschoben, daß die dem Spalt zugekehrten Flächen 6 der Pole 2 größer als ihre kleinsten Querschnite.In the sheet metal strip grooves 3 are punched to the axis of the pole ring Form winding channels 4 running in parallel, through which those shown in FIG. 1 are not shown \ Jickungen run in an approximately radial direction. The bleoh strip 1 is in shape wound a geometric spiral and at the same time in the axial direction of Position to position 8o shifted against each other, that the surfaces facing the gap 6 of the poles 2 larger than their smallest cross-sections.
te sind, d.h. größer als der Querschnitt der Pole senkt recht zur Richtung des magnetischen Flusses in denselben.te are, i.e. larger than the cross-section of the poles, lowers right to Direction of magnetic flux in them.
In dem in Fig.i dargestellten Ausführungsbeispiel liegen die Polflächen 6 in einer Kugelfläche.In the embodiment shown in Fig.i, the pole faces are 6 in a spherical surface.
In den Figuren 2a und-2b ist ein Polring nach Fig.1 dargestellt, der aus einem Blechstreifen 1 gewickelt wurde.In Figures 2a and 2b, a pole ring according to Figure 1 is shown, the was wound from a sheet metal strip 1.
In die Kanäle 4 zwischen den Polen 2 sind, wie aus Pig.2b, die eine Draufsicht auf den Polring nach Fig.2a darstellt, ersichtlich ist, Wicklungen 10 und 11 eingelegt. Die dem Luftspalt zwischen Stator und Anker zugekehrten Flächen 6 der Pole liegen in einer Kugelfläche, deren Mittelpunkt mit der Achse 7' des Polrings und des nicht dargestellten Läufers zusammenfä'lt.In the channels 4 between the poles 2, as from Pig.2b, the one Shows the top view of the pole ring according to FIG. 2a, it can be seen, windings 10 and 11 inserted. The surfaces facing the air gap between stator and armature 6 of the poles lie in a spherical surface, the center of which coincides with the axis 7 'of the pole ring and the runner, not shown, collapses.
In den Figuren 3a bis 3c sind Axialsohnitte durch Pole von Polringen~dargestellt, die aus Blechstreifen, wie in Fig.1 gezeigt, gewickelt sind. Der in Fig.3a dargestellte Querschnitt ist durch einen Pol des Polrings nach Fig.1 gelegt, bei dem die dem Luftspalt des Motors zugekehrte Fläche 6 des Pols auf einer Kugelfläche mit dem Mittelpunkt 0 liegt. Mit gestrichelten Linien ist der Umriß des halben Ankers 8 dargestellt, der sich um die Achse 7 dreht.In Figures 3a to 3c, the axial center is represented by poles of pole rings ~, which are wound from sheet metal strips, as shown in Figure 1. The one shown in Fig.3a Cross section is laid through a pole of the pole ring according to Figure 1, in which the Air gap of the motor facing surface 6 of the pole on a spherical surface with the Center 0 lies. With dashed lines is the outline of the half anchor 8 shown, which rotates about the axis 7.
Die dem Luftspalt 9 zugekehrte Fläche des Ankers 8 liegt ebenfalls in einer Kugelfläche mit dem Mittelpunkt 0.The surface of the armature 8 facing the air gap 9 is also located in a spherical surface with the center 0.
In Fig.3b ist eine Ausführungsform nach der Erfindung dargestellt, bei der der Blechstreifen 1 so genutet ist, daß beim Aufwickeln eine in radialer Richtung gesehen zinnenförmige Polfläche 6t erhalten wird, welche die dem Luftspalt 9t zugekehrte Fläche des Poles 2" bildet und damit größer ist als der kleinste Querschnitt dieses Poles. Mit dem Bezugszeichen 8 wird der zugehörige Anker angedeutet, der mit dem Pol den Luftspalt 92 begrenzt.In Figure 3b, an embodiment according to the invention is shown, in which the sheet metal strip 1 is grooved so that when winding one in a radial Seen direction crenellated pole face 6t is obtained, which corresponds to the air gap 9t facing surface of the pole 2 "forms and is therefore larger than the smallest cross-section this pole. With the reference numeral 8, the associated anchor is indicated, the bounds the air gap 92 with the pole.
In Fig.3c ist ein Pol 2" eines Polrings im-Querschnitt dargestellt,-der aus einem Blechatreifen 1§' in der dargestellten Weise gewickelt wurde. Durch die stufenförmige Ausbildung der Polfläche 6" ergibt sich eine etwa sattelförmige Ausbildung des Luftspaltes 9", der von dieser Polflache und von detn mit ge3trichelten-Linien angedeuteten Anker 8" begrenzt wird.In Fig.3c a pole 2 ″ of a pole ring is shown in cross-section, -der from a lead tire 1§ 'in the illustrated Way wrapped became. The stepped formation of the pole face 6 ″ results in an approximately saddle-shaped formation of the air gap 9 ", which of this pole face and detn with dashed lines indicated anchor 8 "is limited.
In Fig.3d ist eine Ausführungsform eines Poles 2"' dargestellt, der im Axialschnitt eine sattelförmige Oberflache 6" ' hat, die zusammen mit dem mit gestriohelten Linien angedeuteten Läufer 8 " £ einen Luftspalt 9"' begrenzt, wobei die Begrenzungeflächen dieses Luftspaltes wiederum größer als der Querschnitt des Poles21,, sind.In Fig.3d an embodiment of a pole 2 '' 'is shown, the has a saddle-shaped surface 6 '' 'in axial section, which together with the Striated lines indicated runners 8 "£ an air gap 9" 'bounded, whereby the boundary surfaces of this air gap again larger than the cross section of the Poles21 ,, are.
In ig.4 ist ein Anker für einen erfindungsgemäßen Motor dargestellt, der aus Segmenten 45 aus'Sintereisen besteht.Fig. 4 shows an armature for a motor according to the invention, which consists of segments 45 made of sintered iron.
Zwischen je zwei benachbarten Segmenten ist ein Kanal 40 vorgesehen, durch welchen ein Stab 41 einer Käfigwicklung hindurchgeführt ist. Dieser Stab wird mit den Kurzschlußringen 43 und 44 gut leitend verbunden. In Fig.5 ist in perspektivischer Ansicht der in Fig.4 dargestellte Anker vor dem Eingießen der Käfigwicklung gezeigt. Es ist deutlich zu sehen, daß dieser Anker aus Segmenten zusammengesetzt ist, die durch die Ringe 44 und 43 der Käfigwicklung nach dem Eingießen derselben zusammengehalten werden.A channel 40 is provided between every two adjacent segments, through which a rod 41 of a cage winding is passed. This rod will connected to the short-circuit rings 43 and 44 with good conductivity. In Fig.5 is in perspective View of the armature shown in Figure 4 before the cage winding is poured in. It can clearly be seen that this anchor is composed of segments that held together by the rings 44 and 43 of the cage winding after pouring the same will.
In den Figuren 6a und 6b ist ein Ringkern 60 aus Sintereisen für einen Anker dargestellt, der an seiner kalottenförmigen Außenseite Schlitze 61 aufweist. Dieser Kern wird in eine Käfigwicklung aus einem kugelkalottenförmigen Stanzteil 63 eingesetzt, wie es in Fig.7 dargestellt ist. Die Stege 64 der Käfigwicklung greifen dabei in die Schlitze 61 des Ankerkerns 60 ein. Die Stege 64 sind-mit zwei Rückschlußringen 50 und 51 miteinander verbunden. Der Außen durchmesser des Ringes 50 ist kleiner und -der Innendurehmesser des Ringes 51 größer als die- entsprechenden Ketedurohi messer, so daß der Kern längs des Pfeiles 53 in den Käfig eingesetzt werden kann.In Figures 6a and 6b is a toroidal core 60 made of sintered iron for a Anchor is shown, which has slots 61 on its dome-shaped outer side. This core is wrapped in a cage winding made from a stamped part in the shape of a spherical cap 63 is used, as shown in Fig.7. The webs 64 of the cage winding grip at the same time into the slots 61 of the armature core 60. The webs 64 are -with two return rings 50 and 51 connected to each other. The outer diameter of the ring 50 is smaller and the inner diameter of the ring 51 is larger than the corresponding Ketedurohi knife, so that the core can be inserted into the cage along arrow 53.
Figur 8 zeigt eine Pumpe mit einem Motor nach der Erfindung. Der Stator 3 ist 80 aufgebaut, wie in Figur t gezeigt, die Wicklung 21 und die benachbarte Wicklung 22 sind sö angeordnet, wie in den Figuren 2a und 2b dargestellt. Das Motorgehäuse 90 schließt mit der dünnen Trennwand 65 einen wasserdichten Raum ein. Ein Gummiring 91 wird von einem Aluiniumring 92 in den Eckbereich hineingedrückt. Ein Röhrchen 93 ist an den Enden konisch aufgeweitet und bildet zusammen mit den Gummiringen 94 die wasserdichte Abdichtung. Der Aluminiumring 95 bildet das Zwischenstück zu dem Aluminiumring 92 und dem Gehäuse 90. Die radial nach innen weisenden Ringbereiche der Aluminiumringe 92 und 95 ragen bis an die Peripherie des eisernen Stators 3 und liegen damit zwischen der unteren Spulenlage 22 und der-oberen Spulenlage 21. Dadurch ist gewährleistet, daß die tlärme der Spulen 21 und 22 zu der Wand des Gehäuses 90 abgeleitet wird. Durch drei am Umfang verteilte hohlnieten 35 wird das Gehäuse 90 in einem definierten Abstand von einem Ring 130 gehalten. In diesem Ring 130 ist ein Gummiring 125 eingesetzt, der mit der Abdeckscheibe 96 des Pumpenlaufrades 97 einen Ringspalt 82 bildet. So lange der elektrische Strom eingeschaltet ist, wird der Läufer 10 in Richtung des Pfeiles 128 angezogen, und die Feder 127, die die Pfanne 12 nach oben drückt, wird zusammengepreßt.Figure 8 shows a pump with a motor according to the invention. The stator 3 is constructed 80, as shown in Figure t, the winding 21 and the adjacent one Windings 22 are arranged as shown in Figures 2a and 2b. The motor housing 90 encloses a watertight space with the thin partition wall 65. A rubber ring 91 is pressed into the corner area by an aluminum ring 92. One tube 93 is flared at the ends and forms together with the rubber rings 94 the waterproof seal. The aluminum ring 95 forms the intermediate piece the aluminum ring 92 and the housing 90. The ring areas facing radially inward the aluminum rings 92 and 95 protrude to the periphery of the iron stator 3 and thus lie between the lower coil layer 22 and the upper coil layer 21. This ensures that the noise of the coils 21 and 22 to the wall of the housing 90 is derived. The housing is secured by three hollow rivets 35 distributed around the circumference 90 held at a defined distance from a ring 130. In this ring 130 a rubber ring 125 is used, which is connected to the cover plate 96 of the pump impeller 97 forms an annular gap 82. As long as the electricity is on, the runner 10 is attracted in the direction of arrow 128, and the spring 127, the the pan 12 pushes upwards, is compressed.
Sobald der Strom ausgeschaltet wird, entfällt die axiale magnetische Komponente 1?8, und die aus dem Anker 10 und dem Pumpenlaufrad 97 mit der Beschaufelung 80 und der Abdeckscheibe 96 bestehende Einheit wird durch die Feder 127 in Richtung 129 verschoben und gegen den Ring 125 gepreßt, so daß eine Geräusohbildung vermieden wird. Wenn Schmutzteile in den Spalt 82 hineingelangen, führt der Motor um die Lagerkugel 9 eine Taumelbewegung aus, so daß das Schmutzteil automatisch wieder entfernt wird. Die Kugel 9 und die Pfanne 12 sind vorzugsweise aus Werkstoffen gewählt, deren Härte größer als die Härte eventueller Beimischungen der Förderflüssigkeit ist. Zum elektrischen Anschluß dient das Kabel 100, welches durch eine Verschraubung 111 und einen Ring 102, der zwei Gummiringe trägt, vor der ylüssigkeit sicher geschützt ist; zur Erzeugung eines Bypasses zwischen der Saugseite 135 und der Druckseite 134 sind Öffnungen 131 vorgesehen, die durch einen vorzugsweise federnd befestigten Ring 132 ge-schlossen sind, so daß durch die Wand 150 keine Flüssigkeit zurüclströmen kann. Wünscht man dagegen einen geringeren Maximaldruck, so wird der Ring 132 durch die Schraube 133 angehoben, so daß ein Teil der Slüasigkeit von der Druckseite 134 zur Saugseite 135 zurUckströmen kann. Das Gehäuse der Pumpe besteht aus zwei gleichen Schalen 120 und 121, die duroh einen Ring 122 axial zusarnmengehalten werden'und durch einen Gummiring 123 gedichtet werden. Zur Rückgewinnung der Drallenergie ist ein Leitschaufelkranz 103 vorgesehen, der bewirkt, daß die eintretende Strömung etwa axial zur Pumpe umgelenkt wird.As soon as the current is switched off, there is no axial magnetic Component 1 - 8, and that from the armature 10 and the pump impeller 97 with the blades 80 and the cover 96 existing unit is by the spring 127 in the direction 129 shifted and pressed against the ring 125, so that no noise generation is avoided will. If debris get into the gap 82, the motor leads around the bearing ball 9 a tumbling motion so that the dirt is automatically removed again. The ball 9 and the pan 12 are preferably made of materials selected whose hardness is greater than the hardness of any admixtures of the pumped liquid is. The cable 100, which is screwed through, is used for the electrical connection 111 and a ring 102, which carries two rubber rings, safely protected from the liquid is; to create a bypass between the suction side 135 and the pressure side 134 openings 131 are provided, which are preferably fastened resiliently Ring 132 are closed so that no liquid flows back through the wall 150 can. If, on the other hand, a lower maximum pressure is desired, the ring 132 is broken the screw 133 is raised, so that some of the slack from the pressure side 134 can flow back to the suction side 135. The housing of the pump consists of two identical ones Shells 120 and 121, which are held together axially by a ring 122 be sealed by a rubber ring 123. To recover the swirl energy is a vane ring 103 is provided which causes the incoming flow is deflected approximately axially to the pump.
Zum Abfangen von Schmutz dient das Drahtnetz 105.The wire mesh 105 serves to intercept dirt.
Claims (17)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19691914531 DE1914531A1 (en) | 1969-03-21 | 1969-03-21 | Electric rotary machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19691914531 DE1914531A1 (en) | 1969-03-21 | 1969-03-21 | Electric rotary machine |
Publications (1)
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DE1914531A1 true DE1914531A1 (en) | 1970-11-05 |
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ID=5728924
Family Applications (1)
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Country | Link |
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DE (1) | DE1914531A1 (en) |
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- 1969-03-21 DE DE19691914531 patent/DE1914531A1/en active Pending
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OHW | Rejection |