DE2127556A1

DE2127556A1 - DC machine

Info

Publication number: DE2127556A1
Application number: DE19712127556
Authority: DE
Inventors: Norbert; Schild Wolfgang; 8740 Bad Neustadt Kubanek
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-06-03
Filing date: 1971-06-03
Publication date: 1972-12-14

Description

Gleichatrommaschine Konventionelle Gleichstrommaschinen besitzen einen Kommutator, und die Läuferwicklung ist in Nuten des Läuferbleches untergebracht. Fernersind zwecks guter Kommutierung Wendepole vorgesehen, und bei erhöhter Anforderung wird die Maschine auch noch mit Kompensationswicklungen ausgestattet.DC machine Conventional DC machines have a Commutator, and the rotor winding is housed in grooves in the rotor plate. Reversing poles are also provided for the purpose of good commutation, and if there are increased requirements the machine is also equipped with compensation windings.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Gleichstrommaschine zu schaffen, die bei gleicher Leistung ein kleineres Bauvolumen oder bei gleichem Bauvolumen eine höhere Maschinenausnutzung erlaubt.The object of the invention is to provide a direct current machine create that with the same performance a smaller construction volume or with the same construction volume allows a higher machine utilization.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Läuferwicklung als in sich geschlossene Wicklung auf der Oberfläche eines ungenuteten Läuferkernes aufgebracht und befestigt ist und die Stromzufuhr- oder -abnehmebürsten unmittelbar gegen die an der Oberfläche liegenden und im Bereich der Bürsten von der Isolierung befreiten Wicklungsleiter anliegen. Durch diese Läuferausbildung fällt zunächst der herkömmliche Kommutator weg. Da der Läufer keine Nuten aufweist, wird eine größere Luftspaltinduktion erzielt und ferner ergeben sich geringere Stromwendespannungen.According to the invention this is achieved in that the rotor winding as a self-contained winding on the surface of an unslotted rotor core is applied and attached and the power supply or removal brushes directly against those on the surface and in the area of the brushes from the insulation the freed winding conductor. This runner training initially falls the conventional commutator gone. Since the runner has no grooves, a larger one is used Air gap induction achieved and also result in lower commutation voltages.

Die Läuferwicklung kann in zu beiden Seiten des Läuferkernes auf der Welle befestigte genutete Tragscheiben aus Isoliermaterial eingelegt und mit einer beispielsweise Glasbandage umwickelt sowie mit dieser durch Tränklack verbunden werden.The rotor winding can be in on both sides of the rotor core Grooved support washers made of insulating material and inserted with a For example, wrapped around glass bandage and connected to this by impregnating varnish will.

Die Stromübergabe kann dann zwischen dem Läuferkern und einer der Tragscheiben erfolgen.The current transfer can then between the rotor core and one of the Support disks take place.

Führt man die Läuferwicklung als Zweischichtwicklung aus,dannbesteht die Möglichkeit, die normaler Weise unter der Polmitte stehenden Bürsten ohne Schaltverzug in die Pollücken zu verlegen. Die Bürsten brauchen in diesem Fall nicht axial seitlich der Statorpole und damit auch des Läuferkernes angeordnet zu werden, sondern sie können zwischen den Polen etwa über der Mitte des Polkernes sitzen. Damit wird weitere Motorlänge eingespart. Gegebenenfalls können auch die oben erwähnten Trägerscheiben noch wegfallen, wenn man nämlich die Wicklung auf den Läuferkern aufklebt und ebenfalls mit Bandagen umwickelt. Damit spart man nochmals Motorlänge ein.If the rotor winding is designed as a two-layer winding, then there is the possibility of the brushes normally standing under the pole center without switching delay to relocate in the pole gaps. In this case, the brushes do not need to be axially laterally the stator poles and thus also the rotor core to be arranged, but them can sit between the poles about the middle of the pole core. This will further Motor length saved. If necessary, the above-mentioned carrier disks can also be used can still be omitted, namely if the winding is glued to the rotor core and likewise wrapped in bandages. This saves even more motor length.

Bei insbesondere kleinen Maschinen kann die Wicklung auch als gedruckte Schaltung ausgeführt auf einem Hohlzylinder aufgebracht werden, der den Läuferkern umgibt. Auf diese Weise erhält man einen äußerst einfachen, bei kleinster Baugröße verhältnismäßig leistungsstarken Gleichstromkleinmotor.In the case of small machines in particular, the winding can also be printed as a Circuit carried out on a hollow cylinder, which is the rotor core surrounds. In this way you get an extremely simple, with the smallest size relatively powerful small direct current motor.

Die erfindungsgemäße Ausführung des Läufers ermöglicht es, sowohl Wendepole als auch Kompensationswicklungen wegzulassen, also lediglich einen Stator mit Hauptpolen zu verwenden. Dadurch wiederum kann der zur Verfügung stehende Raum für eine Vergrößerung der Hauptpolwicklung verwendet werden sowie auch für eine Verstärkung des Eisendurchtrittquerschnittes bei den Hauptpolen und beim Ständerjoch. Dies wiederum ist vorteilhaft hinsichtlich des magnetischen Flusses.The inventive design of the rotor enables both To omit reversing poles and compensation windings, so only a stator to use with main poles. This in turn allows the available space can be used for an enlargement of the main pole winding as well as for a Reinforcement of the iron passage cross-section at the main poles and at the stator yoke. This in turn is advantageous with regard to the magnetic flux.

Die Erfindung ist an Hand der Zeichnungen in einigen Ausführungabeispielen näher erläutert. Fig. 1 zeigt in perspektivischer Ansicht einen Läufer einer erfindungsgemäßen Gleichstrommaschine. Wie bereits erwähnt, sitzt auf der Welle 1 ein ungenuteter Läuferkern, der in der Zeichnung nicht ersichtlich ist. Zu beiden Seiten des Läuferkernes sind genutete Tragscheiben 2 und 3 aus Isoliermaterial vorgesehen, in deren Nuten die Wicklungastränge 4 eingelegt werden. Da keine Wicklungsenden zu einem Kommutator geführt werden müssen, ergibt sich einen sich geschlossene Wicklung. Um die Wicklung ist eine Bandage gelegt, die mit der Wicklung durch Tränklack vergossen ist. Die Wicklung ist auf diese Weise gegen Pliehkräfte ausreichend geschützt. Die Trägerscheiben 2 und 3 können übrigens an ihren freien Außenseiten mit Lüfterflügeln versehen werden und so zu einer verstärkten Kühlung der Wichlköpfe beitragen.The invention is illustrated in some exemplary embodiments with reference to the drawings explained in more detail. Fig. 1 shows a perspective view of a runner of an inventive DC machine. As already mentioned, there is a non-grooved one on shaft 1 Rotor core that cannot be seen in the drawing. On both sides of the rotor core grooved support disks 2 and 3 made of insulating material are provided in their grooves the winding strands 4 are inserted. Since there are no winding ends to a commutator must be performed, the result is a closed winding. To the winding a bandage is placed with the winding through impregnating varnish shed is. In this way, the winding is adequately protected against splitting forces. the Incidentally, carrier disks 2 and 3 can have fan blades on their free outer sides and thus contribute to an increased cooling of the wichl heads.

Zwischen der Trägerscheibe 2 und- dem nicht sichtbaren Läuferkern 5 sind die an der Oberfläche liegenden Wicklungsdrähte 4' von der Isolierung befreit und bilden den Kommutator, gegen den die Bürsten für die Stromübergabe anliegen.Between the carrier disk 2 and the rotor core, which is not visible 5, the winding wires 4 'lying on the surface are freed from the insulation and form the commutator against which the brushes for current transfer rest.

Bei dieser Ausführung nach Fig. 1 mit Einschichtwicklung sie die Strombürsten 6 wie üblich unter der Polmitte angeordnet, wie dies aus dem Schaltbild nach Fig. 2 hervorgeht. Aus diesem Grund müssen die Bürsten axial neben den Ständerpolen und damit auch seitlich neben dem Läuferkern 5 angeordnet werden. Verwendet man nun eine Zweischichtwicklung, dann kann man die Strombürsten ohne Schaltverzug in die Lücken zwischen die Pole setzen, wie dies aus Fig. 3 hervorgeht. Dadurch wiederum ist es unnötig, die Bürsten axial seitlich neben dem Läuferkern 5 anzuordnen - wie in Fig. 1 -,sondern sie können zwischen den Polen etwa in der Mitte des Läuferkernes vorgesehen werden. Dadurch spart man, wie bereits ausgeführt, nochmals an Motorlänge.In this embodiment according to FIG. 1 with single-layer winding, they have the power brushes 6 arranged as usual under the pole center, as shown in the circuit diagram according to Fig. 2 emerges. For this reason, the brushes must be axially next to the stator poles and so that they can also be arranged laterally next to the rotor core 5. One uses now a two-layer winding, then the current brushes can be inserted into the Set gaps between the poles as shown in FIG. 3. This in turn it is unnecessary to arrange the brushes axially laterally next to the rotor core 5 - as in Fig. 1 -, but they can be between the poles approximately in the middle of the rotor core are provided. As already mentioned, this saves even more motor length.

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch eine Gleichstrommaschine, und zwar in der linken Hälfte durch eine herkommliche Maschine und in der rechten Hälfte durch eine erfindungsgemäße Maschine. Wie aus der rechten Zeichnungshälfte ersichtlich ist, besitzt der Ständer 7 nur Hauptpole 8 mit entsprechender Wicklung 9. Weiterhin ist ersichtlich, daß der Läufer 10 ungenutet ist. Durch den Verzicht auf Wendepole kann der zur Verfügung stehende Raum - in Bezug auf den gleichen Ausendurchmesser - zur Vergrößerung des Querschnittes sowohl der Pole 8 als auch des Ständerjoches 11 verwendet werden.Gleichzeitig ist auch eine Vergrößerung der Hauptpolwicklung 9 möglich.4 shows a cross section through a direct current machine, and in the left half by a conventional machine and in the right half by a machine according to the invention. As can be seen in the right half of the drawing is, the stator 7 has only main poles 8 with a corresponding winding 9. Furthermore it can be seen that the rotor 10 is not grooved. By doing without reversing poles can the available space - in terms of the same outside diameter - To enlarge the cross section of both the poles 8 and the stator yoke 11 can be used. At the same time, the main pole winding is also enlarged 9 possible.

Zur Erregung des Feldes kann auch ein Dauermagnetsystem Verwendung finden. In Fig. 5 ist eine solche Anordnung angedeutet. Dabei sind mit 12 die Ständerpole, mit 13 Dauermagnetblöcke und mit 14 das Rückschlußeisen bezeichnet. Ist der Läufer 10 mit einer Zweischichtwicklung versehen, dann können, wie bereits vorstehend erläutert, die Strombürsten 6 zwischen den Polen vorgesehen werden. Die Magnetblöcke -13 können, wenn sie aus gesintertem Material bestehen (beispielsweise Bariumferrit), wegen ihres hohen spezifischen elektrischen Widerstandes die normaler Weise elektrisch leitenden Bürstenhalter 14 unmittelbar aufnehmen. Zu diesem Zweck sind die Magnetblöcke mit Aussparungen versehen, in die die Bürstenhalter 14 federnd eingesetzt werden. Auf diese Weise ist eine Bürstenbrücke im üblichen Sinne überflüssig.A permanent magnet system can also be used to excite the field Find. Such an arrangement is indicated in FIG. The stator poles are 12, with 13 permanent magnet blocks and 14 denotes the return iron. Is the runner 10 provided with a two-layer winding, then, as already explained above, the power brushes 6 are provided between the poles. The magnet blocks -13 can, if they are made of sintered material (e.g. barium ferrite), because of their high electrical resistivity the normal way electrical take up conductive brush holder 14 directly. For this purpose the magnet blocks are provided with recesses into which the brush holders 14 are resiliently inserted. In this way, a brush bridge in the usual sense is superfluous.

10 Ansprüche 5 Figuren10 claims 5 figures

Claims

Claims: DC machine, characterized in that the rotor winding (4) as a self-contained winding on the surface of a unslotted rotor core (5) is applied and fastened and the power supply or removal brushes directly against those on the surface and in the area of the brushes (6), the winding conductors (4 '), which have been freed from the insulation, are in contact.

2. DC machine according to claim 1, characterized in that the rotor winding (4) attached to the shaft (1) on both sides of the rotor core, Grooved support disks (2, 3) made of insulating material and covered with a bandage wrapped and connected to this by impregnating varnish.

3. DC machine according to claim 2, characterized in that the support disks (2, 3) are provided with fan blades.

4. DC machine according to claims 1 to 3, characterized in that that serving for current transfer insulation-free winding conductor parts (4 ') between the rotor core (5) and one of the support disks (2) are arranged.

5. DC machine according to claims 1 or 2, characterized in that that the rotor winding is designed as a two-layer winding and the brushes (6) are arranged in the pole gaps of the stator in the area of the rotor core.

6. DC machine according to claim 5, characterized in that the winding is glued to the rotor core, omitting the support disks, and wrapped with a bandage and connected to it by impregnating varnish.

7. DC machine according to claims 1 or 5, characterized in that that the rotor winding is designed as a printed circuit on a rotor core surrounding hollow cylinder is applied.

8. DC machine according to one of claims 1 to 7, characterized by a stand without reversible poles.

9. DC machine according to claim 8, characterized in that Permanent magnets (19) are provided as excitation cores in the stator.

10. DC machine according to claim 9, characterized in that the permanent magnets (13) also serve as carriers for the brush holders (14).

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