DE2316680C3

DE2316680C3 - Mehrphasige Wicklung für Linearmotoren

Info

Publication number: DE2316680C3
Application number: DE19732316680
Authority: DE
Inventors: Till Dipl.-Ing. Huehns; Manfred Klinke
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1973-03-31
Filing date: 1973-03-31
Publication date: 1978-03-02
Also published as: DE2316680A1; FR2223878A1; FR2223878B1; GB1466426A; DE2316680B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine mehrphasige Wicklung für Linearmotoren, bestehend aus überschneidungsfreien, ungekröpfien ebenen Formspulen. wobei jeder Motorphasc eine definierte Schaltungsebene in den Nuten des Blechpakets zugeordnet ist.

Derartige Wicklungen sind beispielsweise als Zweiphasenwicklungen bei mit Linearmaschinen geringer Leistung betriebenen Band- und Aufzeichnungsgeräten (Plottcrantriebe) bekannt geworden (GB-PS 7 67 052). Die Wicklungen umhüllen in zwei F.bcncn überschncidungsfrei und ungekröpft bei einem Wickelschritt von der Größe der Polteilunvjr ρ jeweils mehrere Polstücke. Erheblicher Nutraum, insbesondere auch an den Maschinenenden, bleibt ungenutzt, was das Leistungsgewicht herabsetzt. Auf Leisiungsantriebe, bei denen es auf ein hohes Leistungsgewichl der Maschine ankommt, ist diese Art der Wicklungsauslegung nicht ohne weiteres übertragbar. Aufgabe der Erfindung ist es, derartige Schichtwicklungen für Drehstromlinearmotoren hoher Leistung nutzbar zu machen.

Diese Aufgabe wird für eine Wicklung dor eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für Drciphascnrnaschinen Formspulen mit einer Spulen weite von 2/3 der Poiteilung r ρ Verwendung finden und die sich ergebenden Leerbereichc in den Nuten als Spann- und/oder Kühlkanäle vorgesehen sind.

Gegenüber bisherigen Konstruktionen von Linearmotoren höherer Leistung ergibt sich ein Wicklungsaufbau mit extrem kurzen Wickclköpfen und damit eine erhebliche Einsparung an Leitermaterial. Hinzu kommen insbesondere die Vorteile höherer l.eis'ungsaiisnutzung durch Intensivkühlung, des einfachen Spuleneinbaus und der unkomplizierten Befestigung. Das durch die nur teilweise Nutfülluiig etwas größer resultierende Eisengev/icht (höhere Zähne) wird durch die Einsparung an Kupiergewicht mehr als aufgewogen. Man kommt insgesamt auf eine Gewichisersparnis um 15%. Zu berücksichtigen ist auch die Kostenersparnis infolge des Preisunterschiedes zwischen Kupfer und Eisen und der vereinfachten Fertigung.

In Ausbildung der Erfindung ist es zweckmäßig, daß die sich im Ntitgrund des Siänderblechpakets ergebenden Leerbereichc für ein Spannen des Blechrückens über eine Vorrichtung und über diese eine Befestigung des Ständerblechpakets im Motorgestell vorgesehen ist.

Von Vorteil ist es weiterhin, daß die sich in Nutmitte und/oder Nutöffnung ergebenden Leerbereiche für ein Spannen des Blechpakets an gegen Aufblättern gefährdeten Zahnteilen des mittleren Lind/oder oberen Bereichs vorgesehen sind.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Ansprüchen in Verbindung mit der erläuternden Zeichnung und Beschreibung entnehmbar.

Anhand von schematischen Zeichnungsbeispielen wird die Erfindung im nachstehenden näher erläutert. Es zeigt

Fig. I die Anordnung einer Drehstroni-Dieischichtenwicklung mit -'/1 der Polteilung r p.

F i g. 2 eine Formspuie,

I'i g. ) das zu F ig. 1 gehörige Wickelschema.

F i g. 4 eine Vorrichtung zur Blcchpakclspannung und -befestigung,

F i g. 5 eine Anordnung zum Spannen innerhalb der

Zahnbereiehe.

I'ig. b ein bewickeltes Ständerblechpaket in Seitenansicht und

Fig. 7 das .Ständerblechpaket nach F'g. 6 teilweise geschnitten und abgebrochen und mit aufgesetzter Lufiführungshaube.

Fig. I zeigt eine Wicklungsanordnung für einen Drchstromlincarniotor mit Formspuicn einer Weite von 2/3 der Poltcilung r p. Das genutete Blechpaket 1 ist mit Spulcngruppcn 2, 3, 4 versehen. F.s finden ebene ungekröpfte Formspulen Verwendung, wie sie Fig. 2 zeigt. Die Formspulen umfassen jeweils zwei benachbarte Zähne 5. Die Spulen sind entsprechend ihnen zugeordneter Phasen LJ. V. W in drei Schichtebenen verteilt. Die Spulengruppe 2 liegt im Nutgrund, die Spulengruppe 3 in Nuimitte. die Spulcngruppc 4 an der Nutöffnung. Die Wicklung ist damit überschneidungsfT'i. Die Nuten werden jeweils nur zu 2/3 gefüllt. Es verbleiben fortlaufend die .Schichtebene wechselnde, sogenannte Leerbereiche 6. Sie sind in Fig. I zusätzlich durch Kreuze angedeutet. Für die Beispiele wurden Einlochwicklungen gewählt. Mehrlochwicklungen sind ebenfalls anwendbar. Hier benötigt man eine der Lochzahl entsprechende Anzahl konzentrischer Spulen.

Die bereits erwähnte, etwas tiefere Nut bewirkt eine Erhöhung der Nutsii euung, die verringerte Leiterlänge im Wickelkopf dagegen eine verkleinerte Stirr streuung. Beide Streuungsänderungen gleichen einander etwa aus.

Aus Fig. 3 ist das zu Fig. 1 gehörige Wickelschema ersichtlich milden Spulenanschlüssen LJX, VY. WZ.

Die Blechpakete können in einfacher Weise durch eine Vorrichtung am Motorgestell befestigt werden, wie es Fig. 4 zeigt. Dabei wird das Blechpaket I von zwei äußeren U-förmigen Druckplatten 7 gehalten, die durch Spannbolz.cn 8, 9 eine Vorspannung bekommen. Die Spannbolzen 8 sind durch die Leerbereiche im Nutgrund geführt; die Spannbolz.cn 9 liegen unterhalb des Blechpakci'ückens. Die überstehenden loche 10der Druckplatten 7 sind mit Gewindelöchern 11 versehen, über die eine Befestigung mit dem Motorgestell erfolgen kann.

Die Spulcngruppcn in den verschiedenen Sehichtebenen besitzen unterschiedliche Streuungen. Man kann diese Unregelmäßigkeiten zweckmäßig durch Reihenschaltung zweier Ständcrblechpakeie verglcichmäßigen, wenn man eine vertauschte Phasenbeschallung der in den oberen und unteren .Schichtebenen befindlichen .Spulengruppen 2 und 4 vornimmt (vgl. Vig. 1 und 3} Dur_'h die kürzeren Leiier.vieklungslängen in der Maschine ergibt sich zusätzlich eine Verringerung der Ständerwicklungsverluste.

Die .Spulengruppen können leicht in das Blechpaket eingebracht werden, und sie können, da jede Phase in einer Schichtungsebene liegt, problemlos gegeneinander bereits durch einfache Zwisehenlagen isoliert werden.

Über die Leerbereiche in Nutmitte und/oder an der Nutöffnung kann z. B. während des Wicklungseinbaus ein Zusammenspannen der Zähne gegen Aufblättern erfolgen. Eine Möglichkeit ist in F i g. 5 zu sehen. Äußere, auf nebeneinanderliegenden Zähnen 5 des Blechpaketes 1 aufliegende Druckstücke 2 pressen jeweils über eine Spannschraube 11, die durch die vorgesehenen Leerbereiche — hier Mitte — gehen, die Zahnbereiche.

Mit 2 ist die im Nutgrund befindliche Spulengruppe bezeichnet. Die Anordnung der Spulengruppen 2,3,4 in den Phasenetagen und vor allem die vorliegende Ausbildung kurzer ungekröpfter Wickelköpfc begünstigt die Anbringung von Abdeckungen oder Luftführungshauben für einen in Längsrichtung wirkenden Kühlsirom. Diese Abdeckungen vergrößern die Maschinenbreite nicht sonderlich. Die F i g. 7 zeigt eine solche Luftführungshaube 14. hier jedoch nur einseitig sichtbar. In F i g. b ist die Lufiführungshaube 14 abgenommen. Durch Distanz zwischen den Spulengruppen 2, 3, 4 können in Längsrichtung durchgehende Kühlkanäle 15 geschaffen werden. Die wärmeabgebende Oberfläche an den Wickelköpfen erhöhl sich damit auf das Dreifache. Die Leerbereiche 6 können — soweit nicht anderweitig genutzt — als zusätzliche Querkühlkanälc Verwendung finden.

Durch die Erfindung kann unter Verwendung einfachster Spulen in besonderer raumsparender und materialsparender Wicklungsanordnung und verbesserten Fremdkiihlungsbcdingungen eine Steigerung des Leistungsgewichts der Maschinen erreicht werden.

Hierzu 2 BSatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

). Mehrphasige Wicklung für Lincarnioloren, bestehend aus übcrschneidungsfrcicn, ungekröpften ebenen Formspulen, wobei jeder Motorphasc eine definierte Schaltungsebene in den Nuten des Blechpaketes zugeordnet ist. dadurch gekennzeichnet, daß für Dreiphasenmaschinen Formspulen mit einer Spulenweite von -/i der Poltcilung τ ρ Verwendung finden und die sich ergebenden Leerbereiche (6) in den Nuten als Spann- und/oder Kühlkanäle vorgesehen sind.
2. Wicklung nach Anspruch !. dadurch gekennzeichnet, daß die sich im Nutgrund des Ständerblechpakcts (1) ergebenden Leerbereiche (6) für ein Spannen des Bleckrückens über eine Vorrichtung und über diese eine Befestigung des Ständerblechpakets (J) im Motorgestell vorgesehen ist.
3. Wicklung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die sich in Nutmitte und/oder Nutöffnung ergebenden Leerbereichc (6) für ein Spannen des Blechpakets (1) an gegen Aufblättern gefährdeten Zahnteilcn des mittleren und/oder oberen Bereichs vorgesehen sind.
4. Wicklung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Blechpaket (I) zwischen äußeren U-förmigen Druckplatten (7) gespannt ist, deren Schenkel in Zahnrichtung der Blcchung weisen und jeweils unter Auflage auf nebeneinanderliegenden Zähnen (5) durch Spannbolzen (8, 9) gehalten werden, die einerseits (8) durch Leerbereiche (6) des Nutgrundes und andererseits (9) am Blechrücken entlanggeführt sind.
5. Wicklung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung des Ständerblechpakets (1) im Motorgestell über die Joche (10) der Druckplatten (7) erfolgt, wozu diese stirnseitig mit Löchern, vorzugsweise Gewindebohrungen (II), versehen sind.
6. Wicklung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für ein Spannen der mittleren uivl/otier oberen Zahnbereiche größere, auf nebeneinanderlicgcnden Zähnen (5) aufliegende Druckstücke (12) mit durch die vorgcschenen Leerbereiche geführten Spannschrauben (13) vorgesehen sind.
7. Wicklung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstücke (12) viereckige Form aufweisen und zwischen den Formspulen (2 bzw. 3 bzw. 4), ohne diese zu behindern, eingefügt sind.
8. Wicklung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch Reihenanordnung von 2 bzw. 2 χ /iSländcrblcchpnketcn (I) und vertauschter Phasenbeschallung der in den oberen und unteren Schichtebenen befindlichen Spulengruppen (2 bzw. 4) ein Ausgleich der durch die schichlungsweise hervorgerufenen unterschiedlichen Nulstreuungc.i der Phasen erzielbar ist.
9. Wicklung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungsköpfe an den Außenseiten der Maschine von Abdeckungen umgeben sind, die als Führungshauben (14) für einen in Längsrichtung wirkenden, die Kühlkanäle in den Leerbereichen (6) versorgenden Kühlstrom vorgesehen sind.
10. Wicklung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt von Kühlkanälen (15) für den in Längsrichtung wirkenden Kühlstrom durch den gewählten Abstand zwischen den Phasen bzw. Spulenschichtungen bestimmbar ist.