DE2615582A1

DE2615582A1 - Synchroner elektromotor

Info

Publication number: DE2615582A1
Application number: DE19762615582
Authority: DE
Inventors: Lodewijk Schiethart
Original assignee: Heemaf NV
Current assignee: Heemaf NV
Priority date: 1975-04-29
Filing date: 1976-04-09
Publication date: 1976-11-11
Also published as: CH607430A5; FR2310015A1; US4082973A; FR2310015B1; GB1522733A

Description

Fall 66/67/68

Patentanwälte

L le d I₁ Nöth, Zeltler

6000 München 2£, .?teinsdorfstra;;o 21 /22 Telefon 039/298462, 22 /U15, 295766

Heemaf B.V., Hengelo, Niederlande

"Synchroner Elektromotor"

Die Erfindung betrifft einen synchronen Elektromotor mit einem Gehäuse, in dem ein mit Drehstromwicklungen und einer Wicklung zum Erzeugen eines koaxialen Gleichstromfelds versehener Stator und ein mit einer Käfigwicklung versehener Roter mit in axialen, in oinem Abstand voneinander liegenden Ebenen angeordneten Polen untergebracht sind. Ein solcher Motor ist aus der deutschen Offenlegungssehrift 2 040 630 bekannt.

Bei Motoren, die mit einer hohen Drehzahl angetrieben werden, liegt die Gefahr vor, dass die Käfigstäbe infolge der Zentrifugalkräfte radial nach aussen gekrümmt werden. Dies trifft insbesondere zu in dem Raum zwischen den Polen, wo keine die Stäbe haltenden Mittel vorhanden sind.

Die Erfindung schafft eine Lösung für diese Afugabe durch Anbringung radial verlaufender Verbindungselemente zwischen den Käfigwicklungen und dem Rotor in dem interpolaren Raum. Die Verbindungselemente können durch auf

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der Rotorachse angebrachte Ringe gebildet werden. Die Verbindungselemente bestehen vorzugsweise aus a-magnetischem Material.

Die Anbringung der Käfigwicklungen bereitet in der Praxis produktionstechnische Schwierigkeiten. Um diese Schwierigkeiten zu beheben, ist die Käfigwicklung in der axialen Richtung aufgeteilt, während die Teile in den Polflächen entsprechenden Ebenen angeordnet werden.

Die Wahl der Anzahl von Statorrillen wird durch die dem Motor zu stellenden Anforderungen bedingt. Die Anzahl von Rotorstäben lässt sich jedoch innerhalb bestimmter, praktischer Grenzen frei wählen.

Die Erfindung bezweckt ausserdem, die Anzahl von Rotorstäben derart zu wählen, dass auch im a-synch^-onen Betrieb, z.B. beim Anlassen, wenn der Motor als Kurzschlussmotor wirksam ist, ein optimales Moment geliefert wird. Gemäss der Erfindung wird vorgeschlagen, die Anzahl von Rotorstäben um ein Drittel von der Anzahl von Statorrillen abweichen zu lassen. In der Praxis hat es sich gezeigt, dass bei diesem Verhältnis ein optimales Moment erzielt wird.

Mit Rücksicht auf den Kostenaufwand wird bevorzugt, für das Gehäuse eines solchen Motors ein Normgehäuse aus Gusseisen zu verwenden. Der Nachteil dabei ist jedoch, dass das Gusseisengehäuse schlecht magnetisierbar ist, so dass bei dieser Wahl die Menge axial transportierbaren Magnetfelds von einem Statorpaket zum anderen beschränkt wird. Da die Grosse des gelieferten Moments dem Quadrat der Grosse des Feldes proportional ist, wirkt sich die Verwendung eines Gusseisengehäuses auch hier nachteilig aus.

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Aufgabe der Erfindung ist ebenfalls, diesen Nachteil zu beheben. Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass der Stator über wenigstens einen Teil seiner Länge in einem Stahlrohr eingesperrt wird. Dies hat den Vorteil, dass die Transportfähigkeit für das Magnetfeld in axialer Richtung vergrössert wird. Ferner erbringt diese Massnahme den Vorteil, dass der Stator mit der Erregerwicklung und dem Stahlrohr ein Ganzes bildet und als Ganzes behandelt werden kann. Das Wickeln wird dabei erleichtert, da keine behindernden, vorstehenden Teile vorhanden sind.

Die Erfindung wird an Hand beiliegender Zeichnungen einer Ausführungsform näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Zweipolmotor

nach der Erfindung,
Fig. 2 einen Schnitt und eine Ansicht längs der Linie

II-II in Fig. 1, und
Fig. 3 einen Schnitt und eine Ansicht längs der Linie III-III in Fig. 1.

Der Motor hat ein nahezu zylinderförmiges Gehäuse 1, auf dessen beiden Seiten Scheiben 2 und 3 angebracht sind. Die Scheiben 2 und 3 sind durch Bolzen 4 und 5 mit dem Gehäuse 1 verbunden und weisen Bohrungen^ für die Durchführung der Rotorwelle 6 auf. Kugellager 7, 8 halten die Welle in den Scheiben 2, 3. Der linke Teil der Welle (siehe die Zeichnung) hat ein Schaufelrad 9, das als Gebläse wirksam ist. Das Schaufelrad 9 wird durch eine Platte 10 abgeschirmt, die durch Bolzen 11 am Gehäuse 1 befestigt ist. Der rechte Teil der vJelle hat eine Keilnut 12. Die Gleichstromwicklung 13 erregt den Motor. Beiderseits der Wicklung sind lamellierte Statorker^e 14 und 15 angeordnet, die mit der Drehstromwicklung 16 versehen sind. Mittels der Wicklung 16 wird ein Wechsel- oder Drehfeld erzeugt.

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Die beiden Endteile der Welle 6 bestehen aus nicht magnetisierbarem Material, während der Mittenteil 6¹ grösseren Durchmessers aus magnetisierbarer* Material besteht. Auf dem Mittenteil 6¹ sind in zwei axial in einem Abstand voneinander liegenden Ebenen mit Käfigen versehene, iamellierte Pole 17 und 18 angebracht. Der in der Zeichnung linke Pol 17 hat einen Käfig, der aus einer Anzahl gleichmässig längs des ümfangs verteilter Käfigstäbe besteht, von denen einer (19) sichtbar ist. Der Käfig wird an beiden Enden durch Platten 20 und begrenzt. Der in der Zeichnung rechte Pol 18 hat einen Käfig, der aus einer Anzahl gleichmässig längs des ümfangs verteilter Käfigstäbe besteht, von denen einige (22, 23 und 24) in der Zeichnung dargestellt sind. Dieser Käfig wird auf beiden Seiten durch die Endplatten 25 und 26 begrenzt.

Das Gehäuse 1 ist vorzugsweise ein normalisiertes : Gehäuse aus Gusseisen. Dies hat den Nachteil, dass infolge der geringen Magnetisierbarkeit des Gusseisengehäuses das axial von einem Statorpaket zum anderen übertragbare Magnetfeld beschränkt wird. Das erzeugte Moment ist somit nicht optimal.

Zur Verbesserung des erwähnten axialen Transports des Magnetfelds ist der Stator in einer Stahlbuchse 27 untergebracht. Der Stator kann somit als eine Einheit behandelt werden, was den Vorteil mit sich bringt, dass dann leichter als bisher Automaten benutzt werden können, da weniger vorstehende Teile vorhanden sind.

Bei Zweipolmaschinen tritt bei hohen Drehzahlen die Gefahr auf, dass die im interpolaren Raum vorhandenen Käfigstäbe durch die Zentrifugalkräfte nach aussen in radialer Richtung abgebogen werden. Um die Stäbe festzu-

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setzen, sind eine Anzahl radial gerichteter Verbindungs-

von
elemente in Form ,auf der Rotorwelle angebrachten Ringen und 29 vorgesehen. Die Ringe bestehen vorzugsweise aus a-riiagnetischem Material.

Da produktionstechnisch Probleme eintreten beim Anbringen eines einzigen Käfigs auf dem Rotor, ist für jede Gruppe radial in einem Abstand voneinander liegender Pole eine Käfigwicklung vorgesehen., welche Wicklungen axial in einem Abstand voneinander liegen.

Da bei Zweipolmaschinen die Gewichtsverteilung längs der Welle ungleich ist und somit eine Art von Kurbelwellenwirkung auftritt, wird längs der Rotorwelle eine wellenartige Kraftteilung hervorgerufen. Um dies zu vermeiden, sind bei jedem Rotorpaket Balancierringe 30 bzw. 31 exzentrisch auf der Rotorwelle 6 befestigt. Die Balancierringe werden durch die Stifte 32 bzw. 33 festgesetzt. Die gewählte Exzentrizität gleicht die ungleiche Gewichtsverteilung aus. Zum Erzielen eines genauen Gewichtsausgleichs kann in jedem Balanciening in radialer Richtung eine Bohrung vorgesehen werden. Zum Führen des Bohrers ist jeder Balancierring mit Nuten 34, 35 versehen.

In Fig. 2 ist durch eine gestrichelte Linie der Umfang des Rotorblechs angedeutet. Die volle Linie 39 deutet konzentrisch mit der gestrichelten Linie den Umfang des Fixierrings an.

Fig. 3 zeigt, dass die Anzahl von Rotorstäben um ein Drittel der Anzahl von Statorrillen grosser als die Anzahl von Statorrillen gewählt ist. Die Anzahl von Rotorstäben kann auch um ein Drittel der Anzahl von Statorrillen kleiner als die Anzahl von Statorrillen gewählt werden. Infolge dieses Verhältnis wird im asynchronen Betrieb z.B. während des Anlasses wenn der Motor als Kurzschlussmotor wirksam ist, ein optimales Moment geliefert.

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Claims

2615S82

- 6 Ansprüche

Synchroner Elektromotor mit einem Gehäuse, in dem

in mit Drehstromwicklungen und einer Wicklung zum Erzeugen eines koaxialen Gleichfelds versehener Stator und ein mit einer Käfigwicklung versehener Rotor mit in axial in einem Abstand voneinander liegenden Querebenen liegenden Polen untergebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass im interpolaren Raum radial gerichtete Verbindungselemente zwischen den Käfigwicklungen und dem Rotor angeordnet sind.
2. Synchroner Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente durch auf der Rotorwelle angebrachte Ringe gebildet werden.
3. Synchroner Elektromotor nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente aus nicht magnetischem Material bestehen.
4. Synchroner Elektromotor nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Käfigwicklung in axialer Richtung geteilt"ist und die. Teile in den Polflächen entsprechenden Ebenen angebracht sind.
5. Synchroner Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl von Rotorstäben um ein Drittel der Anzahl von Statorrillen von der Anzahl von Statorrillen verschieden ist.
6. Synchroner Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator über wenigstens einen Teil seiner Länge in einer Stahlbuchse eingesperrt ist.

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