DE2741036C2

DE2741036C2 - Kurzschlußläufer mit eingegossenem Kurzschlußkäfig

Info

Publication number: DE2741036C2
Application number: DE2741036A
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl.-Ing. 8500 Nürnberg Auinger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-09-12
Filing date: 1977-09-12
Publication date: 1981-09-17
Also published as: AR213921A1; ES473233A1; MX145581A; DE2741036A1; IN149174B; ZA784943B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kurzschlußläufer mit eingegossenem Kurzschlußkäfig, bei dem aus gleichen Läuferblechen mit geschlossenen Nuten geschichtete Läuferblechteiipakete durch den gleichen Außendurchmesser aufweisende Distanzblechpakcte mit radial glcnh großen, in Umfangsrichtiing breiteren geschlossenen Nuten axial voneinander beabstandet gehalten sind und die Distanzblechpaketc maanderfor mige. eingegossene innere Kur/sthliißnnge einschlie Ben.

Ein sijkhsr Kur/sthluLiläufer mit geschlossenen Nuten ist aus der DE-AS 11 20 572 und ein vergleichbarer Kurzschlußläufer mil offenen Nuten aus der CH-PS 22 040 bekannt. Die Läuferblechfeilpaketc sind mit ihren Nuten fluchtend angeordnet und durch ein drcilagiges genutetes Distanzblcchpaket voneinander getrennt, in dem der innere KurzschlulJring des Kurzschlußkäfigs liegt. Das besagte Distanzblechpaket besteht aus einer gegebenenfalls entbehrlichen inneren Lage von Läuferblechen und zwei äußeren Lagen aus Distanzblechen mit breiteren und halb so vielen geschlossenen Nuten wie die Läuferbleche. Die beiden Distanzblechteilpakete sind gegeneinander um eine halbe Nutteilung ihrer Nuten in Umfängsrichtung versetzt angeordnet. Zum richtigen Schichten der Distanzblechleilpakete müssen die Distanzbleche am Umfang mit entsprechenden Markierungen versehen werden. Diese nur für Blechschnitte mit gerader

ίο Nutenzahl brauchbare Ausgestaltung ermöglicht keine Staffelläufer, da bei einer Staffelung, d.h. bei einer Versetzung axial benachbarter Blechpakete um eine halbe Nutteilung, sich die Stege des Distanzblechpaketes und die Zähne der Läuferblechteilpakete in Unwangsrichtung überlappen wurden und daher beim Gießen des Kurzschlußkäfigs kein durchgehender mittlerer Kurzschlußring ernalten werden könnte.

Die aus dem Buch von Sequenz »Die Wicklungen elektrischer Maschinen«, Band 1, 1950, insbesondere Seite 344, bekannten Staffelläufer mit offenen Nuten benötigen zur Disianzierung der Blechteilpakete in Herstellung und Montage aufwendige Distanzzwischenlagen. Gesonderte Distanzzwischenlagen sind auch bei bekannten Staffelläufern mit geschlossenen Nuten erforderlich. Sie bestehen aus einer auf der Welle sitzenden massiven ringförmigen Innen^cheibe, die radial bis höchstens zun, Nutengrund der Blechteilpakete reicht, sowie einem angrenzenden, ebenfalls auf der Welle sitzenden, scheibenförmigen und am Umfangsbe-

jn reich geschlitzten genuteten Abstandsblech. Die geschlitzten Umfangsbereiche des genuteten Abstandsbleches sind dabei abgewinkelt, um die Blechteilpakete an den Zahnköpfen abzustützen. Die freien Räume zwischen den Blechteilpaketen und den Distanzzwischenlagen sind mit dem Werkstoff für den Kurzschlußkäfig ausgegossen, wodurch ein die Käfigstäbe verbindender Zwischenring gebildet ist. Die Herstellung und Montage der genannten Distan?zwischenlagen für solche Staffelläufer ist relativ cufweivi'g. da Sonder-Schnittwerkzeuge erforderlich und zur Abwinkelung der geschlitzten I Jmfangsbereiche des Abstandsbleches, das an die Dicke der massiven Innenscheibe angepaßt werden muß, zusätzliche Vorrichtungen notwendig sind. Da ein derartiger Staffelläufer im Bereich der

4> Distanzzwischenlage!, am äußeren Umfang offen ist. sind für das Umgießen der Kurzschlußkäfige ebenso wie für die Staffelläufer mit offenen Nuten allseitig geschlossene Gußformen notwendig.

Solche Staffelläufer mit offenen oder geschlossenen

>n Nuten werden zur Verbesserung des Betriebsverhaltens von Kurzschlußläufer Asynchronmoloren insbesondere dann eingesetzt, wenn die Ständer mit F.insehichtwicklungen ausgeführt sind, deren stärker ausgeprägte Oberfelder verschiedene Parasitäreffekte wie Oberwel

■>"> lcnmomentc. erhöhte Zusat/vcrliisie und magnetische Geräusche anregen können Durch Staffelung der L.aufcrblechtcilpakete gelingt es. die von den I .aufernui harmonischen bewirkten svnchroren Oberwcllcnmo mente zu unterdrücken und damit eine glattere

M) Drehmoment Drehzahlkennlinie bzw einen ruhigeren Hochlauf zu erzielen. Gleichzeitig wird das Sattelmoment angehoben, wodurch ein höheres mittleres Hochlaufmoment zur Verfügung steht. Gegenüber einem nur geschrägten Läufer sind dabei die Zusatzverluste deutlich vermindert, so daß ein besserer Wirkungsgrad und eine geringere Erwärmung erzielt Werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch einfache richtige Schichtung ohne äußere Markierungen

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einfacher herzustellender Kurzschlußläufer der eingangs genannten Art mit durchgehend geschlossenem Umfang des gesamten Läuferblechpaketes für beliebige Nutenzahlen und Nutenabrnessungen sowie vollständig und symmetrisch in die Distanzblechpakete eingebetteten inneren Kurzschlußringen mit besseren elektrischen Eigenschaften zu schaffen.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt gemäß der Erfindung dadurch, daß der Kurzschlußläufer als Staffelläufer ausgestaltet ist, daß die Zahl der Nuten in den Läuferblechteilpaketen gleich der Zahl der Nuten in den Distanzblechpaketen gewählt ist und daß die Distanzblechpakete zu den Läuferblechteilpaketen so angeordnet sind, daß die einen Stirnseiten der Stege zwischen den breiteren Nuten der Distanzbleche an den Sitrnseiten der Zähne zwischen den schmaleren Nuten des einen Läuferblechteilpaketes mittig anliegen und die jeweils anderen Stirnseiten der betreffenden Stege mittig vor den schmaleren Nuten des anderen Läuferblechteilpaketes angeordnet sind.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 und 3.

Der vollständig geschlossene Umfang des Staffelläufers nach der Erfindung ergibt bei Asynchronmaschinen in explosionsgeschützter Ausführung eine längere Erwärmungszeit bis zum Erreichen der zulässigen Grenztemperatur an der Läuferoberfläche. Wegen der vorwiegend in den oberen Stabpartien auftretenden Verluste bei blockiertem Läufer steigt die Temperatur an der Blechpaketmantelfläche langsamer an als im Kurzschlußkäfig.

Ein generelle· Vorteil liegt auch darin, daß die Einbuße an aktiver Länge bei Kurzschlußläufern nach der Erfindung wesentlich geringer ist als bei der bisher üblichen Ausführung. Im Luftspalt steht die volle Läuferoberfläche für den Flußübergang zur Verfügung. Die zwischen den verbreiterten Nuten verbleibenden Stege der Distanzbleche entlasten magnetisch die Läuferzähne und deren Innenring das Joch.

Einige Ausfu/irungsbeispiele der Erfindung sind vereinfacht in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher erläutert. Es zeigt

Fig. la Teile eines Läuferbleches für einen Doppelstabläufer und eines Distanzbleches,

Fig. Ib eine abgewickelte Ansicht eines nach der Linie xx geschnittenen Staffelläufers, der aus Blechen nach Fig. la geschichtet ist.

F i g. 2 einen Teil eines Distcnzbleches. das aus einem Läuferblech nach Fig. la durch Mehrfachstanzung hergestellt ist.

F i g. Ja übereinanderliegend jeweils Teile eines Läufer und eii.es Disianzblecnes für ein ungestaffelte« Disian/blechpaket. wobei das Distan/blech mit gleicher Ntitteilung wie das Läuferblech ausgeführt ist. und

Fig. 3b eine Ansicht auf die abgewickelten Schnittflachen eines längs der Linie ν χ geschnittenen Staffeläufers nach F 1 g. Ja.

In ( ig. la sind die l.äufcrbleche 1 mit geschlossenen Nuten 2 fur einen Doppelstab Druckgußläufer und die Distan/bleche J mit der gleichen Zahl von geschlnsse nen trapezförmigen Nuten 4 versehen. Die radiale Höhe der Nuten 4 ist etwa gleich der radialen Höhe der Nuten 2 bemessen. Die Breite der Nuten 4 ist dagegen größer als die Breite der Nuten 2, so daß die radialen Stege 6 zwischen den Nuten 4 schmäler als die Zähne 5 zwischen den Nuten 2 sind. Am Umfang der Läuferbleche 1 sind die Nuten 2 abschließende Randstege 7 und am Umfang der Distanzbleche 3 die Nuten 4 abschließende etwas breitere Randstege 8 vorhanden, deren Außendurchmesser gleich sind. Aus den Läuferblechen 1 geschichtete Läuferblechteilpakete A und B sind nach Fig. Ib gestaffelt, d.h. in Umfangsrichtung um eine halbe Nutteilung versetzt, und durch aus den Distanzblechen 3 geschichtete, ebenfalls gestaffelte Distanzblechteilpakete C, D axial voneinander beabstandet. Die Räume zwischen den Stirnseiten der Läuferblechteilpakete A, B und der Distanzblechteilpakete C. D werden vom Werkstoff des Kurzschlußkäfigs ausgefüllt, der in diesem Teil einen etwa zickzackförmig in Umfangsrichtung verlaufenden Zwischenring bildet.

Ein Distanzblech 3' mit breiteren Nu· ι 4' kann auch aus einem Läuferblech 1 nach F i g. la d&Jurch erhalten werden, daß man gemäß F i g. 2 mit dem gleichen Stanzwerkzeug mehrere in Umfangsrichtung versetzte Nuten nach den Achsen I. II, III überlappend stanzt, so

2·> daß sich d-e verbreiterten Nuten 4' und die Stege 6' ergeben. Die Zahl der zusätzlichen Sianzvorgänge hängt dabei vom Verhältnis der Nutbreite zur Stegbreite ab.

Man kann auch ein ungestalfeltes Distaizblechpaket

in E nach Fig. 3b einbringen, wenn die Nuten 4d gemäß Fig. 3a so ausgebildet sind, daß die dazwischenliegenden radialen Stege 6c/einen mittleren Teil der Nuten 2 des Läuferblechteilpaketes B überdecken und in der Mitte der Zähne 5 des anderen Läuferblechteilpaketes

ji A liegen. Die Zahl der Nuten 4c/ist dabei wiederum so groß wie die Zahl der Nuten 2. Eine Anordnung gemäß F i g. 3a und 3b setzt allerdings voraus, daß die Nuten 2 in den Läuferblechteilpaketen A und B ν esen'Mch breiter sind als die Stege 6c/. Um Unsymmetrien zu vermeiden, müssen dabei allerdings die Stege 6c/exakt mittig .u den Nuten 2 des Läuferblechteilpaketes ßbzw. mie.ig zu den Zähnen des Läuferblechteilpaketes A ausgerichtet sein. Das Abdecken des Schützes «wischen der inneren Tropfen- und der äußeren Rundnut zum

4-> Läuferblechteilpaket B hin ist von untergeordneter Bedeutung.

Man kann durch gezielte stirnseitige Abdeckung bestimmter Teile der Nuten der Läuferblechteilpakete gewisse Betriebseigenschaften der Asynchronmaschi-

Vi nen beeinflussen. Durch radiale Vergrößerung der Randstege (8 in Fig. la) der Distanzbleche kann man die Nuten fur die Außensiäbe in den Läuferblechen Stirnseite abdecken, so daß bei eingegossenem Kurzschlußkäfig die Ströme von den äußeren Käfigstä-

;<·, ben beiderseits der a!' /wischenring/one fungierenden Distan/blechpaketc radial /u den inneren Käfigstäben verlaufen müssen. Hierdurch ergibt sich eine Vergrößerung des ohmsthen Widerstandes und damit eine Verbesserung der An.jufeigenschaften des Kurzschluß-

,(ι läufermotors bei praktisch unveränderter Wärmekapa zilät des gestaffelten Kurzschlußläufers.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

At Patentansprüche:

1. Kurzschlußläufer mit eingegossenem Kurzschlußkäfig, bei dem aus gleichen Läuterblechen mit geschlossenen Nuten geschichtete Läuferblechteilpakete durch den gleichen Außendurchmesser aufweisende Distanzblechpakete mit radial gleich großen, in Umfängsrichtung breiteren geschlossenen Nuten axial voneinander beabstandet gehalten sind und die Distanzblechpakete mäanderförmige, eingegossene innere Kurzschlußringe einschlielen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzschlußläufer als Staffelläufer ausgestaltet ist, daß die Zahl der Nuten (2) in den Läuferblechteilpaketen (A, B) gleich der Zahl der Nuten (4, 4d, 4') in den Distanzblechpaketen (C, D, E) gewählt ist und daß die Distanzblechpakete zu den Läuferblechteilpaketen so angeordnet sind, daß die einen Stirnseiten der Stege (6,6d, 6') /.wischen den breiteren Nuten (4, Ad, 4') der Distanzbieche (3,3u, 3') an den Stirnseiten der Zähne (5) zwischen den schmaleren Nuten (2) des einen Läuferblechteilpakets mittig anliegen und die jeweils anderen Stirnseiten der betreffenden Stege mittig vor den schmaleren Nuten (2) des anderen Läuferblechteilpaketes angeordne' sind.

2. Staffelläufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die halbe Zahl der Distanzbleche zu einem Distanzblechteilpaket (C. D) geschichtet ist und beide Distanzblechteilpakete (C, D) ebenfalls in U 'fangsrichtung gegeneinander um eine halbe Nutteilung versetzt (gestaffelt) sind, wobei die einen Stirnseiten der Stege (6) der beiden Distanzblechteilpakeie mittig zu den Zähnen (5) ihrer benachbarten Läuferblechteiipakete (A. B)und mittig zu den Nuten (2) des jeweils anderen Läuferblechteilpaketes (B, /fliegen (F i g. I b).

3. Staffelläufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur cm einheitlich geschichtetes einziges Distanzblechpaket (E) zwischen zwei Läuferblechteilpaketen (A. B) vorgesehen ist und daß die Stege (bd) des Distanzblechpaketes (E) mittig /u den Zähnen (5) des einen Läuferblechteilpaketes (A) sowie mittig zu den Nuten (2) des anderen Läuferblechteilpaketes fliegen (F i g. 3b).