DE3127965A1

DE3127965A1 - Elektrische maschine mit massivem laeufer und kaefigwicklung

Info

Publication number: DE3127965A1
Application number: DE19813127965
Authority: DE
Inventors: Otto Dipl.-Ing. 1000 Berlin 31 Perner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-07-10
Filing date: 1981-07-10
Publication date: 1983-01-27
Also published as: DE3127965C2

Description

Elektrische Maschine mit massivem Läufer
und Käfigwicklung Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Maschine mit massivem Läufer und Käfigwicklung, bei welcher die Stäbe der Käfigwicklung in Bohrungen liegen, deren Querschnitt größer als der Stabquerschnitt ist und bei denen magnetische Füllstücke den freien Querschnitt der Bohrung ausfüllen.
Eine derartige Maschine ist aus der DE-PS 321 731 bekannt. Bei dieser bekannten Maschine ist der Stab der Käfigwicklung als Kupferrohr ausgebildet, und der in seinem Innern verbleibende Querschnitt der Bohrung ist durch einen Eisenstab mit kreisförmigem Querschnitt ausgefüllt. Dieser Eisenstab soll als Wärmespeicher wirken, damit die während des asynchronen Anlaufs entstehende Erwärmung in zulässigen Grenzen gehalten wird, weil durch diese besondere Formgebung der Stäbe ihre Wärmekapazltät vergrößert wird.
Weiterhin ist es bekannt, daß es bei massiv ausgebildeten Käfigläufern elektrischer Maschinen Schwierigkeiten bereitet, wenn Stäbe mit verhältnismäßig kleinem Querschnitt, wie z. B. schmale Keilstäbe, verwendet werwerden, die entsprechend sehr schmalen Nuten zu fertigen.
Dies erfordert großen Werkzeugaufwand und Verschleiß.
Aus der DE-OS 14 88 684 ist es daher bereits bekannt, die den Läuferkäfig bildenden Stäbe einer elektrischen Maschine in Nuten unterzubringen, deren Querschnitt größer als der Stabquerschnitt ist, wobei der verbleibende Zwischenraum durch Füllstücke ausgefüllt ist. Bei der bekannten Maschine umfassen diese Füllstücke jeweils mindestens zwei Seiten des keilförmigen Stabes, damit nicht nur allein die Herstellung der Nuten infolge der Wahl eines größeren Querschnitts vereinfacht ist, sondern gleichzeitig soll auch die Festlegung des Stabes in. der Nut verbessert werden; weil die Füllstücke diesen gegen ein Heraus fliegen infolge auftretender Fliehkräfte halten, so daß auf besondere Nutenverschlußkeile verzichtet werden. kann.
Der Erfindung. liegt die Aufgabe zugrunde, die Fertigung des Bohrungen für die Aufnahme der Stäbe einer Käfigwicklung in einem massiven Läufer, insbesondere bei großen Läuferängen zu erleichtern.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist. eine elektrische Maschine der eingangs beschriebenen Art so ausgebildet, daß der in der Bohrung liegende Stab keinen kreisCörmigen Querschnitt hat und daß die magnetischen Füllstücke benachbart zur engsten Stelle zwischen den Bohrungen liegen.
Der Stab wird also unabhängig von der gewünschten Form oder Größe des Stabquerschnitts stets in einer Bohrung angeordnet. Diese ist außerdem im Querschnitt größer als der Stabquerschnitt, so. daß gerade bei kleinen Stabquerschnitten die Gefahr eines Verlaufens des Bohrers bei großen Läuferlängen nicht mehr gegeben ist, Da die neben dem Stab verbleibenden freien Bohrungsräume durch magnetische Füllstücke ausgefüllt sind, die benachbart zur engsten Stelle zwischen den Bohrungen liegen, ist durch die fertigungsbedingte Wahl der Bohrungsquerschnitte kein Nachteil für die Führung des magnetischen Flusses gegeben, da dieser zum Teil über die magnetischen Füllstücke verläuft,. und der Magnetisierungsaufwand. bleibt unverändert.
Es empfiehlt sich ferner, die Füllstücke so anzuordnen, daß diese den zwischen den Bohrungen verbleiben- den Zahnrest zu einem angenähert parallelflankigen Zahn ergänzen. Ein magnetischer Engpaß, wie er sonst zwischen Rundstäben großen Querschnitts gegeben ist, wird dadurch vermieden.
Weiterhin können mit Vorteil ohne Fertigungsschwierigkeiten Stäbe mit angenähert keilförmigem Querschnitt in den Bohrungen angeordnet werden, wie sie aus elektrischen Gründen häufig erwünscht sind.
Die Füllstücke können aus geeignet geformten Stäben magnetischen Materials bestehen oder auch aus Kitt oder einem aushärtbaren Kunstharz geformt sein, dem magnetische Füllstoffe wie z. B. Eisenpulver zugefügt sind.
Im m folgenden sei die Erfindung noch anhand der in den Figuren 1 bis 3 der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Diese zeigen jeweils schematisch einen Teil eines Radialschnitts durch den massiven Läufer einer elektrischen Maschine. Für gleiche Teile sind jeweils die gleichen Bezugszahlen beibehalten.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Läufer 1 aus massivem Eisen weisen die aus Kupfer bestehenden Stäbe 2 der Käfigwicklung einen verhältnismäßig geringen Stabquerschnitt auf. Dies hätte bei der Herstellung von Bohrungen zur Aufnahme des Stabes mit einem entsprechend kleinen Kreisquerschnitt den Nachteil gehabt, daß ein dünner Bohrer leicht verläuft, was sich insbesondere bei großen Läuferlängen nachteilig auswirkt. Die Bohrungen 3 sind daher mit einem wesentlich größeren Querschnitt ausgeführt, bei dem der Bohrer nicht mehr verlaufen kann. Die Querschnittsform des Stabes 2 ist als Kreissegment mit der gewünschten Querschnittsgröße ge wählt. Ein entsprechend ebenfalls kreissegmentförmiges Füllstück 4 aus Eisen füllt den neben dem Stab 2 verbleibenden Raum innerhalb der Bohrung 3 aus. Die Füllstücke 4 liegen benachbart -zur engsten Stelle 5 zwischen den Bohrungen 3 und verstärken dort den zur Führung des magnetischen Flusses vorhandenen Querschnitt. Der Magnetisierungsbedarf ist daher gegenüber einer Bohrung mit einem dem Stabquerschnitt entsprechenden Querschnitt nicht erhöht.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Käfigwicklung des massiven Läufers 1 von Stäben 2 mit verhältnismäßig großem Stabquerschnitt gebildet ist.
Auch hier weisen die Bohrungen 3 einen größeren Querschnitt als den Stabquerschnitt auf, und jeweils einseitig angeordnete Füllstücke 4 aus magnetischem Material füllen den verbleibenden freien Raum der Bohrung 3 aus. Die Füllstücke 4 liegen benachbart zur engsten Stelle 5 des zwischen den Bohrungen 3 verbleibenden Zahnrestes 6, so daß der dort durch die Bohrung 3 verengte Querschnitt durch die magnetischen Füllstücke wieder erweitert wird, so daß kein magnetischer Engpaß entsteht.
Schließlich zeigt Fig. 3 Stäbe 2 der Käfigwicklung mit angenähert keilförmigem Querschnitt, wie er aus elektrischen Gründen zur Erleichterung des Anlaufs oder zur Verbesserung der Drehmomentkennlinie häufig erwünscht ist. Hier sind jeweils in der Bohrung 3 zwei magnetische Füllstücke 4 angeordnet, die ebenfalls benachbart zur engsten Stelle 5 des zwischen den Bohrungen 3 verbleibenden Zahnrestes 6 liegen. Die magnetischen Füllstücke 4 sind so ausgerichtet, daß sie den Zahnrest 6 zu einem angenähert parallelflankigen Zahn ergänzen.
3 Figuren 4 Ansprüche Leerseite

Claims

Patentansprüche Elektrische Maschin-e mit massivem Läufer und Käfige wicklung, bei der die Stäbe der Käfigwicklung in Bohrungen liegen, deren Querschnitt größer als-der Stabquerschnitt ist und bei denen magnetische Füllstücke den freien Querschnitt der Bohrung ausfüllen, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der in der Bohrung (3) liegende Stab (2) keinen kreisförmigen Querschnitt hat und daß die magnetischen Füllstücke (4) benachbart zur engsten Stelle (5) zwischen den Bohrungen (3) liegen.
2. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Stab (2) einen angenähert keilförmigen Querschnitt hat.
3. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Füllstücke (4) den zwischen den Bohrungen (3) verbleibenden Zahnrest (6) zu einem angenähert parallelflankigen Zahn ergänzen.
4. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Füllstücke (4) aus einem aushärtbaren Stoff bestehen, dem magnetische Füllstoffe beigefügt sind.