DE317454C

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Publication number: DE317454C
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Description

Es ist bekannt, einen Mehrphaseninduktionsmotor mit Käfiganker mit zwei Läuferwicklungen zu versehen, deren eine einen hohen Widerstand besitzt und in-Nuten ^m Umfange des Rotors liegt, während die zweite Wicklung geringen Widerstand besitzt und in Nuten liegt, die etwa in halber Kernhöhe angeordnet sind. Die Anordnung ergibt dadurch, . daß die Hauptwicklung in halber KemhöheIt is known a polyphase induction motor with squirrel cage armature with two rotor windings to be provided, one of which has a high resistance and in-grooves ^ m circumference of the rotor, while the second winding has low resistance and is in Grooves is located, which are arranged approximately half the height of the core. The arrangement results in . that the main winding is halfway up the core

ίο angeordnet ist, sehr große Abmessungen des Läufers und damit des gesamten Motors.ίο is arranged very large dimensions of the Rotor and thus the entire motor.

Eingehende Untersuchungen haben nun gezeigt, daß' man mit einer wesentlich geringeren Nutentiefe bei der beschriebenen Anordnung auskommt, wenn man gemäß der Erfindung die Tiefe und Breite der Nut sowie das Verhältnis der Widerstände beider Rotorwicklungen so abgleicht, daß die Reaktanz des von beiden Leitern gebildeten (gedachten oder wirklich vorhandenen) Wicklungskreises ungefähr gleich dem doppelten Werte des kombinierten Widerstandes der Wicklungsteile bei Anlauf ist.In-depth investigations have now shown that 'one with a significantly lower Groove depth gets by with the arrangement described, if one according to the invention adjusts the depth and width of the groove and the ratio of the resistances of the two rotor windings so that the reactance of the (imaginary or actually existing) winding circle formed by both conductors approximately is equal to twice the value of the combined resistance of the winding parts at start-up.

Die Fig. ι und 2 zeigen zwei Ausführungsformen der Rotorwicklung. Die Stäbe zunächst dem Luftspalt besitzen den hohen Widerstand r₂ und können beispielsweise aus Widerstandsmaterial bestehen. Die Stäbe im Nutengrund aus gut leitendem Material besitzen den viel geringeren Widerstand r_v Der Abstand der Leiter h und die Nutenbreite η sind eine Funktion der angestrebten Widerstandserhöhung bei Anlauf. Ob die Wicklungen auf jeder Seite einen gemeinsamen Kurzschlußring besitzen oder ob die Wickhingen elektrisch getrennt mit je einer besonderen Leitung auf beiden Seiten "ausgeführt sind, ist für die Wirkungsweise grundsätzlich gleichgültig. Unter Umständen kann man auch die ganze Nut mit ein und demselben Material ausgießen (Fig. 3).FIGS. 1 and 2 show two embodiments of the rotor winding. The rods next to the air gap have the high resistance r ₂ and can for example consist of resistance material. The rods in the groove bottom made of highly conductive material have the much lower resistance r _v. The distance between the conductors h and the groove width η are a function of the desired increase in resistance at start-up. Whether the windings have a common short-circuit ring on each side or whether the winding rings are designed to be electrically separated with a special cable on both sides is basically irrelevant for the mode of operation. Fig. 3).

Da es häufig notwendig sein wird, einen Teil des Widerstandes r₂ außerhalb der aktiven Ankerbreite durch gut ventilierte Widerstandsverbindungen zum Kurzschlußring oder durch den Kurzschlußring selbst herzustellen, so wird man meist die zuerst beschriebene Bauart vorziehen.Since it will often be necessary to produce part of the resistance r ₂ outside the active armature width by means of well-ventilated resistance connections to the short-circuit ring or through the short-circuit ring itself, the design described first will usually be preferred.

Bezeichnet man mit R₀ den kombinierten Rotorwiderstand für niedrige Frequenzen, mit R den kombinierten Rotorwiderstand bei Anlauf, mit L die Ankereisenbreite und mit γ die Netzfrequenz, so ist die Reaktanz des von den beiden Leitern gebildeten Wicklungskreises gegeben durch die Beziehung If R ₀ denotes the combined rotor resistance for low frequencies, R denotes the combined rotor resistance at start-up, L denotes the armature iron width and γ denotes the network frequency, then the reactance of the winding circuit formed by the two conductors is given by the relationship

■ 10'■ 10 '

Als Abstand h der Leiter ist hierbei ein Wert einzuführen, der etwas kleiner ist als der Abstand der Leitermitte, und der sich aus der Form des Nutenstreufeldes ergibt.A value which is slightly smaller than the distance from the center of the conductor and which results from the shape of the slot stray field is to be introduced as the distance h between the conductors.

Die Rechnung zeigt, daß die günstigsten Verhältnisse erreicht werden, d.h. daß man bei starker Widerstandserhöhung bei Anlauf und vergleichsweise günstigem Leistungsfaktor die geringste Nutentiefe erhält, wenn die folgenden Gleichungen erfüllt sind:The calculation shows that the most favorable conditions are achieved, i.e. that one with a strong increase in resistance during start-up and a comparatively favorable power factor gets the shallowest groove depth when the following equations are met:

« 2R+R₀, « 2R + R ₀ ,

Für den Widerstand r₂ des außenliegenden Zweiges ergibt sich also ungefähr der doppelte Wert des angestrebten Anlaufwiderstandes, und etwa der gleiche Wert ergibt sich fürFor the resistance r _{2 of} the external branch there is thus approximately twice the value of the desired starting resistance, and approximately the same value is obtained for

ίο die gesamte Reaktanz K₁ der von beiden Leitern Y₁ und r₂ gebildeten Rotorschleifen. Die beiden Forderungen sind aber insofern nicht gleichwertig, als die Abweichungen der Werte von ihrem günstigsten Wert bei den beiden Größen verschieden bemessen werden können, ohne-daß man aus dem Rahmen der Erfindung fallt. Es ,wird hiernach der Widersand r₂ des außenliegenden Zweiges gleich, dem I¹Z₂- bis 2^r/₂ fachen Wert des angestrebten Anlaufwiderstandes gemacht und die Reaktanz K₁ der gesamten Rohrwicklung T₁ und r₂ doppelt so groß wie der angestrebte Anlaßwiderstand R mit Abweichungen von +. 10 Prozent. Die Verhältnisse werden am besten durch die Kurven der Fig. 4 klargestellt.ίο the total reactance K _{1 of} the rotor loops formed by the two conductors Y ₁ and r _2. However, the two requirements are not equivalent insofar as the deviations of the values from their most favorable value can be measured differently for the two quantities without falling outside the scope of the invention. The resistance r _{2 of} the external branch ^{is then made equal to I 1} Z ₂ - to 2 ^r / ₂ times the value of the desired starting resistance and the reactance K _{1 of} the entire tube winding T ₁ and r _{2 is} twice as large as the desired starting resistance R with deviations from +. 10 percent. The relationships are best clarified by the curves in FIG.

Fig. 4 zeigt die Rotornutenstreuung bzw. das Verhältnis K₁ zu r als Funktion des Verhältnisses R ₂ zu r, und zwar für verschiedene Werte der Widerstandserhöhtingen R : R₀. Aus diesen Kurven- ist zu entnehmen, daß der Widerstand des außenliegenden Zweiges den 1V2" bis 2¹/₂fachen Wert des angestrebten An-4 shows the rotor slot scatter or the ratio K ₁ to r as a function of the ratio R ₂ to r, specifically for different values of the resistance increases R: R ₀ . From these curves it can be seen that the resistance of the external branch of the 1V2 "to 2 ^_1/2 times the value of the expected arrival

. laufwiderstandes annehmen kann, ohne daß die Retornutenstreuung wesentlich von ihrem günstigsten Wert, deni Minimalwert, abweicht, und zwar gilt dies für Widerstandserhöhungen zwischen 2 und 50, also innerhalb des . gesamten praktisch möglichen Bereiches. Die Abweichungen der Rotornutenstreuung selbst betragen hierbei höchstens io Prozent nach oben oder nach unten von dem als günstigsten Wert bezeichneten Werte 2 R. . can assume running resistance without the return groove scatter deviating significantly from its most favorable value, the minimum value, and this applies to increases in resistance between 2 and 50, i.e. within the. entire practically possible area. The deviations of the Rotornutenstreuung even be this maximum io percent upward or downward from the value designated as the best values 2 R.

Fig. 5 zeigt, welche Verbesserung durch die neue Anordnung erzielt werden kann gegenüber den bisher bekannten Anordnungen, bei denen die Rotornutenstreuung zur Verbesserung der Anlaufverhältnisse von Käfigankermotoren verwendet worden ist.Fig. 5 shows what improvement can be achieved by the new arrangement over the previously known arrangements in which the rotor slot scatter to improve the starting conditions of squirrel cage motors has been used.

Die Kurve α zeigt die Funktion der Rotornutenstreuung I-^-1 in Abhängigkeit von derThe curve α shows the function of the rotor slot scatter I - ^ - 1 as a function of the

Widerstandszunahme bei Verwendung eines einzigen sehr hohen Stabes pro Nut. Kurve b zeigt die gleiche Funktion für die Anordnung mit.zwei verschränkten Stäben, pro Nut, Kurve c die Anordnung gemäß der Erfindung mit zwei Stäben verschiedenen Widerstandes.Resistance increase when using a single very high bar per groove. Curve b shows the same function for the arrangement with two interlaced rods, per groove, curve c the arrangement according to the invention with two rods of different resistance.

Claims

Patent claim:

Short-circuit armature for asynchronous motors with a rotor winding divided into two parallel branches of different resistance, the branch with high resistance being arranged in the vicinity of the air gap, the branch with low resistance in the vicinity of the bottom of the slot, characterized in that the resistor ( r ₂ ) of the external branch is equal to the I ¹ Z ₂ - up to 2 ^χ / ₂ times the value of the desired starting resistance, the reactance (K ₁ ) of the entire rotor winding (T ₁ and r ₂ ) approximately twice as large as the desired starting resistance (R ) with deviations of ± _ io percent.

1 sheet of drawings.