DE3306548A1

DE3306548A1 - Solid rotor body of an electrical asynchronous machine, especially a rectifier-supplied asynchronous motor

Info

Publication number: DE3306548A1
Application number: DE19833306548
Authority: DE
Inventors: Jens Dr. Hamann; Rudolf von Dipl.-Ing. 1000 Berlin Musil
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1983-02-22
Filing date: 1983-02-22
Publication date: 1984-08-23
Also published as: JPS59162753A

Abstract

In a solid rotor body (1) of an electrical asynchronous machine having a squirrel-cage winding consisting of round bars (2), the cylindrically domed rotor surface (3) comprises alternately surfaces (5) of the round bars (2) and surfaces (4) of the solid rotor body (1). These are produced by dressing the rotor body (1) together with the round bars (2). As a result of this large proportion of electrically conductive material of the round bars (2) on the rotor surface (3), low-loss guidance of the rotor currents produced as a consequence of the harmonic currents of the stator winding is achieved in rectifier-supplied asynchronous motors. <IMAGE>

Description

Massiver Läuferkörper einer elektrischen AsynchronmaSolid rotor body of an electrical asynchronous machine

schi ne, insbesondere eines stromrichtergespeisten Asynchromotors Die Erfindung bezieht sich auf einen massiven Läuferkörper einer elektrischen Asynehronmaschine, in dem in Bohrungen Rundstäbe als Leiter einer Käfigwicklung angeordnet sind. Es ist allgemein bekannt, bei Asynchronmaschinen Rundstäbe aus einem geeigneten, elektrisch leitenden Material für die Kurzschlußwicklung des Läufers zu verwenden, um bei Nennbetrieb geringen Schlupf und geringe Läuferverluste zu erzielen, zumal sich gerade bei massiven Läu ferkörpern die tWohrurlgen für die Rundstäbe leichter herstellen lassen als Nuten für z.B. keilförmige Stäbe. ei derartigen bekannten Käfigwicklungen aus Rundstäben weisen diese einen bestimrnten Abstand zur Läuferoberfläche auf.Schi ne, in particular a converter-fed asynchronous motor The invention relates to a massive rotor body of an electrical asynchronous machine, in which round bars are arranged in bores as conductors of a cage winding. It is well known in asynchronous machines round bars from a suitable, electrical conductive material to be used for the short-circuit winding of the rotor in order to operate at nominal value to achieve low slip and low rotor losses, especially since massive Runner bodies make it easier to manufacture the t-ear rings for the round bars than Grooves for e.g. wedge-shaped bars. ei such known cage windings made of round bars these have a certain distance to the rotor surface.

In neuerer Zeit werden die Ständerwicklungen von Asynchronmaschinen oft über Stromrichter gespeist, wobei die Ständerströme einen sehr hohen Oberschwingungsanteil enthalten. Diese Ständerströme haben eine zusätzliche Erwärmung der Läuferoberfläche zur Folge, die unter Umständen unzulässig groß wird und auch eine Verschlechterung des Wirkungsgrades der Asnchronmaschine bewirken kann.The stator windings of asynchronous machines have recently been used often fed by converters, with the stator currents having a very high proportion of harmonics contain. These stator currents cause additional heating of the rotor surface result, which under certain circumstances becomes inadmissibly large and also deteriorates the efficiency of the synchronous machine can cause.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem massiven Läuferkörper eicr Asynehronmaschine der eingangs beschriebenen Art, insbesondere bei einem stromrichtergespeisten Asynchronmotor, mit möglichst geringem Aufwand, eine Dämpfung der Oberschwingungsströme im massiven Läuferkörper zu erhalten.The invention is therefore based on the object at a massive Rotor body eicr asynchronous machine of the type described above, in particular with a converter-fed asynchronous motor, with as little effort as possible, to obtain a damping of the harmonic currents in the massive rotor body.

Zur Lösung dieser Aufgabe setzt sich bei einem massiven Läuferkörper einer elektrischen Asynchronmaschirle gemäß der Erfindung die zylindrisch gewölbte Luferobcrfläche entlang des Umfangs abwechselnd aus Flächen der Rundstäbe und aus Flächen des massiven 1 äu ferkörpers zusammen, die durch Abdrehen des Läuferkörpcrs zusammen mit den Rundstäben entstarlden sind, und die verbleiberlde radiale Höhe der Läuferstäbe ist kleiner als ihr Durchmesser, aber größer als ihr Radius. Auf diese Weise besteht ein genügend großer Anteil der Läuferoberfläche aus elektrisch leitendem Material, wodurch eine unzulässig hohe Erwärmung, wie sie sonst die Oberschwingungen in den Ständerströmen verursachen würde, verhindert wird.To solve this problem, a massive rotor body is used an electric asynchronous machine according to the invention, the cylindrically curved Air surface along the circumference alternating from surfaces of the round bars and from Areas of the massive 1 outer body together, which by turning the rotor body are unstardened together with the round bars, and the remaining radial height the rotor bar is smaller than its diameter, but larger than its radius. on In this way, a sufficiently large proportion of the rotor surface consists of electrical conductive material, which causes an unacceptably high level of heating, as would otherwise be the case with harmonics in the stator currents is prevented.

Da dies durch ein einfaches Abdrehen des massiven Läuferkörpers bei eingesetzten Rundstäben erreicht wird, bedeutet dieser Läuferaufbau nur einen geringfügigen Mehraufwand bei der Fertigung des Läufers. Die Größe der verbleibenden radialen Höhe des Rundstabes wird dabei so gewählt, daß die sichere Verankerung des Rundstabes im massiven Läuferkörper gegenüber den Fliehkraftbeanspruchungen nicht beeinträchtigt wird.Since this is achieved by simply twisting off the massive rotor body used round bars is achieved, this rotor structure means only a minor Additional effort in the manufacture of the rotor. The size of the remaining radial The height of the round rod is chosen so that the round rod is securely anchored in the massive rotor body against the centrifugal forces not impaired will.

Mit Vorteil wird ein derartiger massiver Läuferkörper einer elektrischen Asynchronmaschne so hergestellt, daß zunächst die Bohrungen zur Aufnahme der Rundstäbe auf einem genügend weit von der zylindrischen Oberfläche entfernt liegenden Durchmesser angeordnet, gebohrt werden, daß dann die Rundstäbe in die Bohrungen eingebracht werden und daß danach der massive Läuferkörper zusammen mit den Rundstäben soweit abgedreht wird, daß die verbleibende radiale Höhe der Rundstäbe kleiner als ihr Durchmesser, aber größer als ihr Radius wird. Man hat dadurch zunächst einmal den Vorteil, daß die Bohrungen für die Aufnahme der Rundstäbe in gleicher Weise wie bei bekannten normalen Käfigwicklungen mit Rundstäben in einem genügend großen Abstand von der Läuferoberfläche hergestellt werden können, so daß für den Bohrer ein allscitig möglichst gleicher Widerstand längs des Umfanges gegeben ist und ein Verlaufen der Bohrungen auch bei größeren Langer des massiven Läuferkörpers vermieden wird. Danach wird nach dem Einbringen der Rundstäbe der massive Läuferkörper zusammen mit diesen soweit abgedreht, daß die gewünschte radiale Höhe der Rundstäbe (kleiner als ihr Durchmesser, aber größer als ihr Radius) erreicht wird und man somit entlang der Oberfläche des Läufers abwechselnd Flächen aus dem massiven Läufermaterial und aus dem leitfähigen Material der Rundstäbe enthält.Such a massive rotor body is advantageously an electrical one Asynchronous machine manufactured so that first the holes for receiving the round rods on a diameter sufficiently far from the cylindrical surface arranged to be drilled, that then the round rods are introduced into the holes and that then the massive rotor body together with the round bars so far is turned off that the remaining radial height of the round bars is less than you Diameter, but larger than its radius becomes. First of all, you have the Advantage that the holes for receiving the round rods in the same way as in known normal cage windings with round bars in one enough large distance from the rotor surface can be made, so that for the Drill a resistance that is as constant as possible is given along the circumference and a running of the bores even with larger length of the massive rotor body is avoided. After that, after the round bars have been introduced, the solid rotor body becomes turned off together with these so far that the desired radial height of the round bars (smaller than its diameter, but larger than its radius) is reached and one thus alternating areas along the surface of the runner made of the solid runner material and made from the conductive material of the round rods.

Im folgenden sei die Erfindung anhand des in den Fig. 1 und 2 der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Fig. 1 zeigt einen Teil eines Radialschnittes durch einen gemäß der Erfindung aufgebauten massiven Läuferkörper, während Fig. 2 diesen Läufer bei Fertigungsbeginn nach lSerstellung der Bohrungen für die Rundstäbe bzw. deren Einbringen zeigt.In the following the invention is based on the in Figs. 1 and 2 of Drawing illustrated embodiment explained in more detail. Fig. 1 shows a Part of a radial section through a massive one constructed according to the invention Runner body, while Fig. 2 shows this runner at the start of production after production shows the holes for the round rods or their introduction.

Der Läuferkörper 1 eines stromrichtergespeisten Asynchronmotors ist massiv ausgebildet und weist eine Käfigwicklung aus Rundstäben 2, z. B. aus Kupfer, auf. Diese Rundstäbe 2 sind so angeordnet, daß sich die zylindrisch gewölbte Läuferoberfläche 3 längs des Umfanges abwechselnd aus Flächen 4 des InaUsiven Liiuft!rkörpers 1 und aus Flächen 5 der Rundstäbe 2 zusammen3etzt, wobei diese Flächen 4 und 5 bei einem gerncinsamen Abdrehen des Läuferkörpers 1 zusammen mit den Rundstäben 2 entstanden sind.The rotor body 1 of a converter-fed asynchronous motor is solid and has a cage winding made of round bars 2, z. B. made of copper, on. These round bars 2 are arranged so that the cylindrically curved rotor surface 3 alternately along the circumference of surfaces 4 of the inaUsive air body 1 and composed of surfaces 5 of the round bars 2, these surfaces 4 and 5 in one Likewise, the rotor body 1 was twisted off together with the round bars 2 are.

Dadurch ist die verbleibende radiale Höhe 6 der Rundstäbe 2 kleiner als ihr Durchmesser 7, aber größer als ihr Radius. Ein genügend großer Anteil der Läuferober- fläche 3 besteht somit aus elektrisch leitendem Material, nämlich jeweils die Flächen 5, ohne daß die Verankerung der Rundstäbe 2 im massiven Läuferkörper l darunter leidet, da die seitlich verbleibenden, zur Mitte der Rundstäbe gerichteten Begrenzungskanten 8 der Flächen 4 ausreichen, um die Rundstäbe 2 bei den auftretenden Fliehkraftbeanspruchungen gegen eine Verlagerung zu schützen. Ein derartiger Läuferkörper 1 weist eine verlustarme Führung der Läuferströmc infolge der Oberschwingungsströme in der Ständerwicklung auf.As a result, the remaining radial height 6 of the round bars 2 is smaller than its diameter 7, but larger than its radius. A large enough proportion of the Upper runner surface 3 is made of electrically conductive material, namely in each case the surfaces 5 without the anchoring of the round bars 2 in the massive Runner body l suffers from this, as the laterally remaining ones to the center of the round bars directed boundary edges 8 of the surfaces 4 are sufficient to the round bars 2 at to protect the centrifugal forces against displacement. A Such a rotor body 1 has a low-loss guidance of the rotor currents as a result the harmonic currents in the stator winding.

Fig. 2 zeigt unter Beibehaltung yleicher Bezugszeichen für gleiche Teile, daß die Bohrungen 9 zur Aufnahme der Rundstäbe 2 in einem massiven Läuferkörper 1 von zunächst größerem Durchmesser als sie dem Durchmesser der Läuferoberfläche 3 entspricht, gebohrt werden, so daß bei dem Bohren ein genügend großer Abstand 10 zwischen der ursprünglichen Läuferoberfläch-e 11 und der Bohrung 9 gegeben ist, so daß ein Auslaufen der Bohrung 9 verhindert wird. Danach werden die Rundstäbe 2 in die Bohrungen 9 eingesetzt. Dann wird der massive Läuferkörper 1 zusammen mit den eingesetzten Rundstäben 2 soweit abgedreht, bis der gewünschte Durchmesser der endgültigen Läuferoberfläche 3 erreicht wird, bei dem die verbleibende radiale Höhe der Rundstäbe 2 kleiner als ihr Durchmesser, aber größer als ihr Radius ist.FIG. 2 shows the same reference numerals for the same Parts that the bores 9 for receiving the round bars 2 in a massive rotor body 1 initially of a larger diameter than the diameter of the rotor surface 3 corresponds to be drilled, so that a sufficiently large distance when drilling 10 is given between the original rotor surface 11 and the bore 9, so that leakage of the bore 9 is prevented. After that the round bars 2 inserted into the holes 9. Then the massive rotor body 1 together with the inserted round rods 2 turned off until the desired diameter of the final rotor surface 3 is reached, in which the remaining radial height of the round bars 2 is smaller than its diameter, but larger than its radius.

2 Patentansprüche 2 Figuren - Leerseite-2 claims 2 figures - blank page-

Claims

Patent claims Solid rotor body of an electric asynchronous machine, in particular a converter-fed asynchronous motor in which round bars in bores are arranged as a conductor of a squirrel cage winding, d a d u r c h e k e n n z e i c h n e t that the cylindrically curved rotor surface (3) extends along the circumference alternately from surfaces (5) of the round bars (2) and from surfaces (4) of the solid rotor body (1) composed by twisting off the rotor body (1) together with the round bars (2) and that the remaining radial height (6) of the round bars (2) smaller than its diameter (7), but larger than its radius.

2. Method of manufacturing the massive rotor body of the electrical. Asynchronous machine in which round bars in the bores as conductors of a cage winding are arranged according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that first the holes (9) for receiving the round rods (2) on a sufficiently wide arranged at a distance from the cylindrical rotor surface (11) diameter, be drilled that then the round rods (2) are introduced into the bores (9) and that then the massive rotor body (1) together with the round bars (2) so far is turned off so that the remaining radial height (6) of the round rods (2) is smaller than its diameter (2) but becomes larger than its radius.