DE3321444C2

DE3321444C2 -

Info

Publication number: DE3321444C2
Application number: DE3321444A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Nagoya Aichi Jp Kumatani
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1982-06-14
Filing date: 1983-06-14
Publication date: 1987-12-10
Also published as: US4554472A; DE3321444A1; JPS58193768U

Description

Die Erfindung betrifft einen Induktionsmotor mit den Merkma len des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Bei einem bekannten Wechselstrommotor dieser Bauart (DE-GM 18 12 297) sind außer einer Bohrung keine besonderen Maßnah men zur Wärmeabfuhr von der Tragscheibe getroffen.

Zum Stand der Technik gemäß 3 Abs. 2, Ziff. 1 PatG gehört ein Induktionsmotor mit den Merkmalen a) bis c), e), g), teilweise f), g) und h) des Anspruchs 1 (DE-OS 32 09 976).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hinsicht lich der Wärmeabfuhr verbesserten Induktionsmotor der im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Art zu schaffen, der bei geringer Trägheit ein exzellentes Regelverhalten aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen.

Da bei dem Induktionsmotor nach der Erfindung die Kühlung bzw. Wärmeabfuhr verbessert und der einen Teil des magneti schen Pfades des rotierenden magnetischen Feldes bildende Jochabschnitt vom Rotor getrennt ist, ist ein Induktionsmo tor mit geringer Trägheit geschaffen, der einen geringen Temperaturanstieg im Motorinneren aufweist und exzellente Eigenschaften hinsichtlich Drehzahlanstieg und -abfall aufweist.

Ein weiterer Ventilator gemäß Anspruch 3 ist an sich be kannt (FR-PS 15 68 929). Ferner ist es bekannt, bei einem Elektromotor eine Bremsvorrichtung vorzusehen (DE-PS 6 48 943).

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen mit weiteren Einzel heiten näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 den oberen Halbschnitt durch eine Aus führung eines Induktionsmotors gemäß der Erfindung und

Fig. 2 ebenfalls den oberen Halbschnitt durch eine andere Ausführung eines Induktionsmotors gemäß der Erfindung.

In den Zeichnungen bezeichnet die Bezugszahl 1 ein Statorblechpaket, um welches eine Statorwicklung 2 gewunden ist. Bezugszahl 3 bezeichnet ein dem Innenabschnitt des Statorblechpakets 1 radial gegenüberliegendes Joch, das von der inneren Umfangsfläche des Statorblechpakets durch einen Spalt 4 ge trennt ist und von einem Durchgangsloch 3 a durchsetzt ist. Be zugszahl 5 bezeichnet einen zylindrischen Rotor, der mit einem Hauptteil in den Spalt 4 zwischen dem Joch 3 und dem Statorkern 1 hineinragt. Der Rotor 5 kann als leitender Körper aus Aluminium, Kupfer, einer Silber-Kupfer-Legierung u. dgl. ausgebildet sein. Be zugszahl 6 bezeichnet eine rotierende Tragscheibe, welche das Seitenteil des Rotors 5 hält und aus einem Werk stoff mit exzellenter Wärmeleitfähigkeit wie Aluminium o. dgl. besteht. Der Basisabschnitt der Tragscheibe 6 ist an einer im folgenden noch beschriebenen Welle 9 befestigt. Bezugszahl 6 a bezeichnet einen Luft durchlaß in der Tragscheibe 6. 7 ist ein Rahmen, der an der Innenfläche seines äußeren Umfangsabschnittes mehrere konvexe Abschnitte 7 a aufweist, die mit dem Rahmen einstückig und mit einem Abstand voneinander ausgebildet sind und sich in axialer Richtung des Rahmens erstrecken. An den konvexen Abschnitten ist der äußere Umfangsabschnitt des Statorblechpakets 1 befestigt und somit am Rahmen 7 gesichert. Der Rahmen hat ein Durchgangsloch 7 b, das sich in seinem mittleren Bereich axial erstreckt, und ferner einen Ringvorsprung 7 c, welcher die Wand des Durchgangslochs 7 b bildet und auf seiner Außenseite das Joch 3 trägt. Bezugszahl 7 f be zeichnet ein Entlüftungsloch im Vorsprung 7 c und Be zugszahl 8 einen Flansch, der die Öffnung auf der Last seite des Rahmens 7 abdeckt. Die Welle 9 unterstützt den inneren Umfang des Ringvorsprungs 7 c des Rahmens 7 sowie den Flansch 8 über Lager 10, 11 und trägt außerdem die Tragscheibe 6 axial innerhalb vom Flansch 8. Bezugszahl 12 bezeichnet einen Ventilator, der auf dem gegenüber der Lastseite angeordneten Endabschnitt 9 a der Welle 9 sitzt und Kühlluft in das Innere des Rahmens 7 über einen Luftkanal 7 d fördert. Bezugszahl 13 bezeichnet eine Ventilator-Abdeckung, welche am Rahmen 7 be festigt ist, um den Ventilator 12 einzuschließen. Bezugszahl 13 a bezeichnet einen Lufteinlaß in der Kühl ventilator-Abdeckung 13. Bezugszahl 14 bezeichnet eine Strahlungsplatte, welche auf der Außenseite der Tragscheibe 6 befestigt ist, und Bezugszahl 15 be zeichnet einen weiteren Ventilator, der einstückig mit der Strahlungsplatte 14 ist.

Wenn der Induktionsmotor des oben beschriebenen Auf baus durch Speisen von Wechselstrom in die Stator wicklung 2 angetrieben wird, wird ein rotierendes magnetisches Feld erzeugt, und das Joch 3 bildet einen Teil des magnetischen Pfades des rotierenden magnetischen Feldes. Als Ergebnis wird der im Spalt 4 befindliche Rotor 5 von magnetischem Fluß durchsetzt, der in ihm Wirbelströme erzeugt. Durch die elektromagnetische Wirkung zwischen diesem Wirbelstrom und dem magnetischen Feld entsteht ein Drehmoment zum Antreiben des Rotors 5. Dieses Drehmoment wird über die Welle 9 und die Tragscheibe 6 zum Antrieb der Last übertragen.

Durch dieses Antreiben der Last wird eine große Wärme menge in der Statorwicklung 2, dem Statorblechpaket 1 und dem Joch 3 beim Start und im Betrieb des Motors erzeugt, wodurch die Temperatur in diesen Bauteilen sehr hoch an steigt. Jedoch wird von dem Kühlventilator 12 längs des Strömungsweges A Kühlluft in einem Luftkanal 7 e längs den vorspringenden Abschnitten 7 a zum Unterstützen des Statorblechpakets 1 herangeführt, um den äußeren Umfangs abschnitt des Statorblechpakets zu kühlen, worauf diese Luft über das Luftauslaßloch 8 a im Flansch 8 wieder abge führt wird. Der andere Teil der Kühlluft passiert das Durchgangsloch 3 a im Joch 3 und das Entlüftungsloch 7 f im Ringabschnitt 7 c des Rahmens 7 und passiert als Luft strom das Durchgangsloch 7 b, wie durch die Pfeile B und C angedeutet ist. Dann strömt die Luft durch den Luftdurchlaß 6 a in der Tragscheibe 6 und wird in Richtung des äußeren Umfangs der Tragscheibe 6 durch den Ventilator 15 beschleunigt, worauf die Luft aus dem Luftauslaßloch 8 a austritt. Zusätzlich saugt der Ventilator 15 Kühlluft über ein Luft einlaßloch 8 b im Flansch 8. Die Kühlluft aus dem Luft einlaßloch 8 b wird mit der aus dem Luftdurchlaß 6 a an kommenden Kühlluft vereinigt, um die Tragscheibe 6 und die Strahlungsplatte 14 zu kühlen, welche durch im Rotor 5 erzeugte Wärme durch Leitung aufgeheizt wurden, worauf die Luft über das Luftauslaßloch 8 a abgeführt wird.

Fig. 2 zeigt eine andere Ausführung der Erfindung, bei welcher eine elektromagnetische Bremse zum abrupten Anhalten der Last vorgesehen ist. Bezugszahl 21 bezeichnet eine elektromagnetische Bremse. Die Bezugszahlen 22 bis 26 bezeichnen Teile der elektromagnetischen Bremse 21, wobei 22 und 23 Eisen kernteile zum Unterstützen einer Bremswicklung 24 inner halb des Eisenkernes bezeichnen. Die Bezugszahl 25 be zeichnet eine Bremsscheibe, welche von einer Feder (nicht gezeigt) in Richtung weg von dem Eisenkern 23 gedrückt wird und axial verschieblich auf der rotierenden Welle 9 sitzt. 25 a ist ein Luftloch der Bremsscheibe, 26 ein fest auf der der Bremsscheibe 25 gegenüberliegenden Seite des Eisenkerns 23 aufgebrachter Reibbelag und 27 ein Flansch aus unmagnetischem Material, der an der Last seite des Rahmens 7 zur Unterstützung der Eisenkern teile 22, 23 der elektromagnetischen Bremse 21 befestigt ist. 27 a und 27 b bezeichnen eine Luftauslaßöffnung und eine Lufteinlaßöffnung im Flansch 27.

Wenn der so aufgebaute Induktionsmotor abrupt ange halten wird, wird die Statorwicklung 2 von der Strom quelle getrennt, und mittels eines Erregerstromes in der Bremswicklung 24 der elektromagnetischen Bremse 21 wird ein magnetischer Fluß die Eisenkernteile 22, 23 und die Bremsscheibe 25 durch fluten. Aufgrund dessen wird die Bremsscheibe 25 an den Eisenkern 23 unter axialer Gleitbewegung auf der Welle 9 angezogen, und die Last wird mittels der Brems scheibe 25 und der Welle 9 aufgrund der Reibung zwischen dem Bremsbelag 26 und der Bremsscheibe 25 und dem Eisen kern 23 sogleich gestoppt. Da der Flansch 27 wie erwähnt aus unmagnetischem Material besteht, besteht keine Möglichkeit, daß der durch Erregen der Bremswicklung 24 erzeugte magnetische Fluß aus der Bremsscheibe 25 über das Lager 11 austritt, so daß kein Teil des Lagers 11 beschädigt werden kann. Wenn der beschriebene Induktions motor zum Antreiben einer Industrie-Nähmaschine verwendet wird, steigt die Temperatur der Elektro magnetbremse 21 aufgrund häufiger Starts und Stops an. Dieser Tempraturanstieg kann jedoch verhindert und ein geeignetes Temperaturniveau kann gehalten werden, indem die Innenseite der Elektromagnetbremse 21 mit Kühl luft gekühlt wird, welche über die Lufteinlaßöffnung 27 b des Flansches 27 und das Luftloch 25 a der Bremsscheibe 25 mittels des Entlüftungsventilators 15 gefördert wird, und ferner mit Kühlluft, welche über das Luftloch 6 a der Tragscheibe 6 durch Zusammenwirken des Kühl ventilators 12 und des Entlüftungsventilators 15 ge fördert wird, worauf die Luft über die Luftauslaßöffnung 27 a des Flansches 27 abgeführt wird.

Bei den beschriebenen Ausführungen ist das Statorblechpaket 1 außerhalb des äußeren Umfangs des Rotors 5 angeordnet, während das Joch 3 auf der inneren Umfangsseite des Rotors 5 angeordnet ist. Das Statorblechpaket 1 kann jedoch auch an der inneren Umfangsseite des Rotors 5 und das Joch auf der äußeren Umfangsseite des Rotors 5 ange ordnet sein. In diesem letzteren Falle wird der Luft kanal im Statorblechpaket 1 ausgebildet.

Ferner ist bei den beschriebenen Ausführungen der Luftkanal im Joch 3 selbst ausgebildet, wenngleich auch der äußere Umfangsabschnitt des Ringvorsprunges 7c zur Ausbildung des Luftkanals in gleicher Weise wie bei den axialen konvexen Abschnitten 7 a verwendet werden kann.

Claims

1. Induktionsmotor geringer Trägheit mit

a) einem gegenüber einem Statorblechpaket (1) mit Stator wicklung (2) angeordneten, durch einen spalt (4) davon getrennten Joch (3) mit einem Durchgangs loch für Kühlluft;
b) einem Rahmen (7), der in seinem mittleren Abschnitt eine zentrale Durchgangsbohrung (7 b) sowie einen Stützabschnitt (7 c) zum Unterstützen des Jochs oder des Statorblechpakets (1) aufweist;
c) einem drehbar in dem Spalt (4) angeordneten Rotor (5);
d) einer die Durchgangsbohrung (7 b) des Rahmens (7) durchsetzenden Welle (9), die frei drehbar ge lagert ist;
e) einer rotirenden Tragscheibe (6), die fest auf der Welle (9) angeordnet ist und den Rotor (5) trägt, und
f) einem Ventilator (12), der fest auf der Welle (9) sitzt und Kühlluft durch die Durchgangsbohrung (7 b) sowie das Durchgangsloch (3 a) im Joch (3) in das Innere des Rahmens aufgrund der Drehung der Welle fördert,

dadurch gekennzeichnet, daß

g) die Tragscheibe (6) eine Strahlungsplatte (14) zur Abfuhr von im Rotor erzeugter Wärme in die Um gebungsluft aufweist, und
h) zwischen dem Rahmen (7) und dem Statorblechpaket (1) eine Passage (7 a) vorgesehen ist, durch welche Kühlluft mittels des Ventilators (12) von der Außenseite des Rahmens her zur Strahlungsplatte (14) gefördert wird.

2. Induktionsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Tragscheibe (6) aus einem Werkstoff mit exzellenter Wärmeleitfähigkeit besteht.

3. Induktionsmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Tragscheibe (6) mit einem weiteren Ventilator (15) zur Zwangsabfuhr von Luft versehen ist, welche in das Innere des Rahmens (7 ) mittels des Ventilators (12) gefördert worden ist.

4. Induktionsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß eine elektro magnetische Bremsvorrichtung (21) an der Welle ( 9) angebracht ist.

5. Induktionsmotor nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichent, daß die elektromagnetische Bremsvor richtung (21) mit einem Luftkanal (27 a, 27 b) versehen ist.