DE3326395A1

DE3326395A1 - Ueber einen umrichter gespeiste elektrische maschine

Info

Publication number: DE3326395A1
Application number: DE19833326395
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl.-Ing. Wien Rosenberg
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1983-07-22
Filing date: 1983-07-22
Publication date: 1985-01-31
Also published as: JPS6039332A; DE3326395C2

Description

ueber einen Umrichter gespeiste elektrische Maschine
Die Erfindung betrifft eine über einen Umrichter gespeiste elektrische Maschine mit einem die an den Umrichter angeschlossene Ständerwicklung tragenden Ständerblechpaket.
lXei den meisten Umrichtern erhält t die Maschine eine Speisespannung, die gegenüber der Rotationsfrequenz der Maschine hochfrequente Wechselspannungen (Oberschwingungen) aufweist.
Zu diesen hochfrequenten Spannungen sind keine entsprechenden Gegen-EMKe vorhanden, so daß die von diesen Spannungen hervorgerufenen Ströme nur durch die Streuinduktivität der Maschine begrenzt werden. Die hochfrequenten Oberschwingungen der Umrichterspannung verursachen daher entsprechend hohe Verluste.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß die durch die hochfrequenten Oberschwingungen verursachten Verluste durch einfache, in der Maschine selbst vorgesehene Mittel begrenzt werden.
Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt nach der Erfindung dadurch, daß außerhalb der Nuten liegende Teile der Ständerwicklung mit einer elektrisch isolierenden magnetisierbaren Masse versehen sind, die zumindest teilweise die Zwischenräume zwischen den einzelnen Leitern und Leiterbündeln ausfüllt und/oder die Leiterbündel umgibt. Durch die magnetisierbare Masse wird die Streuinduktivität der Maschine wesentlich erhöht und es werden dadurch die von dem Umrichter herrührenden hochfrequenten Ströme entsprechend vcrmindert.
Für die Fertigung bedeutet es eine wesentliche Vereinfachung, daß die magnetisierbare Masse aus einem auf die betreffenden Wicklungsteile in flüssiger oder zumindest teigiger Form aufgebrachten Gemisch aus Eisenpulver und elektrisch isolierendem, aushärtbarem Kunststoff besteht. Ein weiterer Vorteil eines solchen Gemisches ist, daß die Trennung der Eisenteilchen durch den Kunststoff praktische Wirbelstromfreiheit und elektrische Isolation gegen angrenzende Wicklungsteile ergibt.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das vorstehend genannte Eisenpulver durch pulverisierten weichmagnetischen Ferrit ersetzt. Da Ferrit selbst einen hohen spezifischen Widerstand aufweist, ist die Isolationsfestigkeit gegenüber dem Gemisch mit Eisenpulver erhöht.
Durch die Höhe des Anteils des Eisen- bzw. Ferritpulvers am Gesamtvolumen der magnetisierbaren Masse kann deren magnetische Leitfähigkeit in weiten Grenzen variiert werden.
Dies ermöglicht unter anderem auch dann eine beträchtliche Erhöhung der Streuinduktivität, wenn einzelne Wicklungsteile zwecks besserer Wärmeabfuhr unbehandelt bleiben.
Eine Erhöhung der magnetischen Leitfähigkeit der magnetisierbaren Masse wird auf einfache Weise auch dadurch erreicht, daß die Ständerwicklung vor dem Aushärten des Kunststoffes von einem Strom durchflossen ist. Das von dem durch die Ständerwicklung fließenden Strom erzeugte Magnetfeld bewirkt eine Ausrichtung bzw. Aneinanderkettung der Eisen-und Ferritteilchen in Richtung der Streuflußkraftlinien.
hierdurch wird eine starke Erhöhung der magnetischen Leitfähigkeit in der zugeordneten Vorzugsrichtung erzielt. Die Größe des durch die Ständerwicklung geschickten Stromes wird so gewählt, daß die Stärke des von i}lln erzeugten Magnctfeldes für das Ausrichten der lXisen- oder I:erritteilchen ausreicht. Auch bei einer Aneinanderkettung der Eisenteilchen in der Kunststoffmasse bleibt die Wirbel- stromfreiheit des Gemisches gewahrt, da die wie Drähte verlaufenden metallischen Kraftlinienbahnen durch den isolierenden Kunststoff voneinander getrennt sind.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 einen zwischen den Stirnverbindungen der Ständerwicklung und der Stirnseite des Blechpaketes eines Maschinenständers gelegten Querschnitt, Fig. 2 einen durch eine Nut und die Stirnverbindungen der Ständerwicklung des gleichen Maschinenständers gelegten Längsschnitt.
In Fig. 1 sind mit 1 die Leiter einer in den Nuten 2 eines Ständerblechpaketes 3 angeordneten Ständerwicklung bezeichnet. Die Nuten 2 sind in üblicher Weise mit einer Isolation4 ausgekleidet und durch Keile 5 verschlossen. Außerhalb der Nuten 2 befindet sich zwischen den von den Leitern 1 gebildeten Leiterbündeln eine magnetisierbare Masse 6. Entsprechend der Darstellung in Fig. 1 bedeckt die magnetisierbare Masse 6 nur den radialen Teil jedes Leiterbündels, was durch passende Formen beim Einbringen der magnetisierbaren Masse 6 erreicht wird. Die magnetisierbare Masse 6 kann sich jedoch auch nach innen bis zum Luftspalt und nach außen über den Nutengrunddurchmesser hinaus erstrecken.
ic Darstellung in Fig. 2 zeigt die Verteilung einer magnetisierbaren Masse 8 zwischen den einzelnen Leitern 1 sowie iiber den ganzen Umfang des von den Leitern 1 gebildeten Stirnverbindungsbündels 7. Die Verteilung der magnetisierbaren Masse 8 an und in dem Stirnverbindungsbündel 7 wird am einfachsten durch Aufbringen des Gemisches in flüssiger I:orm crreicht.
Die in Fig. 1 dargestellten Teile der magnetisierbaren Masse 6 können in axialer Richtung sowohl bis zum Ständerblechpaket 3 als auch bis zu den Stirnverbindungsbündeln 7 reichen und dort in die magnetisierbare Masse 8 übergehen.
Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, zwischen den magnetisierbaren Massen 6 und 8 und/oder der magnetisierbaren Masse 6 und dem Ständerblechpaket 3 Lüftungsöffnungen vorzusehen.
4 Patentansprüche 2 Figuren - Leerseite -

Claims

Patentansprüche huber ueber einen Umrichter gespeiste elektrische Maschine mit einem die an den Umrichter angeschlossene Ständerwicklung tragenden Ständerblechpaket, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß außerhalb der Nuten (2) liegende Teile der Ständerwicklung mit einer elektrisch isolierenden magnetisierbaren Masse (6 bzw. 8) versehen sind, die zumindest teilweise die Zwischenräume zwischen den einzelnen Leitern (1) und Leiterbündeln ausfüllt und/oder die Leiterbündel umgibt.
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 die magnetisierbare Masse (6 bzw. 8) aus einem den betreffenden Wicklungsteilen in flüssiger oder zumindest teigiger Form zugeführten Gemisch aus Eisenpulver und elektrisch isolierendem aushärtbaren Kunststoff besteht.
3. 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 magnetisierbare Masse (6 bzw. 8) aus einem den betreffenden Wicklungsteilen in flüssiger oder zumindest teigiger Form zugeführten Gemisch aus pulverisiertem weichmagnetischem Ferrit und elektrisch isolierendem aushärtbaren Kunststoff besteht.
4. Elektrische Maschine nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Ständerwicklung vor dem Aushärten des Kunststoffes von einem Strom durchflossen ist.