DE439741C - Kurzschlussanker fuer Induktionsmotoren mit tiefen Nuten und zwei oder einigen wenigen uebereinanderliegenden Leitern in jeder Nut - Google Patents

Description

• Kurzschlußanker für Induktionsmotoren mit tiefen Nuten und zwei oder einigen wenigen übereinanderliegenden Leitern in jeder Nut. Es ist bekannt, bei Käfigankern für Induktionsmotoren zwei oder mehrere übereinanderliegende, verhältnismäßig tiefe, gleich hohe verschränkte Leiterstäbe je Nut zu verwenden, um das Anlaufmoment zu erhöhen (deutschePatentschrift31465 i ), welches durch die im oberen Leiter infolge Stromverdrängung bei hoher Frequenz erhöhten Wirbelstromverluste erhalten wird. Nach der Erfindung erhält deshalb nur der an der Hutöffnung liegende Teil jedes Leiters eines solchen Käfigankers wesentliche Höhe, während der am Nutengrund liegende Teil verhältnismäßig flach gemacht wird. Hierdurch ergibt sieh eine bessere Ausnutzung des Kupfers im Anker, ohne daß die guten Wirkungen der bekannten Anordnungen preisgegeben werden.
• Abb. i zeigt beispielsweise eine Käfigwicklung nach der Erfindung. Die Wicklung besteht aus den Endringen ,a und b und den zusammengesetzten Stäben e. Diese bestehen wieder aus den Einzelstäben d und e, die durch Schellack oder Emaille voneinander isoliert sind. Der obere Leiter ist verhältnismäßig hoch, der untere verhältnismäßig flach. In der Ankermitte f sind Kopf- und Bodenleiter der Einzelstäbe gekreuzt, damit gleiche Ströme in beiden Teilleitern fließen. Dabei ist immer der größtmögliche Teil der ganzen vorteilhaften Tiefe dem oberen Leiter zugewiesen. Abb. a zeigt die Kreuzungsstelle des zusammengesetzten Stabes. Abb. 3 und 4 zeigen die einzelnen Leiter besonders und die A:bb.5 und 6 Querschnitte durch die Stäbe in den Ebenen g-g und h-h der Abb. i. Abb. ; zeigt die Anordnung in der Ankernut und Abb. 8 eine Abart dieser Anordnung, wobei im unteren Teil der Nut kreisförmiger Leiterquerschnitt gewählt ist. .-A,bb.9 stellt Diagramme der Strom- und Kraftflußverteilung des Doppelleiters bei verschiedenen. Frequenzen dar. Linker Hand sind die Diagramme der Stromverteilung im zusammengesetzten Leiter dargestellt, und zwar bei 1 für Nullfrequenz, bei II für verhältnismäßig niedrige Frequenz und bei III für verhältnismäßig hohe Frequenz. Rechts ist die Verteilung des Kraftflusses unter denselben Bedingungen dargestellt. Die doppelt schraffierten Teile rechts zeigen denjenigen Teil des Gesamtflusses an, der dem im oberen Teilleiter d des zusammengesetzten Stabes fließenden Strom entspricht, die einfach schraffierten Teile denjenigen Teil, der vom unteren Teilleiter e des zusammengesetzten Stabes erzeugt wird. Hieraus ist zu ersehen, daß die Verteilung des Kraftflusses im oberen Leiter wirklich dieselbe ist wie bei glEich tiefen gekreuzten Leitern, daß aber durch diese Bauart die gesamte notwendige Nuttiefe verringert ist; oder anders ausgedrückt, für eine gegebene gesamte Nuttiefe wird ein größerer Verlust und ein höheres Anzugsmoment erhalten.
• Die Wirbelströme in der Ankerwicklung eines Induktionsmotors rufen beim Anlassen, wie bereits oben erwähnt, hohe Verluste hervor, die das Anzugsmoment des Motors erhöhen. Da diese mit der Frequenz wachsen, sind sie am größten, wenn die Frequenz am höchsten ist, d. i. beim Anlassen oder beim Reversieren oder wenn der Schlupf groß ist. Hat dagegen der Motor seine volle Drehzahl erreicht, so sind die Wirbelstromverluste nahezu Null, da die Frequenz des s6kundären Stromes nahezu Null ist.
• Die Verteilung der Stromdichte, für sich betrachtet, ist im ganzen Leiterquerschnitt gleichförmig, wenn die Frequenz Null ist. Nimmt die Frequenz zu, so nimmt die Stromdichte des Leiterkopfes zu, während die des Leiterbodens abnimmt, weil die Reaktanz am Boden höher ist als am Köpf des Leiters. Bei verhältnismäßig niedriger Frequenz ist die Real-,tanz zunächst klein im Vergleich zum Ohmsc'hen Widerstand des Leiters. Sobald aber die Frequenz höher wird, wird die Reaktanz hoch im Vergleich zum Ohmschen Widerstand, und die Änderung in der Stromverteilung ist dann sehr stark.
• Der den sekundären Stab schneidende Kraftfuß hat seine größte Dichte am Kopf des Leiters und ändert sich nicht mit der Frequenz, da er durch den gesamten im Leiter fließenden Strom bestimmt ist. Dagegen ist die Dichte des Kraftflusses, welcher den Leiter bei irgendeinem Punkte radial unter seinem Kopfe schneidet, bestimmt durch den Bruchteil des Gesamtstromes, der im Leiter bis zu diesem Punkt fließt; sie fällt, sobald die Frequenz ansteigt, infolge der Stromverdrängung gegen den Kopf des Leiters zu ab.
• Die den Gegenstand der Erfindung bildende verschiedene Bemessung der übereinanderliegenden Leiterteile kann vorteilhaft auch dann angewendet werden, wenn die Teilleiter nicht innerhalb der Nut, sondern außerhalb der Nut gekreuzt sind. Die Kreuzung erfolgt dann durch Stirnverbindungen ähnlich denjenigen einer Zweischichtwicklung, und zwar entweder auf beiden Stirnseiten (Abb. io) oder nur auf einer Stirnseite, wobei auf der anderen Stirnseite zur Verbindung der Stabenden ein gemeinsamer Kur zschlußring dienen kann (Abb. i i). Die hohen Stäbe sind wieder mit d bezeichnet, die flachen mit e, der Kurzschlußring mit a. Die in derselben Nut übereinanderliegenden Stäbe d und e sind voneinander isoliert und jeder von ihnen mit einem andersartigen Stab einer anderen Nut zu einer Kurzschlußschleife vereinigt.
• Die Stirnverbindungen können entweder durch Abbiegen der Stäbe gebildet werden, wie die Abb. io und i i zeigen, oder auch durch besondere Gabelverbindungen. Irn:ersteren Falle ist es auch möglich, die in verschiedenen Nuten liegenden, aber zusammen eine Kurzschlußsdhleife bildenden Stäbe d und e von ungleicher Höhe durch Aufschlitzen eines einzigen hohen Leiters auf dem größten Teil seiner Länge. und Abbiegen der zu beiden Seiten des Schlitzes liegenden ungleichen Teile zu bilden. Der Abstand der beiden zu derselben Kurzschlußseite gehörenden Stäbe d und e wird ungefähr gleich der Polteilung oder etwas kleiner gewählt. Bei polumschaltbaren. Motoren macht man den Abstand ungefähr gleich der Polteilung für die kleinere Drehzahl oder gleich einem Mittelwert zwischen den Teilungen beider Polzahlen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Kurzschlußanker für Induktionsmotoren nach Patent 314651 mit tiefen Nuten und zwei oder einigen wenigen übereinanderliegendenLeitern in jeder Nut, die innerhalb oder außerhalb der Nut gekreuzt sind und eine solche Höhe besitzen, daß die Wirbelstromverluste für den Anlauf größer sind als bei einem die ganze Nutentiefe füllenden Leiter, dadurch gekennzeichnet, -daß nur die an der Nutenöffnung liegenden Leitrex oder Leiterteile eine große Höhe, dagegen die am: Nutengrund liegenden Leiter oder Leiterteile geringe Höhe besitzen.