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Wechselstrom-Induktionsmotor Die Erfindung bezieht sich auf Wechselstrom-Induktionsmotorennach
Patent 4699i8. Im Mantelteile des Hilfsrotors derartiger Induktionsmotoren entstehen
zusätzliche Eisenverluste dadurch, daß der den Hilfsrotor durchsetzende Kraftfluß
zeitlichen Schwankungen unterworfen ist, deren Frequenz von der Zähnezahl des genuteten
Stators und der Drehzahl des Hilfsrotors abhängt. Bei dem sehr geringen Luftzwischenraum
zwischen Stator und Hilfsrotor können die infolge der Kraftflußschwankungen im Hilfsrotor
induzierten, im wesentlichen parallel zur Rotorachse verlaufenden Wirbelströme eine
so erhebliche Stärke annehmen, daß die übrigen Eisenverluste-des Hilfsrotors daneben
verschwinden. Ähnliche Erscheinungen können auch vom Rotor des Wechselstrom-Induktionsmotors
ausgehen, falls dieser mit einem zweiten Motor in Kaskade geschaltet ist. Die erwähnten
zusätzlichen Verluste durch Lamellierung des Hilfsrotormantelteiles zu vermeiden,
ist nicht ohne weiteres möglich, da die Festigkeitseigenschaften des Hilfsrotors
dadurch beeinträchtigt werden würden. Die Erfindung bezweckt, den Hilfsrotor derartiger
Wechselstrom-Induktionsmotoren so zu vervollkommnen, daß er bei unverminderter Festigkeit
seines Mantelteiles gegen Beanspruchung durch Fliehkräfte das Entstehen der erwähnten
zusätzlichen Eisenverluste nach Möglichkeit verhindert. Dieser Zweck wird gemäß
der Erfindung dadurch erreicht, daß der Mantelteil des Hilfsrotors an seiner dem
Stator (und gegebenenfalls auch dem Rotor) zugewandten Oberfläche eine geringere
elektrische Leitfähigkeit parallel zur Rotorachse als in seinem inneren Teile besitzt.
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Auf der Zeichnung zeigt Abb. i eine teilweise im Schnitt gehaltene
Ansicht eines Ausführungsbeispiels des Erfindungsgegenstandes, von dem Teile weggebrochen
sind, Abb. a einen Schnitt nach 2-z der Abb. I, von rechts gesehen, Abb.3 einen
Längsschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels, von dem Teile weggebrochen sind,
Abb. 4 einen Schnitt nach 4-4 der Abb. 3, von rechts gesehen,
Abb.
5 eine teilweise im Schnitt gehaltene Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels,
Abb. 6 in größerem Maßstabe einen Schnitt durch den Mantelteil der Abb. 5, Teile
sind weggebrochen, Abb. 7 einen Schnitt nach 7-7 der Abb. 6, Abb. 8 einen Schnitt
durch den Mantelteil eines vierten Ausführungsbeispiels, Teile sind weggebrochen,
Abb. 9 einen Schnitt nach 9-9 der Abb. 8, Abb. io einen Schnitt durch den Mantelteil
eines fünften Ausführungsbeispiels, Teile sind weggebrochen, und Abb. i i einen
Schnitt nach I i-i i der Abb. io.
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Der Hilfsrotor des ersten Ausführungsbeispiels (Abb. i und 2) ist
aus Eisenbalken A aufgebaut, die- parallel zur Rotorachse verlaufen und durch Zwischenräume
in Richtung des Trommelumfanges voneinander getrennt sind. Die Enden der Balken
A sind durch j e einen Stahlbronzering a1, der seinerseits mit einer Stirnscheibe
a2 verschraubt ist, zusammengehalten und zugleich zu einer Kurzschlußankerwicklung
leitend miteinander verbunden. Der Hilfsmotor A a1 0 ist mittels zweier
Kugellager auf der Rotorwelle B drehbar gelagert. Jeder der Eisenbalken A ist sowohl
an der dem Stator als auch an der dem Rotor zugewandten Oberfläche mit einer Reihe
in der Umfangsrichtung verlaufender flacher Nuten a3 versehen, die den Zweck haben,
den erfahrungsgemäß nur in unmittelbarer Nähe der Oberfläche auftretenden Wirbelströmen
einen möglichst hohen Leitungswiderstand parallel zur Rotorachse entgegenzusetzen.
Wirbelströme von erheblicher Stärke, die ihren Ursprung den Kraftfluß-Schwankungen
des genuteten Stators bzw. Rotors verdanken, können sich infolgedessen im Hilfsrotor
überhaupt nicht ausbilden, und demgemäß halten sich die zusätzlichen Eisenverluste
im Hilfsrotor in mäßigen Grenzen.
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Bei dem durch Abb. 3 und q. veranschaulichten Ausführungsbeispiel
haben die Eisenbalken A einen I-ähnlichen, ringsektorförmigen Querschnitt und werden
mittels parallel zur Rotorachse angeordneter kupferner Bolzen C gegeneinander abgestützt.
Zwecks Erhöhung der Festigkeit gegen Beanspruchungen durch Fliehkräfte werden die
erwähnten Teile durch Schrumpfringe D zusammengehalten. Die Kupferbolzen C sind
an beiden Stirnseiten des Hilfsrotors mit Kupferringen cl (Abb. 3) vernietet und
.bilden mit diesen Ringen zusammen die zur Vernichtung des inversen Drehfeldes erforderliche
Kurzschlußankerwicklung des Hilfsrotors. Die zwischen den Stegen des I-Querschnitts
der Balken A liegenden Räume dienen zur Aufnahme einer Erregerwicklung E, die den
Zweck hat, die Phasenverschiebung zwischen Stromstärke und Spannung des ,dem Stator
zugeführten Wechselstromes zu beeinflussen. An den dem Stator und dem Rotor zugewandten
Oberflächen der Eisenbalken A sind wieder in der Umfangsrichtung verlaufende flache
Nuten a3 angebracht, die die Wirkung haben, die Ausbildung durch Wirbelströme verursachter
zusätzlicher Eisenverluste von erheblicher Stärke im Hilfsrotor zu verhindern.
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Die Schrumpfringe D können auch durch Stahldrahtbandagen ersetzt werden.
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Beim dritten Ausführungsbeispiel (Abb. 5 bis 7) bestehen die den Mantelteil
des Hilfsrotors bildenden, durch Luftzwischenräume voneinander getrennten Eisenbalken
aus einer großen Anzahl j-förmiger, elektrisch voneinander isolierter Bleche A4,
die auf durchgehende, hochkant gestellte Stahlstäbe a6 aufgeschoben und durch Ringe
d6 zu Bündeln starr zusammengefaßt sind. Durch die Blechbündel sind Kupferbolzen
F (Abb. 6 und 7) hindurchgeführt, die an ihren Enden durch -Kupferringe f1 (Abb.
5 und 6) leitend verbunden sind. Der zwischen den Stegen der I-förmigen Bleche A4
frei bleibende Raum dient zur Aufnahme einer Erregerwicklung E. In .die Stirnscheiben
a2 sind zwecks Kühlung des Hilfsrotors noch Ventilationsflügel a' eingebaut.
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Die zuletzt beschriebene Ausführungsform hat vor den beidew ersten
den Vorteil, daß infolge des Aufbaus .der Eisenbalken aus isolierten Eisenblechen
der Entstehung zusätzlicher Eisenverluste besonders gründlich vorgebeugt wird, ohne
daß die Festigkeit gegen Beanspruchung ,durch Fliehkräfte durch die Lamellierung
beeinträchtigt würde.
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Das vierte Ausführungsbeispiel (Abb.8 und 9), bei dem die Eisenbalken
ebenfalls aus Blechen A4 aufgebaut sind, die auf hochkant gestellte Stahlstäbe afi
aufgeschoben sind, unterscheidet sich von d'em zuletzt erläuterten nur dadurch,
daß zwischen den einzelnen Balken A4 (ähnlich wie beim zweiten Ausführungsbeispiel
(Abb. 3 und 41) Kupferbolzen C angeordnet sind, mittels deren sich die Balken A4
gegeneinander abstützen, und daß Schrumpfringe D unmittelbar auf die Blechbündel
aufgeschoben sind. Außer den Kupferbolzen C sind ferner Kupferbolzen F vorgesehen,
welche die Blechbündel in der aus Abb. 9 ersichtlichen Weise durchdringen und durch
Kupferringe cl zu einer Kurzschlußankerwicklung verbunden sind.
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Hinsichtlich der Aufhebung der zusätzlichen Eisenverluste gilt auch
für dieses Ausführungsbeispiel das zum dritten Ausführungsbeispiel Gesagte. Die
Widerstandsfähigkeit des: Hilfsrotors gegen Beanspruchungen
durch
Fliehkräfte ist eine ähnlich hohe wie beim zweiten und dritten Ausführungsbeispiel.
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Bei dem in Abb. io und i i dargestellten fünften Ausführungsbeispiel
ist der Hilfsrotor aus Eisenbalken A aufgebaut, die an ihren Mantelflächen gegeneinander
isolierte Blechlamellen a$ tragen, welche mit einem schwalbenschwanzförmigen Ansatz
a9 in eine entsprechende Nut der Balken A eingreifen. Die äußeren Blechlamellen
a8 sind durch Ringe a' zu Bündeln zusammengefaßt, die ihrerseits durch einen Luftspalt
getrennt sind; die inneren Blechlamellen a$ bilden ebenfalls Bündel, die durch unmagnetische
Zwischenstücke H gegeneinander abgestützt sind. Die Kurzschlußankerwicklung dieses
Hilfsrotors wird durch in die Lücken zwischen den Eisenbalken A eingesetzte Kupferstäbe
C gebildet, die in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise keilförmig verbreitert
sind und zugleich den äußeren und inneren Abschluß für den Wickelraum der Erregerwicklung
E bilden. An den Stirnseiten des Hilfsrotors endigen die Kupferstäbe C in Kupferringen
cl.
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Vor den beiden vorhergehenden Ausführungsbeispielen zeichnet sich
das zuletzt beschriebene dadurch aus, daß für den lediglich nach Festigkeitsrücksichten
zu bemessenden eigentlichen Eisenbalken A ein erheblich größerer Querschnitt zur
Verfügung steht, so daß sich diese Ausführungsform besonders für Hilfsrotoren mit
verhältnismäßig hoher Umfangsgeschwindigkeit eignet.