DE532679C

DE532679C - Doppelkaefiglaeufer fuer Asynchronmotoren

Info

Publication number: DE532679C
Application number: DE1930532679D
Authority: DE
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1930-02-04
Filing date: 1930-02-04
Publication date: 1931-09-02

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Doppelkäfigläufer für Asynchronmotoren mit einer am Läuferumfang liegenden Anlaufwicklung hohen Ohmschen Widerstandes und einer tiefer liegenden Arbeitswicklung geringen Ohmschen Widerstandes, die außerhalb des Läufers .zu getrennten oder gemeinsamen Kurzschlußringen geführt sind. Bei derartigen Motoren treten große Schwierigkeiten auf, wenn man den Stäben der Anlaufwicklung denjenigen hohen Widerstand geben will, welcher nach der Berechnung ■ am günstigsten ist. Diese Schwierigkeiten machen sich besonders bemerkbar, wenn es sich um Motoren mit schweren An lauf bedingungen handelt, z. B. bei Anwurfmotoren. Die Läuferstäbe der Anlaufwicklung derartiger Motoren erhalten nämlich nur einen sehr geringen Querschnitt, und ihre Erwärmung beim Anlauf ist sehr groß. Werden derartige Motoren insbesondere in mit explosiblen Gasen gefüllten Räumen verwendet, so kann, wenn die Motoren nicht sofort anlaufen, in der Anlaufwicklung eine Erwärmung bis zur Rotglut auftreten, wodurch Explosionen herbeigeführt werden können. Dies läßt sich durch vollständige Kapselung der Motoren vermeiden; die Kapselung verteuert aber die Motoren.

Ein weiterer Nachteil der hohen Erwärmung ist das bedenkliche Nachlassen der mechanischen Festigkeit. Letzteres trifft besonders auf Kupferwicklungen zu. Da aus diesen beiden Gründen die Erwärmung eine gewisse Grenze meist nicht überschreiten darf, kann man den Vorteil, der bei vielen Metallen mit der Erwärmung verbunden ist, nämlich die Zunahme des spezifischen Widerstandes, nicht ausnutzen.

Man hat vorgeschlagen, diese Schwierigkeiten dadurch zu beseitigen, daß man den Stäben der - Anlauf wicklung wärmeleitende Beilagen anfügte, die sich in radialer Richtung bis in die Nähe der Arbeitswicklung erstrecken und diese sogar berühren, um auf diese Weise die Wärme von der Anlaufwicklung abzuhalten. Diese Anordnung ist aber ungünstig und teuer, weil die Unterbringung der wärmeableitenden Beilagen in den verhältnismäßig schmalen und tiefen Schlitzen im Rotoreisen sehr schwierig ist und keinen guten Kontakt der Beilage mit dem Rotoreisen gewährleistet.

Man hat ferner schon für die Anlaufstäbe Widerstandsmaterial vorgeschlagen. Die Verwendung von Widerstandsmaterial drückt die Erwärmung beim Anlauf herunter, da die Wärmekapazität einer solchen Wicklung größer sein wird als die einer Kupferwicklung von gleichem Widerstand. Sie verkleinert mit der Erwärmung natürlich auch die mit ihr verbundenen Nachteile. Es geht aber zugleich auch der Vorteil der Erwärmung, nämlich die Widerstandszunahme, zum groß-

ten Teil verloren, und zwar um so mehr, als jedes Widerstandsmaterial einen im Vergleich mit Kupfer kleinen Temperaturkoeffizienten besitzt,
Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile der Erwärmung beseitigt und die Ausnutzungsmöglichkeit des erwähnten Vorteils dadurch gesteigert, daß die Stäbe der Anlaufwicklung aus einer Seele aus einem gut leitenden Metall mit hohem Ohmschen Widerstand, aber geringer mechanischer Festigkeit und einem Schutzrohr aus einem Metall besteht, das bei schlechter elektrischer und Wärmeleitfähigkeit trotz großer Erwärmung in mechanischer Beziehung keine wesentlichen Veränderungen erfährt. Ein solches Metall ist beispielsweise das Monelmetall, das eine Leitfähigkeit von 2,5 gegenüber der Leitfähigkeit 57 des Kupfers besitzt, und das auch bei einer Erwärmung bis auf 500° noch eine außerordentlich große Festigkeit gegen, mechanische Beanspruchung besitzt. Wird ein Motor mit einem Anlaufkäfig gemäß der Erfindung beim Anlauf auf die im allge-^Z5 meinen für Kupfer zulässige Erwärmung von 300⁰ gebracht, so vergrößert sich der Wirkwiderstand des Anlaufkäfigs auf das etwa 2,2fache, was eine erhebliche Vergrößerung des Anlaufmomentes zur Folge hat. Gibt man beispielsweise dem" Kupferleiter des Anlaufkäfigs einen Durchmesser von S ^{mm un}d dem Schutzrohr eine Wandstärke von 1 mm, so daß die Querschnitte beider annähernd gleich sind, so wird das Schutzrohr aus Monelmetall bei der gegebenen Leitfähigkeit nur etwa den zwanzigsten Teil des Anlaufstromes führen. Im Schutzrohr selbst wird keine nennenswert große Wärme entwickelt, während andererseits die Wärmekapazität des Kupferleiters nur in geringem Maße erhöht wird, wogegen die mechanische Festigkeit des Anlaufkäfigs bedeutend erhöht wird. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. α ist der Kupferleiter, welcher keine nennenswerte mechanische Festigkeit zu haben braucht, b ist das Schutzrohr, welches in erster Linie zur mechanischen Versteifung dient und nebenbei die Wärmekapazität des Leiters etwas erhöht, c ist der Kurzschlußring, und d ist der Läuferkörper aus geblättertem Eisen. Der Kupferleiter mit dem Schutzrohr wird zweckmäßig durch eine Bohrung des Kurzschlußringes hindurchgeführt, und der Kupferleiter wird in bekannter Weise mit dem Kurzschlußring verlötet oder verschweißt. Das Schutzrohr kann entweder nahtlos sein, wobei der Kupferleiter eingeschoben wird, oder aber der Kupferleiter wird mit dem Schutzrohr umpreßt, wobei dieses eine Längsnaht erhält.

Es ist zweckmäßig, die Anlaufwicklung so zu messen, daß beim normalen Anlauf eine Erwärmung des Kupfers um 200 ° eintritt. Sollte nun in einigen Fällen der Anlauf schwerer vonstatten gehen, so wird mit der stärkeren Erwärmung des Kupfers das Drehmoment noch stärker als dem Strom proportional wachsen.

An Stelle von Kupfer kann für den Leiter des Anlaufkäfigs auch ein Metall mit besonders hohem Temperaturkoeffizienten verwendet werden.

Bei der Befestigung der Kurzschlußringe mit den Stäben ist zu beachten, daß nur die Schutzrohre imstande sind, die mechanischen Kräfte aufzunehmen; die Schutzrohre müssen also mit den Kurzschlußringen einen starren Käfig bilden.

Die Erfindung bietet dem Bekannten gegenüber wesentliche Vorteile, nämlich einmal den, den Stabquer schnitt ohne Rücksicht auf mechanische Festigkeit so klein wie notwendig machen zu können, und ferner den, die Widerstandserhöhung des Anlaufkäfigs durch die Erwärmung ausnutzen zu können, ohne daß Beschädigungen irgendwelcher Art eintreten. · ■

Claims

Patentansprüche:

1. Doppelkäfigläüfer für Asynchronmotoren mit einer- am Läuferumfang liegenden Anlaufwicklung hohen Ohmschen Widerstandes und einer tiefer liegenden Arbeitswicklung geringen Ohmschen Widerstandes, die außerhalb des· Läufereisens zu getrennten oder gemeinsamen Kurzschlußringen geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe der Anlaufwicklung aus einer Seele aus einem gut leitenden Metall mit kleinem Ohmschen Widerstand und geringer mechanischer Festigkeit und einem Schutzrohr aus einem Metall besteht, das bei schlechter elektrischer und Wärmeleitfähigkeit trotz großer Erwärmung in mechanischer Beziehung keine wesentlichen Veränderungen erfährt.

2. Doppelkäfigläufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzrohr aus Monelmetall besteht.

3. Doppelkäfigläufer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seele des Stabes in ein nahtloses Rohr eingebettet ist.

4. Doppelkäfigläufer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seele des Stabes mit dem Schutzrohr gemeinsam gezogen ist.

5. Doppelkäfigläufer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das

Schutzrohr um die Seele des Stabes herumgepreßt ist.

6. Doppelkäfigläufer nach Anspruch ι bis 5, dadurch gekennzeichnet,· daß die Stäbe des Anlauf käfigs mitsamt dem Schutzrohr durch Bohrungen des Kurzschlußringes geführt sind und die Seele in bekannter Weise mit dem Kurzschlußring verlötet oder verschweißt ist.

7. Doppelkäfigläufer nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Seele der Stäbe des Anlaufkäfigs aus einem Metall mit besonders hohem Temperaturkoeffizienten besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen