DE544266C - Schmaler und hoher Kaefigleiter fuer den Laeufer von Asynchronmaschinen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
16. FEBRUAR 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

Vr 544266 KLASSE 21 d 2 GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 13. März 1928 ab

Es sind verschiedene Ausführungen von Kurzschlußankermotoren bekannt geworden, die das Anlaufdrehmoment gegenüber dem gewöhnlichen Käfiganker zu erhöhen gestatten. So ist es bekannt, die Rotorleiter mit verhältnismäßig großer Stabhöhe auszuführen zum Zwecke, den effektiven Rotorwiderstand durch Stromverdrängung während des Anlaufs zu vergrößern. Die Nachteile einer derartigen Anordnung sind, wenn man hohe Anfahrmomente erzielen will, sehr große Stabhöhen, die eine schlechte Ausnutzung der Maschine ergeben und im normalen Betrieb auch eine erhebliche Verschlechterung des Leistungsfaktors hervorrufen. Auch ist der dem Netz beim Anlaufen entnommene Strom verhältnismäßig groß. Dies hat seine Ursache darin, daß der die Nut durchsetzende Kraftfluß -©"„ in Abb. 1, der die Stromverdrängung hervorruft, durch eine Kupferschicht fließen muß, die eine beträchtliche Rückwirkung verursacht.

Eine ebenfalls bekannte Anordnung verhält sich in dieser Hinsicht günstiger. Es ist dies die Ausführung des Ankers als Doppelkäfig nach Abb. 2. Die Arbeitswicklung geringen Ohmschen Widerstandes liegt hier im Nutengrund, während die vorwiegend im Anlauf wirksame Wicklung hohen Ohmschen Wider-Standes nahe am Luftspalt angeordnet ist. Der die Verdrängung der Stromschicht bewirkende Kraftfluß -0"_n schließt sich hier durch den Luftspalt δ der Abb. 2 und verläuft demnach in Luft. Die Rückwirkung der inneren Wicklung auf die Stromaufnahme beim Anlauf ist daher verhältnismäßig gering, und es bestimmt im wesentlichen der Ohmsche und induktive Widerstand der Anlaufwicklung den aufgenommenen Strom und das Drehmoment des Motors. Trotz dieser günstigen Anlaufeigenschaften haften auch dieser Ausführung noch Mängel an, die darin bestehen, daß der mechanische Aufbau kompliziert und teuer ist, zumal auch im allgemeinen sowohl die Anlauf- als auch die Betriebswicklung ihren besonderen Kurzschlußring haben. Weiterhin ist es ein Übelstand, daß das Drehmoment eines derartigen Motors nicht unerheblich mit wachsender Tourenzahl abfällt. Diese Eigenschaft rührt davon her, daß man zumeist den Widerstand der Anlaufwicklung sehr groß ausführen muß, so daß deren Wirksamkeit mit wachsender Tourenzahl sehr rasch abnimmt, während das von der Arbeite wicklung ausgeübte Drehmoment infolge des geringen Ohmschen und großen induktiven Widerstandes sich noch nicht nennenswert an der Drehmomentbildung beteili- ■ gen kann. Bei wiederholtem schwerem Anlaufen kann die geringe Wärmekapazität und geringe Wärmeableitung der besonderen Anlaufwicklung ein Nachteil sein.

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Frit\ Tellert in Dresden.

Es ist auch eine Ausführung für Kurzschlußanker bekannt geworden, bei der die in jeder Nut des Läufers befindlichen Stäbe oder Leiter mit Längsschlitzen zur Aufnahme von Blechen oder Keilen aus magnetischem Stoff versehen sind. Diese Ausführung hat den Nachteil, daß sich ein sehr ungünstiges Verhältnis von Anlaufstrom zu Anlaufdrehmoment ergibt und im Betrieb durch eine zu

ίο hohe Läuferimpedanz der Leistungsfaktor herabgesetzt wird. Das gleiche gilt für eine Ausführung, bei der zwischen die getrennte Anlauf- und Arbeite wicklung (vgl. Abb. 2) besondere Einsatzstücke aus magnetischem

is Stoff eingefügt sind.

Die Nachteile der erwähnten Anordnungen werden durch einen schmalen und hohen Käfigleiter vermieden, der erfindungsgemäß einen nach dem Nutengrund zunehmenden Querschnitt besitzt und mit einer oder mehreren übereinanderliegenden, durch Stege unterteilten Aussparungen versehen ist.

Die Abb. 3 und 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens. Der schmale Leiterstab erhält eine Anzahl Aussparungen^ ohne Einlagen, so daß je nachdem zwei oder drei oder noch mehr Einzelleiter L von verschiedenen Querschnitten entstehen. Die Aussparungen A im Stab bezwecken beim Anlauf eine kräftige Ausbildung des stromverdrängenden Nutenkraftflusses durch eine Luftstrecke, ähnlich wie bei Abb. 2, so daß fast der ganze Strombelag in den Teilleiter 1 von hohem Ohmschen Widerstand gedrängt wird. Bei richtiger Bemessung der Aussparungen erfolgt der Anlauf mit hohem Drehmoment und niedrigem Anlaufstrom. Mit zunehmender Drehzahl übernimmt zunächst der Teilleiter 2 infolge seines etwas kleineren Widerstandes als Leiter 1 mehr Strom und liefert somit den größeren Teil des Drehmomentes. Bei der Tourenzahl in der Nähe des Synchronismus, also im normalen Betrieb, führen dann die Teilleiter 2 und 3 den größten Teil des Stromes. Infolge des allmählichen Überganges des Strombelages von einem Teilleiter zum anderen wird eine wesentliche Absenkung des Dröhmomentes mit steigender Tourenzahl vermieden.

Durch die Ausführung des Leiters mit nach dem Nutengrund zunehmendem Querschnitt wird eine hohe magnetische Leitfähigkeit des Luftraumes zwischen Teilleiter r und 2 erzielt, ein derartig großer Anlaufwiderstand im Teilleiter 1 geschaffen, daß ein besonderer Kurzschlußring hohen Widerstandes entbehrlich ist, und ohne zu große Stabhöhe ein genügender Querschnitt des Teilleiters 3 bewirkt, der einen großen Teil des Laststromes im normalen Betrieb zu übernehmen hat.

Durch die Unterteilung der Aussparungen durch Stege wird ein Leiterstab großer Festigkeit geschaffen, der in mechanischer Hinsicht einem vollen Leiterstab gleichkommt.

Die Abb. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform des Käfigleiters aus Blech, dessen unterer Teil umgebogen ist.

Der Kurzschlußring kann in an sich bekannter Weise nach Abb. 6 durch Umlegen der aus dem Eisen hervorstehenden Leiterstücke nach gleicher Richtung und durch gegenseitiges Verlöten hergestellt werden.

Ein mit dem neuen Käfigleiter ausgeführter Motor entwickelt also ein verstärktes Anlaufdrehmoment ohne einen besonders hohen Anlaufstrom und besitzt einen Betriebsleistungsfaktor, der trotz des Vorhandenseins der inneren Käfigleiter praktisch nicht verschlechtert ist.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schmaler und hoher Käfigleiter für den Läufer von Asynchronmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter einen nach dem Nutengrund zunehmenden Querschnitt besitzt und mit einer oder mehreren übereinanderliegenden, durch Stege unterteilten Aussparungen versehen ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen