DE633957C - Einrichtung fuer den asynchronen Anlauf von Synchronmaschinen mit in Nuten des massiven Laeuferkernes eingesetzten lamellierten Wicklungshaltern - Google Patents

Description

Einrichtung für den asynchronen Anlauf von Synchronmaschinen mit in Nuten des massiven Läuferkernes eingesetzten lamellierten Wicklungshaltern

Patentiert im Deutschen Reiche vom 30. Januar 1935 ab

Wenn eine große Synchronmaschine asynchron anlaufen soll, so muß die Anlaufwicklung imstande sein, ein hohes Anlaufmoinent hervorzurufen. Dieses hat zur Voraussetzung, daß in der Kurzschlußwicklung des Läufers beim Anlauf eine erhebliche Energie umgesetzt wird und daß sie mit einem ausreichenden magnetischen Kraftfluß verkettet ist. Die Anlaufenergie äußert sich durch frei werdende Wärme, welche trotz der Kürze der Anlaufzeit so beträchtlich sein kann, daß für eine rasche Abfuhr der Wärme Sorge getragen werden muß, wenn nicht unzuträgliche Temperaturen im Läufer auf-

IS treten sollen. Die Wärmeableitung ist im Anlaufzustand besonders erschwert, weil dann die Eigenventilation noch praktisch fehlt.

Da sich nun die Wärme der Anlaufenergie bekanntlich überwiegend in den Endverbindüngen des Käfigs auswirkt und die Dämpferstäbe von Synchronmaschinen nur an beiden Stirnseiten der bisherigen Bauart je durch einen Kurzschlußring geschlossen wurden, so war die Aufgabe zu lösen, einen Käfig zu bilden, der durch Verbesserung der Wärmeabfuhr als Anlaufwicklung mit hohem Anzugsmoment geeigneter ist.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß sich bei Synchronmaschinen mit gezahnten Läufern, deren Zähne aus aneinander

gereihten Wicklungshaltern zusammengesetzt sind, Kurzschlußkreise schaffen lassen, welche die Bedingungen für eine Anlaufwicklung mit hohem Anlauf moment erfüllen. Der Anlaufwicklung kann dort für die Ableitung der sich 35 auswirkenden Wärme eine so beträchtliche Oberfläche geboten werden, daß dann unzulässige Temperaturen nicht entstehen. Dieses erreicht man erfindungsgemäß dadurch, daß jedes Wicklungshalterpaket für sich einen ge- 40 schlossenen Kurzschlußkreis erhält, so daß sich, die gesamte Anlaufwicklung aus einer großen Zahl dieser Einzelkäfige zusammensetzt. Da sich zwischen zwei axial aufeinanderfolgenden Zahnpaketen jeweils ein Luft- 45 spalt befindet, so steht die gesamte Oberfläche der Endverbindungen jedes Einzelkäfigs mit der Luft in Kontakt. Um einen geringen Ohmschen Widerstand zu erhalten, verwendet man Endbleche der Zahnpakete 50 aus Material hoher elektrischer Leitfähigkeit und benutzt sie als Endverbindung jedes Einzelkäfigs. Durch Querverbindungen aus gut leitendem Material, wie Kupfer oder Messing, z. B. in Form von Nieten, Bolzen oder 55 Blechstreifen, werden die Endbleche an den Stirnseiten jedes Zahnpaketes zusammengeschlossen.

Da die Kurzschlußkreise bei allen Zahnelementen einheitlich sind und bei Läufern 60

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

Dr.-Ing. Robert Pohl in Berlin,

großer Maschinen eine beträchtliche Anzahl von Zahnpaketen gebraucht werden, so läßt sich die Herstellung der Einzelkäfige ohne weiteres in die Massenfabrikation der Wicklungshalter einreihen. Die gesamte AnlatrAV wicklung wird durch Aneinandersetzen Einzelelemente gebildet, während das Ein-' lagern eines durchgehenden Käfigs nach dem Aufreihen der Zähne bei Läufern großer Baulänge weit schwieriger zu bewerkstelligen ist. Es ist' bekannt, die Läuferwicklung von Induktionsmotoren als Ringwicklung auszubilden, welche den geblätterten Teil des Läufers in seiner ganzen Länge umschlingt, um in der inneren, außerhalb des geblätterten Eisens des Läufers liegenden Rückführung der Windungen einen höheren Ohmschen oder induktiven Widerstand zur Begrenzung des Anlauf stromes zu erzielen. Da auch dort das Merkmal fehlt, den Anlaufkurzschlußkreis in axial kurze, in sich geschlossene Teilkäfige einzeln eingesetzter Zahnpakete zu unterteilen, so wurden ebensowenig bessere Wärmeableitungsverhältnisse geschaffen als bei bekannten Dämpferwicklungen von Synchronmaschinen, wenn sie für den asynchronen Anlauf dienen sollen.

Damit jeder Einzelkäfig beim Anlauf wirksam ist und mit seinem Anteil zur Erzielung eines genügenden Anlaufmomentes beiträgt, ist es erforderlich, daß er auch einem ausreichenden magnetischen Kraftfluß ausgesetzt wird. Ähnlich, wie es bei bekannten Bauarten von Synchronmaschinen mit ausgeprägten unterteilten Polen für den asynchronen Anlauf nachteilig ist, daß die Wirbelströme in dem massiven Joch der Pole den Anlauffluß zu sehr schwächen und deshalb dem Joch ein geblätterter magnetischer Neben-Schluß geboten wurde, liegen auch die Verhältnisse bei den in Nuten des massiven Läuferkernes eingesetzten Wicklungshaltern. Es würde also auch dort das massive Material an den Zahnfüßen den Durchgang des magnetischen Kraftflusses während des Anlaufes zufolge erhöhter Wirbelstrombildung verhindern, also jeder Einzelkäfig nicht mit einem für das_> zu erzeugende hohe Anlaufmoment genügenden Kraftfluß verkettet sein. Daher ist hier ebenfalls Sorge zu tragen, daß dem massiven Läuferkern ein magnetischer Nebenschluß aus geblättertem Material geboten wird. Dieses ist erfindungsgemäß dadurch ermöglicht, daß die Lamellen der einzelnen Zahnpakete nahe dem Zahnfuß wesentlich verbreitert sind und die dadurch gebildeten Vorsprünge unterhalb der Feldwicklung die massiven Zähne des Läuferkernes, welche die Wicklungshalter fassen, ganz oder zum Teil überqueren.

Die Zeichnung veranschaulicht im Querschnitt (Abb. 1) und im Längsschnitt (Abb. 2) das Wesen der Erfindung. Es bedeutet a die verteilte Feldwicklung des gezahnten Läufers einer Synchronmaschine. Die in ij .„schwalbenschwanzförmigen Nuten des masjiKsiyen Läuferkernes c eingesetzten Zähne b ■ sind in bekannter Weise aus zahnförmigen Blechlamellen geschichtet und dienen als Wicklungshalter. Die Wicklung wird durch Haltekeile rf gegen die Fliehkräfte gesichert. . Wie die Abb. 2 erkennen läßt, ist der gesamte Käfig nach der Erfindung in eine Anzahl Einzelkäfige unterteilt, die der Zahl der Zahnpakete entspricht. Jedes Zahnpaket besitzt also einen besonderen Käfig. Dieser ist hier dadurch gebildet, daß die einzelnen Zahnpakete an ihren beiden Stirnseiten Endbleche m aus Material hoher elektrischer Leitfähigkeit erhalten, welche mit gut leitenden Querverbindungen zusammengeschlossen sind. Man kann z. B. die Zahnpakete, wie dargestellt, zwischen die Schenkel einer U-förmig gebogenen Klammer einlegen und diese an den Zahnköpfen durch Kupfernieten k zusammenschließen. Jeder Einzelkäfig ist dann einesteils durch die beiden Schenkel m und andernteils durch den Quersteg η und die Nietbolzen k gebildet. Mit Hilfe dieser Unterteilung besitzen also die Endverbindungen des gesamten Käfigs eine große Oberfläche, welche in unmittelbarem Kontakt mit der Luft in den Radialschlitzen steht und so eine gute Wärmeableitung gestattet.

Die konstruktive Ausbildung der Einzelkäfige läßt mannigfache Abweichungen zu. Man kann an Stelle der Querverbindungen η ebenfalls Nieten in den Zahnfüßen anordnen. Es ist auch angängig, behelfsweise verwendete kurze Bolzen der Einzelpakete nach dem Einreihen der letzteren durch lange Bolzen aus gut leitendem Metall zu ersetzen, welche durch eine ganze Reihe von Zahnpaketen hindurchführen, so daß die Einzelkäfige untereinander in Verbindung stehen. Schließlich können die Einzelkäfige durch einen Dämpferkreis ergänzt werden, wie er durch Zusammenschluß der Keilenden durch Bandagen oder Kappen üblich ist. _t

Die Abb. 1 zeigt, daß die einzelnen Blechlamellen der Zahnpakete b nahe der Eintritts-' stelle ihrer Füße in die schwalbenschwanzförmigen Nuten des massiven Läuferkernes c seitliche Vorsprünge/ besitzen, die gemeinsam mit den Lamellen ausgestanzt werden. Auf diese Weise kann sich der in der Längsrichtung der Zähne vom Ständereisen her eintretende magnetische Kraftfluß beim Anlauf, wenn also der Schlupf noch groß ist, dicht unter der Feldwicklung über die geschichteten Brückenstege / nach dem Fuß

Claims (3)

1. des benachbarten Zahnes schließen, während er sonst daran durch die Wirbelströme in den massiven Zähnen ρ gehindert wäre.

   Es ist damit jeder Einzelkäfig während des Anlaufes von einem ausreichenden Kraftfluß durchsetzt. Nähert sich die Drehzahl dem Synchronismus, wird demnach der Schlupf kleiner, so nimmt der Kraftfluß mehr und mehr seinen Weg über den massiven Läuferkern, bis schließlich der Läufer in Synchronismus übergeht.

   Zur Befestigung der Zähne in den schwalbenschwanzförmigen Nuten des Kernkörpers c dienen Keile g unter den Zahnfüßen. Es kön-η en auch Blechstreifen// zwischen den Läuferkern und die seitlichen Vorsprünge/ geschoben werden.

   1^J A T E JNI T A M S1· K Ü C JH Ii :

   i. Einrichtung für den asynchronen Anlauf von Synchronmaschinen mit gezahntem Läufer, dessen Zähne aus reihenweise in Nuten des massiven Läuferkernes eingesetzten lamellierten Wicklungshaltern bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder dieser Wicklungshalter für sich einen Kurzschlußkreis für den asynchronen Anlauf besitzt.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, da- 3c durch gekennzeichnet, daß die einzelnen Zahnpakete an ihren beiden Stirnseiten von Endblechen (ni) aus Material hoher elektrischer Leitfähigkeit abgedeckt sind, welche mit gut leitenden Querverbindungen, ζ. B. durch Nieten (k) oder Blechstreifen («), aus Kupfer oder Messing zu Einzelkäfigen zusammengeschlossen sind.
3. 3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2 bei Synchronmaschinen, zu deren massivem Kern ein magnetischer Nebenschluß aus lameliiertem Material angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen der einzelnen Zahnpakete nahe dem Zahnfuß wesentlich verbreitert sind und die dadurch gebildeten Vorsprünge ('/) unterhalb der Feldwicklung die massiven Zähne (p) des Läuferkernes, welche die Wicklungshalterpakete fassen, ganz oder zum Teil überbrücken.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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