DE880353C - Drehfeldmaschine - Google Patents

Description

• Drehfeldmaschine In der ersten Zeit der Entwicklung von Drehstromasynchronmotoren sind solche Motoren mixt ausgeprägten Polen und konzentrierten Feldwicklungen bekanntgeworden. Der Läufer hatte meist eine in sich kurzgeschlossene Zweiphasenwi.cklung. Solche Motoren liefen zwar, ergaben aber eine vollkommen unwirtschaftliche Leistungsausbeute. Erst als man dazu überging, eine verteilte Wicklung und einen Käfigläufer zu verwenden, erhielt man wirtschaftlich brauchbare Motoren. Später versuchte man immer wieder, die namentlich bei der Herstellung kleiner Motoren unbequeme verteilte Wicklung durch maschine1=l gewickelte, konzentrierte Wicklungen zu ersetzen, doch sind alle diese Bestrebungen gescheitert. Dies gilt insbesondere auch für einen Motor mit Scheibenanker und Polschuhen, die durch schräg zum Radius bogenförmig verlaufende Luftzwischenräume voneinander getrennt sind. Dieser Motor war derartig ungünstig konstruiert, daß er schon wegen seiner schwierigen Fertigung nicht marktfähig sein konnte, auch war er aus physikalischen Gründen nicht brauchbar, und so wurden denn seit Jahrzehnten alle Drehstromasynchronmotoren nach wie vor mit verteilter Wicklung hergestellt, und wo dies auf Schwierigkeiten stieß, wie z. B. bei Motoren mit Leistungen von weniger als 150 VG', ging man auf den Kollektormotor über. In der Praxis findet man Motoren mit ausgeprägten Polen und konzentrierten Wicklungen nur bei Zählern und anderen Meßgeräten sowie bei Schallplattenantrieben od. dgl., die mit zählerartigem Antrieb arbeiten und bei denen der Wirkungsgrad von untergeordneter Bedeutung ist. Diese Motoren haben meist eine glatte Kupfer- oder Aluminiumscheibe. Ihr Wirkungsgrad ist sehr klein, so daß sie für nennenswerte Leistungen von vornherein ausscheiden. Zur selben Gattung gehören die sogenannten Spaltpolmötoren mit teilweise abgeschatteten Polen. Auch sie haben sehr schlechten Wirkungsgrad und außerdem den Nachteil, daß sie sich stark erwärmen. Es hat sich die Meinung herausgebildet, daß Drehströmasynchronmotoren, selbst, wenn man nur bescheidene Ansprüche an den Wirkungsgrad stellt, sich nur mit verteilter Wicklung herstellen lassen. -Die Erfindung bricht bewußt mit diesem Vor-. urteil und kommt auf Grund neuer Versuche zu dem Ergebnis, daß bei gemeinsamer Anwendung bestimmter, für sich bekannter Mittel, namentlich auch auf dein Gebiet kleinerer Leistungen, wirtschaftliche Drehfeldmotoren mit ausgeprägten Polen und konzentrierten Wicklungen hergestellt werden können. Erfindungsgemäß hat ein solcher Motor j e Phase zwei ausgeprägte Pole mit konzentriertenWicklungen von entgegengesetztemWickelsinn oder ein Vielfaches davon (die Mindestzahl der Einzelpole ist also bei Drehstrom sechs) und einen Käfiganker mit verhältnismäßig kleinem Widerstand. Dabei werden vorzugsweise die Pole oder die Ankernuten passend geschrägt. Der Käfigunterdrückt weitgehend die nachteilige Wirkung der höheren Harmonischen, die nicht zur Drehmomentbildung beitragen und das Hochlaufen des Motors erschweren. Unterstützt wird diese Wirkung durch die Schrägung der Pole oder Ankernuten. Dabei wird die Polbedeckung des Ankers am besten durch Versuche so abgeglichen, daß sich optimale Verhältnisse ergeben. Man kann selbstverständlich auch, ähnlich wie bei Synchronmaschinen, die Pole an den Rändern etwas zurückziehen, also nach den Rändern der Pole zu den Luftspalt etwas. breiter werden lassen, oder sonstwie den Polflächen eine von der Zylinderform abweichende Gestalt geben. Versuche haben ergeben, daß sich auch bei kleineren Polbedeckungsfaktoren noch brauchbare Betriebsverhältnisse ergeben. Man braucht daher unter Umständen die Polschuhe nicht breiter zu halten als die Polschäfte. Dadurch ist es möglich, fertige Wicklungen auf den einteiligen Ständer ohne Anwendung von Stoßfugen aufzuschieben.
• Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. In Fig. i ist schematisch ein Drehfeldmotor dargestellt reit sechs ausgeprägten Polen i und konzentrierten Wicklungen 2. Die Pole sind so geschaltet, daß gegenüberliegende der gleichen Phase angehören, aber entgegengesetzte Polarität haben. Bezeichnet man mit RST die einzelnen Phasen, dann haben die Pole die Reihenfolge -I- R, - T; -i- S, - R, -I- T, - S. Der Abstand a zwischen den Polschuhen ist so abgeglichen, daß sich eine optimale Wirkung ergibt. An den Rändern, bei 3, sind die Polschuhe etwas vom Läufer 4 zurückgezogen, also abgerundet. Der Läufer q: trat eine Käfigwicklung mit windschief zur Achse verlaufenden Stäben. Die günstigste Schrägung hängt von verschiedenen Faktoren, vor allem von der Läufernutzahl, -.der Polzahl und .der axiallen- Länge ab. Die Läufernutzahl ist polzahlfremd: Fig. 2 zeigt einen Motor mit Scheibenläufer 5' und etwa sektorförmigen Polen 6 in derselben Reihenfolge wie bei Fig. i. Auch diese Maschine hat konzentrierteWicklungen, die bei 7 oder 8 oder an beiden Stellen sitzen können (Fig. 3): Die Erfindung bietet folgende Vorteile: Trotz Anwendung ausgeprägter Pole und konzentrierter Wicklungen ergibt sich ein wirtschaftlich brauchbarer Motor, der namentlich im Bereich der kleineren Leistungen den üblichen Drehfeldmotoren durchaus ebenbürtig ist. Während die üblichen Motoren eine verteilte Wicklung haben, die um so schwieriger herzustellen ist, je kleiner der Motor und je höher seine Betriebsspannung ist, ergeben sich beim Erfindungsgegenstand alle die bekannten Vorteile der konzentrierten Wicklung, also z. B. einfache maschinelle Herstellbarkeit, leichte, billige Montage, bequeme Auswechselbarkeit bei Schäden, hervorragende Isolation, insbesondere auch für Maschinen höherer Spannung. Ferner ergeben sich alle die bekannten Vorteile einer Maschine mit ausgeprägten Polen, so z. B. Fortfall komplizierter Stanzschnitte, hervorragende Blechausnützung, übersichtliche Bauweise, insbesondere auch hinsichtlich Schaltung der eimelnen Wicklungen. 'Auch macht es keine Schwierigkeiten, notfalls den Polöder Wickelraum gegen den Läuferraum gas- oder flüssigkeitsdicht zu kapseln. Jedenfalls ist dies viel einfacher als bei Maschinen mit verteilter Wicklung: Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht aber vor allem auch darin, daß es möglich ist, kollektorlose Motoren auch für den Bereich unter i5o W mit verhältnismäßig gutem Wirkungsgrad herzustellen.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Drehfeldmaschine, insbesondereDrehstrominduktionsmotor,gekennzeichnet durch die Kömbination folgender Merkmale: ausgeprägte Pole mit konzentrierter Wicklung solcher Anordnung, daß jewevls Pole der gleichen Phase, faber entgegengesetzter Polarität um i8o° (bezogen auf die Polteilung) gegeneinander versetzt sind, Anker mit Käfigwicklung, vorzugsweise mit geringem Widerstand zwecks Unterdrückung der Wirkungen der höheren Harmonischen, und vorzugsweise geschrägte Pole oder Läufernuten.
2. 2. Maschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Läufernuten polzahlfremd ist.
3. 3. Maschine nach Anspruch i und 2 mit Scheibenanker (eine oder mehrere Scheiben), gekennzeichnet durch sektorförmige Pole oder Polschuhe. q.. Verwendung von Maschinen nach Anspruch i bis 3 für kleine Leistungen, insbesondere auch unterhalb i5o W.