DE908277C

DE908277C - Asynchronmaschine hoher Drehzahl

Info

Publication number: DE908277C
Application number: DES4228D
Authority: DE
Inventors: Otto Dinger; Dr-Ing Hellmuth Raymund; Dipl-Ing Hans Trassl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1941-04-04
Filing date: 1941-04-04
Publication date: 1954-04-05

Description

Der Entwurf von Asynchronmaschinen von hohen Drehzahlen und von etwa 5oo kW Wirkleistung aufwärts ist dadurch erschwert, daß bei der Bemessung der Welle auf kritische Drehzahlen Rücksicht genommen werden muß. Die Welle muß einen gewissen Mindestdurchmesser haben, der den Innendurchmesser des magnetisch wirksamen Läufereisens nach unten begrenzt und daher von diesem nicht unterschritten werden kann. Das Läufereisen wurde bei nichtkompensierten Maschinen für hohe Umfangsgeschwindigkeiten und Leistungen der angegebenen Größe bisher ausschließlich als Blechpaket ausgeführt. Nur für kompensierte Asynchronmaschinen ist ein. Vorschlag bekanntgeworden, das Läufereisen ganz oder teilweise massiv auszubilden und den Schlupf durch eine in den Rotorkreis eingeführte EMK zu verringern. Dagegen wurden Maschinen mit massivem Eisen ohne kompensierende EMK nicht als brauchbar angesehen.
Die Erfindung ermöglicht die Ausführung gewöhnlicher nichtkompensierter Asynchronmaschinen höherer Leistung als bisher oder verbessert ihre Ausführung innerhalb der bisherigen Leistungsgrenzen dadurch, daß der magnetisch wirksame Läuferteil nicht geblättert, sondern massiv und der Läufer ohne selbständige hindurchgehende Welle ausgeführt wird. Dadurch werden der Läuferdurchmesser und der Gesamtdurchmesser der Maschine wesentlich kleiner und die Reibungsverluste bedeutend verringert. Im massiven Läufereisen entstehen wohl erhöhte zusätzliche Verluste, die bei den bisher mit Rücksicht auf den Leistungsfaktor üblichen kleinen Luftspaltweiten von nichtkompensierten Asynchronmaschinen meist nicht tragbar wären. Es wurde aber erkannt, daß bei Maschinen höherer Umfangsgeschwindigkeit und Leistung einerseits eine Vergrößerung der Luftspaltweite gegenüber der bei gleichem Läufendurchmesser bisher üblichen Weite eine nur unbedeutende Verschlechterung des Leistungsfaktors hervorruft und dafür die Zusatzverluste verringert und daß andererseits die vom Läuferdurchmesser abhängigen und hier gegenüber den anderen Verlusten stark hervortretenden Reibungsverluste durch Verkleinerung dieses Durchmessers stark abnehmen. Es werden also, insbesondere bei vergrößerter Luftspaltweite, die Gesamtverluste der Maschine nach der Erfindung kleiner, da die Massivausführung ohne selbständige Welle den Läuferdurchmesser verkleinert und damit eine Abnahme der Reibungsverluste bewirkt, die die Zunahme der Zusatzverluste übertrifft. Die Grenzleistung wird infolgedessen bedeutend vergrößert. Es erscheint beispielsweise möglich, mit Hilfe der Erfindung Asynchronmaschinen für über Io ooo U/min und über 5oo kW Wirkleistung wirt-Grenze der heutigen Ausführungsmöglichkeit, z. B. für 3ooo U/min und 5ooö kW, wesentlich zu verbessern. Zur Erreichung dieses Ergebnisses ist vorzugsweise der Maschinenluftspalt größer als I % des Läuferdurchmessers und die Läuferfrequenz bei betriebsmäßigem Lauf etwa o,5 Hz oder kleiner zu wählen.
Der Läufer kann in einem Stück massiv ausgeführt oder aus einzelnen massiven Platten zusammengesetzt sein. Die Läuferenden tragen Wellenstummel, an denen der Läufer ähnlich wie der eines Turbogenerators gelagert wird.
Damit der natürliche Schlupf der Maschine genügend klein wird, um den angegebenen geringen Wert der Läuferfrequenz zu erreichen, wird der Widers Land der Läuferwicklungentsprechernd niedrig gewählt. Es kann dann ohne Einführung von Zusatzspannungen in den Läuferkreis, also ohne Kompensationsmaßnahmen, eine Maschinenausführung von günstigem Wirkungsgrad erreicht werden. Bei Massivläufern gibt es einen einfachen Weg zur Herstellung verhältnismäßig großer Nutquerschnitte. Er besteht darin, je Nut zwei oder mehr zusammenhängende Löcher zu bohren, wie in der Zeichnung dargestellt ist. Die in diesen Bohrungen liegenden Läuferstäbe sind parallel geschaltet und entweder durch Kurzschlußringe zu einem Käfig oder durch Wicklungsköpfe zu einer fortlaufenden Stabwicklung verbunden. Es müssen nicht alle Wicklungsstäbe in dieser Art ausgeführt sein, sondern es genügt unter Umständen, nur einen Teil der Wicklung in der angegebenen Weise auszubildlen. In der Zeichnung sind zwei einander überschneidende Bohrrungen a und b im Massiveisen f des Läufers dargestellt, in denen Rundstäbe c und d liegen. Diese sind an den einander berührenden Seiten bei e abgeflacht und bilden zusammen einen Nutenleiter.
Die Bohrungen können gleichen oder verschiedenen Durchmesser haben.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Nichtkompensierte Asynchronmaschine hoher Drehzahl, gekennzeichnet durch einen Masslivläufer ohne selbständige hindurchgehende Welle.
2. Asynchronmaschine nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Luftspaltweite mindestens I % des Läuferdurchmessers beträgt.
3. Asynchronmaschine nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Läuferfrequenz höchstens o,5 Hz beträgt.
4. Asynchronmaschine nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Läuferwicklungsnuten durch reihenweise aufeinanderfolgende Bohrungen gleichen oder verschiedenen Durchmessers im massiven Eisen gebildet sind.
5. Asynchronmaschine nach Anspruch d., dadurch gekennzeichnet, @d@aß die die Läufernuten bildenden Bohrungen einander überschneiden und durch zwei oder mehr Rundstäbe mit an den Berührungsstellen abgeflachtem Profil ausgefüllt sind.