DE951383C

DE951383C - Anordnung zur Erhoehung der magnetischen Axialkraft von Verschiebelaeufermotoren waehrend des Motoranlaufs

Info

Publication number: DE951383C
Application number: DED17944A
Authority: DE
Inventors: Herbert Weisflog
Original assignee: Demag Zug GmbH
Current assignee: Demag Zug GmbH
Priority date: 1954-06-05
Filing date: 1954-06-05
Publication date: 1956-10-25

Description

Anordnung zur Erhöhung der magnetischen Axialkraft von Verschiebeläufermotoren während des Motoranlaufs Die der magnetischen Axialkraft entgegenwirkende Feder kann in vielen Fällen nicht so stark bemessen sein, wie es die magnetische Axialkraft bei Nennbetrieb des Motors gestatten würde, sondern muß der niedrigeren Anlaufaxialkraft angepaßt werden.
Um eine stärkere Feder verwenden zu können, muß also die Anlaufaxialkraft erhöht werden. Hierzu ist vorgeschlagen worden, Oberwelleninduktionen im Luftspalt durch geeignete Ausbildung von Nuten und Wicklungen heranzuziehen. Diese Maßnahme ist aber mit dem Nachteil verknüpft, daß dann auch eine Verschlechterung der Betriebseigenschaften des Motors eintritt. Bei Kurzschlußläufermotoren üblicher Bauart mit einer Magnetbremse hat man bereits eine Maßnahme vorgeschlagen, durch welche die axial verschiebbare Bremsscheibe während des Motorlaufs in ihrer wirkungslosen Lage festgehalten wird. Man benutzt hier den Strom eines der Kurzschlußringe zur Erzeugung eines magnetischen Hilfsflusses in der einen Eisenrückschluß bildenden Bremsscheibe. Durch diesen magnetischen Hilfsfluß wird auf die Bremsscheibe eine magnetische Axialkraft ausgeübt, durch welche die Bremsscheibe an den Kurzschlußring zur Anlage gebracht und in dieser Lage während des Motorlaufs gehalten wird. Gemäß der Erfindung wird die auf diese Weise erzeugte Axialkraft zur Erhöhung der Anlaufaxialkraft eines Verschiebeankermotors benutzt. Zu diesem -Zweck wird auf einem oder beiden Kurzschlußringen ein Eisenrückschluß fest angeordnet und zweckmäßig so ausgebildet, daß der Luftraum zwischen dem Ständerblechpaket und dem Rückschlußring möglichst gering wird, um einen möglichst großen Axialschub zu erreichen. Dieser Rückschluß wird also beispielsweise so ausgestaltet, daß sein Außendurchmesser zumindest annähernd dem diesem zugeordneten größten bzw. kleinsten Kegeldurchmesser des Ständers entspricht und sein Abstand- von der ihm zugekehrten Ständerkante kleiner ist als von der ihm zugekehrten Kante des Läufers.
In Abb. I der Zeichnung ist der aktive Teil eines Kurzschlußmotors mit einem Luftspaltraum von der Form eines Kegelstumpfmantels schematisch dargestellt. Mit I ist das Ständerpaket, mit 2 das Läuferpaket und mit 3 der Kurzschlußring am größeren Läuferdurchmesser bezeichnet. 4 ist ein diesem Kurzschlußring aufgesetzter Rückschlußring. Der Außendurchmesser des Rückschlußringes entspricht dem diesem zugeordneten Kegeldurchmesser des Ständers, und sein Abstand von der ihm zugekehrten Ständerkante ist kleiner als die ihm zugekehrte Kante des Läufers.
5, 6 und 7 sind Pfadlinien eines zusätzlichen, vom Ringstrom erregten Hilfsflusses, der sich über den Luftspaltraum im Motor, quer über die Ständerbleche, über den Luftraum zwischen dem großen Ständerbohrungsdurchmesser und dem Rückschlußring-Außendurchmesser, über den Rückschlußring und quer über die Läuferbleche schließt und dessen magnetischer Widerstand bei Vernachlässigung der Eisenwiderstände durch Länge und Querschnitt beider Luftübergänge gegeben ist.
Zur grundsätzlichen Darstellung der Wirkungsweise des Hilfsflusses wird die geringe Längenänderung seiner Luftwege infolge der nur wenige Millimeter betragenden Läuferverschiebung, wie sie beispielsweise zum Lüften einer Bremse benötigt wird, außer acht gelassen. Auch bleibt der Einfluß des Ringstromes des Kurzschlußringes am kleineren Läuferdurchmesser unberücksichtigt, weil er ohne magnetischen Rückschluß kein Feld von nennenswerter Größe erregen kann.
In Abb. 2 ist das Vektordiagramm der Anlaufströme eines Induktionsmotors dargestellt. Mit I I A ist der Ständeranlaufstrom, mit I2A der Läuferanlauf Strom, zugleich auch unter Einführung eines Umrechnungsfaktors der Kurzschlußringstrom und mit IµA der das Eigenfeld erregende Anlauf-Magnetisierungsstrom bezeichnet.
Die besondere Eignung des Ringstromes wird deutlich, wenn man die Anlauferregung des die Grundwellenaxialkraft erzeugenden Nutzflusses und die des Hilfsflusses gegenüberstellt. Der Nutzfluß wird durch die geometrische Summe der beiden hohen Anlaufströme I I A und I ?,A erregt, die aber nur den während des Anlaufs besonders niedrigen Magnetisierungsstrom IµA ergibt, wohingegen für die Erregung des Hilfsflusses der Ringstrom entsprechend I2 A in voller Anlaufgröße zur Verfügung steht. Eine Beeinflussung durch I I A kann nicht stattfinden, weil Ständerstrom und Ringstrom etwa senkrecht zueinander fließen.
Der Hilfsfluß erzeugt nach dem gleichen Bildungsgesetz wie für die Axialkraft der Grundwelle eine zusätzliche, an der Läuferoberfläche angreifende Axialkraft Eine weitere zusätzliche Axialkraft greift am Außendurchmesser des Rückschlußringes, und zwar im Bereich seiner dem Motor zugewendeten Innenkante an. Diese Axialkräfte sind läuferstromabhängig und werden bei Leerlauf zu Null. Bestimmend für die Größe der zusätzlichen Axialkräfte sind die Luftwege des Hilfsflusses und seine Erregung, die der Polzahl umgekehrt proportional ist. Die Summe aller Axialkräfte bei Stillstand kann die Grundwellenaxialkraft bei Leerlauf nicht nur erreichen, sondern erheblich übersteigen.
In gleicher Weise wie der stationäre Betrag der Stillstandsaxialkraft steigen auch die Axialkraft-Amplituden beim Einschwingen der Felder im Einschaltaugenblick an. Dieser Effekt ist von Vorteil für den Verschiebevorgang, weil axial gerichtete Anfangsreibungen der sich verschiebenden Bauteile oder die Haftreibung der sich ablösenden Bremse besser überwunden werden können.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Die Verwendung der über zusätzliche Eisenrückschlüsse geführten Ströme eines oder beider Kurzschlußringe eines Kurzschlußläufermotors bei einem Verschiebeankermotor zur Erhöhung der magnetischen Axialkraft während des Anlaufes.
2. Anordnung zur Erhöhung der magnetischen Axialkraft nach Anspruch i, gekennzeic' net durch eine solche Ausbildung des Läufers, daß der Außendurchmesser des Eisenrüchschlusses zumindest annähernd dem diesem zugeordneten größten bzw. kleinsten Kegeldurchmesser des Ständers entspricht und sein Abstand von der ihm zugekehrten Ständerkante kleiner ist als von der ihm zugekehrten Kante des Läufers. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 489 365.