DEP0038977DA

DEP0038977DA - Single or multi-phase motor running openly within a liquid or an electrolyte.

Info

Publication number: DEP0038977DA
Authority: DE
Inventors: Karl Dr.-Ing. Dokupil
Original assignee: Dokupil, Karl, Dr.-Ing., Bochum
Publication date: 1950-08-24

Description

Die Erfindung betrifft einen offen innerhalb einer Flüssigkeit oder einem Elektrolyten laufenden Ein- oder Mehrphasenmotor, und sie besteht darin, dass die Statorwicklung des Motors für eine Spannung bemessen und ausgeführt ist, die gleich oder kleiner als die Polarisationsspannung der Flüssigkeit ist, in der der Motor läuft. Die Spannung wird durch Vorschalten eines Transformators so niedrig gewählt, dass die Statorwicklung des Motors elektrisch gegenüber der Flüssigkeit oder dem Elektrolyten überhaupt nicht isoliert zu sein braucht, sondern höchstens gegen Zusatzverluste infolge Eisenberührung oder Querschlusses durch das Blechpaket und gegen chemischen Angriff mit einem Lackanstrich oder einem chemisch widerstandsfähigen Überzug, einem metallischen Überzug oder einer Oxydhaut versehen ist. Entsprechend der Elektrolysespannung beträgt die Motorklemmenspannung für Wasser höchstens 1,8 Volt.The invention relates to a single or multi-phase motor that runs openly within a liquid or an electrolyte, and it consists in the stator winding of the motor being dimensioned and designed for a voltage which is equal to or less than the polarization voltage of the liquid in which the motor is located running. The voltage is selected by connecting a transformer so low that the stator winding of the motor does not need to be electrically isolated from the liquid or the electrolyte at all, but at most against additional losses due to iron contact or cross-circuit through the laminated core and against chemical attack with a coat of paint or a chemically resistant coating, a metallic coating or an oxide skin is provided. According to the electrolysis voltage, the motor terminal voltage for water is at most 1.8 volts.

Anstelle eines Anstriches, eines chemisch widerstandsfähigen Überzuges, eines metallischen Überzuges oder einer Oxydhaut kann die Statorwicklung gegenüber dem Eisen durch mechanische Zwischenlagen distanziert sein. Dasselbe gilt für die Phasen untereinander. Es kann auch eine kombinierte Anwendung der vorgenannten Massnahmen erfolgen.Instead of a paint, a chemically resistant coating, a metallic coating or an oxide skin the stator winding can be separated from the iron by mechanical intermediate layers. The same applies to the phases with each other. The aforementioned measures can also be used in combination.

Die Spannung an der Statorwicklung ist erfindungsgemäss so niedrig, dass die Windungszahl pro Phase möglichst klein oder sogar gleich eins gewählt wird, so dass die Wicklung nach Art einer Kurzschlusswicklung auch gegenüber dem Eisen überhaupt nicht oder nur sehr gering gegen Zusatzverluste durch Querschluss im Eisenpaket isoliert oder distanziert zu werden braucht. Gegenüber der umspülenden Flüssigkeit kann gleichfalls die elektrische Isolation fortfallen. Mit Rücksicht auf chemische Einflüsse kann die Wicklung einen Anstrich oder einen chemisch wirksamen isolierenden Überzug oder einen geeigneten metallischen Überzug erhalten, der die Wicklung gegen chemische Auswirkungen der Flüssigkeit oder eingeschlossener Gase schützt.According to the invention, the voltage on the stator winding is so low that the number of turns per phase is selected to be as small as possible or even equal to one, so that the winding, like a short-circuit winding, does not or only very slightly insulates against additional losses due to cross-circuit in the iron core, even with respect to the iron needs to be distanced. The electrical insulation can also be omitted from the liquid around it. With regard to chemical influences, the winding can be given a paint or a chemically effective insulating coating or a suitable metallic coating that protects the winding against chemical effects of the liquid or trapped gases.

Die Statorwicklung ist eine Stabwicklung, die mit möglichst geringer Windungsspannung pro Phase ausgeführt und als Einphasen- oder Mehrphasenwicklung in Hintereinander- oder Parallelschaltung der Stäbe durchgeführt und zweckmässig geschaltet wird. Die Ausführung als Wicklung mit einem Stab je Nut bietet gegenüber einer mehrdrähtigen Wicklung je Nut fabrikatorische Vorteile und Erleichterungen und die Möglichkeit robuster Ausführung.The stator winding is a bar winding that has the lowest possible winding voltage per phase and is implemented as a single-phase or multi-phase winding in series or parallel connection of the bars and is conveniently connected. Compared to a multi-wire winding per slot, the design as a winding with one bar per slot offers manufacturing advantages and simplifications and the possibility of a robust design.

Diese Ausführung der Statorwicklung mit möglichst geringer Windungszahl, insbesondere einer Windung je Phase, hat auch den Vorteil einfacher Herstellung nach Art von Kurzschlusswicklungen.This design of the stator winding with the lowest possible number of turns, in particular one turn per phase, also has the advantage of being simple to manufacture in the manner of short-circuit windings.

Beim Einphasenmotor kann das das Anlaufdrehmoment hervorrufende Hilfsdrehfeld in bekannter Weise durch eine Hilfswicklung erzeugt werden, die entweder mit geringerer Nutenstreuung als die Betriebswicklung und durch Widerstandserhöhung der Hilfswicklung, durch Reaktanzerhöhung zufolge grösserer Widerstandsverringerung durch Querschnittsvergrösserung der Hilfswicklung an der dem Motor zugeführten Einphasenspannung bewirkt werden kann.In a single-phase motor, the auxiliary rotating field causing the starting torque can be generated in a known manner by an auxiliary winding, which can be produced either with less slot spread than the operating winding and by increasing the resistance of the auxiliary winding, by increasing the reactance as a result of greater resistance reduction by increasing the cross-section of the auxiliary winding on the single-phase voltage supplied to the motor.

Die Wahl der niedrigen Spannung bedingt, dass der erforderliche Transformator möglichst mit dem Motor zu einer baulichen Einheit zusammengefasst wird.The choice of the low voltage means that the required transformer is combined with the motor to form a structural unit, if possible.

Der Transformator kann als röhrenförmiger Manteltransformator ausgeführt sein, der luft- oder gasgefüllt oder mit einer Isoliermasse ausgegossen oder unter Vacuum (kompoundiert) gefüllt oder mit einer isolierenden Flüssigkeit, Öl oder Chlorphen oder einer anderen geeigneten isolierenden Flüssigkeit ganz oder teilweise gefüllt ist. Ein solcher Manteltransformator kann als Einphasen- oder symmetrischer Dreiphasentransformator mit einschiebbarem Kern ausgeführt werden, wobei zur Herstellung eines möglichst geringen Luftspaltes der Kern beim Einphasentransformator oder das Kernkreuz beim dreiphasigen Transformator länger gestanzt wird als der Innendurchmesser des Jochringes. Nach dem Zusammenpressen der Kernbleche wird der Kern aber auf den ausgedrehten oder ausgeschliffenen Innendurchmesser des Jochringes abgedreht oder geschliffen, so dass der Luftspalt so gering wie möglich gehalten werden kann oder das Transformatorblechpaket kann mit überlapptem Stoss, also "verschachtelt", hergestellt werden, wobei die Überlappung der einzelnen Blechlagen durch unsymmetrische Anordnung der Fugen des Jochringes in demselben Blechschnitt und durch cyklische Drehung um 120° der Bleche beim Zusammensetzen nach jeder Schicht und durch Schwenken der Blechebenen um 180° nach jeder Schicht erzielt wird.The transformer can be designed as a tubular jacket transformer, which is filled with air or gas or poured with an insulating compound or filled under vacuum (compounded) or completely or partially filled with an insulating liquid, oil or chlorine or another suitable insulating liquid. Such a jacket transformer can be designed as a single-phase or symmetrical three-phase transformer with an insertable core, the core of the single-phase transformer or the core cross of the three-phase transformer being punched longer than the inner diameter of the yoke ring to produce the smallest possible air gap. After the core sheets are pressed together, however, the core opens the turned or grinded inner diameter of the yoke ring is turned or ground so that the air gap can be kept as small as possible or the transformer laminated core can be produced with an overlapped joint, i.e. "nested", whereby the overlapping of the individual sheet metal layers is caused by the asymmetrical arrangement of the joints Yoke ring is achieved in the same sheet metal section and by cyclic rotation of the sheets by 120 ° when assembling after each layer and by pivoting the sheet metal levels by 180 ° after each layer.

Es ist zweckmässig, das Transformatorblechpaket für gleiche Induktion in allen Querschnitten auszulegen. Hierbei werden vorteilhaft folgende Dimensionierungen gewählt:It is advisable to design the transformer core for the same induction in all cross-sections. The following dimensions are advantageously chosen:

Jochquerschnitt = Kernquerschnitt: 3 beim Dreiphasentransformator;Yoke cross-section = core cross-section: 3 for a three-phase transformer;

Jochquerschnitt = Kernquerschnitt: 2 beim EinphasentransformatorYoke cross-section = core cross-section: 2 for a single-phase transformer

oder die Hälfte der Jochringe wird im Innendurchmesser (etwa 1- 5 mm) unterschiedlich ausgeführt, auch die Kernbleche werden in ihrer Länge (etwa 1 - 5 mm) unterschiedlich gestanzt. Die Jochringe erhalten Ausschnitte, um die Kerne einführen zu können, die einen den Innendurchmesser der Jochringe übersteigenden Aussendurchmesser aufweisen. Beim Zusammensetzen der Blechpakete von Joch und Kern werden die Ringe und Kernbleche mit grossem und kleinem Durchmesser abwechselnd je Schicht aufeinandergelegt. Der Kern wird dann nach Aufschieben der Wicklungen in die Ausschnitte des Jochringes achsial eingeschoben und nach Deckung mit den zugehörigen Ringdurchmessern um 60° gedreht, wodurch nach Art eines Drehkonden- sators ein überlappter Stoss in allen Phasen des Blechpaketes entsteht. Die letzte endgültige Pressung von Joch und Kern erfolgt am zweckmässigsten erst nach erfolgter Drehung des Kernes.or half of the yoke rings have different inner diameters (approx. 1-5 mm), and the core sheets are also punched differently in terms of their length (approx. 1-5 mm). The yoke rings are given cutouts in order to be able to introduce the cores which have an outer diameter that exceeds the inner diameter of the yoke rings. When assembling the laminations of yoke and core, the rings and core sheets with large and small diameters are alternately placed on top of each other for each layer. After the windings have been pushed on, the core is then pushed axially into the cutouts of the yoke ring and rotated by 60 ° after it is in line with the associated ring diameter, creating a rotating condenser sators an overlapped joint is created in all phases of the laminated core. The last, final pressing of the yoke and core is most expediently carried out only after the core has been rotated.

Bei dreiphasiger Ausführung kann der Transformator sekundärseitig in Stern geschaltet werden, wobei die Sekundärspulen neben, über oder unter den Primärspulen liegen und im letzteren Falle die Sekundärwicklung als Spulenträger (Rahmen) für die Primärspule ausgebildet ist.In the three-phase version, the transformer can be star-connected on the secondary side, the secondary coils being next to, above or below the primary coils and in the latter case the secondary winding is designed as a coil carrier (frame) for the primary coil.

Bei ein- oder auch mehrphasiger Ausführung des Transformators kann die Sekundärspule neben oder unter der Primärspule angeordnet und zur Berücksichtigung erforderlicher unterschiedlicher Wicklungsspannungen des Motors infolge unterschiedlicher Wickelfaktoren der Einlochwicklung durch Sehnung bei Bewicklung eines grösseren Polbogens die Sekundärwicklung in mehrere von einander getrennte Windungen aufgeteilt sein, wobei das eine Wicklungsende zusammengefasst werden kann, die anderen Wicklungsenden aber getrennt dem Motor zugeführt werden. Hierbei umfassen aber die einzelnen Windungen der Sekundärwicklung nur Teile des Transformatorenkernes.In the case of a single-phase or multi-phase version of the transformer, the secondary coil can be arranged next to or below the primary coil and, in order to take into account the different winding voltages required for the motor due to different winding factors of the single-hole winding, the secondary winding can be divided into several separate windings by stretching when winding a larger pole arc, whereby One winding end can be combined, but the other winding ends are fed separately to the motor. Here, however, the individual turns of the secondary winding only include parts of the transformer core.

Bei dreiphasiger Ausführung kann der Transformator sekundär im Dreieck geschaltet sein, wobei die Sekundärspulen derart zusammengefasst werden, dass die Spulenseiten u - z, x - v, y - w zusammengelegt werden und dadurch je einen Stab oder eine Schiene ergeben, der bezw. die zwischen oder neben den Primärspulen liegt, wobei die Verbindungen der Stäbe an einem Ende durch eine Platte oder durch zweckmässige Bügel erfolgt, die unter oder über den Primärspulen liegen. Die anderen Enden werden den Phasenanschlüssen des Motors auf dem kürzesten Wege zugeführt.In the case of a three-phase design, the transformer can be connected secondary in a triangle, the secondary coils being combined in such a way that the coil sides u - z, x - v, y - w are put together and thereby one rod or each result in a rail, respectively. which lies between or next to the primary coils, the rods being connected at one end by a plate or by means of suitable brackets that lie below or above the primary coils. The other ends are fed to the phase connections of the motor by the shortest route.

Das Herausführen eines Endes der Sekundärwicklung aus dem Transformatorgehäuse wird beim Ein- oder Mehrphasen-Transformator dadurch vermieden, dass das eine Ende der sekundären Einphasenwicklung oder die eine Phase der sekundären Mehrphasenwicklung dem Motor über das Transformatorgehäuse zugeleitet wird, indem dieses Wicklungsende im Innern des Transformators an das Gehäuse entsprechend zweckmässig angeschlossen wird. Die entsprechende Motorphase kann ihren Anschluss analog über das Transformatorgehäuse erhalten, wobei die Befestigungskonstruktion des Transformators am Motor als Stromzuleitung zum Motor verwendet werden kann.One end of the secondary winding from the transformer housing is avoided in single- or multi-phase transformers in that one end of the secondary single-phase winding or one phase of the secondary multi-phase winding is fed to the motor via the transformer housing by connecting this winding end inside the transformer the housing is appropriately connected accordingly. The corresponding motor phase can be connected in the same way via the transformer housing, whereby the fastening structure of the transformer on the motor can be used as a power supply line to the motor.

Der dem Motor vorgeschaltete Transformator wird innerhalb der Flüssigkeit möglichst in der Richtung der Achse des Motors und mit Rücksicht auf Vermeidung unnötigen Spannungsabfalls in möglichst grosser Nähe des Motors angeordnet. Infolge nur ruhender Teile des Transformators lässt sich die empfindliche vieldrähtige Spulenwicklung der Primärspulen für die Netzspannung gegen die Flüssigkeit gut und zuverlässig abdichten und schützen. Jedenfalls ist dieses zuverlässiger und dauerhafter möglich, als in einem Motor mit Durchbruch des Gehäuses für die Antriebswelle oder bei offenen Motoren mit einvulkanisierter Wicklung. Die Ausführung des Transformators gestattet eine billigere und einfachere Wicklungsausführung als die eines Motors und hat somit auch fabrikatorische Vorteile, wodurch der Nachteil der Notwendigkeit eines Transformators in Verbindung mit der einfacheren und robusteren Wicklung des erfindungsgemässen Motors bei weitem ausgeglichen wird. Durch die zuverlässige, dauerhafte und zu Störungen nicht Anlass gebende Ausführung des Transformators und Motors ist die erfindungsgemässe Lösung den bisherigen Konstruktionen mit einvulkanisierter Wicklung oder ganz geschlossener Ausführung unter einer Taucherhaube fabrikatorisch und betrieblich überlegen. Die Ein- und Ausführungen zu und von den Wicklungen des Transformators lassen sich nach bekannten Methoden zuverlässig und billig dicht ausführen, beispielsweise durch Verwendung von Stopfbuchsen oder eingekitteten, eingewalzten oder eingeschraubten Durchführungen. Der Rotor des Motors wird in an sich bekannter Weise als Kurzschluss- oder Spezialkurzschlussläufer ausgeführt. Auch seine Wicklung erhält keine oder nur geringe Isolation zur Vermeidung von Zusatzverlusten durch Querschlüsse im Eisenpaket oder gegen chemische Einflüsse entsprechend den für die Statorwicklung gemachten Ausführungen.The transformer connected upstream of the motor is arranged within the liquid, if possible in the direction of the axis of the motor and, with a view to avoiding unnecessary voltage drop, as close as possible to the motor. As the parts of the transformer are only at rest, the sensitive multi-wire coil winding of the primary coils for the mains voltage can be sealed and protected well and reliably against the liquid. In any case, this is more reliable and more durable than in a motor with a breakthrough of the housing for the drive shaft or, in the case of open motors, with a vulcanized winding. The design of the transformer allows a cheaper and simpler winding design than that of a motor and thus also has manufacturing advantages, whereby the disadvantage of the need for a transformer in connection with the simpler and more robust winding of the motor according to the invention is by far compensated. Due to the reliable, permanent design of the transformer and motor, which does not give rise to malfunctions, the solution according to the invention is superior to the previous designs with vulcanized winding or completely closed design under a diving hood in terms of manufacture and operation. The inputs and outputs to and from the windings of the transformer can be reliably and cheaply made tightly using known methods, for example by using stuffing boxes or cemented, rolled or screwed bushings. The rotor of the motor is designed in a manner known per se as a squirrel-cage or special squirrel-cage rotor. Its winding is also given little or no insulation in order to avoid additional losses due to cross-circuits in the iron core or against chemical influences in accordance with the statements made for the stator winding.

Der Transformator wird als Einphasen- oder Mehrphasentransformator röhrenförmig ausgeführt. In jedem Fall wird die Wicklung in das Innere des Blechpaketes derart verlegt, dass der magnetische Schluss des Transformators die Wicklungen umschliesst. Es handelt sich also um einen Manteltransformator. Bei dreiphasiger Ausführung wird der Transformator als symmetrischer Dreiphasentransformator ausgeführt, wobei die Spulen auf drei in der Mitte zusammenhängenden um 120° gegeneinander geneigten Kernen sich befinden. (Sternanordnung.) Die Sekundärwicklung kann der günstigsten Raumausnützung wegen als Spule mit einer oder mehreren Windungen in Sternschaltung unter den Primärspulen auch direkt als Spulenträger oder über oder neben der Primärspule angeordnet werden.The transformer is designed as a single-phase or multi-phase transformer, tubular. In any case, the winding is laid inside the laminated core in such a way that the magnetic circuit of the transformer surrounds the windings. So it is a jacket transformer. In the three-phase version, the transformer is designed as a symmetrical three-phase transformer, with the coils on three cores connected in the middle and inclined at 120 ° to one another. (Star arrangement.) The secondary winding can be arranged as a coil with one or more turns in a star connection under the primary coils, also directly as a coil carrier or above or next to the primary coil, to make the most efficient use of space.

Bei der Ausführung in Dreieck-Schaltung werden die Windungen der Sekundärwicklung unter Zusammenfassung der Spulenseiten zweier Phasen zwischen die Primärspulen als Stäbe gelegt, die an dem unteren Ende (auf der dem Motoranschluss entgegengesetzten Seite) miteinander durch eine Platte entsprechenden Querschnittes verbunden werden. Die Enden der Stäbe werden flüssigkeitsdicht herausgeführt und auf kürzestem Wege an die Motorwicklung elektrisch gut leitend grossquerschnittig angeschlossen. Die Anschlüsse zwischen Transformatorsekundärwicklung und Motorwicklung werden zweckmässigerweise weich oder hart gelötet, geschweisst oder durch eine zweckentsprechende Schraubenverbindung hergestellt.In the delta connection, the turns of the secondary winding are placed between the primary coils as bars, combining the coil sides of two phases, which are connected to one another at the lower end (on the side opposite the motor connection) by a plate with a corresponding cross section. The ends of the rods are brought out in a liquid-tight manner and are connected to the motor winding with a large cross-section with good electrical conductivity over the shortest possible route. The connections between the transformer secondary winding and the motor winding are expediently soft or hard soldered, welded or made by means of an appropriate screw connection.

Gegenüber den bekannten Unterwassermotoren mit Wicklungen für die Netzspannung hat der erfindungsgemässe Motor folgende besonders in Gewicht fallende Vorteile:Compared to the known submersible motors with windings for the mains voltage, the motor according to the invention has the following advantages, which are particularly weighty:

Die mehrdrähtige Wicklung ist teurer und schwieriger herstellbar als die Einlochwicklung des erfindungsgemässen Motors mit einem Stab je Nut und dem bequemen Wickelkopfverbindungen, die aus demselben Stab durch Biegen der Stäbe ungelötet aus einem Stück hergestellt oder durch Löten oder Verschweissen der starken Verbindungen absolut dauerhaft und robust ausgeführt werden können. Der erfindungsgemässe Motor arbeitet daher ohne Störungen, die durch Wicklungsdurchschläge bedingt sein könnten. Die dafür zusätzlich anfallende Transformatorwicklung ist eine für Massenfertigung sich gut eignende Spulenwicklung.The multi-wire winding is more expensive and difficult to manufacture than the single-hole winding of the inventive motor with one rod per slot and the convenient winding head connections, which are made from the same rod by bending the rods unsoldered from one piece or made absolutely permanent and robust by soldering or welding the strong connections can be. The motor according to the invention therefore works without disturbances which could be caused by winding breakdowns. The additional transformer winding required for this is a coil winding that is well suited for mass production.

Die sonst übliche mehrdrähtige für die Netzspannung bemessene Motorwicklung von Unterwassermotoren muss gegenüber der sie umspülenden Flüssigkeit in einer flüssigkeitsdichten Hülle, meist Gummi, gebettet oder einvulkanisiert werden. Trotz hochwertiger Ausführung bietet eine solche Wicklung eine diffizile und zu Schäden (Eindringen von Flüssigkeit) neigende Störungsquelle und ist in der Herstellung als Durchzieh- oder Träufelwicklung mit zusätzlicher Vulkanisierung teuer.The otherwise common multi-wire motor winding of underwater motors, which is dimensioned for the mains voltage, must be embedded or vulcanized in a liquid-tight cover, usually rubber, in relation to the liquid around it. In spite of the high quality design, such a winding offers a difficult source of interference that is prone to damage (ingress of liquid) and is expensive to manufacture as a pull-through or trickle winding with additional vulcanization.

Die Kupferwicklung des Motors gemäss der Erfindung selbst ist elektrisch der Flüssigkeit gegenüber absolut unempfindlich. Ihre Oberfläche kann gegen chemische Einflüsse durch einen Anstrich oder einen Überzug aus neutralem Material, auch durch einen metallischen Überzug, wie z.B. durch Verzinnen, Verchromen, Versilbern oder dergl. leicht geschützt werden.The copper winding of the motor according to the invention itself is absolutely insensitive to the liquid electrically. Their surface can be easily protected against chemical influences by painting or a coating of neutral material, also by a metallic coating, e.g. by tin-plating, chrome-plating, silver-plating or the like.

Die Statorwicklungen aus starkem Rundkupfer oder Profilkupfer und die Wickelköpfe aus Profil- oder Flachkupfer sowie ebensolche Zuleitungen sind mechanisch ausserordentlich robust, unempfindlich und unzerstörbar.The stator windings made of thick round copper or profile copper and the end windings made of profile or flat copper as well as such feed lines are mechanically extraordinarily robust, insensitive and indestructible.

Durch die Anordnung des Transformators und Motors in der Flüssigkeit sind sehr gute Kühlverhältnisse gegeben. Dadurch ist trotz Sicherung eines guten Wirkungsgrades eine erhebliche Materialersparnis möglich. Der Motor gemäss der Erfindung macht den unmittelbaren Antrieb aller innerhalb einer Flüssigkeit arbeitenden Arbeitsmaschinen durch einen ausserordentlich robusten und störungsunempfindlichen Motor möglich. Bei Pumpenantrieben wird die Pumpe gleichfalls unter Wasser kurz gekuppelt angeordnet, wodurch bei tiefem Grundwasserspiegel lange Antriebswellen vermieden werden. Da die Pumpe ständig unter Wasser arbeitet, braucht für Selbstansaugung nicht gesorgt zu werden. Die Wasserzufuhr kann nicht abreissen, wenn Transformator, Motor und Pumpe genügend tief unter dem tiefsten jährlich zu erwartenden Wasserspiegel angeordnet werden. Infolge des Wasserzulaufes der Pumpe lassen sich vereinfachte Pumpenkonstruktionen verwenden, die zu Betriebsstörungen weniger Anlass geben.The arrangement of the transformer and motor in the liquid ensures very good cooling conditions. As a result, considerable material savings are possible despite ensuring a high degree of efficiency. The motor according to the invention enables all working machines working within a liquid to be driven directly by an extremely robust and interference-insensitive motor. In the case of pump drives, the pump is also briefly coupled under water, which avoids long drive shafts when the groundwater level is low. Since the pump is constantly working under water, self-priming does not need to be taken care of. The water supply cannot be cut off if the transformer, motor and pump are placed sufficiently deep below the lowest water level to be expected each year. As a result of the water supply to the pump, simplified pump designs can be used, which give less cause for malfunctions.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise und schematisch dargestellt, und es bedeuten:The invention is shown in the drawing by way of example and schematically, and it means:

Figur 1: Ausführungsvariante für einen Blechschnitt des Motors,Figure 1: Design variant for a sheet metal section of the motor,

Figur 2: Prinzipschaltung für den Motor für Drehstrom bei Sternschaltung des Transformators mit Motor,Figure 2: Basic circuit for the motor for three-phase current with star connection of the transformer with motor,

Figur 3: Prinzipschaltung des Motors für Drehstrom bei Dreieckschaltung des Transformators mit Motor,Figure 3: Basic circuit of the motor for three-phase current with a delta connection of the transformer with motor,

Figur 4: Ausführungsvariante (Querschnitt) für den Transformator für Drehstrom,Figure 4: Design variant (cross section) for the transformer for three-phase current,

Figur 5: Ausführungsvariante für den Blechschnitt entsprechend Figur 4,Figure 5: Design variant for the sheet metal cut according to Figure 4,

Figur 6: Ausführungsvariante des Transformatorblechschnittes für verzapfte Fuge und überlappten Stoss,Figure 6: Design variant of the transformer sheet metal section for mortised joints and overlapped joints,

Figur 7: Ausführungsvariante für einen Einphasentransformator im Längsschnitt,Figure 7: Design variant for a single-phase transformer in longitudinal section,

Figur 8: Querschnitt gemäss Figur 7,FIG. 8: cross section according to FIG. 7,

Figur 9: Ausführungsvariante einer Unterwasserpumpe mit erfindungsgemässen Motor nebst Transformator.FIG. 9: a variant of an underwater pump with a motor according to the invention and a transformer.

Gemäss Figur 1, in welcher ein Ausführungsbeispiel für einen Blechschnitt zu einem erfindungsgemässen Unterwassermotor dargestellt ist, ist die Windungszahl je Phase gleich eins gewählt, so dass die Wicklung nach Art einer Kurzschlusswicklung wirksam ist.According to FIG. 1, in which an exemplary embodiment of a sheet metal section for an underwater motor according to the invention is shown, the number of turns per phase is selected to be one, so that the winding is effective in the manner of a short-circuit winding.

Der Rotorblechschnitt 1 erhält daher eine herstellungstechnisch ausserordentlich einfache Form. Dasselbe gilt für den Statorblechschnitt 2, der die Nuten 3 für die Statorwicklung erhält. Die Wicklung kann aus Rundstäben oder auch Profilstäben gebildet werden.The rotor lamination section 1 is therefore given an extraordinarily simple form in terms of production technology. The same applies to the stator lamination section 2, which receives the slots 3 for the stator winding. The winding can be formed from round bars or profile bars.

Der Statorblechschnitt 2 besitzt Bohrungen 4 für die Aufnahme der das Blechpaket zusammenpressenden Bolzen, die gleichzeitig Haltebolzen einerseits für die Lagersterne und andererseits (auf der gegenüberliegenden Seite des Motors) für die Befestigung der Arbeitsmaschine (z.B. Pumpe) sein können.The stator lamination section 2 has bores 4 for receiving the bolts that press the laminated core together, which can simultaneously be retaining bolts on the one hand for the bearing stars and on the other (on the opposite side of the motor) for attaching the machine (e.g. pump).

Ferner erhält der Statorblechschnitt Bohrungen 5, in welche die Haltebolzen für die Aufhängung des Transformators eingezogen werden können.In addition, the stator lamination section has holes 5 into which the retaining bolts for the suspension of the transformer can be drawn.

Schliesslich ist noch eine Bohrung 6 für die Durchführung der Stromzuleitung vom Netz zum Transformator vorgesehen.Finally, a hole 6 is also provided for the implementation of the power supply line from the network to the transformer.

Anstelle von Pressbolzen kann auch eine Gehäusekonstruktion gewählt werden. In diesem Falle werden die Bleche in einen Presskäfig oder in ein Rohr geschoben, und durch Sprengringe unter Pressung gehalten.A housing construction can also be selected instead of press bolts. In this case, the metal sheets are pushed into a press cage or into a pipe and held under pressure by snap rings.

Im Sinne des Beispiels der Figur 1 ist die Statorwicklung eine Stabwicklung, die mit möglichst geringer Windungsspannung je Phase ausgeführt und als Ein- oder Mehrphasenwicklung in Hintereinander- oder Parallel-Schaltung der Stäbe hergestellt werden kann, wie in den Figuren 2 und 3 schematisch dargestellt. Hierbei behandelt Figur 2 den Fall der Stern- und Figur 3 den Falle der Dreieck-Schaltung des Transformators und Motors. Gleichzeitig stellen die beiden Figuren je ein Beispiel für eine Wicklung bei zwei Nuten je Pol und Phase dar. Während in Figur 2 die Transformator-Sekundärwicklung 7 in Sternschaltung dargestellt ist, befinden sich nach Figur 3 im Mantel 8 des Transformators die Primärwicklung 9 und die Sekundärwicklung 10 in Dreieckschaltung. Im letzteren Beispiel werden die Windungen der Sekundärwicklung 10 unter Zusammenfassung der Spulenseiten zweier Phasen zwischen die Primärspulen als Stäbe gelegt, die an den unteren Enden, also auf der dem Motoranschluss entgegengesetzten Seite, miteinander durch eine Platte verbunden werden.In the sense of the example in FIG. 1, the stator winding is a bar winding that has the lowest possible winding voltage per phase and can be produced as a single or multi-phase winding with the bars connected in series or in parallel, as in FIGS. 2 and 3 shown schematically. Here, FIG. 2 deals with the case of the star connection and FIG. 3 with the case of the delta connection of the transformer and motor. At the same time, the two figures each represent an example of a winding with two slots per pole and phase. While in FIG. 2 the transformer secondary winding 7 is shown in a star connection, according to FIG. 3, the primary winding 9 and the secondary winding are located in the jacket 8 of the transformer 10 in delta connection. In the latter example, the turns of the secondary winding 10 are placed between the primary coils as bars, combining the coil sides of two phases, which are connected to one another by a plate at the lower ends, i.e. on the side opposite the motor connection.

Aus Figur 3 ist ferner ersichtlich, dass die Spulenseiten u - 7, x - v und y - w zusammengelegt sind, wodurch sich je ein Stab oder eine Schiene ergibt, die zwischen oder neben den Primärspulen liegt.It can also be seen from FIG. 3 that the coil sides u - 7, x - v and y - w are put together, resulting in a rod or a rail that lies between or next to the primary coils.

Die Figuren 4 bis 9 zeigen, dass auch der Transformator als Ein- oder Mehrphasentransformator röhrenförmig im Sinne der Erfindung ausgebildet werden kann. In jedem Falle wird hierbei die Wicklung im Innern des Blechpaketes in der Weise verlegt, dass der magnetische Schluss des Transformators die Wicklungen umschliesst, sodass ein Manteltransformator entsteht.FIGS. 4 to 9 show that the transformer can also be designed as a single-phase or multi-phase transformer, tubular in the sense of the invention. In any case, the winding inside the laminated core is laid in such a way that the magnetic circuit of the transformer surrounds the windings, so that a jacket transformer is created.

Entsprechend Figur 4 umschliesst das Rohrgehäuse 11 den Jochring 12, in welchem sich der Kernstern 13 befindet. In dieser Figur ist ferner eine Sekundärspule 10 dargestellt, die gleichzeitig der Spulenträger der Primärspule 9 ist. Im Zeichnungsbeispiel ist die Spule zu einer Hälfte im Schnitt gezeichnet. Das Mittelloch 14 ist die Bohrung für den Pressbolzen. Die Jochblende 12 sind durch Sprengringe im Rohr 11 gepresst gehalten. Nach fertiger Montage des Transformators erhält dieser eine Luft- oder Gasfüllung oder eine Ausgiessung mit Isoliermasse. Hierbei empfiehlt sich das Einbringen der Isoliermasse, beispielsweise Öl, unter Vacuum, um jeglichen chemisch reagierenden Luft- bezw. Gaseinschluss zu vermeiden.According to FIG. 4, the tubular housing 11 encloses the yoke ring 12 in which the core star 13 is located. In this figure, a secondary coil 10 is also shown, which is at the same time the coil carrier of the primary coil 9. In the drawing example, half of the coil is shown in section. The center hole 14 is the hole for the extrusion bolt. The yoke diaphragm 12 are held pressed in the tube 11 by snap rings. After the transformer has been assembled, it is filled with air or gas or filled with insulating compound. It is recommended that the insulating compound, for example oil, be introduced under vacuum to avoid any chemically reacting air or air. Avoid gas inclusion.

Figur 4 zeigt ausser der Darstellung des Manteltransformators als Einphasen- oder symmetrischer Dreiphasentransformator mit einschiebbarem Kern, dass zur Herstellung eines möglichst geringen Luftspaltes der Kern beim Einphasentransformator länger gestanzt ist als der Innendurchmesser des Jochringes 12. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, nach dem Zusammenpressen der Kernblende den Kern 13 auf den ausgedrehten oder ausgeschliffenen Innendurchmesser des Jochringes 12 abzudrehen oder abzuschleifen, derart, dass der Luftspalt so gering wie nur möglich wird.In addition to the representation of the jacket transformer as a single-phase or symmetrical three-phase transformer with an insertable core, FIG. 4 shows that the core of the single-phase transformer is punched longer than the inner diameter of the yoke ring 12 to produce the smallest possible air gap Core cover the core 13 on the turned or ground inside diameter of the yoke ring 12 to turn off or grind off in such a way that the air gap is as small as possible.

Bei der Darstellung nach Figur 5 ist das Aus- bezw. Abdrehen oder das Aus- bezw. Abschleifen des Kernsternes 13 und Jochringes 12 auf ein Mittelmass des Stanzdurchmessers des Kernsternes und des Jochringes bewirkt.In the illustration according to FIG. Turning off or the Ausbezw. Grinding of the core star 13 and yoke ring 12 brings about a mean dimension of the punching diameter of the core star and the yoke ring.

Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 5 für einen Blechschnitt ist auf eine praktisch gleiche Induktion in allen Querschnitten geachtet.In the exemplary embodiment according to FIG. 5 for a sheet metal section, attention is paid to practically the same induction in all cross sections.

In Figur 6 ist ein Ausführungsbeispiel eines Transformatorblechschnittes für verzapfte Fugen und überlappten Stoss dargestellt. Im Rohrgehäuse 11 befinden sich die Presskäfigstäbe 15 und ferner der Kern mit den Jochdritteln 13', 13'', 13'''. Der Transformatorblechschnitt besteht also aus diesen drei Einzelschnitten, die in die Spulen von der Seite her eingeschoben werden, wobei die Segmente von Schicht zu Schicht cyklisch um je 120° beim Zusammensetzen gedreht werden und nach jeder Schicht die nächste Schicht in der Ebene um 180° geschwenkt zusammengesetzt wird. Durch diese cyklische Drehung um je 120° wird die Fuge in der Kernmitte überlappt. Ferner werden durch die Schwenkung der Schnitte um 180° die Fugen der Segmente im Joch überlappt. Es tritt also eine Art Verschachtelung desFIG. 6 shows an exemplary embodiment of a transformer sheet metal section for mortised joints and overlapped joints. In the tubular housing 11 are the press cage bars 15 and also the core with the yoke thirds 13 ', 13 ", 13"'. The transformer sheet cut consists of these three individual cuts, which are pushed into the coils from the side, with the segments being rotated cyclically by 120 ° from layer to layer during assembly and the next layer in the plane pivoted by 180 ° after each layer is put together. This cyclic rotation of 120 ° each time overlaps the joint in the center of the core. Furthermore, by pivoting the cuts by 180 °, the joints of the segments in the yoke are overlapped. So there is a kind of nesting of the

Transformatorbleichpaketes ein.Transformer bleaching package.

In den Figuren 7 und 8 ist ein Ausführungsbeispiel für einen Einphasentransformator des erfindungsgemässen Motors mit unterschiedlichen Windungsspannungen entsprechend den durch Sehnung hervorgerufenen Wicklungsfaktoren der Motorwicklung dargestellt. Wie die Figur 7 zeigt, ist die Sekundärspule 10 neben oder unter der Primärspule 9 angeordnet. Zur Berücksichtigung unterschiedlicher Wicklungsspannungen wegen unterschiedlicher Wickelfaktoren der Einlochwicklung zufolge Sehnung bei Bewicklung des grösseren Polbogens ist die Sekundärwicklung 10 in mehrere Windungen aufgeteilt. Im Beispiel sind drei Spannungen für die Sekundärspule für die Bewicklung von fünf Nuten je Pol und Phase angenommen. Die Kerndistanzstücke 16 verhindern eine Berührung der Wicklungen untereinander. Die Enden der Wicklungen werden, zu einem Leiter zusammengefasst, dem Motor durch das Transformatorgehäuse hindurch zugeführt oder in einem Leiter aus dem Transformatorgehäuse herausgeführt. Figuren 7 und 8 zeigen, dass die einzelnen Windungen der Sekundärwicklung nur Teile des Transformatorkernes umfassen.FIGS. 7 and 8 show an exemplary embodiment for a single-phase transformer of the motor according to the invention with different winding voltages corresponding to the winding factors of the motor winding caused by tension. As FIG. 7 shows, the secondary coil 10 is arranged next to or below the primary coil 9. In order to take into account different winding tensions due to different winding factors of the single-hole winding due to tension when winding the larger pole arc, the secondary winding 10 is divided into several turns. In the example, three voltages are assumed for the secondary coil for the winding of five slots per pole and phase. The core spacers 16 prevent the windings from touching one another. The ends of the windings are combined into a conductor, fed to the motor through the transformer housing or led out of the transformer housing in a conductor. Figures 7 and 8 show that the individual turns of the secondary winding only include parts of the transformer core.

Das in Figur 9 dargestellte Ausführungsbeispiel einer Unterwasserpumpe 17 mit einem erfindungsgemässen Motor 18 und dazugehörigen Transformator 19 zeigt, in welch einfacher Aufbauanordnung der Erfindungsgegenstand praktisch angewendet werden kann. Im gewählten Beispiel sind alle dreiThe embodiment of an underwater pump 17 shown in FIG. 9 with a motor 18 according to the invention and associated transformer 19 shows the simple structural arrangement in which the subject matter of the invention can be used in practice. In the example chosen, there are all three

Aggregate 17 bis 19 zu einer körperlichen Einheit zusammengefügt, und diese befindet sich im Brunnenrohr 20, wobei aus der Pumpe 17 das Wasserdruckrohr 21 herausragt. Das gesamte Aggregat 17 bis 19 hängt frei im Wasser 22, und lediglich die Stromzuleitung ist elektrisch isoliert, beispielsweise in Form eines Gummikabels 23, ausgebildet.Units 17 to 19 are combined to form a physical unit, and this is located in the well pipe 20, the water pressure pipe 21 protruding from the pump 17. The entire unit 17 to 19 hangs freely in the water 22, and only the power supply line is electrically insulated, for example in the form of a rubber cable 23.

Claims

1.) Single or multi-phase motor running openly within a liquid or an electrolyte, characterized in that the stator winding of the motor is dimensioned and designed for a voltage that is equal to or less than the polarization voltage of the liquid in which the motor is running and that the voltage is selected so low by connecting a transformer upstream that the stator winding of the motor is not electrically isolated from the liquid or the electrolyte, but at most against additional losses due to iron contact or cross-circuit through the laminated core and against chemical attack with a coat of paint or a chemically resistant one Coating, a metallic coating or an oxide skin is provided.

2.) Motor according to claim 1, characterized in that the turns of the stator winding instead of a paint, a chemically resistant coating, a metallic coating or an oxide skin with each other and against the iron, if necessary by mechanical means

Interlayers are spaced.

3.) Motor according to claim 2, characterized by the combined use of paints, coatings, oxide skins and spacers.

4.) Motor according to claim 1 or the following, characterized in that in the single-phase motor the auxiliary rotating field causing the starting torque is generated in a manner known per se by an auxiliary winding, which is either with less slot spread than the operating winding and by increasing the resistance of the auxiliary winding or by increasing the reactance by greater Slot scatter or by increasing reactance with a simultaneous reduction in resistance by increasing the cross section of the auxiliary winding on the single-phase voltage supplied to the motor.

5.) Motor according to claim 1 or the following with a built-in transformer, characterized in that the transformer is designed as a tubular jacket transformer, which is filled with air or gas or with an insulating compound or under vacuum (compounded) with oil or some other insulating liquid entirely or is partially filled.

6.) Motor with transformer according to claim 5, characterized in that the jacket transformer as a single-phase or symmetrical three-phase transformer is designed with an insertable core.

7.) Motor with transformer according to claim 6, characterized in that to produce the smallest possible air gap, the core in the single-phase transformer or the core cross in the three-phase transformer is punched longer than the inner diameter of the yoke ring, but after the core sheets are pressed together, the core is turned on or ground inside diameter of the yoke ring is turned off or ground in such a way that the air gap can be kept as small as possible.

8.) Motor with transformer according to claim 5 or 6, characterized in that the transformer laminated core is made with an overlapped joint, that is, nested, with the proviso that the overlapping of the individual sheet metal layers by asymmetrical arrangement of the joints of the yoke ring in the same sheet metal section and by cyclic Rotation of the sheets by 120 ° when assembling after each layer and by pivoting the sheet levels by 180 ° after each layer.

9.) Motor with transformer according to claim 5 or the following, characterized in that the

The transformer core is designed for the same induction in all cross-sections.

10.) Motor with transformer according to claim 5 or the following, with an overlapped joint, characterized in that half of the yoke rings are designed differently in the inner diameter (about 1 - 5 mm) and the core sheets are also different in length (about 1 - 5 mm) are punched.

11.) Motor with transformer according to claim 10, characterized in that when assembling the laminated cores of yoke and core, the rings and core sheets with large and small diameters are alternately placed on top of each other for each layer.

12.) Motor with transformer according to claim 11, characterized in that the core is pushed axially into the yoke ring after sliding the windings into the cutouts of the yoke ring and rotated by 60 ° after being aligned with the associated ring diameters, in such a way that in the manner of a rotary capacitor an overlapped joint occurs in all phases of the laminated core.

13.) Motor with transformer according to claim 10 or the following, characterized in that the The last final pressing of the yoke and core takes place only after the core has been rotated.

14.) Motor with transformer according to claim 5 or following, characterized in that the transformer has a three-phase design secondary star connection and that the secondary coils are next to, above or below the primary coils and in the latter case the secondary winding as a coil carrier (frame) for the primary coil is trained.

15.) Motor with transformer according to claim 5 or the following, characterized in that in the case of single-phase or multi-phase design of the transformer, the secondary coil is arranged next to or below the primary coil and to take into account the different winding voltages required for the motor due to different winding factors of the single-hole winding due to tension during winding of a larger pole arc, the secondary winding is divided into several separate turns.

16.) Motor with transformer according to claim 15, characterized in that one winding end is combined, but the other winding ends are fed separately to the motor and that the individual

Turns of the secondary winding only include parts of the transformer core.

17.) Motor with transformer according to claim 5 or the following, characterized in that the transformer has a three-phase version secondary delta connection, and that the secondary coils are combined in such a way that there is a rod or a rail, the BEZW. which lies between or next to the primary coils.

18.) Motor with transformer according to claim 17, characterized in that the rods are connected at one end by a plate or by brackets which are below or above the primary coils and that the other ends are fed to the phase connections of the motor by the shortest route.

19.) Motor with transformer according to claim 5 or the following, characterized in that in order to avoid leading one end of the secondary winding out of the transformer housing in the case of a single-phase or multi-phase transformer, one end of the secondary single-phase winding or one phase of the secondary multi-phase winding over the motor the transformer housing is fed in such that this winding end is connected to the housing inside the transformer.

20.) Motor with transformer according to claim 19, characterized in that the fastening structure of the transformer on the motor serves as a power supply line to the motor, via which the motor phase in question receives its power connection either alone or with shared use of the motor housing.