FR2497020A1

FR2497020A1 - Cage rotor for async. three-phase machine - has slopes on rotor teeth to prevent unwanted connection when machine on lathe

Info

Publication number: FR2497020A1
Application number: FR8122396A
Authority: FR
Inventors: Rudolf Danneder
Original assignee: Loher GmbH
Current assignee: Loher GmbH
Priority date: 1980-12-23
Filing date: 1981-11-30
Publication date: 1982-06-25
Also published as: DE3048720C2; DE3048720A1; FR2497020B1

Abstract

The rotor has slots opening into the air gap. In those regions immediately adjoining the air gap the teeth of the rotor have a slope (6,7). The advantage of the slopes lies in preventing conducting surface connections between bars and laminar packet if the rotor is over-machined on a production lathe. The slopes produce a space between the insulated bars and the teeth of the laminar packet. The resulting space is large enough not to be bridged by over-machining or by swarf.

Description

La présente invention se rapporte à une rainure pour un rotor à cage de machines asynchrones à champ tournant qui est ouverte en direction de l'entrefer et ne présente pas de barrette de dispersion. The present invention relates to a groove for a cage rotor of asynchronous machines with a rotating field which is open in the direction of the air gap and does not have a dispersion bar.

Dans les rotors à cage d'écureil des machines asynchrones à champ tournant du type précité, les barreaux conducteurs arrivent au niveau de la surface du rotor et sont isolés des parois de la rainure soit par un revate- ment en forme de U comprenant des substances isolantes de surface soit par application superposée en couches de ltensemble de tales formé de tales dites porteuses ou de remplissage ( brevet Allemand 101 898 du 9/11/1957 ).Dans les deux cas, les rotors sont soumis à un traitement par imprégnation ou par application goutte à goutte avec des laques isolantes thermiquement très résistantes, si bien que les barreaux ne sont pas fixés uniquement mécaniquement dans les rainures mais que l'on obtient par ailleurs, une autre amélioration de la séparation galvanique des flancs des barreaux par rapport aux parois de la rainure. In the squirrel cage rotors of asynchronous rotating field machines of the aforementioned type, the conductive bars arrive at the surface of the rotor and are isolated from the walls of the groove either by a U-shaped covering comprising substances insulating surface either by superimposed application in layers of the set of plates formed of so-called carrier or filling plates (German patent 101 898 of 9/11/1957). In both cases, the rotors are subjected to a treatment by impregnation or by drip application with very resistant thermally insulating lacquers, so that the bars are not fixed only mechanically in the grooves but that we also obtain another improvement in the galvanic separation of the sides of the bars from the walls of the groove.

Par l'isiation précitée des barreaux uniquement, on ne peut lutter quepartiellement contre la formation d'un courant transversal extrêmement gênant et contre les pertes supplémentaires qui en résultent. Si l'on rectifie le rotor au tour pour obtenir l'entrefer nécessaire, l'isolation mécanique des barreaux qui n'est pas stable, est comprimée par les copeaux et par l'encrassement de la matière conductrice relativement molle, on crée une jonction galvanique entre l'enroulement du rotor et le paquet de tôles sous forme de couches de surface conductrices d'extension et d'épaisseur différentes.La conductivité transversale ainsi crééeiztensifie la formation de courant transversal justement à l'emplacement où ce courant transversal a des répercussions particulièrement dsavantag pendant le comportement dynamique de la machine, étant donné que l'action poursuivie par l'effet pelliculaire est, par cette mesure, largement supprimée.Les courants des barreaux quittent les barreaux et s'écoiilent en direction ae la chute de potentiel la plus forte par l'intermédiaire du paquet de t8is. Ils provoquent des modifications dans la courbe du moment de rotation qui, dans la mesure où elles résultent de courants transversaux de l'onde fondamentale de travail, ont des répercussions d'autant plus désavantageuses quele rapport de la résistance de l'anneau de cout circuit à la résistance du barreau est important. Le fer du rotor sert à cette occasion de chemin parallèle verve la bague de court circuit si bien que la résistance effective de la cage pour le courant d'oscilla tion fondamentale du rotor est diminuée et que sa réactance est augmentée en raison de la grande perméabilité du fer. By the aforementioned isolation of the bars only, one can only partially fight against the formation of an extremely annoying transverse current and against the additional losses which result therefrom. If the rotor is rotated to obtain the necessary air gap, the mechanical insulation of the bars, which is not stable, is compressed by the chips and by the fouling of the relatively soft conductive material, a junction is created. galvanic between the rotor winding and the sheet pack in the form of conductive surface layers of different extension and thickness. The transverse conductivity thus created intensifies the formation of transverse current precisely at the location where this transverse current has repercussions. particularly disadvantageous during the dynamic behavior of the machine, since the action pursued by the film effect is, by this measure, largely suppressed. The currents of the bars leave the bars and soften in the direction of the fall in potential. stronger through the t8is package. They cause modifications in the curve of the moment of rotation which, insofar as they result from transverse currents of the fundamental working wave, have repercussions all the more disadvantageous as the ratio of the resistance of the cost circuit ring. resistance is important. The rotor iron serves as a parallel path on this occasion, shortening the short-circuit ring so that the effective resistance of the cage for the fundamental oscillation current of the rotor is reduced and its reactance is increased due to the high permeability iron.

En conséquence, lors du contrôle des machines, lg lescourants de court circuit calculés sont en partie largement dépassés et par contre les moments d'attraction calcules ne sont pas atteints puisque les courants sortant des barreaux sont éliminés pour la formation du moment de rotation. Des inconvénients analogues provoqués par les oscillations harmoniques du courant résultant des flux d'ondes harmoniquoe de ltenroulement du stator, se produisent et se manifestent sous forme de pertes supplémentaires et de moments de robation d'ondes harmoniques asynchrones.Comme on le sait, les premières sont proportionnelles au carré des courants qui les produisent et entrainent une augmentation non négligeable de l'échauffement de l'enroulement du stator tandis que les moments de rotation d'ondes harmoniques provoquent souvent des phénomènes d'affassement dans la courbe caractéristique du moment de rotation , qui ont de lourdes conséquences. Consequently, during the control of the machines, lg the short-circuit currents calculated are partly largely exceeded and on the other hand the calculated moments of attraction are not reached since the currents leaving the bars are eliminated for the formation of the moment of rotation. Similar disadvantages caused by the harmonic oscillations of the current resulting from the harmonic wave flows of the stator winding, occur and manifest themselves in the form of additional losses and moments of asynchronous harmonic wave robation. As is known, the first are proportional to the square of the currents which produce them and cause a significant increase in the heating of the stator winding while the moments of rotation of harmonic waves often cause phenomena of subsidence in the characteristic curve of the moment of rotation , which have serious consequences.

-D'autre part, des courants transversaux en raison de leur formation totalement asymétrique, provoquent une formation de bruit importante, plus particulièrement lorsque le rotor est alimenté à des fréquences élevées, comme ceci est le cas lors d'un freinage par courant oEçosé ou de freinage assuré parm générateur de moteurs à inversion de pâles. -On the other hand, transverse currents due to their totally asymmetrical formation, cause significant noise formation, more particularly when the rotor is supplied at high frequencies, as is the case during braking by oEçosé current or braking ensured by a generator of blades reversing blades.

Un autre inconvénient des r t rSpnieniztuncourfft transversal réside dans le fait que par suite de la contrainte thermique alternée à laquelle sont esposés de manière Rrticulièrement forte les moteurs en opération intermittente, au niveau de la surface du rotor, les barreaux s'isolent avec le temps, vis à vis du paquet de tôles, par suite de l'oxydation et de la formation de
calamine. En raison de ce processus d'isolation qui est également connu comme vieillissement, la résistance de la cage augmente et les caractéristiques du moteur subissent une modification analogue à celle que l'on constate avec les rotors à'roues collectrices du fait de l'augmentation de la résistance de l'induit. Another disadvantage of rt rSpnieniztuncourfft transverse lies in the fact that as a result of the alternating thermal stress to which are exposed in a particularly strong manner the motors in intermittent operation, at the level of the surface of the rotor, the bars isolate with time, with respect to the sheet pack, as a result of oxidation and the formation of
calamine. Due to this isolation process which is also known as aging, the resistance of the cage increases and the characteristics of the motor undergo a modification similar to that which is observed with the rotors with collector wheels due to the increase. armature resistance.

La présente invention a donc pour but de configurer les rainures de rotor du type précité de telle manière que lors de la rectification au tour du rotor, les jonctions conductrices de surface entre les barreaux et le paquet de tôles soient évitées et que par conséquent les effets désavantageux mentionnés plus haut de cette conductivité transversale soient empêchés. The object of the present invention is therefore to configure the rotor grooves of the aforementioned type in such a way that during rectification around the rotor, the conductive surface junctions between the bars and the sheet pack are avoided and that therefore the effects disadvantages mentioned above of this transverse conductivity are prevented.

Conformément à l'invention, ce but est obtenu par le fait que les dents du rotor présentent une partie chanfreinée dans leur portion immédiatement adjacente à l'entrefer. According to the invention, this object is obtained by the fact that the teeth of the rotor have a chamfered part in their portion immediately adjacent to the air gap.

Grâce à cette partie chanfreinée, entre les barreaux isolants et les dents du paquet de tôles, on crée un écartement qui ne peut être surmonté à la manière d'un pont ni par la déformation des dents qui réste du processus de déformation par tournage, ni par les copeaux de tournage eux-m8ffies, l'isolation des flancs du conducteur constituant un facteur as sécurité supplémentaire. Thanks to this chamfered part, between the insulating bars and the teeth of the sheet pack, a spacing is created which cannot be overcome like a bridge or by the deformation of the teeth which results from the deformation process by turning, nor by the turning chips themselves, the insulation of the flanks of the conductor constituting an additional safety factor.

Par l'utilisation d'une rainure de rotor conforme à l'invention, par rapport au mode de réalisation connu jusqu'à présent, on obtient une augmentation du facteur de qualité de 15 à 20%, on évite la modification des caractéristiques du moteur par l'influence des courants transversaux et on supprime les sources de bruits supplémentaires de même que lton empêche l'échauffement supplémentaire de l'enroulement du stator. By using a rotor groove according to the invention, compared to the embodiment known up to now, an increase in the quality factor of 15 to 20% is obtained, the modification of the characteristics of the motor is avoided. by the influence of the transverse currents and the additional noise sources are suppressed just as lton prevents the additional heating of the stator winding.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaitront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence à un dessin schématique annexé donné uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lequel
la figure unique montre la partie supérieure de la rainure d'un rotor conforme à l'invention.The invention will be better understood, and other objects, characteristics, details and advantages thereof will appear more clearly during the explanatory description which follows, made with reference to an attached schematic drawing given solely by way of example illustrating an embodiment of the invention and in which
the single figure shows the upper part of the groove of a rotor according to the invention.

Comme le montre le dessin, dans la rainure on a disposé un conducteur 1 qui est entouré par une isolation 2. Les flancs 3 et 4 des dents présentent à proximité immédiate de l'entrefer de la machine, des parties chanfreinées 5 et 6. As shown in the drawing, a conductor 1 has been placed in the groove which is surrounded by insulation 2. The sides 3 and 4 of the teeth have chamfered parts 5 and 6 in the immediate vicinity of the air gap of the machine.

Claims

CLAIM

1. Groove for cage rotor of asynchronous machines with rotating field, open in the direction of the air gap and not comprising a dispersion strip, characterized in that in the area immediately adjacent to the air gap of the machine, the teeth (3, 4) of the rotor have a chamfered part (5, 6).