NL8301517A - Rotor voor hysteresismotor. - Google Patents

Description

* * <·>. * - 1 -

Rotor voor een hysteresismotor.

De uitvinding heeft betrekking op een rotor voor een hysteresismotor, die is uitgevoerd als holle cilinder en tijdens bedrijf radiaal gemagnetiseerd en met hoog toerental een centrifugerotor aandrijft, aan het ene einde 5 waarvan een naaf is aangesloten, waarmee de rotor door krimpen of lassen tot een eenheid verbonden is.

Voor het aandrijven van snellopende machines worden bij voorkeur hysteresismotoren gebruikt, die ten opzichte van conventionele, volgens het inductie-10 of synchroonprincipe werkende motoren een reeks voordelen vertonen, die bij dit toepassingsgeval in het bijzonder uitspringen.

Terwijl de stator van een hysteresismotor op conventionele wijze is uitgevoerd, derhalve of een trommel-15 wikkeling of een ringwikkeling met veldverdringingseffekt heeft, worden aan de rotor speciale eisen gesteld, die voortvloeien uit de sterkte-eisen als gevolg van de hoge centrifugaalkrachtbelasting en uit de eis naar optimale magnetische eigenschappen.

20 Hysteresismotoren, zoals deze worden gebruikt bij het aandrijven van snellopende rotoren, bestaan uit een stator met conventionele draaistroomwikkeling en een rotor uit zeer sterk magnetisch staal, bij voorkeur holcilindrisch uitgevoerd.

25 Indien de wikkeling van de stator wordt gevoed met draaistroom, veroorzaakt het resulterende magnetische draaiveld naast wervelstromen een voortdurende ommagne-tisering in de rotor. Beide effektem zorgen ervoor, dat de rotor en het daaraan gekoppelde machine-onderdeel 30 worden versneld en ten slotte synchroon draaien met het statorveld. Bij synchroonbedrijf gaan de wervelstroom-vorming en de ommagnetisering bij nul. Evenwel wordt nog een draaimoment door remanent magnetische polen in de rotor opgewekt, op dezelfde wijze als bij een 35 synchroonmachine.

Zowel de magnetische eigenschappen van het rotorstaal alsook de soort verbinding van de rotor met 8301517

'> /F

- 2 - het aan te drijven machine-onderdeel bepalen de kwaliteit van de motor in aanzienlijke mate, terwijl ook de koppelingsplaats en ten minste delen van het aan te drijven machine-onderdeel uit zeer sterk magnetisch 5 staal bestaan en zich in het invloedgebied van het stator-draaiveld bevinden.

Indien de naaf van het aan te drijven machineonderdeel uit sterkte-overwegingen eveneens uit ferro-magnetisch staal bestaat, worden in het nominale bedrijf 10 van de hysteresismotor de magnetische veldlijnen van de in de rotor ingedrukte magneetpolen voor een groot deel via de naaf afgeleid, en staan zij voor de wisselwerking met het statordraaiveld niet meer ter beschikking. Dit heeft tot gevolg, dat een kleinere EMK wordt ge-15 induceerd in de statorwikkeling, en dat de vermogens-faktor en het rendement van de motor zeer ongunstige waarden aannemen.

Aan de uitvinding ligt nu het doel ten grondslag een voor hoog toerental bestemde rotor voor een 20 hysteresismotor te ontwikkelen, welke zodanig is gekoppeld met een aan te drijven machine-onderdeel, dat de koppe-„ lingsplaats een hoge mechanische sterkte vertoont en ten opzichte van bekende inrichtingen van de door de uitvinding beoogde categorie magnetisch wezenlijk beter 25 ontkoppeld is.

Hiertoe voorziet de uitvinding in een rotor van een hysteresismotor, zoals in de aanhef omschreven, met het kenmerk, dat de holcilindrische rotor in het gebied van zijn stator een eerste wanddikte vertoont, 30 die buiten de axiale lengte van de stator van de hysteresismotor in het gebied van de krimp- of lasplaats van de rotor gereduceerd is tot een tweede wanddikte, en dat de plaats van de overgang van de eerste wanddikte op de tweede wanddikte ten opzichte van de meest nabij 35 gelegen contactplaats van de naaf met de rotor een vooraf-bepaalde, een verhoogde magnetische weerstand veroorzakende afstand vertoont.

De met de voorgestelde inrichting bereikte voordelen bestaan in het bijzonder daaruit, dat door 40 eenvoudig te realiseren maatregelen in het gebied van de 8301517 - 3 - constructieve vormgeving een verregaande magnetische ontkoppeling van de rotor en van het hierdoor in hoog toerental aangedreven machine-onderdeel wordt verkregen.

De uitvinding zal thans nader worden toege-5 licht aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld onder verwijzing naar de tekening. In de tekening toont: fig. 1 een vereenvoudigde axiale doorsnede van een hysteresismotor volgens de stand der techniek met het verloop van de magnetische veldlijnen, en 10 fig. 2 een vereenvoudigde axiale doorsnede van een hysteresismotor volgens de uitvinding, alsmede het verloop van de magnetische veldlijnen bij magnetisch van de rotor van de hysteresismotor ontkoppelde naaf van de centrifugerotor.

15 De in fig. 1 weergegeven axiale doorsnede vertoont in vereenvoudigde vorm de stator 1 van een hysteresismotor, die een draaistroomwikkeling voor het opwekken van een om de as 2 met de hoeksnelheid ω rondlopend draaiveld draagt. Coaxiaal ten opzichte van de 20 stator 1 is de hol-cilindervormig uitgevoerde rotor 3 aangebracht, die naar boven uit de stator 1 uitsteekt en in dit gebied 4 van de krimp- of lasplaats een eerste wanddikte D vertoont, en opgekrompen is op een naaf 5 van een centrifugerotor 6.

25 De zeer kleine magnetische weerstand in het gebied 4 van de rotor 3 heeft tot geyolg, dat een aanzienlijk deel 7 van de magnetische veldlijnen over de naaf 5 van de centrifugerotor 6 verloopt, en niet zoals voorzien de luchtspleet 8 doordringt.

30 De uit een ferromagnetisch materiaal bestaande naaf 5 is derhalve magnetisch gekoppeld met de rotor 3, zodat de vermogensfaktor, het draaimoment en het rendement van de hysteresismotor in een ongunstig gebied gelegen zijn.

35 Fig. 2 toont daarentegen een vereenvoudigde axiale doorsnede van een hysteresismotor, waarvan de rotor 3 met een eerste wanddikte D buiten de axiale lengte van de stator 1 van de hysteresismotor in het gebied van de krimp- of lasplaats een tweede gereduceerde 40 wanddikte d vertoont. De plaats van de overgang van de 8301517 ' - 4 - eerste wanddikte D op de tweede wanddikte d ligt ten opzichte van de meest nabij gelegen contactplaats van de naaf 5 mét de rotor 3 op een voorbepaalde axiale afstand van de naaf 5.

5 Daarbij is het principieel mogelijk om de wanddikte d door verspanende vervorming van de rotor 3 van binnen .of buiten af te stellen.

Dit laat bepaalde vrijheden toe bij de vorming van de zittingsplaats en biedt daarenboven de mogelijk-10 heid om door corresponderend nauwkeurige verspanende bewerking de passing van de zittingsplaats te optimaliseren en fabrikagetoleranties van de rotor 3 te compenseren.

Van belang is evenwel, dat de rotor 3 in zijn actieve gebied, dat wil zeggen in het gebied van het stator-15 draaiveld zijn oorspronkelijke wanddikte D behoudt, opdat daar de remanente magneetpolen in de voorhanden zijnde dikte kunnen worden uitgevoerd. Het versmallen tot de wanddikte d verhoogt de magnetische weerstand in het gebied 4 van de krimp- of laszittingsplaats in een zodanige 20 mate, dat de veldlijnen zich vrijwel niet meer sluiten over de magnetische naaf 5, maar hun weg vrijwel uitsluitend via de luchtspleet 8 naar de stator 1 kiezen. Daardoor kunnen rendementen en vermogensfaktoren worden gerealiseerd, die het ideale geval bij volmaakte 25 magnetische isolatie van de rotor 3 zeer nabij komen. Omvangrijke laboratoriumonderzoekingen hebben dit volledig bevestigd, zoals blijkt uit de onderstaande tabel: - tabel - 8301517 i* .* - 5 -

Magnetisch vol- Magnetisch ont- Magnetisch ge-ledig ontkoppeld koppeld door koppeld, mag- door onmagneti- versmalling netische naaf _sche naaf__magn. naaf__

Vermogens- 0f33 0,28 0,22 faktor

Genormeerd 100 % 86 % 58 % draai- moment

Genormeerd 100 % 99 % 87 % rendement _ - - conclusies - 8301517

Claims (1)

1. 5; V - 6 *· -Conclusie- Rotor voor een hysteresismotor, die is uitgevoerd als holle cilinder en tijdens bedrijf radiaal gemagnetiseerd en met hoog toerental een centrifugerotor aandrijft, aan het ene einde waarvan een naaf is aange-5 sloten, waarmee de rotor door krimpen of lassen tot een eenheid verbonden is,met het kenmerk, dat de hol^ilindrische rotor (3) in het gebied van zijn stator (1) een eerste wanddikte (D) vertoont, die buiten de axiale lengte van de stator (1) van de hysteresismotor 10 in het gebied (4) van de krimp- of lasplaats van de rotor (3) gereduceerd is tot een tweede wanddikte (d), en dat de plaats van de overgang van de eerste wanddikte (D) op de tweede wanddikte (d) ten opzichte van de meest nabij gelegen contactplaats van de naaf (5) met de rotor 15 (3) een voorbepaalde, een verhoogde magnetische weerstand veroorzakende afstand vertoont. 8301517