SE468265B - Rotor till kortsluten vaexelstroemsmotor - Google Patents

Description

15 20 25 30 '35 JT; ) \ CC* Cñ 2 sioner. När därtill för varje sådan dimension kan behövas många stator- och rotortyper, är det tydligt att antalet behövliga stansverktyg blir stort. Om man då måste ha sär- skilda stansverktyg för motorer avsedda för frekvensomriktar- drift, som idag är en mindre andel av produktionen men med ökande andel, är det tydligt att verktygsmängden ökar kraf- tigt. En minskning av verktygsmängden medför mycket stora ekonomiska fördelar. Likaså kan lagerhållningen av stansade plåtar i stort sett halveras, vilket förbättrar ekonomin.

Ett annat syfte är att åstadkoma ett rotorspår som kan helt och hållet utfyllas med ledare genom aluminiumgjutning men där för motorer för frekvensomriktaranvändning endast en del av rotorspåret utfylles och den andra delen används luft- fylld, i vilket fall enligt en särskild utföringsform även en förbättrad kylning är möjlig att uppnå.

Dessa och andra fördelar och syften uppnås enligt uppfin- ningen därigenom att en rotor av inledningsvis nämnt slag uppvisar de i den kännetecknande delen av krav 1 angivna särdragen.

När rotorn enligt uppfinningen då är försedd med ledare endast i det ena av resp. spårs urtagningar, erhålles sama fördelar som vid den rotor som är känd genom den nämnda svenska patentskriften. Genom att därutöver uppta ytterligare öppningar i plåtarna, innanför spåren, samt montera fläktblad eller liknande i jämnhöjd med eller utanför dessa öppningar, kan man dessutom uppnå en luftströmning genom de tomma delarna av resp. spår. Fördelen med detta är att man kan åstadkoma en förbättrad kylning vid den del av rotorn där huvuddelen av rotorförlusterna sker. Cirkulationen sker alltså åt ena hållet genom de ytterligare öppningarna, åt andra hållet dels i gapet mellan rotor och stator, dels genom de tomma spåren. Den cirkulerande luften komer att kylas vid statorsköldarna, särskilt vid den av dem som är vid motorns fläktände. 10 15 20 25 30 u. 468 265 Ehuru den nya rotortypen med sina alternativa rotorlindnings- möjligheter i första hand är tänkt för att förses med lind- ningar genom gjutning, kan man även utföra de axiella ledarna med stavar.

Nar rotorn enligt uppfinningen är försedd med ledare i rotor- spàrens båda urtagningar i plåtarna, erhålles en motor som har de i och för sig kända fördelar som dubbellindade rotorer nar, i form av förbättrat startmoment och förbättrad moment- kurva vid varvtal under märkvarvtalet.

Upptinningen skall nu beskrivas närmare i utföringsexempel- tor: med hänvisning till ritningarna.

Pig. IA-C visar utföranden av rotorspår enligt uppfinningen. rig. 2 visar en stansad rotorplåt. rig. 3 visar schematiskt en del av en ändvy av en rotor, utförd enligt en särskild utföringsform av uppfinningen.

Pig. 4 visar schematiskt hur en luftströmning åstadkommas vid ett utförande enligt fig. 3.

I fig. 1A visas formen på ett rotorspår 1, sådant det enligt uppfinningen kan utstansas i elektroplåt för att erhålla en rotorplåt i enlighet med fig. 2, där, som ett exempel ett antal av 28 sådana spår blivit utstansade symmetriskt i förhållande till ett axelhål 2. För att förenkla hopsätt- ningen har hålet 2 en urtagning 3 i axelhålet 2, vilken utbalanseras av ett hål 4.

Rotorspåret l innefattar en första urtagning 5, placerad närmast axelhålet 2 (fig. 2), och vars kant bildar en sluten kontur med en inåtvänd konkavitet 6, samt en andra urtagning 7, vilken intränger i konkaviteten 6 under bildande av en 10 15 20 25 30 35 CO [KD Cfi CT! 4 krökt brygga 8, vilken åtskiljer de båda urtagningarna.

Dimensioneringen av denna brygga bör vara sådan, att i den färdiga motorn, när endast urtagningarna 5 är försedda med ledare och urtagningarna 7 är tomma, den av rotorledarnas läckfält orsakade flödestätheten blir så hög att mättning inträder, och företrädesvis ligger mellan 1,5 T och 2,2 T för normalt förekomande plåtkvaliteter.

Den del av urtagningen 7 som intränger i konkaviteten 6 har alltså sin form bestämd av dimensioneringen av bryggan 8.

Längre bort från urtagningen 5 finns en breddning 9 i urtag- ningen 7, för att ge en tillräcklig total area åt urtagningen 7 samt en i övrigt lämplig form. I det i figurerna visade utföringsexemplet är urtagningen 7 utformad ungefär som bokstaven ø, således att en smal ände därav inträder i den första urtagningens 5 konkavitet 6 och en motsatt smal ände därav går fram till nära intill rotorplåtens ytterperiferi.

På grund av att bryggan 8 mellan den första urtagningen 5 och den andra urtagningen 7 är så smal är det i regel nödvändigt att utföra stansningen/klippningen i två steg, med först den ena urtagningen, sedan den andra. Vid mycket stora serier stansas lämpligen samtliga första och andra urtagningar i var sitt samtidiga steg, medan man vid något mindre serier kan stansa en urtagning i taget. Dessa stansningsoperationer bereder ej fackmannen på området några särskilda svårigheter.

I fig. lB och lC visas varianter av rotorspåret 1, där den andra urtagningen 7 är uppdelad i två partier medelst förhål- landevis smala, tvärgående bryggor över dess spaltformiga del. I fig. lB har detta skett genom att den andra urtag- ningens 7 spaltformiga del överbryggats med en brygga 8' utgörande en del av rotorplåten och således av magnetiskt material. Denna brygga måste vara mycket smal för att icke obehörigen shunta bryggan 8. I fig. lC är överbryggningen i stället en i spalten anordnad, med skraffering antydd kil eller stav 8" av omagnetiskt material.

V5 10 15 20 25 30 .h- 468 265 De stansade plåtarna hopsättes på konventionellt sätt till ett paket och förses med lindningar, företrädesvis genom gjutning av aluminium eller aluminiumlegering, varvid kort- slutningsringar på konventionellt sätt även anordnas, och paketet påkrympes på en rotoraxel.

Det utmärkande för uppfinningen är att det är möjligt att anordna dessa lindningar på två olika sätt, så att man kan göra två olika motortyper av samma plåtar. Enligt det första sättet kan man förse både de första urtagningarna 5 och de andra urtagningarna 7 med gjutna ledare, och man får då en motor som uppvisar ungefärligen samma egenskaper som vid en motsvarande dubbellindad rotor. Det som gör detta möjligt är det breddade partiet 9 i den andra urtagningen 7, som medför att urtagningen 7 vid gjutning lätt utfylles, något som icke varit möjligt vid de inledningsvis nämnda kända rotorspåren enligt SE-B-462 310, där motsvarande spalter är alltför smala.

Enligt det andra sättet förses endast de första urtagningarna 5 med ledare. Man får då en rotor som uppvisar de fördelar som anges i SE-B-462 310 och alltså ger en motor som är synnerligen lämpad för omriktardrift.

I båda fallen svarvas normalt plåtpaketets ytterperiferi sedan det påkrympts på sin axel. Man kan i båda fallen antingen svarva ned så långt, att urtagningarna 7 öppnar sig, eller lämna kvar små järnbryggor vid omkretsen. Vid det andra sättet, med tomma urtagningar 7, kan det i vissa fall (sär- skilt vid låga märkvarvtal) vara lämpligast att sålunda öppna urtagningarna 7, medförande förbättrad kylning, medan man i andra fall föredrar en slät rotoryta, som ger mindre luftmot- stånd.

De i fig. 1B och C visade varianterna av rotorspåret utnytt- jas på motsvarande sätt. Den första urtagningen 5 utfylles 10 15 20 25 30 --3s 6 med en ledare, medan den andra urtagningens huvuddel med den breddade delen 9, antingen utfylles med en ledare eller lämnas tom. I båda fallen lämnas lämpligen den avgränsade delen av den andra urtagningen tom. - Ehuru vid dessa varian- ter den andra urtagningen skulle kunna ses som flera, utgör den ändå i uppfinningens mening en urtagning, ehuru ej med en omkretskant bildande en enkelt sluten kontur. Den fullgör ändå ur uppfinningens ändamåls synpunkt samma tjänst som den andra urtagningen 7 enligt fig. 1A.

I fig. 3 och 4 visas schematiskt en särskild utföringsform av uppfinningen. Dessa figurer visar en del av en rotor, monte- rad i en stator 11. Rotorn har en axel 10, på vilken plåt- paketet med urtagningarna 5 och 7 är monterat, innanför statorn med härvändar 11 och statorsköldar 12 (fig. 4). I urtagningarna 5 anordnade ledare är vid ändarna förenade med kortslutningsringar 13. Urtagningarna 7 är tomma, bildande axiellt förlöpande hål, som stryker utefter de tidigare omnämnda bryggorna 8 av järn.

Längre in mot centrum finns i rotorplåtarna utstansade öpp- ningar 14, företrädesvis cirkulära, samt förlagda på en med axeln koncentrisk cirkel. Utanpå plåtpaketet vid ena änden är dessutom anordnade fläktvingar 15, vilka när rotorn roterar kommer att driva runt luft, utåt från öppningarna 14 vid sama ände som fläktvingarna 15, vilken luft sedan fortsätter runt via urtagningarna 7 och i någon mån spalten mellan rotor och stator, för att ånyo upptagas i öppningarna 14 vid rotorns motsatta ände. En luftströmning uppstår i enlighet med pilarna i fig. 4. Genom denna ventilering komer kyl- ningen av rotorn att förbättras, i det att värme transporte- ras till statorsköldarna 12 framför allt från de områden vid rotorlindningarnas 5 yttersta delar och järnbryggorna 8, där värmealstringen är störst. Därmed uppnås både en jämnare rotortemperatur och en lägre medeltemperatur vid i övrigt lika förhållanden. if) f»

Claims (4)

10 15 20 25 30 35 468 265 7 Patentkrav

1. Rotor till kortsluten växelströmsmotor, sammansatt av ett på en axel (10) fästat paket av rotorplåtar med cirkulär omkrets, i vilka plåtar är gjorda omkretsvis jämnt fördelade urtagningar som genom hopläggningen till paketet bildar väsentligen axiellt förlöpande rotorspår, och vilka urtag- ningar innefattar för varje rotorspår en första urtagning (5), vars omkretskant bildar en enkelt sluten kontur, som upptar en innanför rotorns mantelyta förlagd ledare, och varvid den första urtagningens (5) omkretskant har en mot den nämnda omkretsen vettande konkavitet (6), och en andra ur- tagning (7), som bildar en radiellt sträckt spalt, vilken löper från en punkt nära den nämnda konkaviteten (6) utåt mot den cirkulära omkretsen, varvid en brygga (8) är bildad mellan den första urtagningen (5) och den andra urtagningen (7), k ä n n e t e c k n a d av att den andra urtagningen (7) uppvisar ett breddat parti (9) beläget mellan den första urtagningens (5) konkavitet (6) och den cirkulära omkretsen.

2. Rotor enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att de delar av rotorspåren som är bildade av de första urtag- ningarna (5) är utfyllda med ingjuten metall såsom aluminium, bildande ledarstavar som vid sina ändar är förenade med kortslutningsringar (13) på båda sidor om plåtpaketet, medan de delar av rotorspåren som är bildade av de andra urtag- ningarna (7) är toma.

3. Rotor enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att både de delar av rotorspåren som är bildade av de första och de andra urtagningarna (5, 6) är utfyllda med ingjuten metall såsom aluminium, bildande par av ledarstavar, samt samtliga ledarstavar vid sina ändar är förenade på båda sidor om plåtpaketet med kortslutningsringar.

4. Rotor enligt krav 2, flertal ytterligare öppningar (14) i plåtarna, vilka är k ä n n e t_e c k n a d av ett ..[":=. Q\ CO |\.') T U I 8 belägna jämnt fördelade utefter en med resp. plåtar kon- centrisk cirkel, bildande axiellt löpande kanaler, varjämte fläktrotormedel (15) är anordnade vid ena änden av plåtpake- tet innanför de delar av rotorspåren som är bildade av resp. andra urtagningar (7). V)