DE1264597B - Runner for induction machines with short-circuit cage - Google Patents

Description

Läufer für Induktionsmaschinen mit Kurzschlußkäfig Die Erfindung bezieht sich auf einen Läufer für Induktionsmaschinen mit Kurzschlußkäfig. Bei derartigen Maschinen, insbesondere bei Asynchronmotoren, wird der Kurzschlußkäfig meist direkt durch Eingießen eines elektrisch leitenden Werkstoffes in das zusammengepreßte Blechpaket hergestellt. Um eine Isolierschicht zwischen den Läufernuten und den Läuferstäben zu schaffen, wird vor dem Eingießen des elektrisch leitenden Werkstoffes für die Läuferstäbe auf die Wände der Läufernuten eine Glas- oder Emaillpulverschicht aufgebracht, deren Erweichungstemperatur und Zähigkeitstemperatur-Verlauf so gewählt sind, daß beim Einpressen des elektrisch leitenden Werkstoffes für die Stäbe das Pulver zu einer zusammenhängenden Glas- oder Emaillschicht zusammenschmilzt.Runner for induction machines with squirrel cage The invention relates on a runner for induction machines with a squirrel cage. With such Machines, especially with asynchronous motors, the squirrel cage is mostly direct by pouring an electrically conductive material into the compressed laminated core manufactured. Around an insulating layer between the rotor slots and the rotor bars to create is before pouring the electrically conductive material for the Runner bars a glass or enamel powder layer is applied to the walls of the runner slots, whose softening temperature and toughness temperature curve are chosen so that when pressing in the electrically conductive material for the rods, the powder closes a coherent glass or enamel layer melts together.

Die Qualität eines Käfiggusses ist auch bei dem günstigsten Verfahren, dem Druckgußverfahren, oft nicht einwandfrei, da. z. B. durch Lufteinschlüsse schaumiger Guß auftreten kann, so daß die Käfigwiderstände höhere Werte erreichen als vorgesehen. Durch die höheren Widerstände und durch magnetische Unsymmetrien bilden sich Störungen im Betrieb aus.The quality of a cage casting is even with the cheapest method, the die casting process, often not flawless, because. z. B. foamy by air inclusions Casting can occur, so that the cage resistances reach higher values than intended. The higher resistances and magnetic asymmetries cause interference in operation.

Ein anderes, einfacheres Verfahren für die Käfigherstellung, das Kokillengußverfahren, erfordert eine starke Vorwärmung des Blechpaketes. Dadurch können neben einer Verschmutzung der Käfigstäbe beispielsweise durch Oxydschichten des Eisens auch Leitfähigkeitsveränderungen eintreten. Ferner entstehen durch die unmittelbare Berührung der Käfigstäbe und der Bleche in den Nuten zusätzliche Verluste, die bei kleinen Motoren einige Prozente der Nennleistung betragen können. Diese Verluste sind vor allem deshalb störend, weil sie in unkontrollierbarer Weise streuen und dadurch zu einer Beschränkung in der Modellausnützung zwingen.Another, simpler process for cage production, the permanent mold casting process, requires strong preheating of the laminated core. This can in addition to pollution of the cage bars, for example, changes in conductivity due to oxide layers of the iron enter. Furthermore, the direct contact of the cage bars and of the metal sheets in the grooves additional losses, which are a few percent in small motors the nominal power. These losses are particularly disruptive, because they scatter in an uncontrollable manner and thereby lead to a restriction in force the model to be used.

Die Erfindung bezweckt die Beseitigung der geschilderten Mängel bei Läufern von Induktionsmaschinen.The invention aims to eliminate the deficiencies outlined Runners of induction machines.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die magnetisch wirksamen Teile des Läufers aus einem inneren Jochring und einem äußeren Zahnkranz mit nach innen offenen Nuten gebildet sind, in die ein vorgefertigter Kurzschlußkäfig axial eingeschoben ist, daß die Stäbe des Kurzschlußkäfigs an ihren Enden zur Welle hin abgekröpft sind und daß der Außendurchmesser des die Stäbe verbindenden Kurzschlußringes kleiner bemessen ist als der Innendurchmesser des Zahnkranzes. Die Aufteilung der magnetisch wirksamen Teile des Läufers in Zahnkranz und Jochring ermöglicht eine getrennte Herstellung des Kurzschlußkäfigs, der als Ganzes in den Zahnkranz eingesetzt werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, bei der Herstellung des Kurz.-schlußkäfigs durch Gießen eine besondere Reinheit und Lunkerfreiheit zu erzielen. Da der Kurzschlußkäfig nicht in das Blechpaket eingegossen wird, können die Kurzschlußstäbe mit einfachen Mitteln gegenüber dem Blechpaket isoliert werden, so daß_ Zusatzverluste vermieden werden.The solution according to the invention is that the magnetically effective Parts of the rotor from an inner yoke ring and an outer ring gear with after internally open grooves are formed into which a prefabricated squirrel cage axially is inserted that the rods of the squirrel cage at their ends towards the shaft are bent and that the outer diameter of the short-circuit ring connecting the rods is dimensioned smaller than the inner diameter of the ring gear. The division of the magnetically effective parts of the rotor in the ring gear and yoke ring enables one separate production of the short-circuit cage, which is used as a whole in the ring gear can be. In this way it is possible during the production of the short-circuit cage to achieve a particular purity and freedom from voids by pouring. Because the short circuit cage is not poured into the laminated core, the short-circuit rods with simple Means are isolated from the laminated core, so that additional losses are avoided will.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch den neuen Läufer, F i g. 2 einen Querschnitt hierzu, F i g. 3 ein Blechband, das zum Herstellen eines genuteten Blechpaketes dient und F i g. 4 einen Jochring.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. It shows F i g. 1 shows a longitudinal section through the new runner, FIG. 2 a cross section on this, FIG. 3 a sheet metal strip that is used to produce a grooved laminated core serves and F i g. 4 a yoke ring.

Bei dem in den F i g. 1 und 2 dargestellten Läufer trägt eine mit Stegen 2 versehene Welle 1 die magnetisch wirksamen Teile mit einem Kurzschlußkäfig 3. Die magnetisch wirksamen Teile sind aus einem inneren Jochring 6 und einem äußeren Zahnkranz 4 mit nach innen offenen Nuten 5 gebildet. In die Nuten 5 ist ein vorgefertigter Kurzschlußkäfig 3 axial eingeschoben. Um das Einschieben des vorgefertigten Kurzschlußkäfigs 3 in einfacher Weise zu ermöglichen, sind die Stäbe 7 an ihrem einen Ende zur Welle 1 hin abgekröpft, und der Außendurchmesser des die Stäbe 7 verbindenden Kurzschlußringes 8 ist, kleiner bemessen als der Innendurchmesser des Zahnkranzes 4, während der Innendurchmesser des Kurzschlußringes 9 größer bemessen ist als der Außendurchmesser des Jochringes 6.In the case of the FIG. 1 and 2 carries a shaft 1 provided with webs 2, the magnetically active parts with a squirrel cage 3. The magnetically active parts are formed from an inner yoke ring 6 and an outer ring gear 4 with grooves 5 open inwards. A prefabricated short-circuit cage 3 is pushed axially into the grooves 5. In order to enable the prefabricated short-circuit cage 3 to be inserted in a simple manner, the rods 7 are bent at one end toward the shaft 1 , and the outer diameter of the short-circuit ring 8 connecting the rods 7 is smaller than the inner diameter of the ring gear 4, during the The inner diameter of the short-circuit ring 9 is larger than the outer diameter of the yoke ring 6.

Zwischen den Kurzschlußstäben 7 und den Nuten 5 ist eine Isolierschicht 10 angeordnet. Diese kann gebildet werden durch Legieren, Oxydieren, Phosphatieren oder durch einen Glasüberzug der Nutwände oder der Käfigstäbe. Derartige Isolierungen ergeben einen den mechanischen Beanspruchungen beim Wärmespiel widerstehenden Belag.Between the short-circuit rods 7 and the grooves 5 is an insulating layer 10 arranged. This can be formed by alloying, oxidizing, phosphating or by a glass coating on the groove walls or the cage bars. Such insulation result in a covering that withstands the mechanical stresses caused by the heat play.

Um gegenüber gestanzten Blechronden den Blechabfall herabzusetzen, ist es vorteilhaft, Zahnkranz 4 und/oder Jochring 6 aus Blechstreifen hochkant zu wickeln. Vor dem Wickeln werden in die für den Zahnkranz bestimmten Blechstreifen Nuten eingestanzt. Zur weiteren Verringerung des Blechabfalls können Streifen 41, 42 für zwei Zahnkränze aus einem Band 40 (F i g. 3) so herausgestanzt werden, daß die Zähne des einen Streifens in die Nuten des -anderen Streifens eingreifen.In order to reduce the sheet metal waste compared to punched sheet metal blanks, it is advantageous to wind the toothed ring 4 and / or yoke ring 6 from sheet metal strips on edge. Before winding, grooves are punched into the sheet metal strips intended for the ring gear. To further reduce the sheet metal waste, strips 41, 42 for two gear rims can be punched out of a strip 40 (FIG. 3) in such a way that the teeth of one strip engage in the grooves of the other strip.

Beim Hochkantbiegen des Zahnkranzes 4 tritt eine Verformung des Eisens in den Zahnstegen 43 (F i g. 2) auf, wodurch hier eine erwünschte Verschlechterung der magnetischen Leitfähigkeit eintritt, die der Begrenzung des Zahnstreuflusses dient.When the gear rim 4 is bent on edge, deformation of the iron occurs in the toothed bars 43 (FIG. 2), as a result of which here a desired deterioration the magnetic conductivity occurs, the limitation of the tooth leakage flux serves.

Vorteilhaft wird das Blech für den Zahnkranz 4 nach dem Stanzen, aber vor dem Hochkantwickeln geglüht. Dieser Glühprozeß, der zur Verbesserung der magnetischen Eigenschaften des Bleches insbesondere an den Stanzkanten dient, kann mit einer isolierenden Blaufilmbildung kombiniert werden. Vorzugsweise werden die Blechstreifen vor dem Hochkantwickeln mit einem Klebebelag, beispielsweise aus Epoxydharz versehen und nach dem Hochkantwickeln durch Wärmezufuhr und Pressen verklebt.The sheet metal is advantageous for the ring gear 4 after punching, however Annealed before winding on edge. This annealing process used to improve the magnetic Properties of the sheet, in particular at the punched edges, can be used with a insulating blue film formation. Preferably the sheet metal strips Provided with an adhesive layer, for example made of epoxy resin, before winding on edge and glued by applying heat and pressing after being wound on edge.

Für die verhältnismäßig hohen Joche niedrigpoliger Maschinen können entsprechend F i g. 4 zwei ,Streifen 61, 62 oder auch mehrere parallele Streifen verwendet werden, die man mit einer weiteren Lage nebeneinanderliegender Streifen 63, 64 unter Verwendung eines Klebers überlappt wickeln kann, so daß eine hohe Festigkeit des fertigen Joches erzielt wird.For the relatively high yokes of low-pole machines you can according to FIG. 4 two, strips 61, 62 or even several parallel strips which can be used with another layer of adjacent strips 63, 64 can wrap overlapped using an adhesive, so that a high strength of the finished yoke is achieved.

Der Zahnkranz 4 wird auf den Jochring 6 aufgeschrumpft, wobei die Schrumpftemperatur so bemessen ist, daß die Schrumpfspannungen nach dem Temperaturausgleich größer oder mindestens gleich den im Betrieb auftretenden Spannungen durch die Fliehkräfte sind, um ein Aufweiten des Läufers im Betrieb zu vermeiden. Der Außendurchmesser des. Jochringes 6 und der Innendurchmesser des Zahnkranzes 4 können dabei sich konisch verjüngend ausgebildet sein, um das Aufbringen des Zahnkranzes 4 auf den Jochring 6 zu erleichtern.The ring gear 4 is shrunk onto the yoke ring 6, the The shrinkage temperature is dimensioned so that the shrinkage stresses after the temperature equalization greater than or at least equal to the stresses occurring during operation due to the centrifugal forces in order to avoid widening of the rotor during operation. The outside diameter Des. Yoke ring 6 and the inner diameter of the ring gear 4 can be conical be designed to taper to the application of the ring gear 4 on the yoke ring 6 to facilitate.

Claims (2)

Patentansprüche: 1. Läufer für Induktionsmaschinen mit Kurzschlußkäfig, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetisch wirksamen Teile des Läufers aus einem inneren Jochring (6) und einem äußeren Zahnkranz (4) mit nach innen offenen Nuten (5) gebildet sind, in die ein vorgefertigter Kurzschlußkäfig (3) axial eingeschoben ist, daß die Stäbe (7) des Kurzschlußkäfigs (3) an ihren Enden zur Welle (1) hin abgekröpft sind und daß der Außendurchmesser des die Stäbe (7) verbindenden Kurzschlußringes (8) kleiner bemessen ist als der Innendurchmesser des Zahnkranzes (4). Claims: 1. Runner for induction machines with squirrel cage, characterized in that the magnetically effective parts of the rotor from one inner yoke ring (6) and an outer ring gear (4) with inwardly open grooves (5) are formed into which a prefabricated short-circuit cage (3) is axially inserted is that the rods (7) of the short-circuit cage (3) at their ends towards the shaft (1) are bent and that the outer diameter of the short-circuit ring connecting the rods (7) (8) is smaller than the inner diameter of the ring gear (4). 2. Läufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenumfang des Jochringes (6) und der Innenumfang des Zahnkranzes (4) sich konisch verjüngend ausgebildet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 1306 456; Zeitschrift »Neues aus der Technik«, Nr.1 vom 1. 3. 1964, S. 2.2nd runner according to claim 1, characterized in that the outer circumference of the yoke ring (6) and the inner circumference of the ring gear (4) are conically tapered. Documents considered: French Patent No. 1306 456; magazine "News from technology", No. 1 from March 1, 1964, p. 2.