DE1282161B - Laeufer fuer einen asynchron anlaufenden Synchron-Reluktanzmotor - Google Patents

Laeufer fuer einen asynchron anlaufenden Synchron-Reluktanzmotor

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Publication number
DE1282161B
DE1282161B DEA36393A DEA0036393A DE1282161B DE 1282161 B DE1282161 B DE 1282161B DE A36393 A DEA36393 A DE A36393A DE A0036393 A DEA0036393 A DE A0036393A DE 1282161 B DE1282161 B DE 1282161B
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DE
Germany
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rotor
winding
grooves
extension
slots
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Pending
Application number
DEA36393A
Other languages
English (en)
Inventor
Vernon Bertram Honsinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Allis Chalmers Corp
Original Assignee
Allis Chalmers Corp
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Publication date
Application filed by Allis Chalmers Corp filed Critical Allis Chalmers Corp
Publication of DE1282161B publication Critical patent/DE1282161B/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00Synchronous motors or generators
    • H02K19/02Synchronous motors
    • H02K19/14Synchronous motors having additional short-circuited windings for starting as asynchronous motors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Synchronous Machinery (AREA)

Description

  • Läufer für einen asynchron anlaufenden Synchron-Reluktanzmotor Die Erfindung bezieht sich auf einen Läufer für einen asynchron anlaufenden Synchron-Reluktanzmotor, der am Umfang seines aktiven Läuferkernes durch achsparallele Synchronisiernuten getrennte ausgeprägte Pole und zwischen benachbarten Polen innerhalb des Läuferkernes flußsperrende Schlitze zur Verminderung des Querachsenflusses aufweist und bei dem sowohl die Synchronisiernuten und die Flußsperren als auch in den ausgeprägten Polen angeordnete Wicklungsnuten mit nichtmagnetischem, elektrisch leitendem Material zur Bildung von Läuferstäben eines über Kurzschlußringe an den Enden des Läufers geschlossenen Anlaufkäfigs gefüllt sind.
  • Um bei einem derartigen Motor im Synchronlauf ein ausreichendes Drehmoment des Motors zu gewährleisten, müssen die Synchronisiernuten verhältnismäßig breit in Umfangsrichtung mit nur geringer radialer Tiefe ausgebildet werden. Diese besondere Gestaltung der mit leitendem Material ausgefüllten Synchronisiernuten des bekannten Motors hat eine verhältnismäßig kleine Läuferimpedanz zur Folge, so daß der Anlaufstrom sehr groß ist.
  • Es ist bereits ein Induktionsmotor bekannt, bei dem der Läufer an seinen beiden Enden je einen bewickelten oder unbewickelten Leeranker trägt, die beiderseits axial zu dem aktiven Läuferkern angeordnet sind. Durch die Leeranker soll ein magnetisch besser leitender Pfad für das Streufeld der Ständerwicklung, insbesondere das Stirnstreufeld geschaffen werden, wodurch der Anlaufstrom und damit das Anlaufdrehmoment verringert werden soll.
  • Bei diesem bekannten Induktionsmotor wird somit die Verringerung des Anlaufstromes erzielt durch Vergrößerung der Ständerstreuinduktivität. Da sich im Fall der Anwendung derartiger axialer Verlängerungen des Läufers aus magnetischem Material auf Synchron-Reluktanzmotoren der eingangs genannten Art die zusätzliche Ständerstreuinduktivität mit gleichem Betrag zu der Induktivität in der magnetischen Längsachse und der Induktivität in der magnetischen Querachse addiert, fällt der Unterschied zwischen den Reziprokwerten der resultierenden Reaktanzen in den beiden Achsen kleiner aus und damit auch das synchrone Kippmoment. Eine Vergrößerung der Ständerstreuinduktivität würde sich somit nachteilig auf den Synchronlauf eines asynchron anlaufenden Synchron-Reluktanzmotors auswirken.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, den Läufer für einen asynchron anlaufenden Synchron-Reluktanzrnotor der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß der Anlaufstrom verringert wird, ohne daß der Synchronlauf des Motors in nachteiliger Weise beeinflußt wird.
  • Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß unter Verwendung mindestens einer, vom aktiven Läuferkern magnetisch getrennten und mit einer Wicklung versehenen, axialen Verlängerung des Läufers aus magnetischem Material die Läuferstäbe des aktiven Läuferkernes in Reihe mit Wicklungsstäben in der axialen Verlängerung des Läufers geschaltet sind und die Kurzschlußringe an den äußeren Enden dieser Reihenschaltung angeordnet sind.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Läufers wird die Impedanz des Läufers beim Anlaufen des Motors erhöht und folglich die Stromaufnahme verringert. Da bei Motoren der genannten Gattung der Läuferstrom im Synchronlauf Null ist, hat die Vergrößerung der Läuferimpedanz keinen Einfluß im Synchronlauf.
  • Selbstverständlich wird man normalerweise die Läuferverlängerung aus einer Anzahl von Lamellen aufbauen, wie es im Elektromaschinenbau üblich ist. Ausbildung und Auslegung der Wicklungsnuten richtet sich nach den gleichen Gesichtspunkten wie bei üblichen Asynchronmotor-Kurzschlußläufern. Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist z. B. bei den in der Läuferverlängerung angeordneten Wicklungsnuten das Verhältnis der radialen Nutenlänge zur Nutenbreite groß gegenüber eins. Durch diese Ausbildung wird in vorteilhafter Weise die Reaktanz vergrößert.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform weisen die in der Läuferverlängerung angeordneten Wicklungsnuten zwei Gruppen von rädiäl im Abstand vöneinander liegenden Wicklungsnuten auf, von denen eine in der Nähe des Umfangs der Verlängerung und die andere radial nach innen von der ersten Gruppe liegt. Dabei können die innenliegenden Wicklungsnöten ein größeres Verhältnis von radialer Länge zur auf dem Bogen gemessenen Breite aufweisen als die außenliegenden Wicklungsnuten.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt F i g. 1 eine Querschnittsansicht (Schnitt nach Linie I-1 der F i g. 2) eines asynchron anlaufenden Synchron-Reluktanzmotors mit einem Läufer gemäß der Erfindung, F i g. 2 eine Längsschnittansicht des Läufers der F i g. 1 nach Linie II-II der F i g. 1, F i g. 3 eine Ansicht eines Einzelteils des Läufers nach F i g. 2 und F i g. 4 eine abgewandelte Ausführungsform des in F i g. 3 dargestellten Einzelteils: Nach den F i g. 1 und 2 weist der asynchron anlaufende Synchrün-Reluktanzmutor 1() einen üblichen Ständer 11 und einen zum Ständer drehbaren Läufer 12 auf, der auf einer Welle 13 angebracht ist. Der Läufer 12 ist mit einem magnetischen, den aktiven Magnetfluß führenden Kern 14 versehen, der eine Mehrzahl von auf dem Umfang im Abstand voneinander liegenden ausgeprägten polen 16 aufweist, die durch axial verlaufende Längsnuten 11 väüeltiäfider getrennt sind. Die Nuten 17 sind 111h einem geeigneten nichtmagnetischen; elektrisch leitenden Material
    Längsächsen$uß bilden. Weiterhin wirken die schlitze 18 und die Verbindungsschlitze 19 als Flußsperren für den Querachsenfluß, der trotz der axial verlaufenden Längsnuten 17 versucht, von einem zwischen den Polen liegenden Bereich zum anderen zu fließen. Der an den axial verlaufenden Nuten vorbeigehende Fluß wird somit durch die radialen Trennschlitze 18 und die Verbindungsschlitze 19 unterbunden. Andererseits fließt der erwünschte Längsachsenfluß im wesentlichen unbehindert von einem ausgeprägten Pol zum anderen durch den Eisenweg mit geringem magnetischem Widerstand.
  • Ein solcher an sich bekannter Läufer 12 ist nun im Rahmen der Erfindung mit einer Verlängerung 25 aus magnetischem Material versehen, die an jedem Ende des Kerns angebracht ist. Jede Verlängerung besteht aus einer Allzahl vcön Eisenläfnelleü 26.
    die Wicklungsnuten in radialer Richtung nach innen verlängert sind, so daß das Verhältnis der radialen Nutlänge zur Nutbreite groß ist.
  • Bei der in F i g. 4 dargestellten abgeänderten Form für die Eisenlamelle 26 a für die Läuferverlängerung sind zwei Gruppen von Wicklungsnuten vorgesehen, und zwar einmal in radialer Richtung außenliegende Nuten 28, die als runde Öffnungen dargestellt sind, und radial innenliegende Nuten 29, die als längliche Öffnungen mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt ausgebildet sind. Die beiden Gruppen von Wicklungsnuten 28 und 29 sind durch schmale Verbindungsschlitze 40 verbunden. Sie können jedoch auch vollständig voneinander getrennt sein. In jedem Falle wird bei eingelegten elektrischen Leitern die äußere Nutengruppe wegen des geringen Verhältnisses von Länge zur Breite ihrer Nuten 28 eine Wicklung mit hohem Widerstand und geringer Reaktanz und die innere Nutengruppe wegen des großen Verhältnisses von Länge zu Breite ihrer Nuten 29 eine Wicklung mit geringem Widerstand und großer Reaktanz darstellen. Die beiden Wicklungen bewirken in bekannter Weise zusammen beim Anlaufen einen geringen Strom und ein normales Drehmoment. Wenn sich der Läufer beschleunigt und der Synehrondrehzahl nähert, wird durch die gemeinsame Wirkung ein geringer Schlupf hervorgerufen, der es ermöglicht, daß der Motor leichter in Synchronismus gelangt, obwohl das durch die vergrößerte Trägheit der außen angesetzten Teile erschwert wird. Diese eben beschriebenen und an sich bekannten Wirkungen gelten beim Erfindungsgegenstand nur für die Läuferverlängerungen 25. Die Gesamtwirkung auf den Läufer 12 einschließlich der Wicklungen im Kern geht dahin, den Anlaufstrom des Motors zu verringern.
  • Die axial verlaufenden Nuten 17, die Schlitze 18 und 19 und die Wicklungsnuten 27 sind, wie dargestellt, sämtlich an den äußeren Enden der Läuferverlängerungen durch einen Kurzschlußring 41 miteinander verbunden, so daß eine Käfigläuferwicklung für den Motor gebildet wird.

Claims (4)

  1. Patentansprüche: l.. Läufer für einen asynchron anlaufenden Synchron-Reluktanzmotor, der am Umfang seines aktiven Läuferkernes durch achsparallele Synchronisiernuten getrennte ausgeprägte Pole und zwischen benachbarten Polen innerhalb des Läuferkernes flußsperrende Schlitze zur Verminderung des Querachsenflusses aufweist und bei dem sowohl die Synchronisiernuten und die Flußsperren als auch in den ausgeprägten Polen angeordnete Wicklungsnuten mit nichtmagnetischem, elektrisch leitendem Material zur Bildung von Läuferstäben eines über Kurzschlußringe an den Enden des Läufers geschlossenen Anlaufkäfigs gefüllt sind, dadurch gekennzeichnet, daß unter Verwendung mindestens einer, vom aktiven Läuferkern (14) magnetisch getrennten und mit einer Wicklung versehenen, axialen Verlängerung (25) des Läufers (12) aus magnetischem Material die Läuferstäbe des aktiven Läuferkernes (14) in Reihe mit Wicklungsstäben in der axialen Verlängerung (25) des Läufers geschaltet sind und die Kurzschlußringe (41) an den äußeren Enden dieser Reihenschaltung angeordnet sind.
  2. 2. Läufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei den in der Läuferverlängerung (25) angeordneten Wicklungsnuten (27) das Verhältnis der radialen Nutenlänge zur Nutenbreite groß gegenüber eins ist (F i g. 3).
  3. 3. Läufer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Läuferverlängerung (25) angeordneten Wicklungsnuten zwei Gruppen von radial im Abstand voneinander liegenden Wicklungsnuten (28 bzw. 29) aufweisen, von denen eine in der Nähe des Umfangs der Verlängerung (25) und die andere radial nach innen von der ersten Gruppe liegt (F i g. 4).
  4. 4. Läufer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die innenliegenden Wicklungsnuten (29) ein größeres Verhältnis von radialer Länge zur auf dem Bogen gemessenen Breite aufweisen als die außenliegenden Wicklungsnuten (28) (F i g. 4). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 223 648, 535 378, 611288; deutsche Auslegeschrift Nr. 1018 143; schweizerische Patentschrift Nr. 339 665.
DEA36393A 1959-12-31 1960-12-29 Laeufer fuer einen asynchron anlaufenden Synchron-Reluktanzmotor Pending DE1282161B (de)

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