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Induktionsmotor.
Die Erfindung bezieht sich auf Induktionsmotoren mit Kühlung durch äussere Luft und hat eine weitere Ausbildung des Gegenstandes des Patentes Nr. 123312 zum Zweck, durch die das Verhältnis von Leistung zu Gewicht des Motors noch weiter verbessert wird.
Nach der Erfindung wird die erforderliche grosse Luftströmung durch einen einzigen inneren Ventilator erzielt, dessen Durchmesser im wesentlichen gleich dem Aussendurchmesser der Ständerlamellen ist, und der am Luftauslassende des Motors so angeordnet ist, dass sich die Austrittskanten der Ventilatorschaufeln in nächster Nähe der Innenfläche der Endglocke bewegen. Um die Kühlwirkung möglichst gross zu gestalten, sind Stator und Rotor zweckmässig derart ausgebaut, dass die sich erhitzenden Teile der Aussenluft eine möglichst grosse Angriffsfläche bieten.
Die Zeichnungen zeigen beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes, u. zw. zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch den oberen Teil eines Schleifringinduktionsmotors, Fig. 2 einen Teil des Klemmringes für die Ständerbleche, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-Iff der Fig. 2, Fig. 4 eine Ansicht des Klemmringes für die Läuferbleche, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 4, Fig. 6 den Motorrahmen in schaubildlicher Darstellung.
Die allgemeine Ausbildung des Motors stimmt mit der Ausbildung des Motors nach Fig. 1 des Stammpatentes überein, mit Ausnahme des Rahmens 1 und der Klemmringe für die Ständer und Läuferbleche.
31 bezeichnet einen Ventilator, der mittels einer Nabe am rechten Ende der Rotorwelle 8 angeordnet ist. Der Durchmesser dieses Ventilators ist im wesentlichen gleich dem Aussendurchmesser der Ständerlamellen 12. Der Ventilator ist am Luftauslassende des Motors angeordnet, u. zw. so, dass sich die Austrittskanten seiner Schaufeln in nächster Nähe der Innenfläche der Endglocke 3 bewegen.
Jeder der die Ständerbleche haltenden Klemmringe (Fig. 1-3) weist eine ringförmige Scheibe 53 auf, die mit Löchern 54 versehen ist, welche in Grösse und Lage mit den Luft- kanälen 20 im Ständer übereinstimmen. An die Scheibe 53 sind zwischen den Löchern 54 radiale und nach aussen ragende Finger 55 angeschweisst. Die Scheibe 53 kann mit dem Klemmring 13 durch Schweissung verbunden werden. Die Länge der Finger 55 wächst mit der Grösse des Motors. Diese Finger, deren Innenenden in der dargestellten Weise abgeschrägt sind, verhindern ein Verschliessen der Luftkanäle durch die Wicklungsköpfe, die in unmittelbarer Nachbarschaft der Finger nach oben gebogen werden können, so dass sie eine geringe axiale Erstreckung besitzen und durch die mit grosser Geschwindigkeit in die Kanäle eintretende und aus ihr austretende Luft gekühlt werden.
In Fig. 1, 4 und 5 stellt Fig. 4 in ihrer rechten Hälfte die Läuferendplatte, gesehen in der Richtung des Pfeiles a der Fig. 5 und in ihrer linken Hälfte die Läuferendplatte, gesehen in der Richtung des Pfeiles b der Fig. 5 dar. Der Klemmring besitzt einen Nabenteil 57, der auf die Welle 8 passt und durch die Schulter 58 und den Ring 59 in Stellung gehalten wird. Die Aussenseite des Nabenteils ist kegelförmig ausgebildet und sein schmäleres Ende
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ist gegen die Bleche gerichtet. Auf deui NabenteiL 57 sitzen eine Mehrzahl von radialen Armen 60 auf, deren axiale Erstreckung gegenüber ihrer Breite grosser ist.
Diese Arme tragen einen Ring 61, der kegelstumpfförmige Gestalt besitzt und dessen breiteres Ende gegen die Läuferbleche gerichtet ist, von denen er aber durch eine Anzahl kegelstumpfförmiger Zähne 62 getrennt ist, deren Aussenenden an den Blechen 21 anliegen. Die ganze Endplatte ist aus einem Stück hergestellt.
Sieht man so ausgebildete Läuferendplatten vor, so kann man die Kühlluft die im Läufer vorgesehenen Kanäle 23 ungehindert durchstreichen und an den Wickelköpfen des Läufers mit grosser Geschwindigkeit vorbeifliessen, so dass diese wirksam gekühlt werden.
Die allgemeine Ausbildung des gitterförmigen Ständerrabmens ergibt sich aus Fig. 1 und 6.
Es besteht aus den zwei Ringen 63 und 64, die durch verhältnismässig schmale Längsglieder 65 verbunden werden. Die Ringe besitzen L-förmigen Querschnitt und die'Längsglieder T-förmigen Querschnitt, so dass der Rahmen geringes Gewicht und grosse Widerstandsfähigkeit besitzt.
Der Rahmen ist mit einem Fussteil 66, der ebenfalls gitterartig ausgebildet ist und mit Anschlusskästen 67 ausgestattet. In dem Ring 63 sind Öffnungen 68 vorgesehen, durch die die Anschlussleitungen der Wicklungen geführt werden können, die zu den in den Kästen 67 angeordneten Anschlussplatten führen. Die Ringe 63 und 64 sind weiters mit Bohrungen 69 versehen, die zur Aufnahme kurzer Bolzen dienen, mit denen die Schilde 2 und 3 am Rahmen befestigt werden. Zur Aufnahme eines Keiles für die Ständerbleche dient eine Nut 70. Mit ihrer Mantelfläche liegen die Ständerbleche an den Innenflächen der Längsglieder 65 an.
Durch diese Anordnung wird erreicht, dass ein verhältnismässig grosser Teil der zylindrischen Mantelfläche der Ständerblechpakete in den Zwischenräumen der Längsglieder des Rahmens unmittelbar in Berührung mit der Aussenluft ist, so-dass diese Bleche Wärme frei in die Luft ausstrahlen können, während ein weiterer Wärmebetrag auf die Längsglieder übertragen wird, die sie dann ihrerseits ausstrahlen. Durch diese Rahmenausbildung wird weiters eine Gewichtsersparnis von 30-400/0 im Vergleich zu den Gewichten der bisherigen Rahmen erzielt.
Die Ständer-und Läuferbleche können, obwohl dies in Fig. 1 nicht dargestellt ist, so angeordnet werden, dass im Inneren der Kerze Zwischenräume entstehen und die Luftkanäle in den dadurch gebildeten Kernteilen werden dann gegeneinander versetzt, wodurch plötzliche Änderungen der Fliessrichtung der Luft herbeigeführt werden, die die Bewegung der Luft vergrössern und die Kühlung der diesen Zwischenräumen benachbarten Kernparlien verbessern.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrischer Induktionsmotor nach Patent Nr. 123312, dadurch gekennzeichnet, dass die erforderliche grosse Luftströmung durch einen einzigen inneren Ventilator erzielt wird, dessen Durchmesser im wesentlichen gleich dem Aussendurchmesser der Ständerlamellen ist, und der am Luftauslassende des Motors so angeordnet ist, dass sich die Austrittskanten der Ventilatorschaufeln in nächster Nähe der Innenfläche der Endglocke bewegen.
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Induction motor.
The invention relates to induction motors with external air cooling and has a further development of the subject matter of patent no. 123312 for the purpose of further improving the power-to-weight ratio of the motor.
According to the invention, the required large air flow is achieved by a single inner fan, the diameter of which is essentially the same as the outer diameter of the stator blades, and which is arranged at the air outlet end of the motor so that the outlet edges of the fan blades move in close proximity to the inner surface of the end bell . In order to make the cooling effect as large as possible, the stator and rotor are expediently designed in such a way that the parts of the outside air that are heated offer the largest possible attack surface.
The drawings show, for example, embodiments of the subject matter of the invention, u. 1 shows a section through the upper part of a slip ring induction motor, FIG. 2 shows part of the clamping ring for the stator laminations, FIG. 3 shows a section along the line III-Iff in FIG. 2, FIG. 4 shows a view of the clamping ring for the rotor plates, FIG. 5 a section along the line VV of FIG. 4, FIG. 6 the motor frame in a perspective view.
The general design of the motor corresponds to the design of the motor according to FIG. 1 of the parent patent, with the exception of the frame 1 and the clamping rings for the stator and rotor plates.
31 denotes a fan which is arranged at the right end of the rotor shaft 8 by means of a hub. The diameter of this fan is essentially equal to the outside diameter of the stator blades 12. The fan is arranged at the air outlet end of the motor, u. zw. So that the trailing edges of its blades move in close proximity to the inner surface of the end bell 3.
Each of the clamping rings (FIGS. 1-3) holding the stator laminations has an annular disk 53 which is provided with holes 54 which correspond in size and position to the air ducts 20 in the stator. Radial fingers 55 projecting outward are welded to the disk 53 between the holes 54. The disk 53 can be connected to the clamping ring 13 by welding. The length of the fingers 55 increases with the size of the motor. These fingers, the inner ends of which are beveled in the manner shown, prevent the air ducts from being closed by the winding heads, which can be bent upwards in the immediate vicinity of the fingers so that they have a small axial extension and through which they enter the ducts at high speed entering and exiting air are cooled.
In FIGS. 1, 4 and 5, FIG. 4 shows the rotor end plate in its right half, viewed in the direction of arrow a in FIG. 5, and the rotor end plate in its left half, viewed in the direction of arrow b in FIG. 5 The clamping ring has a hub portion 57 which fits onto shaft 8 and is held in place by shoulder 58 and ring 59. The outside of the hub part is conical and its narrower end
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is directed against the metal sheets. A plurality of radial arms 60 sit on the hub part 57, the axial extension of which is greater than its width.
These arms carry a ring 61 which is frustoconical in shape and the wider end of which is directed towards the rotor laminations, but from which it is separated by a number of frustoconical teeth 62, the outer ends of which bear against the laminations 21. The whole end plate is made from one piece.
If rotor end plates designed in this way are provided, the cooling air can freely pass through the channels 23 provided in the rotor and flow past the winding heads of the rotor at great speed so that they are effectively cooled.
The general design of the lattice-shaped stand frame results from FIGS. 1 and 6.
It consists of the two rings 63 and 64, which are connected by relatively narrow longitudinal links 65. The rings have an L-shaped cross-section and the longitudinal links have a T-shaped cross-section, so that the frame has a low weight and great resistance.
The frame is equipped with a base part 66, which is also designed like a grid, and is equipped with connection boxes 67. In the ring 63 openings 68 are provided through which the connection lines of the windings can be passed, which lead to the connection plates arranged in the boxes 67. The rings 63 and 64 are also provided with bores 69 which are used to receive short bolts with which the shields 2 and 3 are attached to the frame. A groove 70 is used to accommodate a wedge for the stator laminations. With their outer surface, the stator laminations rest on the inner surfaces of the longitudinal members 65.
This arrangement ensures that a relatively large part of the cylindrical outer surface of the stator core in the spaces between the longitudinal members of the frame is in direct contact with the outside air, so that these sheets can radiate heat freely into the air, while a further amount of heat on the Longitudinal links is transmitted, which they then in turn radiate. This frame design also results in a weight saving of 30-400 / 0 compared to the weights of the previous frames.
The stator and rotor sheets can, although this is not shown in FIG. 1, be arranged in such a way that gaps are created inside the candle and the air channels in the core parts thus formed are then offset against one another, causing sudden changes in the flow direction of the air which increase the movement of the air and improve the cooling of the core parlia adjacent to these spaces.
PATENT CLAIMS:
1. Electric induction motor according to patent no. 123312, characterized in that the required large air flow is achieved by a single internal fan, the diameter of which is essentially the same as the outer diameter of the stator blades, and which is arranged at the air outlet end of the motor so that the Move the trailing edges of the fan blades in close proximity to the inner surface of the end cap.