DE905869C

DE905869C - Armature for dynamic electrical machines, in which the windings are held in the slots by circular retaining straps

Info

Publication number: DE905869C
Application number: DEH10697A
Authority: DE
Inventors: Richard Hill Smith
Original assignee: Hoover Ltd
Current assignee: Hoover Ltd
Priority date: 1950-12-09
Filing date: 1951-12-09
Publication date: 1954-03-08

Description

Anker für dynamoelektrische Maschinen, bei dem die Wicklungen in den Nuten durch kreisförmige Festhaltebänder gehalten werden Die Erfindung bezieht sich auf Anker für dynamoelektrische Maschinen.Armature for dynamo-electric machines, in which the windings in the Grooves are held in place by circular retaining straps The invention relates on armature for dynamo-electric machines.

Gemäß der Erfindung besitzt ein Anker für eine dynamoelektrische Maschine einen genuteten geschichteten Kern, bei dem die Wicklungen in den Nuten durch kreisförmige Festhaltebänder gehalten werden, wobei die Nuten ihre größte Breite an ihren offenen äußeren Enden besitzen und die Festhaltebänder den größten Teil der Länge der Nuten umgeben und aus einer Anzahl von ungebrochenen kreisförmigen Ringen aus magnetischem Material bestehen, von welchen jeder im wesentlichen von gleichförmiger radialer Dicke und dünn genug ist, um leicht gesättigt zu werden, und jeder mindestens teilweise von den Nachbarringen durch einen geringen Schlitz getrennt ist, dessen axiale Breite geringer als die der Ringe ist. Die Ringe können miteinander durch schmale voneinander getrennte Rippen verbunden sein. Vorzugsweise sind die Rippen versetzt angeordnet, um Wirbelströme am axialen Fluß von Ende zu Ende der Ringe zu verhindern.According to the invention has an armature for a dynamo-electric machine a grooved layered core in which the windings in the grooves are formed by circular Retaining straps are held with the grooves their greatest width at their open have outer ends and the retaining straps most of the length of the grooves surrounded and made up of a number of unbroken circular rings made of magnetic Material, each of which is substantially uniformly radial Thick and thin enough to be easily saturated, and everyone at least partially is separated from the neighboring rings by a small slot, the axial width of which is less than that of the rings. The rings can be connected to each other by narrow from each other separate ribs connected. The ribs are preferably arranged offset, to prevent eddy currents from axial flow from end to end of the rings.

Die Ringe können einen festen Sitz auf dem geschichteten Kern haben, oder statt dessen können sie anfänglich locker auf dem geschichteten Kern sitzen und durch Walzen oder in anderer Weise durch Eindrücken einer Nut entlang eines Schlitzes angepreßt werden.The rings can have a tight fit on the layered core, or instead they can initially sit loosely on the layered core and by rolling or otherwise by indenting a groove along one Slit are pressed.

Die Erfinidung kann in verschiedener Weise in .der Praxis ausgeführt werden; aber bestimmte besondere Ausführungsformen sollen beispielsweise unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden. Es stellt dar Fig. I eine Ansicht des Ankers nach der Erfindung, Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Elektromotor mit einem Kern nach Fig. I und Fig. 3 einen Teilquerschnitt einer abgeänderten Form des Ankers.The invention can be carried out in practice in various ways will; but certain special embodiments are intended for example will be described with reference to the drawings. It represents Fig. I a View of the armature according to the invention, FIG. 2 a cross section through an electric motor with a core according to FIG. I and FIG. 3 shows a partial cross-section of a modified shape of the anchor.

Bei der in den Fig. I und 2 gezeigten Ausführungsform besitzt der Anker I eine Welle 2, welche einen Stapel von Schichten 3 magnetischen Materials trägt, welche durch Pressen oder in anderer Weise auf ihr befestigt sind, und einen Kommutator 4 geeigneter Art. Die Schichten sind mit Nuten 6 zur Aufnahme von Wicklungen 7 versehen. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind die Seiten der Nuten 6 gerade und etwa radial in bezug auf die Achse von Welle 2. Die Seiten der Nuten weichen etwas von einem wahren Radius ab, damit der Zahn 8 zwischen ihnen eine Form mit parallelen Seiten besitzen kann, d.h. eine Form von gleichmäßiger Breite, wobei die Seiten jedes Zahns parallel zu einem Radius auf halbem Wege zwischen ihnen sind.In the embodiment shown in Figs. I and 2 has the Armature I a shaft 2, which is a stack of layers 3 of magnetic material wears, which are attached to it by pressing or in some other way, and one Commutator 4 of a suitable type. The layers are provided with slots 6 to accommodate windings 7 provided. As can be seen from Fig. 2, the sides of the grooves 6 are straight and approximately radial with respect to the axis of shaft 2. The sides of the grooves deviate slightly from a true radius from so that the tooth 8 between them a shape with parallel May have sides, i.e. a shape of uniform width, with the sides of each tooth are parallel to a radius halfway between them.

Diese Nutform mit abgerundetem Grund, auseinandergehenden Seiten und ihrer größten Breite am offenen Außenende ermöglicht, daß die Wicklungen sehr leicht in die Nuten entweder von Hand oder von Maschinen gebracht werden können. Andere Zahn- und Nutenformen mit breiten Eingangsöffnungen können gewünschtenfalls verwendet werden.This groove shape with a rounded base, diverging sides and their greatest width at the open outer end allows the windings to be very light can be brought into the grooves either by hand or by machines. Other Tooth and groove shapes with wide entry openings can be used if desired will.

In Fig. 2 ist eine der Nuten in ihrem fertigen Zustand gezeigt, in welchem die Wicklungen 7 von einer Nutauskleidung Io aus Isoliermaterial, z. B. mit Kunststoffen imprägniertes Papier, umgeben sind. Auf den Nutauskleidungen liegen Deckel II für die Nutöffnungen aus gleichem Material wie das der Nutauskleidung. Die Form der Nuten erlaubt das besonders leichte An-Ort-und-Stelle-Bringen der Auskleidungen und Deckel.In Fig. 2 one of the grooves is shown in its finished state, in which the windings 7 of a slot lining Io made of insulating material, for. B. paper impregnated with plastics. Lie on the groove linings Cover II for the groove openings made of the same material as that of the groove lining. The shape of the grooves allows the linings to be put in place particularly easily and lid.

Der Anker ist in Fig. 2 in Betätigungsstellung zu einem Zweipolfeld I5 für einen schnell laufenden Universalmotor gezeigt.The anchor is in Fig. 2 in the actuated position to a two-pole field I5 shown for a high speed universal motor.

Nachdem die Nutauskleidungen und Deckel angeordnet wurden, wird eine rohrförmige Umhüllung I2 aus dünnem magnetischem Stahl von hoher Festigkeit über den Stapel von Schichten gepreßt. Die Umhüllung ist in eine Anzahl von kreisförmigen Bändern, z. B. vier, unterteilt, welche teilweise voneinander durch enge kreisförmige Schlitze I3 von z.B. o,8 mm getrennt sind. Wie in Fig. I gezeigt, sind die Bänder I2 durch schmale, die Bänder I3 unterbrechende Rippen I4 verbunden. Die Rippen I4 sind, wie in Fig. I gezeigt, versetzt angeordnet.After the groove liners and covers are in place, a tubular envelope I2 made of thin magnetic steel of high strength over pressed the stack of layers. The envelope is in a number of circular ones Ribbons, e.g. B. four, which are partially divided from each other by narrow circular Slots I3 are separated by e.g. 0.8 mm. As shown in Figure I, the bands are I2 connected by narrow ribs I4 interrupting the ligaments I3. The ribs I4 are, as shown in Fig. I, arranged offset.

Es wurde gefunden, daß in der Umhüllung induzierte Wirbelströme geneigt sind, axial zu fließen. Ihre Unterteilung in eine Anzahl getrennter, nur durch versetzte Rippen I4 vereinter Bänder verringert diese Ströme in ausreichender Weise, um die sich ergebenden Verluste innerhalb annehmbarer Grenzen zu halten. Es würde kostspielig und mühsam sein, eine Anzahl getrennter Bänder auf den Anker mit dem geeigneten Abstand zwischen ihnen anzubringen. Es ist deshalb zweckmäßig, eine Umhüllung zu gebrauchen, welche zwar aus einem Stück, aber tatsächlich doch in magnetischer Beziehung durch die Schlitze I3 unterteilt ist. Eine solche Umhüllung wird leicht aus einem einzigen Stück rohrförmigen Stahls hergestellt und kann auf den Anker durch Pressen oder Schrumpfen aufgebracht werden.It has been found that eddy currents induced in the cladding tend to be inclined are to flow axially. Their subdivision into a number of separate ones, only through staggered ones Ribs I4 of united ligaments reduce these currents sufficiently to cause the to keep resulting losses within acceptable limits. It would be costly and be troublesome to attach a number of separate straps to the anchor with the appropriate one Distance between them. It is therefore advisable to have an enclosure use, which are made of one piece, but actually in a magnetic relationship is divided by the slots I3. Such a wrap is easily made from one single piece of tubular steel and can be pressed onto the anchor or shrinkage can be applied.

Die Materialstärke kann z. B. I mm betragen, während die Breite der Schlitze I3 o,8 mm sein kann.The material thickness can, for. B. I mm, while the width of the Slots I3 can be 0.8 mm.

Bei Zusammenstellung des Ankers werden die Wicklungen in den Nuten gewickelt und die Nutdeckel eingesetzt, worauf die Umhüllung über ihnen durch Schrumpfen oder Pressen so aufgebracht wird, um einen dichten Sitz zwischen Umhüllung und Schichten zu gewährleisten, welcher magnetische Verluste infolge des Vorhandenseins eines Spalts zwischen ihnen verhindert.When assembling the armature, the windings are in the grooves wrapped and the groove cover inserted, whereupon the sheathing over them by shrinking or pressing is applied so as to ensure a tight fit between the wrapper and layers to ensure what magnetic losses as a result of the presence of a Prevents a gap between them.

Die abgeänderte Ankerform gemäß Fig. 3 ist der von Fig. I und 2 sehr ähnlich. Die gleichen Teile besitzen die gleichen Bezugszeichen mit einem Strich. Tatsächlich unterscheidet sich diese Anordnung von der der Fig. I und 2 durch die Art der Befestigung der Umhüllung I2' auf den Ankerschichten 3'. In diesem Fall ist der Durchmesser der rohrförmigen Umhüllung etwas größer als der äußere Durchmesser des Stapels der Schichten, so daß sie frei über diese geschoben werden kann, nachdem die Nutdeckel in ihre Lage gebracht sind. Die Umhüllung I2' wird dann rund um den Stapel durch Einwalzen einer kleinen Vertiefung oder Nut in ihr, wie bei 2o in Fig. 3 angezeigt, angedrückt, wobei das Ausmaß der Vertiefung zwecks besserer Darstellung etwas übertrieben ist. Die Wicklungen 7' sind ausreichend lose in den Schlitzen 6', um ein leichtes zusätzliches Zusammendrücken der Drähte zu erlauben, wodurch die verklammernde Vertiefung untergebracht werden kann.The modified anchor shape according to FIG. 3 is that of FIGS. I and 2 very much similar. The same parts have the same reference numerals with a prime. In fact, this arrangement differs from that of FIGS. I and 2 by the Type of attachment of the cladding I2 'on the anchor layers 3'. In this case the diameter of the tubular casing is slightly larger than the outer diameter of the stack of layers so that it can be freely slid over them after the groove covers are brought into their position. The envelope I2 'is then around the Stack by rolling in a small depression or groove in it, as at 2o in Fig. 3 indicated, pressed, the extent of the depression for the purpose of better illustration is a little exaggerated. The windings 7 'are sufficiently loose in the slots 6 'to allow a slight additional compression of the wires, which the clamping recess can be accommodated.

Die Erfindung schafft eine Konstruktion, welche dem Anker Nuten mit sehr breiten Öffnungen erlaubt und daher ermöglicht, daß die Wicklungen leicht gewickelt und die die Nuten verschließenden Deckelstreifen leicht angebracht werden können. Die sehr dünne Umhüllung aus sehr starkem Stahl sichert die feste Verankerung aller Teile in den Schlitzen selbst unter Bedingungen einer außerordentlich hohen Zentrifugalkraft. Die geschlitzte Form der Umhüllung ermöglicht die Verwendung eines einzigen Stücks und beschränkt doch Wirbelströme auf einen Wert, welcher die Verluste nicht auf ein nachteiliges Ausmaß vergrößert. Die magnetische Wirkurig der dünnen Stahlumhüllung ist als @nerhältnismäßig klein infolge der Sättigung bestimmt worden, welche ziemlich schnell auftritt, worauf :die Umhüllung nur eine geringe verzerrende oder kurzschließende Wirkung auf den das Feld und die Ankerkonstruktion verbindenden Stromfluß ausübt.The invention creates a construction which the anchor with grooves allows very wide openings and therefore allows the windings to be easily wound and the cover strips closing the grooves can easily be attached. The very thin casing made of very strong steel ensures that everyone is firmly anchored Parts in the slots even under extremely high centrifugal force conditions. The slotted shape of the envelope enables a single piece to be used and yet restricts eddy currents to a value which does not reduce the losses to increased to a disadvantageous extent. The magnetic effect of the thin steel casing has been determined to be relatively small as a result of saturation, which is quite occurs quickly, whereupon: the envelope only slightly distorting or short-circuiting Has an effect on the current flow connecting the field and the armature structure.

Ein anderes wichtiges Kennzeichen der Erfindung ist, d@aß die isolierendem. Nutdeckel Zentrifugalbeanspruchungen nicht zu widerstehen und daher nur stark genug zu sein brauchen, um den elektrischen Beanspruchungen zu widerstehen, welchen sie unterworfen sind. Sie können daher merklich leichter und wohlfeiler ausgeführt werden als bei den üblichen Konstruktionen.Another important characteristic of the invention is that the insulating material. Groove cover centrifugal loads not to be resisted and therefore only need to be strong enough to withstand the electrical stresses to which they are subject. You can therefore noticeably easier and cheaper are carried out than with the usual constructions.

Bei der Zusammenstellung des Ankers werden die Nutauskleidungen Io und Wicklungen 7 auf den Kern aufgebracht, welcher dann in einen Zusammenstellungsrahmen gesetzt wird, der so konstruiert ist, daß die Deckel II in ihre Lage gebracht und darin gehalten werden können, während die Umhüllung rundherum aufgebracht wird.When assembling the anchor, the slot linings Io and windings 7 applied to the core, which is then placed in an assembly frame is set, which is designed so that the lid II is brought into place and can be held therein while the wrapper is applied all around.

Die Erfindung vereinfacht die Konstruktion der für das Ausstanzen der Ankerschichten erforderlichen Formen, verringert die Kosten und die Schwierigkeit, die Nutauskleidungen, Wicklungen und Nutdeckel auf dem Anker anzubringen, und verankert zwangsläufig die Wicklungen in den Nuten durch eine einfache, wirtschaftliche, aus einem Stück bestehende Umhüllung, welche großen, durch sehr hohe Geschwindigkeit des Ankers hervorgerufenen Zentrifugalkräften widerstehen kann.The invention simplifies the construction of the punching of the anchor layers required, reduces the cost and difficulty of to attach the slot linings, windings and slot covers to the anchor, and anchored inevitably the windings in the grooves by a simple, economical, out a piece of existing envelope, which large, by very high speed can withstand centrifugal forces caused by the anchor.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Armature for a dynamo-electric machine with a grooved, layered core in which the windings in the grooves are formed by circular Retaining straps are held, characterized in that the grooves (6) their have the greatest width at their open outer ends and the retaining straps (I2) surround most of the length of the grooves (6) and consist of a number of unbroken circular rings of magnetic material, each of which is substantially of uniform radial thickness and thin enough to be easily saturated, and each at least partially from the neighboring rings through a small slot (I3) is separated, the axial width of which is less than that of the rings.

2. anchor according to claim I, characterized in that the circular rings are interconnected are connected by narrow ribs (I4) separated from one another.

3. anchor according to claim 2, characterized in that the ribs are offset to prevent eddy currents, to flow axially from end to end of the rings.

4. anchor according to the preceding claims, characterized in that the rings have a tight fit on the layered core to have.

5. Anchor according to claims i to 3, characterized in that the rings initially have a loose fit on the layered core and by rolling or pressed in another way by pressing a groove (20) along a groove (6 ') will.