DE1020722B

DE1020722B - Armature plate pack for electrical commutator machines with unwound cutouts between the winding slots

Info

Publication number: DE1020722B
Application number: DEH15752A
Authority: DE
Inventors: Charles Rodger Blyth
Original assignee: Hoover Ltd
Current assignee: Hoover Ltd
Priority date: 1952-03-19
Filing date: 1953-03-17
Publication date: 1957-12-12

Description

Ankerblechpaket für elektrische Kommutatormaschinen mit zwischen den Wicklungsnuten liegenden uribewickelten Aussparungen Bei Kommutatormaschinen mit einer ungeraden Nutenzahl ist festzustellen, däß ein Mangel an Symmetrie zwischen den Polen und Ankerzähnen und ein Mangel an Symmetrie im Motorfeldstrom zu einem nicht ausgeglichenen oszillierenden radialen Zug auf den Anker führen können, was übermäßige Lagerabnutzung und ein unangenehmes Geräusch, insbesondere beim Anlassen von belasteten Motoren, verursacht. Es hat sich herausgestellt, daß dieser Übelstand bei einem zweipoligen Feld mit einem siebenzahnigen Anker, aber nicht mit einem vierzehnzahnigen Anker entsteht. Im Hinblick auf leichte Herstellung, Wirtschaftlichkeit und Größe kann die kleinere Anzahl an Zähnen erwünscht sein. Ziel der Erfindung ist daher, die erwähnten Übelstände ohne Vergrößerung der Wicklungszahl zu beseitigen.Armature plate pack for electrical commutator machines with between the In the case of commutator machines with an odd number of slots it is found that a lack of symmetry between the poles and armature teeth and a lack of symmetry in the motor field current to one unbalanced oscillating radial tension on the armature can lead to what excessive bearing wear and an uncomfortable noise, especially when starting caused by loaded motors. It has been found that this evil in the case of a two-pole field with a seven-toothed armature, but not with one fourteen-tooth anchor is created. In terms of ease of manufacture, economy and size, the smaller number of teeth may be desirable. Object of the invention is therefore to eliminate the above-mentioned deficiencies without increasing the number of windings.

Es ist bekannt, zur Kühlung eines Läufers von Drehfeldmaschinen zusätzliche Belüftungsnuten vorzusehen oder den Läufer eines selbstanlaufenden Motors mit Zacken zu versehen, um in Verbindung mit einer Hilfswicklung im Ständer einen synchronen Lauf zu erreichen. Bei der zuletzt erwähnten Ausführung sind die Zacken weiter geöffnet als die bewickelten Nuten, deren Anzahl geradzahlig ist.It is known to provide additional cooling for a rotor of rotary field machines Provide ventilation grooves or the rotor of a self-starting motor with spikes to be provided in connection with an auxiliary winding in the stator a synchronous Run to reach. In the last-mentioned embodiment, the prongs are more open than the wound grooves, the number of which is even.

Ferner ist es bekannt, bei großen Elektromotoren zur Beseitigung von Ständerschwingungen in Abhängigkeit von der Elastizität der Ständerkonstruktion eine bestimmte Nutenanordnung vorzusehen, durch welche der gesamte Kraftfluß unverändert bleibt, indem bei einer Zunahme des Kraftflusses auf der einen Seite eine entsprechende Abnahme des Kraftflusses an einem diametral gegenüberliegenden Punkt vorgesehen ist. Alle bekannten Ausführungen sind jedoch nicht geeignet, Verschiebungen des Läufers gegenüber dem Ständer zu verhindern.It is also known to eliminate large electric motors Stand vibrations depending on the elasticity of the stand construction to provide a certain groove arrangement through which the entire power flow remains unchanged remains, by an increase in the power flow on the one hand, a corresponding Decrease in the power flow provided at a diametrically opposite point is. However, all known designs are not suitable for displacements of the To prevent the runner against the stand.

Gemäß der Erfindung ist ein Ankerblechpaket für elektrische Kommutatormaschinen mit einem oder mehreren Paaren von ausgeprägten Ständerpolen, deren Anker eine in Nuten eingebettete Ankerwicklung und zwischen den Wicklungsnuten liegende uribewickelte Aussparungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß bei ungerader Zahl der bewickelten Nuten die wicklungsfreien Aussparungen so ausgebildet sind, daß der Unterschied des magnetischen Leitwertes diametral gegenüberliegender Ankerabschnitte verringert wird.According to the invention is a laminated core for electrical commutator machines with one or more pairs of salient stator poles, the armature of which has an in Grooves embedded armature winding and uribewindelte between the winding grooves Has recesses, characterized in that with an odd number of wound Grooves the winding-free recesses are designed so that the difference the magnetic conductance of diametrically opposite armature sections is reduced will.

Zweckmäßigerweise dienen als Aussparung offene Nuten, deren Umfangsbreite an ihrer öffnung etwa gleich der Breite der Öffnung der bewickelten Nuten ist. Die radiale Tiefe jeder uribewickelten Nut, welche geringer sein kann als die jeder bewickelten Nut, übertrifft vorzugsweise ihre Umfangsbreite.Appropriately, open grooves are used as the recess, the circumferential width at its opening is approximately equal to the width of the opening of the wound grooves. the radial depth of each uri-wound groove, which can be less than that of each wound groove, preferably exceeds its circumferential width.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung hat jede unbewickelte Nut eine enge Nutöffnung und einen breiteren Teil, z. B. von zylindrischer Form, auf einem kleineren Radius. Bei Motoren, deren Nutenzahl nicht ein Vielfaches der Zahl der Pole ist, ist jeder Ankerzahn mit einer oder mehr Nuten versehen, um ihn in zwei oder mehr Segmente zu unterteilen, so daß die Gesamtzahl der Segmente ein Vielfaches der Polzahl wird.In one embodiment of the invention, each has an unwound groove a narrow groove opening and a wider part, e.g. B. of cylindrical shape a smaller radius. For motors whose number of slots is not a multiple of the number is the pole, each anchor tooth is provided with one or more grooves to hold it in divide two or more segments so that the total number of segments is a multiple the number of poles.

Die Erfindung soll an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert werden, in welchen Fig. 1 einen schematischen Aufriß eines Polsystems und eines Ankers mit zwecks größerer Klarheit entfernten Ankerwicklungen und Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der gleichen Teile mit gewissen zusätzlichen Teilen darstellt.The invention is intended to be based on an exemplary embodiment with reference to the drawings, in which Fig. 1 is a schematic elevation a pole system and an armature with armature windings removed for clarity and Fig. 2 is a perspective view of the same parts with certain additional parts Share represents.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in ihrer Anwendung auf einen zweipoligen Motor dargestellt, welcher ein Einspulen-Hufeisenerregersystem hat. Der Ständer besitzt ein Blechpaket 1, eine Wicklung 2 auf einem das Joch des Blechpaketes umgebenden isolierten Spulenkern 3 und Verbindungsleitungen 4.The invention is shown in the drawing in its application to a two-pole Motor shown which has a single coil horseshoe excitation system. The stand has a laminated core 1, a winding 2 on a yoke surrounding the laminated core insulated coil core 3 and connecting cables 4.

Der Anker besitzt Lamellen 6 auf einer Welle 7. Bei der besonderen Konstruktion ist der Anker mit sieben Nuten 8 zur Aufnahme von Wicklungen ausgerüstet, welche zwischen sich sieben Zähne 9 bis 15 stehen lassen. Bei einem solchen Motor sind die Feldpole selbst symmetrisch, besitzen aber ein asymmetrisches Verhältnis zum Anker, weil die ungerade Anzahl der Nuten nicht ein Vielfaches der Polzahl 2 ist. In der in Fig. 1 gezeigten Lage sind z. B. die Ankerzähne 14 und 15 völlig innerhalb des Bereichs des linken Pols, während der rechte Pol nur den Ankerzahn 11 und je die Hälfte der Zähne 10 und 12 umfaßt. Hierdurch entsteht ein einseitiger magnetischer Zug, der beim Lauf des Motors oszilliert. Es wurde z. B. gefunden, daß ein Zweipolfeld mit z. B. einem siebenzahnigen Anker ein unangenehmes Geräusch gibt und das Lager abnutzt, während bei einem vierzehnzahnigen Anker das Geräusch sehr viel schwächer ist. Ein solches Geräusch entsteht unter allen Arbeitsbedingungen, ist aber besonders bemerkbar, wenn der Motor unter Last anläuft.The anchor has lamellas 6 on a shaft 7. In the special one Construction, the armature is equipped with seven slots 8 to accommodate windings, which leave seven teeth 9 to 15 between them. At a In such a motor the field poles themselves are symmetrical, but have an asymmetrical one Relation to the anchor because the odd number of grooves is not a multiple of the Number of poles is 2. In the position shown in Fig. 1, for. B. the anchor teeth 14 and 15 completely within the range of the left pole, while the right pole only the Anchor tooth 11 and half of the teeth 10 and 12 each. This creates a one-sided magnetic pull that oscillates when the engine is running. It was z. B. found that a two-pole field with z. B. a seven-toothed anchor an uncomfortable Noise and the bearing wears out, while with a fourteen-tooth anchor that Sound is much weaker. Such a noise occurs in all working conditions, but is particularly noticeable when the motor starts under load.

Um diesen Übelstand zu überwinden, wird nach der Erfindung jeder Zahn des Ankers in der Mitte mit einer Aussparung, beim Ausführungsbeispiel mit einer Nut 19, versehen, wodurch der erwähnte Übelstand beseitigt ist. Die Gestalt der Nut kann verschieden sein. Im dargestellten Beispiel besteht sie aus einem im allgemeinen zylindrischen Teil 20 mit einer Nutöffnung 21.In order to overcome this disadvantage, according to the invention, every tooth of the anchor in the middle with a recess, in the embodiment with one Groove 19, provided, whereby the aforementioned drawback is eliminated. The shape of the Nut can be different. In the example shown, it consists of one in general cylindrical part 20 with a groove opening 21.

Diese Gestalt hat auch den Vorteil, ein leichtes Ausbalancieren des Motors zu erlauben, entweder durch Einsetzen zylindrischer Bleigewichte in die Teile 20 der Nuten oder durch Bohren des Nutenbodens oder durch Fräsen der Ränder der Öffnungen 21.This shape also has the advantage that the Motor, either by inserting cylindrical lead weights into the parts 20 of the grooves or by drilling the bottom of the groove or by milling the edges of the Openings 21.

Die Größe der Nuten soll so sein, daß sie den Unterschied des magnetischen Leitwertes diametral gegenüberliegender Ankerabschnitte verringert. Die Nuten können flach sein, etwa von einem Drittel oder einem Viertel der Tiefe der Wicklungsnuten. Es ist erwünscht, aber nicht wesentlich, daß die Umfangsbreite der Öffnung 21 jeder Nut etwa die gleiche wie die der Öffnung jeder Wicklungsnut 8 ist. Jede der unbewickelten Nuten 19 liegt halbwegs zwischen zwei bewickelten Nuten 8, d. h., sie liegt in der Mitte des Ankerzahns.The size of the grooves should be such that they make the difference between the magnetic Reduced conductance of diametrically opposite anchor sections. The grooves can be shallow, about a third or a quarter of the depth of the winding grooves. It is desirable, but not essential, that the circumferential width of the opening 21 be each Groove is about the same as that of the opening of each winding groove 8. Any of the bare ones Grooves 19 is halfway between two wound grooves 8, i. i.e., it lies in the Center of the anchor tooth.

Somit wird durch Teilen jedes Ankerzahnes in zwei Teile die Gesamtzahl der Halbzähne, das ist vierzehn, ein ganzes Vielfaches der Polzahl des Feldes, nämlich zwei. Daher übergreift in der in Fig. 1 gezeigten Lage jedes Polstück vollständig vier halbe Zähne, d. i. links zwei Hälften von Zahn 14 und zwei Hälften von Zahn 15 und rechts zwei Hälften von Zahn 11 und je eine Hälfte von Zahn 10 und 12. Außerdem sind die Hälfte von Zahn 12 und zwei Hälften von Zahn 13 in der neutralen Zone an einem Ende, während beide Hälften von Zahn 9 und eine Hälfte von Zahn 10 in der neutralen Zone am anderen Ende sind, so daß in jeder neutralen Zone drei halbe Zähne vorhanden sind. Dies ist ein im wesentlichen symmetrischer Zustand in bezug auf die Feldstruktur, welcher eine wesentliche Symmetrie in bezug auf den seitlichen Zug auf den Anker durch die Feldstruktur und im wesentlichen symmetrische Feldverzerrung bei den abgeschrägten Spitzen 22 der Feldpole hervorruft. Fig. 2 zeigt in perspektivischer Darstellung die Art, in welcher der Anker gewickelt ist. Ein Stromwender 24 mit vierzehn Lamellen ist auf der Welle 7 mit einem Ventilator 25 angeordnet. Das andere Ende des Ankers ist mit einer Isolierscheibe 26 versehen, welche mit den Wicklungsnuten übereinstimmend geschlitzt ist.Thus, dividing each anchor tooth into two parts becomes the total number the half-teeth, that is fourteen, a whole multiple of the number of poles in the field, namely two. Therefore, in the position shown in FIG. 1, each pole piece overlaps completely four half teeth, d. i. left two halves of tooth 14 and two halves of tooth 15 and on the right two halves of tooth 11 and one half each of tooth 10 and 12. Also half of tooth 12 and two halves of tooth 13 are in the neutral zone one end while both halves of tooth 9 and one half of tooth 10 in the neutral zone at the other end, so that there are three half teeth in each neutral zone available. This is a substantially symmetrical condition with respect to the field structure, which has an essential symmetry with respect to the lateral Pull on the anchor due to the field structure and essentially symmetrical field distortion causes the field poles at the beveled tips 22. Fig. 2 shows in perspective Representation of the way in which the armature is wound. A commutator 24 with fourteen lamellas is arranged on the shaft 7 with a fan 25. The other End of the armature is provided with an insulating washer 26, which with the winding grooves is correspondingly slotted.

Nach Fig.2 können die Wicklungen für einen solchen Anker einen Wicklungsschritt von vier Nuten besitzen, so daß eine Spule in die mit a in Fig. 1 bezeichneten Nuten, die nächste Spule in das nächste solche Nutenpaar usw. gewickelt sein würde, his jede Nut zwei Spulenseiten enthält, z. B. von zwei Spulen 28 und 29, was vierzehn Spulseiten oder sieben Spulen im ganzen ausmacht.According to FIG. 2, the windings for such an armature can have a winding step of four slots, so that a coil in the slots designated a in Fig. 1, the next coil would be wound in the next such pair of slots, etc., his each groove contains two coil sides, e.g. B. of two coils 28 and 29, which is fourteen Sides or seven coils in total.

Es ist zu beachten, daß, während die Seiten dieser besonderen Spulen links in Fig.2 in der gleichen Nut liegen, sie rechts in verschiedenen Nuten liegen. Diese bekannte Anordnung vermeidet einen übermäßigen Auftrag der Wicklungsköpfe an der Welle.It should be noted that while the sides of these particular coils on the left in Figure 2 are in the same groove, they are on the right in different grooves. This known arrangement avoids excessive application of the end turns on the shaft.

Claims

PATENT CLAIMS 1. Anchor plate pack for electrical commutator machines with one or more pairs of salient stator poles, the armature of which has an in Armature winding embedded in slots and unwound between the winding slots Has recesses, characterized in that with an odd number of wound Grooves (8) the winding-free recesses (19) are designed so that the difference the magnetic conductance of diametrically opposite armature sections is reduced will.

2. Anchor plate package according to claim 1, characterized in that as a recess (19) open grooves are used, the width of which at the groove opening (21) is approximately equal to the width the opening of the wound grooves (8).

3. Anchor plate package according to claim 2, characterized characterized in that the radial depth of each unwound groove (19) is its circumferential width surpasses.

4. Anchor plate package according to claims 2 and 3, characterized in that that the radial depth of each unwound groove (19) is less than that of each wound Groove (8 ') is.

5. anchor plate package according to claims 2 to 4, characterized in that that each unwound groove (19) has a narrow groove opening (21) and a wider part (20) has a smaller radius.

6. Anchor plate package according to claim 5, characterized characterized in that the wider part (20) of each groove is cylindrical in shape. Considered publications: German Patent Specifications No. 324 982, 327 519, 481 855, 597 661: Zeitschrift Elektrotechnik und Maschinenbau, 1949, page 54.