SE511115C2 - Asynkronmaskin - Google Patents

Description

10 511115 rotorflöde uppstå. När ett osymmetriskt rotorflöde upp- står kommer motoraxeln att skäras av det osymmetriska rotorflödet och spänning induceras över motoraxeln så att en ström kommer att flyta genom motoraxeln. Den så erhållna axelströmmen går från motoraxeln, genom det första lagret, genom statorstommen, genom det andra lagret och tillbaka till axeln. Dylika axelströmmar är beroende av belastningen och ändrar karaktär vid ändrad belastning. En annan orsak till att axelströmmar uppstår är att stator/rotor-plåtpaketet inte har en homogen mag- netisk kvalité, dvs. att jungfrukurvan inte har samma storlek i alla domäner runt plåten hos nämnda paket, så att osymmetri i flödet erhålles som resulterar i axel- strömmar. De högfrekventa spänningskomposanterna, som finns i statorstommen, bildas på grund av att krafthalv- ledarna har en mycket brant derivata.

I motorlager som passeras av en elektrisk ström uppstår skador i löpbanor och på rullkroppar som kan förorsaka lagerdemolering långt innan den normala livslängden upp- nåtts.

Innan förekomsten av lagerströmmar blev konstaterad och att lagerströmmarna kunde förorsaka skador på lagren, utfördes omfattande byten av motorer och växellådor i ett försök att eliminera skakningar i drivsystemen. Skakning- arna kvarstod även efter dylika byten. Dessutom blev det problem med pulsgivare som skakade. Pulsgivarna visade sig vara ocentrerad, men trots att de centrerades kvar- stod skakningarna även här. Problemen visade sig i stäl- let bero på skador i motorlagren och kunde tillfälligt avhjälpas genom att ersätta de skadade motorlagren med nya. Orsaken till lagerskadorna visade sig senare bero på elektriska strömmar som passerade lagren. Orsaken till dessa strömmar har förklarats ovan. Ett flertal olika försök har gjorts för att minska de skadliga lagerström- marnas inverkan på lagren. Asynkronmaskinerna har jordats 511 115» för att skydda dem mot kapacitiva urladdningsströmmar. En isolerad koppling har anordnats mellan motor och växel- låda. En jordningsborste har monterats på pulsgivaren.

Inte någon av dessa åtgärder har varit tillfredsställande för att förhindra skador på motorlagren som orsakas av lagerströmmar. Ändamålet med uppfinningen är att väsentligt reducera ovannämnda problem med lagerströmmar och åtföljande lagerskador.

Asynkronmotorn enligt uppfinningen kännetecknas av att en ledare är anordnad mellan axeln och kortslutningsringen på varje sida av rotorn, att anslutningsdon elektriskt ansluter ledaren till axeln respektive kortslutnings- ringen, och att anslutningsdonet för anslutning av leda- ren till axeln är belägen vid ett ställe mellan lagret och rotorburen.

Vid en utföringsform av uppfinningen utgöres varje ledare av ett flertal långsträckta föremål, vilka kan ha formen av band, trådar, remsor, stänger, stavar och liknande och som är jämnt fördelade runt axeln.

Vid en annan utföringsform, som för närvarande föredrages mest utgöres varje ledare av en ringformig kropp med en central öppning för axeln, varvid den ringformiga kroppen kan ha en cylindrisk del, som bildar nämnda öppning, och en radiell fläns som vänder mot kortslutningsringen för fastsättning vid denna.

Anslutningsdonen kan utgöras av skruvar, bultar, nitar, elektriska adhesiva förband, svetsförband och liknande.

Det föredrages att anslutningsdonet för anslutning av ledaren till axeln är anordnat omedelbart intill lagret. 511115 Frekvensomriktaren är företrädesvis pulsbreddmodulerad (PWM).

Uppfinningen beskrives närmare i det följande med hänvis- ning till ritningarna.

Figur 1 visar schematiskt en asynkronmotor som är försedd med ledare enligt uppfinningen.

Figur 2 är en snittvy enligt linjen II-II i figur l.

Figur 3 visar en annan utföringsform av en ledare sedd i en snittvy i samma position som den i figur 2.

I figur 1 visas schematiskt en asynkronmotor som matas med växelström via en frekvensomriktare (ej visad) vilken är pulsbreddmodulerad (PWM). Asynkronmotorn har ett maskin- eller motorhus 14, en rotor 1 med en rotorlind- ning och en i motorhuset 14 stationärt anordnad stator 2 med en statorlindning. Asynkronmotorn har vidare en axel 3, som uppbär två lager 4, 5 och som sträcker sig genom och är fast förbunden med rotorn l. Med de två lagren 4, 5 är axeln 3 och rotorn 1 roterbart lagrad vid motor- huset. Rotorn 1 har runt sin omkrets ett flertal intill varandra anordnade stavar 6 och två motstående, parallella kortslutningsringar 7, 8, mellan vilka rotor- stavarna 6 sträcker sig och vid vilka rotorstavarna 6 är permanent fast förbundna. Rotorstavarna 6 och kortslut- ningsringarna 7, 8 bildar därvid tillsammans en rotorbur 9. Med 10 betecknas ett synkront, roterande flöde som under drift bildas mellan stator 2 och rotor 1. På varje sida av rotorn 1 finns en ledare ll, som är anordnad mellan axeln 3 och rotorburens 9 kortslutningsring 7, 8.

Anslutningsdon 12, 13 ansluter ledaren ll elektriskt till axeln 3 och kortslutningsringen 7, 8 så att axeln 3 kort- slutes till rotorburen 9. Anslutningsdonet 12, som anslu- ter ledaren ll till axeln 3, är belägen vid ett ställe 511115 mellan lagret 4, 5 och rotorburen 9. Vid den beskrivna asynkronmotorn alstrar det roterande flödet 10 genom induktion en spänning i axeln 3, som ger upphov till en elektrisk ström genom axeln 3 såsom förklarats tidigare.

Utan de två ledarna ll kommer denna ström att cirkulera i den krets som omfattas av axeln 3, det ena lagret 4, motorhuset 14, det andra lagret 5 och åter axeln 3. Tack vare föreliggande uppfinning ledes strömmen i stället från axeln 3, genom den ena ledaren ll, genom rotorburen 9, genom den andra ledaren 11 och tillbaka till axeln 3.

Beroende på utformningen av ledarna ll och deras anslut- ningsdon 12 kan fràn en huvuddel, dvs. 51% och däröver, till praktiskt taget all ström ledas bort från axellagren 4, 5, vilket resulterar i en motsvarande väsentlig redu- cering av skador pà axellagren 4, 5 som orsakas av elek- triska strömmar genom axellagren. Ledarna ll med till- hörande anslutningsdon 12, 13 kan anses bilda bryggor mellan motoraxeln 3 och rotorburen 9.

Vid den i figurerna 1 och 2 visade utföringsformen består varje ledare ll av tre stänger som är jämnt fördelade runt axeln 3, som är fastskruvade i axeln och kortslut- ningsringen 7, 8 med hjälp av anslutningsdon i form av skruvar eller liknande.

Vid den i figur 3 visade utföringsformen består ledaren ll av en ringformig kropp med en central öppning för axeln 3. Den ringformiga kroppen har en cylindrisk del, som bildar nämnda öppning, och en radiell fläns som vänder mot kortslutningsringen för fastsättning vid denna med hjälp av skruvar, bultar 13 eller liknande.

Claims (7)

10 15 20 25 30 35 511 115 PATENTKRAV
1. l. Asynkronmaskin innefattande en frekvensomriktare, ett maskinhus (14), en rotor (1) med en rotorlindning, en i maskinhuset stationärt anordnad stator (2) med en sta- torlindning, och en axel (3) som uppbär rotorn (1) och som medelst lager (4, 5) är roterbart lagrad vid maskin- huset, vilken rotor (1) runt sin omkrets har ett flertal intill varandra anordnade stavar (6) och två motstående kortslutningsringar (7, 8), med vilka stavarna (6) är permanent fast förbundna för bildning av en rotorbur (9), vid vilken asynkronmaskin under drift en axelström upp- står genom nämnda axel (3), k änn e t e c k n a d a v att en ledare (ll) är anordnad mellan axeln (3) och kortslut- ningsringen (7, 8) på varje sida av rotorn (1), att anslutningsdon (12, 13) elektriskt ansluter ledaren (ll) till axeln (3) respektive kortslutningsringen (7, 8), och att anslutningsdonet (12) för anslutning av ledaren (ll) till axeln (3) är belägen vid ett ställe mellan lagret (4, 5) och rotorburen (9).
2. 2. Asynkronmaskin enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att varje ledare (11) utgöres av ett flertal lång- sträckta föremål i form av band, trådar, remsor, stänger, stavar och liknande, vilka föremål är jämnt fördelade runt axeln (3).
3. 3. Asynkronmaskin enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av' att varje ledare (11) utgöres av en ringformig kropp med en central öppning för axeln (3).
4. 4. Asynkronmaskin enligt något av kraven l-3, këán- n e t e c k n a d a v att anslutningsdonen (12, 13) inne- fattar eller utgöres av skruvar, bultar, nitar, elek- triska adhesiva förband, svetsförband och liknande. 10 511 115
5. 5. Asynkronmaskin enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att den ringformiga kroppen har en cylindrisk del, som bildar nämnda öppning, och en radiell fläns som vän- der mot kortslutningsringen för fastsättning vid denna.
6. 6. Asynkronmaskin enligt något av kraven 1-5, k ä n - n e t e c k n a d a v att anslutningsdonet (12) för anslut- ning av ledaren (ll) till axeln (3) är anordnat omedel- bart intill lagret (4, 5).
7. 7. Asynkronmaskin enligt något av kraven 1-6, k ä n - n e t e c k n a d a v att frekvensomriktaren är pulsbredd- modulerad (PWM) .