141942. lajstromszámú szabadalom • Villamos gép, rótorréz megtakarításával és nagyobb terhelhetőséggel, azonos vagy jobb hatásfok mellett, valamint eljárás ilyen gép megvalósítására
2 141.942 fellépnie, ami a káros örvényáramokat okozza. Ezeket nevezik adalékos veszteségeknek a villamos gépek energiamérlegében. Ha a villamos gépek adalékos veszteségeit megállapító eddigi, közvetett mérési módszereket helyeseknek tételezzük fel, akkor a rótorvezetőket a gép teljes terhelésekor az ohmikus veszteségek és a felvett teljesítményre vonatkoztatott 0—1% adalékos veszteségek melegítik. Az újabban kifejlesztett mérési módszerek, valamint az indukció folyamán a rúlörhoronyban fellépő erővonalak menetére vonatkozó vizsgálatok azt mutatták, hogy az adalékos veszteségek a rotor -vezetőkben sokkal nagyobb mértékben járulnaK hozzá a rótorvezetők felmelegedéséhez, mint ahogv azt eddig hitték. Ezeknek a sokkal nagyobb adalékos veszteségeknek elhárítása végett elvileg arra kell ügyelni, hogy az erővonalak görbesége a rotorhoronyban lehetőleg kicsiny iegyei;. Ezt úgy érhetjük el, hogy a villamos gép rendes üzemi viszonyai között a fog tövében telítődést, még inkább azonban túltelítődést idézünk elő. A légrésnek, tehát a rotor és a stator közti távolságnak is nagy befolyása van a rótorhoronyban levő erővonalak görbeségére. A légrés legfeljebb 6%-a legyen a rotor átmérőjének. Az erővonalak ugyanolyan menetét el lehetne érni nagyobb légréssel is, azonban ekkor a gazdaságosságot erősen csökkentenék az ilyen esetben szükségképen fellépő nagyobb gerjesztési veszteségek és a pólusjárom olyan vastagítása, amely a rótorhornyokban ugyanolyan erővonaleihelyezkedést eredményez. A rótorfog tövének telítéséből és a léglésből adó dik, az ismert számítási <mód szerint, a legcélszerűbb horonyszélesség és -mélység. A fent megadott eszközökkel, a rótorhorony jó töltési tényezőbe — tehát a tekercselőtér teljes kihasználása — mellett elérjük azt, hogy ia régi közvetett úton meghatározóit ada'ékos veszteségek r-.áiusra csökkertnek. A ténylegeyen fellépő adalékos veszteségek főrészének kiküszöbölésére a rótorvezetőket a rótorhoronynak csak abban a részében szabad elhelyezni, ahol az erővonalak görbülete igen kicsiny. Villamos gépsk szert esz' ésekor a hoioriyszámot, valamint a horonyszélességet és -mélységet úgy választjuk meg, hogy helyes légrés és megfelelő telítődési fok m-i'lett az erővonalak a ",. ábra szerint hosszúk legnagyobb részén lényegében fcfjyenesvonalúan haladjanak. A szokásos horonytöltéínél, amint a 3a. ábra rcrui-.ja, a legnagyobb adalékos veszteségek a horonyfalak közelében mutatkoznak, mert az erővonalaknak ott van a legnagyobb görbületük. Ha azonban a keresztmetszetet a 3b. ábra szerint a felére csökkentjük és a vezetőket a horony közepére helyezzük, akkor a nagy görbületű káros erővonalak okozta adalékos veszteségek legnagyobb részét kiküszöböltük. Az így keletkezettf veszteségcsökkenés nagyobb, mint az ohmikus veszteségnek a fokozott áramsűrűség okozta növekedése. Az alábbiakban még egyszer röviden összefoglalom a találmány szerinti eljárás alkalmazását villamos gépek átépítésére. A találmány természetesen nem szorítkozik ilyen átépítésekre, hanem értelemszerűen új gépek szerkesztésénél is hasznosítható. Ha tehát meglevő gépet akarunk a találmány alapján átépíteni, akkor a gépből, minden egyéb módosítás nélkül, eltávolítjuk a tekercselést. Utóbbi helyett a horonyba új tekercselést helyezünk, mely a régitől csak abban különbözik, hogy a rótorvezető szélességi mérete kisebb, úgyhogy a vezető az erővonalak görbe részének körzetéből kikerül. Az átalakítás folytán a gépet, káros felmelegedés nélkül, sokkal jobban lehet terhelni, mint eddig. A rótorvezető legelőnyösebb keresztmetszetcsökkenését úgy állapítjuk meg, hogy az illető gép két jellemző görbéjét egymásra rajzoljuk és a rótorvezető legkedvezőbb keresztmetszetét a metszéspontban leolvassuk. E két görbét a 6. ábra szemlélteti. A vízszintes tengelyre á veszteségeket, a függélyes tengelyre pedig a rótorvezető keresztmetszeteit vittük fel. Az 0 pont zérus keresztmetszetnek felel meg. A II görbe a rótorvezetöben fellépő ohmikus veszteségek növekedését mutatja a keresztmetszet csökkentésekor, az I görbe pedig az adalékos veszteségeknek a tekercselés és a horonyfal viszonylagos távolodása következtében 'fellépő csökkenését mutatja. A két görbe metszéspontja a rótorvezető keresztmetszetének azt az értókét adja meg, melynél a viszonyok a legkedvezőbbek. Ha a gépet ilyen keresztmetszetű rótorvezetővel tekercseljük, akkor azt a' legnagyobb terhelést érhetjük el, amelyet a gép káros felmelegedés nélkül még kibír. Számpélda. Egy szokásos típusú, egyenáramú gép rótorfoga és normális tekercselésű rótorhornya a 4. ábra szerinti volt. A mezősürűség, légrés, horonyszám, horonyszélesség és -mélység a 4. ábra szerinti erővonaláramlást idézte elő. A szokásos közvetett mérési módszer az adalékos veszteségekre nézve csaknem zérus értéket szolgáltatott. Az áramsűrűség 57° túlmelegedés mellett 4.6 amp/mm2 volt. Az új, közvetlen mérési módszer a ró torvezetőkben tényleg fellépő adalékos veszteségeket 4.6 amp/mm2 áramsűrűség mellett 8%.-nak mutatta. A rótorvezetők keresztmetszetét 45%-kai csökkentve (1.9X5-5 mm) és a tekercseket a 4a. ábra szerint a horony közepére helyezve (32% töltés), a valóban fellépő adalékos veszteségek 8%-ról 1—1.5 %-ra csökkentek, minthogy az erővonalak az indukció folyamán a rótorvezetőket a legkedvezőbb módon metszik és így az adalékos veszteségek viszonya az ohmikus veszteségekhez, a gép teljesítményére vo-' natkoztatva, a lehető legjobb. Miután a tényleg fellépő adalékos veszteségeket az áttekercseléssel lényegesen csökkentettük, a rótorvezetők új kereszt* metszetét 11 amp/mm2 -rel terhelhetjük anélkül, hogy a megengedett 60° legnagyobb túlmelegedést túllépnők és a hatásfok csökkenne. Az eredeti gépet 230 voltnál 155 amperrel lehetett terhelni, az eredeti tekercselés mellett. A 4a. ábra szerinti áttekercselés után a gépet 230 voltnál, azonos fordulatszám és hülési viszonyok mellett, 215 amperrel terheltük anélkül, hogy a 60°-os •túlmelegedést túlléptük volna, ami a gép 1.4-szeres terhelésének felel meg. Az 5. ábra a rótorátmérőt, mint a terhelés függvényét tünteti fel. E karakterisztika szerint a 280 mm rótormérőjü, példa szerinti gép terhelhetősége az áttekercselés után 1.4-szeres.
