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Synchronkleinmotor.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Synchronkleinmotor mit Spaltpolen zur Erzeugung gegeneinander phasenverschobener, das Drehfeld bildender Flüsse. Gemäss der Erfindung sind an den Enden eines mit Einphasenstrom erregten Magnetkernes Polteile befestigt, deren Spaltpole wechselweise einen
Kronenzahnkranz bilden und mit dem Rotor wenigstens das synchrone Drehmoment erzeugen. Zur Distanzierung der Spaltpole als auch zur Bildung von Kurzschlusswindungen ist eine Scheibe aus elektrisch gut leitendem Material vorgesehen, durch deren Aussparungen die Spaltpole des Stators ragen.
Die Vorteile des erfindungsgemässen Synchronmotor sind insbesondere äusserst geringer Raumbedarf, ruhiger Lauf, grosse Einfachheit, Betriebssicherheit und Billigkeit sowie eine verhältnismässig hohe Leistung. Weiterhin verdient noch hervorgehoben zu werden, dass die Motorkonstruktion eine solche ist, dass sie ohne weiteres als selbstanlaufender oder als nicht selbstanlaufender Motor wirken kann, u. zw. ist zur Änderung vom selbstanlaufenden zum nicht selbstanlaufenden Motor nur eine sehr einfache Manipulation erforderlich. Das ist selbstverständlich insofern von Wichtigkeit, weil je nach der Zweckbestimmung des Motors das Erfordernis besteht, dass er von selbst anlaufen soll oder nicht.
Hat man daher eine Synehronmotorkonstruktion geschaffen, die ohne besondere Beeinflussung der Fabrikation als selbstanlaufender oder nicht selbstanlaufender Motor arbeiten kann, so ist das im Hinblick auf die serienweise Herstellung der Synchronmotoren von nicht zu unterschätzender Bedeutung.
In der Zeichnung ist in den Fig. 1 bis 4 die Erfindung zur Darstellung gebracht. Die Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt und die Fig. 2 eine Draufsicht einer Ausführungsform eines selbstanlaufenden Synchronmotors. In Fig. 3 ist ein Stahlrotor des Synchronmotor schaubildlich dargestellt. Die Fig. 4 zeigt einen nicht selbstanlaufenden Synchronmotor mit Anwurfsvorrichtung.
Das Magnetsystem des Synchronmotor nach den Fig. 1 und 2 enthält einen Eisenkern 1, an dem zu beiden Seiten je ein Polteil 2, 3 befestigt ist. Die Polteile 2,3 sind an ihren Enden gespalten und bilden somit je einen Pol 4, 5, 6,7 bzw. 8, 9, 10, 11, die durchBohrungen12 eines Kupferringes 13 ragen. Hiebei ist jede zweite Öffnung 12 des Kupferringes 13 durch einen Schlitz 14 unterbrochen, wodurch zwei zueinander in der Phase verschobene, ein Drehfeld bildende Flüsse hervorgerufen werden. Die an das Netz angeschlossene Erregerspule 15 sitzt auf dem Eisenkern 1.
Zur Erzielung des Selbstanlaufes sind die Statorpole 4 bis 11 unsymmetrisch verteilt, so dass das asynchrone Drehmoment kräftig genug ist, um den Rotor zum Anlaufen zu bringen. Fernerwird entweder ein Stahl-oder ein Käfiganker vorgesehen.
Der in der Fig. 3 zur Darstellung gebrachte Rotor 16 besteht aus einem Stahlblech mit rechtwinklig zu diesem liegenden, die Pole bildenden Lappen 17. Auf diese Weise kann also der Rotor 16 durch einfaches Stanzen und darauffolgendes Umbiegen der Pollappen 17 hergestellt werden. Der Rotor kann natürlich auch noch auf andere Weise angefertigt werden. So kann beispielsweise der Rotor aus mehreren miteinander verbundenen, gezahnten Stahlscheiben bestehen.
Durch die mittels der Kupferscheibe 13 hervorgerufene Phasenverschiebung der erzeugten Flüsse bildet sich bei unsymmetrisch verteilten Polen ein elliptisches Drehfeld aus, das den Rotor 16 infolge der Remanenz des Stahles mit sich zieht und somit diesen zum Anlaufen bringt. Der synchrone Gang des Rotors 16 kommt dadurch zustande, dass je ein Rotorpol einem Statorpol zur Zeit des Amplitudenwertes des Magnetflusses gegenübersteht. Die Rotorpole haben daher das Bestreben, an den Statorpolen zeitlich so vorüberzugehen, dass der kleinste magnetische Widerstand mit der Amplitude des
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Flusses zusammenfällt, d. h. der Rotor 16 dreht sich je halbe Periode um einen Rotorpol vorwärts. Auf diese Weise wird die Drehzahl des Motors sehr klein gehalten. Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 besitzt der Rotor 32 Pole.
Bei der Netzfrequenz von 50 Perioden in der Sekunde ergeben sich 6000 Polwechsel in der Minute. Demnach dreht sich der Rotor in der Minute um 6000 Rotorpol-
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In Fig. 4 ist ein Synchronmotor schematisch zur Darstellung gebracht, bei dem die Pole 8, 9, 10, 11 des Polteiles 3 mit einem Hebelorgan 20 verbunden sind. Das Hebelorgan 20 ist mit dem Polteil 3 um die Buchse 21 zwischen den beiden Anschlägen 22,23 verschwenkbar und steht unter dem Zug einer Feder 24.
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Loslassen des Hebelorgans 20 gelangen durch den Zug der Feder 24 die Statorpole 8, 9, 10, 11 in die vorherige Lage zurück. Die Statorpolverteilung ist dann wieder nahezu symmetrisch, so dass das synchrone Drehmoment und damit die Leistung des Motors wieder grösser wird.
Sobald die Spannung ausbleibt, gelangt der Rotor 16 zur Ruhe. Beim Wiederauftreten der Netzspannung kann aber der Rotor 16 nicht wieder anlaufen, da die Stellung der verschiebbaren Statorpole 8 bis 11 eine solche ist, in der das asynchrone Drehmoment zum Anlaufen des Rotors 16 nicht genügt.
Erst durch Betätigung des Hebelorgans 20 gelangen die verschiebbaren Statorpole 8 bis 11 in eine solche Stellung, in der das synchrone Drehmoment so stark herabgesetzt wird, dass das auftretende asynchrone Drehmoment den Rotor 16 zum Anlaufen bringen kann. Nach dem Loslassen des Hebelorgans 20 gelangen die Statorpole 8 bis 11 wieder in ihre Anfangsstellung zurück.
Die Verstellung des Polteiles 3 braucht natürlich nicht unbedingt von Hand zu erfolgen. Diese kann auch mittels eines Relais auf elektrischem Wege bewirkt werden.
Der vorstehend beschriebene, nicht selbstanlaufende Synchronmotor ist insbesondere für die Zeitmessung geeignet. In einem solchen Falle soll nämlich, wenn die Netzspannung ausbleibt und später wieder einsetzt, der Motor nicht wieder von selbst anlaufen. Man kann damit leicht erkennen, dass die Uhr nachgestellt werden muss, während sie im andern Falle nachgeht, was, wenn das Aussetzen der Spannung nur kurze Zeit währte, nicht so ohne weiteres erkennbar ist.
Der beschriebene Synchronmotor ist keineswegs nur als Triebwerk für Uhren, wie beispielsweise Gross-, Stopp-, Akkord-, Arbeiterkontroll-, Wecker-, Spiel-und Sehaltuhren, geeignet ; er ist auch bei Zeitschaltern (Sperr-, Kurzzeit-, Fern-, Blink-, Quecksilber-, Starkstromsehalter, Schalter für Lichtreklame, Flugstrecken-und Seezeichenbefeuerung), Registrierapparaten, Zeitzähler, Tarif- zählern, Subtraktionszählern, Vergütungszählern, Selbstverkäufern, Maximumzeigern, Frequenz- anzeigern, Synehronismusanzeigern, Frequenzreglern, stroboskopischen Apparaten und Sprechmaschinen verwendbar.
Auch in der Fernwirktechnik (Fernübertragung von Messgrössen und Signalen, Fernbetätigung von Arbeitsvorgängen, Ferneinstellung von Radioapparaten) und in der Bildtelegraphie und Fernsehtechnik sowie auch für Regel-, Kompensations- und Überwachungszwecke kann der Syn- chronkleinmotor Verwendung finden. Auch kann der Synchronmotor für höhere und niedrigere Periodenzahlen als die gebräuchlichen gebaut werden. So wäre es beispielsweise denkbar, einen speziellen Syn- chronmotor für den Bahnbetrieb zum Antrieb von Blinker und ähnlichen im Eisenbahnbau verwendeten Apparaten herzustellen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Synchronkleinmotor mit Spaltpolen zur Erzeugung gegeneinander phasenverschobener, das Drehfeld bildender Flüsse, dadurch gekennzeichnet, dass an den Enden eines mit Einphasenstrom erregten Magnetkernes Polteile befestigt sind, deren Spaltpole wechselweise einen Kronenzahnkranz bilden und die durch eine sowohl zur Distanzierung der Pole als auch zur Bildung von Kurzschlusswindungen dienende Scheibe aus elektrisch gut leitendem Material ragen und in Verbindung mit dem Rotor wenigstens das synchrone Drehmoment erzeugen.