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Selbstanlaufender Synchron-Kleinmotor
Die Erfindung betrifft se1bstanlaufende Syn-- chron-Kleinmotoren mit einem von einem Dauermagneten polarisierten Läufer mit radial gerichteten Polen und einer zu diesem gleichachsigen, ein
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ist auch sonst ziemlich kompliziert aufgebaut ; vor allem aber fällt er durch den äusserlich angebrachten Hufeisen-Magneten relativ gross aus, und beansprucht daher bei Unterbringung in Geräten, deren Raum schon weitgehend ausgenutzt ist, zu viel Platz.
Bei einer anderen bekannten Ausführungsform besteht der Synchronmotor aus einem scheibenförmigen, permanent-magnetischen Läufer, mit in je zwei Teilpole aufgeteilten Polen ; der Ständer besteht aus zwei, mit axial angeordneten, ineinander greifenden Zähnen versehenen Teilen, in denen die Erregerspule untergebracht ist. Zur Erreichung des für den Selbstanlauf erforderlichen Verlaufes der magnetischen Kraftlinien ist auf der Läuferachse ein mit radialen Armen versehenes, magnetisch leitendes Organ derart angeordnet, dass jeweils nur ein Teilpol jedes Läuferpoles durch einen Arm dieses Organs überdeckt wird ; diese Arme tragen an ihren Enden ein zu diesem Teilpol asymmetrisches, ebenfalls magnetisch leitendes Plättchen.
Auch diese Ausführungsform ist verhältnismässig kompliziert und erfordert für rasches Anlaufen, infolge Vergrösserung des Trägheitsmomentes durch das erwähnte zusätzliche Organ auch ein entsprechend grösseres Drehmoment.
Nach der Erfindung werden bei selbstanlaufenden Synchronmotoren der eingangs erwähnten Bauart diese Nachteile dadurch behoben, dass zur Erzeugung des Drehmomentes ausser dem Läufer nur eine Erregerspule sowie ein dem Läufer benachbart fest angeordneter, scheibenförmiger, axial magnetsierter Dauermagnet vorgesehen ist, welcher minde- stens. auf der dem Läufer zugekehrten Seite einander abwechselnde und sektorartig verteilte, aufgeprägte Nord- und Südpole aufweist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Synchron-Kleinmotoren dargestellt, und zwar in Fig. l in Mittelschnitt und in Fig. 2 in Draufsicht auf den Läufer und Dauermagneten ; Fig. 3 zeigt ein Schema des Eisenweges zur Erklärung der Wirkungsweise des magnetischen Flusses.
In Fig 1 bedeutet 1 einen aus einer Weicheisen-
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len (Fig. 2) versehenen Läufer, welcher auf einer länglichen, magnetisch leitenden Buchse 3 aufgebracht ist, die auf einer durch magnetisch nicht leitende Lager 5 und 6 unterstützen Achse 4 sitzt ; das Lager 5 ist in einer kleinen Buchse 7 angeordnet, die durch Umbördelung an einem Gehäusedeckel 8 befestigt ist. Das Lager 6 befindet-sich in einer zweiten magnetisch leitenden Buchse 9, die in einem Gehäusedeckel 10 befestigt ist, welcher mit dem Gehäusedeckel 8 den Synchron-Kleinmotor nach aussen magnetisch abschirmt.
Innerhalb der Gehäusedeckel 8 und 10 befindet sich weiter eine zylindrische, an einer magnetisch leitenden Scheibe 16 anliegende Erregerspule 11 sowie ein axial neben dem Läufer 1 fest angeordneter, ringförmiger und mit aufgeprägten Polen versehener Dauermagnet 12 aus hochkoerzitivem Magnetwerkstoff, dessen reversible Permeabilität mindestens angenähert l beträgt, wie z. B. das als"Ferroxdure" bekannte Magnetmaterial mit einer Koerzitivkraft von 1500 Oersted sowie einer reversiblen Permeabilität 1. Dieser Dauermagnet 12 ist derart magnetisiert, dass er sektorartige, seitlich abwechselnd magnetisierte Nord- und Südpoleaufweist, wie dies aus der Fig. 2 ersichtlich ist.
Die Anordnung ist derart, dass in unerregtem Zustand des SynchronKleinmotor jeder Pol 2 des Läufers 1 sowohl ge- genüber einem Nord- als auch einem Südpol steht, so dass der Dauermagnet 12 hei 8-poligem Läufer 16 Pole aufweist ; die Trennung der Pole ist in Fig. 2 durch die radial verlaufenden gestrichelten Linien dargestellt.
Da der Synchron-Kleinmotor in
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beiden Richtungen anlaufen kann, ist ein Rücklauf-Gesperre vorgesehen, das aus einem auf der Buchse 3 sitzenden, deutlichkeitshalber im Schnitt dargestellten Zahnrad 13 und einem mit diesem kämmenden, in einer Aussparung des Dauermagne- ten 12 auf dem Zapfen 14 gelagerten, Zahnrad 15 besteht ; die Zahnräder 13 und 15 weisen speziell geformte Zahnflanken auf, durch die eine bestimmte Drehrichtung des Läufers 1 gewährleistet wird.
Bauform und Wirkungsweise solcher Rücklauf- Gesperre sind bekannt und sollen deshalb nicht näher erläutert werden.
Die Wirkungsweise des beschriebenen SynchronKleinmotor wird nun anhand der Fig. 3 erörtert : In dieser Figur wird das durch die Erregerspule 11 erzeugte Wechselfeld für eine bestimmte Phase durch die gestrichelt gezeichneten Pfeile angegeben ; die Pole des Läufers 1 sind mit 2 angedeutet, während der Dauermagnet 12 die angegebenen aufgeprägten Pole aufweist. Aus Fig. 3 geht hervor, dass mit der beim Einschalten des Synchron-Kleinmotors angenommenen Phase des Wechselfeldes der von den Nordpolen des Dauermagneten 12 ausgehende Gleichfluss verstärkt, dagegen der von den Südpolen ausgehende geschwächt wird. Der Läufer dreht sich dadurch in
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seinegehende Gleichfluss verstärkt und der von den Nordpolen ausgehende geschwächt ; der Läufer dreht sich dabei im gleichen Sinne weiter.
Wäre die Phase des Wechselfeldes beim Einschalten anders gerichtet, als in Fig. 3 dargestellt, würde das Rücklauf-Gesperre sofort in Wirkung kommen und den Läufer zum Stillstand bringen, wonach er dann bei der nächsten halben Periode des Erregerstromes mit dem richtigen Drehsinn anläuft.
Obwohl auf'beiden Seiten des Dauermagneten des beschriebenen Synchronmotors Pole angeordnet sind, ist eine solche Anordnung nicht unbedingt 'notwendig. Wesentlich ist nur, dass der Dauer- magnet auf der dem Läufer zugekehrten Seite Pole aufweist.
Der beschriebene Synchron-Kleinmotor zeichnet sich durch äusserst einfache und gedrängte Bauart aus, insbesondere bezüglich des Ständers, da er keine Polzähne trägt ; er eignet sich deshalb sehr gut für Massenfertigung. Weiter ergibt die feste
Anordnung des Dauermagneten ein geringes Läu- fergewicht, wodurch der Anlaufvorgang verkürzt wird. Obwohl der Wechselfluss durch den Dauer- magneten. geht, wird praktisch. keine bleibende
Schwächung seines Magnetismus hervorgerufen, da er durch Verwendung des hochkoerzitiven Ma- gnetwerkstoffes mit reversibler Permeabilität von nahezu l für entmagnetisierende Einflüsse weit- gehend unempfindlich ist.
Aus demselben Grunde wird eine Vereinfachung der Fabrikation dadurch er- reicht, dass der Dauermagnet vor seiner Montage magnetisiert werden kann, während sein Magnetis- mus beim Demontieren des Synchron-Kleinmotors nicht geschwächt wird ; vorteilhaft ist weiter, dass nahezu keine Wirbelstromverlugte in dem Dauer- magneten auftreten, da dieser einen sehr hohen spezifischen Widerstand aufweist. Überdies ist der beschriebene Synchron-Kleinmotor nach aussen magnetisch vollständig abgeschirmt, so dass er we- . der durch äussere Felder gestört wird, noch selber durch seine Felder störende Einflüsse ausübt.