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Selbstanlaufender Synchronmotor, insbesondere
Synchron-Kleinmotor
Die Erfindung betrifft einen selbstanlaufenden Synchronmotor, insbesondere einen Synchron-Kleinmotor, mit einem von einem Gleichfeld polarisierten Läufer mit axialen, zahnförmigen Polen, einem Ständer aus zwei, mit axialen, zahnförmigen Polen versehenen Teilen sowie einer zum Läufer und Ständer koaxialen, ein stehendes Wechselfeld erzeugenden Erregerspule nach Patent Nr. 202642 und schafft eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung solcher selbstanlaufender Synchronmotoren.
Im Stammpatent wurde nun bei selbstanlaufenden Synchronmotoren dieser Art zur Anpassung des Trägheitsmomentes des drehbeweglichen Systems an das erzeugte Drehmoment, zur Erhöhung des Wirkungsgrades sowie zur Verkleinerung der Abmessungen vorgeschlagen, zur Erzeugung des den Läufer polarisierenden Gleichfeldes zwei Dauermagnete vorzusehen, deren einer am Läufer angeordnet und deren anderer fest angeordnet ist ; diese Dauermagnete weisen vorzugsweise eine hohe Koerzitivkraft und eine reversible Permeabilität von mindestens annähernd 1 auf.
Bei der in Fig. 1 des Stammpatentes gezeigten Anordnung zweier Dauermagnete wird jedoch die von diesen aufeinander ausgeübte Anzugskraft auf das Axiallager übertragen, wobei die dadurch hervorgerufene erhöhte Reibung einerseits zu einer raschen Abnützung dieses Lagers führt und anderseits den Wirkungsgrad des Synchronmotors verringert.
Nach der vorliegenden Erfindung wird nun bei selbstanlaufenden Synchronmotoren der eingangs be- schriebenen Art die auf das Axiallager übertragene Kraft dadurch verringert, dass an beiden Seiten des Läufers mindestens je ein Dauermagnet vorgesehen ist, deren einer am Läufer und deren anderer am Gestell des Synchronmotors befestigt ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Synchronmotors in Flog. l im axialen Mittelschnitt sowie in Fig. 2 links in Ansicht mit abgenommenem oberem Gehäusedeckel und rechts im Querschnitt A-A der Fig. l dargestellt.
In Fig. l ist der Läufer 1 aus zwei Weicheisenscheiben 21 und 22 zusammengesetzt, die mit achsparallei und wechselweise gegensinnig abgebogenen Zähnen 2 bzw. 3 versehen sind. Die Scheiben 21,22 sind auf einer Nabe 4 aus nichtmagnetischem Material so befestigt, dass ihre Zähne gegeneinander um eine halbe Zahnteilung versetzt sind. An der Scheibe 21 ist ein ringförmiger Dauermagnet 27 befestigt, der aus hochkoerzitivem Oxyd-Magnetwerkstoff hergestellt ist, z. B. aus dem unter dem Markenwort Ferroxdure bekannten Magnetwerkstoff, dessen Koerzitivkraft zirka 1500 Oersted und dessen reversible Permeabilität etwa 1 beträgt.
Die Nabe 4 ist auf einer Welle 5 fest angeordnet, die in Radiallagern 6 und 7 gelagert ist, und welche Nabe sich mit ihrem oberen Ende gegen das Radiallager 6 abstützt, das in dieser Weise zugleich als Axiallager 8 dient. Zur Schmierung der Welle 5 sind Schmierfilze 9 und 10 vorgesehen. An den Lagern 6 und 7 sind zwei Ständerteile 13 bzw. 19 fest angeordnet, die axial vorspringende Zähne 14 bzw. 20 aufweisen. Die Ständerzähne 14,20 sind gegeneinander gerichtet und weisen eine Abschrägung 30 (s. Fig. 2) auf, welche den Anlauf in der durch einen Pfeil angegebenen Drehrichtung erleichtern. Am Ständerteil 19 ist ein zweiter Dauermagnet 18 befestigt, der aus demselben Magnetwerkstoff wie der Dauermagnet 27 hergestellt ist.
Die Dauermagnete 18 und 27sind axialmagnetisiert, so dass das von ihnen erzeugte Gleichfeld alle Läuferzähne 2,3 gleichsinnig magnetisiert. Zur Er-
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zeugung des Wechselfeldes ist eine Erregerspule 25 vorgesehen. Zwei Gehäusedeckel 15 und 17, die an den Ständerteilen 13 bzw. 19 befestigt sind, schirmen den Synchronmotor magnetisch ab. Es ist weiter eine Rücklaufsperre vorgesehen, die aus dem schneckenförmigen Sperrorgan 23 und einer Klinke 24 besteht (s. Fig. 2), um unter allen Umständen den eindeutigen Drehsinn des Synchronmotors zu sichern. Das Sperrorgan 23 ist auf der Nabe 4 befestigt, während die Klinke 24 um einen Zapfen 28, der in einer Aussparung 29 des Dauermagneten 18 angeordnet ist, schwenkbar gelagert ist.
Die Wirkungsweise des beschriebenen Synchronmotors entspricht der im Stammpatent beschriebenen.
Ausser der dargestellten Anordnung mit zwei Dauermagneten können auch drei oder mehrere Dauermagnete vorgesehen sein. In einem solchen Fall werden beispielsweise bei der Ausführungsform gemäss Fig. 1 desHauptpatentes ein oder mehrere Magnete auf der linken Seite des Läufers 1 angeordnet. Wesentlich für die jeweils in Frage kommende Magnetanordnung ist, dass durch sie neben einer Anpassung des Trägheitsmomentes des drehbeweglichen Systems an das erzeugte Drehmoment auch die auf dieses System wirkenden, axial gerichteten Kräfte sich gegenseitig mindestens teilweise aufheben.
DerVorteil der beschriebenen Magnetanordnung liegt darin, dass die sich aus der Resultante der zwischen dem Dauermagneten 27 und dem Ständerteil 13 bzw. dem Dauermagneten 18 und dem Läufer 1 wirkenden anziehenden Kräfte ergebende Axialdruckwirkung der Nabe 4 auf das Lager 6 je nach Dimensionierung der Dauermagnete 18 und 27 auf einen beliebig kleinen Wert herabgesetzt werden kann. Die Reibung im Axiallager 8 lässt sich demzufolge auf ein Minimum verringern, so dass ein höherer Wirkungsgrad erzielt und die Lebensdauer dieses Lagers verlängert wird. Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Magnetanordnung ergibt sich daraus, dass jedem Dauermagneten innerhalb der Erregerspule 25 mehr Raum zur Verfügung steht als bei der Anordnung gemäss Fig. 1 des Stammpatentes.
Durch die beschriebene Anordnung lassen sich daher in einem bestimmten Raum grössere Dauermagnete unterbringen und demzufolge grössere Drehmomente erzielen.