Selbstanlaufender Synchronkleinmotor mit mehrpoligem Ständer. Die Erfindung betrifft einen selbstanlau fenden Synchronkleinmotor mit mehrpoli- gem Ständer, also für niedrige Drehzahlen. Der Motor eignet sich zum Antrieb von Uhren, Zeitschaltern, Trieb- und Laufwer ken. Seine Pole bestehen zur Erzeugung eines Drehfeldes je aus einem Haupt- und einem phasenverschobenen Hilfspol.
Bisher sind als langsam laufende Syn chronmotoren mit Drehfeld im wesentlichen nur Motore mit sogenannter untersynchroner Betriebsdrehzahl bekannt geworden, das heisst Motoren, bei denen die synchrone Be triebsdrehzahl kleiner ist, als die Drehfeld umlaufgeschwindiglieit. Diese Motoren haben grundsätzlich den Nachteil, dass die syn chrone Betriebsdrehzahl nicht eindeutig be stimmt ist. Es besteht die Gefahr, dass die Läuferdrehzahl pendelt, indem der Läufer aus der synchronen Drehzahl herausgerissen wird oder unter dieser bleibt. Die Ursache hierfür liegt darin, dass das während des Anlaufzustandes auftretende, vom Drehfeld herrührende Anlauffeld auch im synchronen Zustand nicht verschwindet.
Bei den bekannten Motoren. wird dem nach ,die synchrone Betriebsdrehzahl im we sentlichen durch die Polzahl und Teilung des Läufers bestimmt. Dies liegt daran, dass es bisher mit Rücksicht auf die zur Abschir mung der Hilfspole benötigten Kurzschluss wicklungen und die dadurch bedingten Ab stände zwischen den Polen nicht möglich war, in dem verhältnismässig kleinen zur Verfügung stehenden Raum eine so grosse Zahl von Polen unterzubringen, dass ein hin reichend langsam umlaufendes Drehfeld ent steht. Diese bekannten Motoren weisen Pole in Form von Zähnen auf. Einige dieser Zähne, -bei welchen in der die Kurzschluss wicklung bildenden Kupferscheibe kein Schlitz angeordnet ist, .durchtreten die Kurz schlusswiclilun.g.
Diese Zähne bilden die Hilfspole. Die übrigen Zähne durchtreten ebenfalls die Kurzschlusswicklung. An den Durchtrittsstellen ist die Kurzschlusswick- lung hier aber durch Schlitze eingeschnitten, so dass sich um diese Zähne keine Kurz schlussströme bilden können. Diese Zähne stellen die unabgeschirmten Hauptpole dar. Die damit notwendigen Einschnitte verrin gern den Querschnitt der erwähnten Kupfer seheibe, so dass auch die die Hilfspole um gebenden Kurzschlussströme nur gering sein können. Ebenso ist es auch nicht möglich, die Hauptpole sehr eng an die Hilfspole her anzubringen, da sonst der Querschnitt der jeden einzelnen Hilfspol umgebenden Kurz schlusswicklung zu sehr verringert würde.
Dadurch war es also, wie erwähnt, nicht mög lich, bei einem selbstanlaufenden .Synchron motor mit für alle Pole gemeinsamer Erreger spule und durch eine Kurzschlusswicklung abgeschirmten Hilfspolen die Pole so eng an- einanderzusetzen, dass auf kleinem Raum sehr viele Pole angeordnet werden können, um ein hinreichend langsam umlaufendes Drehfeld züi erzeugen. Die Erfindung beseitigt diesen Mangel und ermöglicht es, die erforderliche Anzahl Haupt- und Hilfspole vorzusehen.
Erreicht wird dies dadurch, dass der aus den lappen artig ausgebildeten und auf einer Zylinder fläche liegenden Haupt- und Hilfspolen austretende magnetische Fluss auf seinem Wege über die Hilfspole die die Hilfspole umgebende Kurzschlusswicklung durchdringt, während er auf seinem Wege über die Haupt pole an der Kurzschlusswicklung vorbeige führt ist.
Im folgenden werden anhand der Zeich nung Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Bei diesen wird zweckmässig ein Läufer verwendet, der in bezug auf Poltei lung und Polzahl mit den Ständerpolen über einstimmt. Der Läufer kann aber bei glei cher Polteilung wie der Ständer auch eine andere Polzahl besitzen.
Der Stator des Beispiels nach Abb. 5 be sitzt zwei ringförmige, in Polzacken endende Schalen 1 und 2, die nach aussen hin die gemeinsame konzentrisch angeordnete Erre gerspule 3 umschliessen und auf der Innen- seite von beiden Seiten her ineinandergrei fende Pole 4 und 5 bilden. Ausser den Polen 4 und 5 sind Hilfspole 6 und 7 vorgesehen, die durch einen für alle Hilfspole einer Pola rität gemeinsamen Kurzschlussring 8 bezw. 9 hindurchragen. Alle Pole bestehen. aus in die gleiche Zylinderfläche abgebogenen Lappen, sie können aber auch durch mittels Nietung befestigte Lappen gebildet sein.
Um trotz des Kurzschlussringes die Pole eng beieinander anordnen zu können, sind die Hauptpole 4 bezw. 5 an den Kurzschluss ringen 8, 9 vorbeigeführt. In Abb. 1 und 2 sind sowohl -die Hauptpole 5, als auch die Hilfspole 7 Lappen -des Statorteils 1, wobei die Hilfspole 7 durch dafür vorgesehene Öff nungen 11 des die Kurzschlusswicklung bil denden scheibenförmigen Ringes 9 hindurch ragen, während die Hauptpole um den Kurz schlussring 9 herumgebogen sind, so dass die Haupt- und Hilfspole in einer gemeinsamen Fläche liegen.
Dasselbe wird gemäss Abb. 3 dadurch er reicht, dass die Hauptpole 5 aus einem beson deren Ring 13 abgebogen sind, der mit einem Plansch 15 aussen um,den Ring 9 herumge bogen ist, so dass er mit dem Statorteil 1 in magnetische Berührung kommt. Die Anord nung der Hilfspole 7 entspricht der in Abb. 1 und 2.
Wie in Abb. 4 :gezeigt, sind die Hilfspole 7 aus dem ringschalenförmigen Teil 1 glatt nach oben abgebogen, so dass der Kurzschluss- ring 9 mit den Öffnungen 11 unbehindert über sie hinweggesehoben werden kann. Dar über ist ein weiterer aus magnetischem Mate rial bestehender Ring 13 mit ebenfalls recht- winklig abgebogenen Polen 5 geschoben, der aber im Gegensatz zu Abb. 3 nicht um den Ring 9 herumgebogen ist.
Die Anordnung ist dann so"dass je ein Haupt- und ein Hilfs pol ein Polpaar gleicher Polarität bilden, wo bei der Hilfspol eine Phasenverschiebung von <B>90'</B> infolge der Belastung durch .die Kurz- schlusswicklung bewirkt. Der Abstand zwi schen zwei solcher Polpaare ist, wie aus Abb. 2 ersichtlich, so gross, ,dass je ein wei teres Polpaar des andern Statorteils 2 von der entgegengesetzten Seite her eingreifen kann und den Zwischenraum entsprechend ausfüllt.
Daraus ergibt sich, dass einem Nord pol ein abgeschirmter Nordpol, diesem ein Südpol und abgeschirmter Südpol, dann wie der ein Nordpol usw. folgt. Aus Abb. 5 ist ersichtlich, in welcher Weise die Pole inein andergreifen.
Die die Kurzschlusswicklungen bildenden Ringe 8 und 9 können so ausgebildet werden, dass sie gleichzeitig die Lager für die Läufer welle tragen.
Der Läufer kann z. B. mit Weicheisen polen und Kupferkäfigen ausgebildet sein, ebenso ist ein Stahlläufer verwendbar, der eine der Statorpolung entsprechende Polzahl besitzt. Unter Umständen genügt auch eine einfache Stahlscheibe, in welcher sich nach Einfall der Läuferdrehzahl in die synchrone Drehzahl feststehende Pole ausbilden. Dies wird noch begünstigt, wenn der Läufer mit Speichen versehen ist. Der Läufer kann auch als Zylinder ausgebildet sein oder aus topf- förmigen Schalen bestehen, die paarweise mit ihren Grundflächen gegeneinander gesetzt sind.
Bei gleicher Polteilung von Läufer und Ständer stimmt zweckmässig auch die Läufer polzahl mit der des Ständers überein. Ein besonders hohes Drehmoment gibt der Motor mit einem Läufer her, der eine der Poltei lung des Ständers entsprechende Anzahl von Aussparungen. besitzt.
Self-starting synchronous small motor with multi-pole stator. The invention relates to a self-starting synchronous small motor with a multi-pole stator, ie for low speeds. The motor is suitable for driving clocks, timers, drives and drives. Its poles consist of a main pole and a phase-shifted auxiliary pole to generate a rotating field.
So far, only motors with so-called subsynchronous operating speed have become known as slow-running Syn chronomotors with rotating field, that is, motors in which the synchronous operating speed is lower than the rotating field umlaufgeschwindiglieit. These motors basically have the disadvantage that the synchronous operating speed is not clearly determined. There is a risk that the rotor speed will fluctuate because the rotor is torn out of the synchronous speed or remains below it. The reason for this is that the start-up field that occurs during the start-up state and originates from the rotating field does not disappear even in the synchronous state.
With the known engines. after that, the synchronous operating speed is essentially determined by the number of poles and the pitch of the rotor. This is because, with regard to the short-circuit windings required to shield the auxiliary poles and the resulting distances between the poles, it was previously not possible to accommodate such a large number of poles in the relatively small space available that one a sufficiently slow rotating field is created. These known motors have poles in the form of teeth. Some of these teeth, in which there is no slot in the copper disk forming the short-circuit winding, pass through the short-circuit winding.
These teeth form the auxiliary poles. The other teeth also pass through the short-circuit winding. At the passages, however, the short-circuit winding is cut here by slots so that no short-circuit currents can form around these teeth. These teeth represent the unshielded main poles. The incisions required thereby reduce the cross-section of the above-mentioned copper so that the short-circuit currents surrounding the auxiliary poles can only be small. Likewise, it is also not possible to attach the main poles very closely to the auxiliary poles, since otherwise the cross section of the short-circuit winding surrounding each individual auxiliary pole would be reduced too much.
As a result, as mentioned, it was not possible, in a self-starting synchronous motor with a common excitation coil for all poles and auxiliary poles shielded by a short-circuit winding, to place the poles so close together that a large number of poles can be arranged in a small space. to generate a sufficiently slow rotating field züi. The invention overcomes this deficiency and makes it possible to provide the required number of main and auxiliary poles.
This is achieved by the fact that the main and auxiliary poles exiting from the lobes and lying on a cylinder surface penetrates the short-circuit winding surrounding the auxiliary poles on its way over the auxiliary poles, while on its way over the main pole on the short-circuit winding past leads is.
In the following embodiments of the invention are explained with reference to the drawing voltage. In this case, a rotor is expediently used, which agrees with the stator poles in terms of Poltei development and number of poles. The rotor can, however, have a different number of poles with the same pole pitch as the stator.
The stator of the example according to Fig. 5 has two ring-shaped shells 1 and 2 that end in pole prongs, which enclose the common concentrically arranged excitation coil 3 on the outside and form poles 4 and 5 which intermesh from both sides on the inside . Except for the poles 4 and 5 auxiliary poles 6 and 7 are provided, which respectively by a common short-circuit ring 8 for all auxiliary poles of a polarity. 9 protrude. All poles exist. from tabs bent into the same cylinder surface, but they can also be formed by tabs attached by means of riveting.
In order to be able to arrange the poles close together despite the short-circuit ring, the main poles 4 are respectively. 5 wrestle to the short circuit 8, 9 passed. In Fig. 1 and 2, both the main poles 5 and the auxiliary poles 7 tabs -of the stator part 1, the auxiliary poles 7 protruding through openings 11 of the short-circuit winding bil Denden disc-shaped ring 9, while the main poles around the Short-circuit ring 9 are bent around so that the main and auxiliary poles are in a common surface.
The same is achieved according to Fig. 3 in that the main poles 5 are bent out of a special ring 13 which is bent around the ring 9 with a flap 15 on the outside so that it comes into magnetic contact with the stator part 1. The arrangement of the auxiliary poles 7 corresponds to that in Figs. 1 and 2.
As shown in Fig. 4: the auxiliary poles 7 are bent smoothly upwards from the annular shell-shaped part 1, so that the short-circuit ring 9 with the openings 11 can be lifted over them unhindered. A further ring 13 made of magnetic material with poles 5 also bent at right angles is pushed over it, but in contrast to FIG. 3, it is not bent around ring 9.
The arrangement is then such that one main and one auxiliary pole each form a pole pair of the same polarity, where the auxiliary pole causes a phase shift of <B> 90 '</B> as a result of the load from the short-circuit winding. The distance Between tween two such pole pairs is, as can be seen from Fig. 2, so large that a further pole pair of the other stator part 2 can engage from the opposite side and fill the gap accordingly.
This means that a north pole is followed by a shielded north pole, this is followed by a south pole and a shielded south pole, then like that a north pole, etc. From Fig. 5 it can be seen in which way the poles interlock.
The rings 8 and 9 forming the short-circuit windings can be designed so that they also support the bearings for the rotor shaft.
The runner can e.g. B. be formed with soft iron poles and copper cages, a steel rotor can also be used, which has a number of poles corresponding to the stator polarity. Under certain circumstances, a simple steel disk is also sufficient, in which fixed poles are formed after the rotor speed has entered the synchronous speed. This is even more favorable if the runner is provided with spokes. The runner can also be designed as a cylinder or consist of pot-shaped shells, which are set in pairs with their bases against one another.
With the same pole pitch of rotor and stator, the number of rotor poles also expediently corresponds to that of the stator. The motor with a rotor produces a particularly high torque with a number of cutouts corresponding to the pole position of the stator. owns.