Einphasenkondensatormotor geringer Leistung. Die Erfindung bezieht sich auf einen Einphasenkondensatormotor geringer Lei stung und ist insbesondere durch die Verwen dung von ausgeprägten lamellierten Polen gekennzeichnet, die mit abnehmbaren, mas siven Polschuhen versehen sind, die zusam men einen Ring bilden. Dieser Ring kann in einem Gebiete zwischen den Polen mit einer Reihe von Öffnungen versehen sein, die in bezug auf die Richtung der Rotorwelle schräg verläuft.
Insbesondere für Einphasenmotoren ge ringer Leistung, wie zum Beispiel Grammo phonmotoren, die an das Stadtnetz ange schlossen werden können, ist es im Hinblick auf den Wirkungsgrad günstig, die erfor derliche Phasenverschiebung für das Stator drehfeld mittels eines Kondensators zu er zeugen.
Aus wirtschaftlichen Erwägungen ist es ferner erwünscht, bei einem derartigen Motor ausgeprägte Pole zu benutzen, da dies die Verwendung von einfachen zylindrischen Stromspulen, anstatt der in Schlitzen an geordneten Formspulen, ermöglicht. Dadurch, dass man die beiden letztgenannten Merkmale (Verwendung eines Kondensators und aus geprägter Pole) mit den übrigen, oben erwähnten Merkmalen kombiniert, wodurch in dem Luftspalt des Motors eine günstige Feldverteilung auftritt, wird ein Motor ge ringer Leistung erhalten, der sich auf ein fache und billige Weise herstellen lässt und ausser einem hohen Wirkungsgrad (z.
B. 10 % ) ein zum Beispiel für Grammophonmotoren erwünschtes und erforderliches konstantes Drehmoment besitzt. Da die Polschuhe zweck mässig aus massivem Material hergestellt wer den, ist es praktisch möglich, die Abmessun gen in der Richtung der Rotorwelle grösser als die Stapelhöhe der Statorbleche zu machen, was an Hand der Figuren der bei liegenden Zeichnung noch näher erläutert wird.
Es kann infolgedessen der aus dem Stator austretende magnetische graftfluss beim -Übergang in die Polschuhe sich über eine grössere Oberfläche verteilen, was zur Folge hat, dass der magnetische Widerstand des Luftspaltes bei dem gleichen Spielraum zwischen Stator und Rotor der Oberfläche umgekehrt proportional verringert wird. Von dem kleinsten Spielraum, der bei Massen herstellung mechanisch noch zu erzielen ist, ausgehend, bedeutet dies, dass der Motor aus dem Netz einen kleineren Strom aufnimmt.
Dieser Vorteil tritt bei Verwendung von lamellierten Polschuhen nicht auf, da in die sem Fall der Kraftfluss bei seiner Verbrei terung die zwischen den Lamellen liegenden Isolationsschichten in Reihe durchsetzen muss und dadurch der Vorteil der Verbreite rung wieder verloren geht.
Ein weiterer Vorteil von massiven und axial längeren Polschuhen besteht darin, dass die Statorstreuung erheblich herabgesetzt wird, was der Grösse des Drehmomentes zu gute kommt.
Da die Polschuhe abnehmbar sind, wird bekanntlich noch der weitere Vorteil erzielt, dass sich die Feldspulen von innen aus leicht auf die als Spulenkerne wirkenden Pole schieben lassen.
Einige Ausführungsbeispiele des Gegen standes der Erfindung sind auf der Zeich nung dargestellt.
Fig. 1 und 2 sind ein Längsschnitt und ein Querschnitt eines erfindungsgemässen Motors; die Fig. 3 bis 8 stellen verschiedene Ausfüh rungsarten von Polschuhen dar, wie sie im Motor nach Fig. 1 angewendet werden können.
In Fig. 1 und 2 ist der Stator 1 aus einer Anzahl von Blechen aufgebaut, die mittels vier durch die Löcher 2 durchzusteckenden Bolzen zusammengepresst sind. Der Stator ist in diesem Fall mit vier ausgeprägten Polen 3 versehen, um welche herum die Strom spulen 4 angeordnet sind. Jeder Pol ist mit einem Polschuh 5 versehen, der die in Fig. 3 schaubildlich dargestellte Form hat. Die Polschuhseiten 6 verlaufen in Richtung der Welle i des Rotors 7a, schräg in bezug auf diese Welle. Es wird dadurch erreicht, dass der magnetische Widerstand in der Richtung des in Fig. 3 dargestellten Pfeils 8, das heisst der ausserhalb der Pole hervorragenden Teile, zunimmt. Einer der Polschuhe 5 der Fig. 3 ist in Fig. 4 in abgewickeltem Zustand dar gestellt.
Die obenbeschriebene Ausführung macht es möglich, den Polbogen a (Fug. 4), gleich 2/, der Polteilung = 2/, X 180 = 120 zu machen. Es kann dadurch bekanntlich er reicht werden, dass die Verteilung des Dreh feldes auf den Umfang des Rotors möglichst sinusförmig ist, was der Konstanz des an treibenden Drehmomentes zugute kommt. Ausserdem nimmt dadurch das häufig vor kommende, von höheren harmonischen Fel dern herrührende Summgeräusch ab. Diese Massnahme kann viermal längs des Rotor umfanges wiederholt werden, da der Motor zweipolig ist und der Stator gleichsam vier Zähne und vier Nuten hat. Die Polschuhe können mittels einer Kopfschraube 9 (Fug. 1) an den Polen befestigt werden.
Aus Fig. 2 ist deutlich ersichtlich, dass die axiale Abmessung l der Polschuhe 5 grö sser als die Stapelhöhe h des Stators 1 ist. Beim Austreten aus dem Stator verbreitert sich der magnetische Kraftfluss daher in einem Verhältnis l/h.
Das elektrische Schema kann sehr einfach ausgeführt sein. Die Spulen einander gegen überliegender Zähne können in Reihe oder parallel geschaltet werden. Der eine Satz von Spulen wird unmittelbar aus dem Einphasen wechselstromnetz 10 gespeist und der andere Satz von Spulen ist über einen Kondensator 11 an dieses Netz angeschlossen.
Die Schlitze zwischen den Polschuhen in der schaubildlichen Fig. 3 können zum Bei spiel mit Kupfer oder einem sonstigen un- magnetischen Material zugelötet sein. Es wird dadurch der Vorteil erzielt, dass ein ringförmiges mechanisches Ganzes entsteht, das zwischen die Pole eingeklemmt werden kann, so dass sich weitere Befestigungsmittel erübrigen.
Durch das Vorhandensein von Schlitzen, Löchern oder sonstigen schwä cheren Stellen besteht die Möglichkeit, dass der Ring beim Einpressen einigermassen von der Kreisform abweicht. Dies ist jedoch un bedenklich, da dies eine vorteilhafte Zu nahme des magnetischen Widerstandes vom Luftspalt zu den Polschuhseiten bedeutet.
In den Fig. 5 bis 7 sind verschiedene an dere Ausführungsformen der zu einem ring förmigen Ganzen vereinigten Polschuhe dar gestellt. In Fig. 5 sind aus einem Metall streifen Schlitze 12 herausgestanzt. Dieser Metallstreifen wird dann zu einem Ring ge bogen und zwischen die Polschuhe einge klemmt.
In Fig. 6 sind zur Erhöhung des magne tischen Widerstandes an den erwünschten Stellen Löcher 13 gebohrt.
In Fig. 7, die einen Längsschnitt durch den Metallstreifen darstellt, sind Nuten 14 ausgefräst, die den gleichen Richtungsver lauf wie die Schlitze oder Löcher in den vor hergehenden Figuren haben.
In Fig. 8 ist schliesslich ein vollkommen geschlossener Metallring dargestellt, bei dem überraschenderweise gleichfalls die gleiche Wirkung wie bei Anwendung von schrägen Schlitzen oder dergleichen auftritt. Die erfor derliche magnetische Kraftflussverteilung zwi schen Polen und Rotor, die infolge der oben beschriebenen Massnahmen auf erzwungene Weise erfolgte, tritt dabei wahrscheinlich zwangsläufig auf, was eine Erklärung der guten Wirkung sein dürfte.
Die in diesem dünnen Ring auftretenden Wirbelstromver luste sind bei Motoren einer derart geringen Leistung wie hier vorgesehen ist, praktisch nicht bemerkbar. Obwohl die geschlossene Ringform mit einer Abnahme des Dreh momentes, z. B.. um 20%, einhergeht, wird dieser Nachteil von den Vorteilen einer ein facheren und billigeren Herstellung in jenen Fällen, in denen nicht das Äusserste von der Motorleistung verlangt wird, vollkommen ausgeglichen. Für einen Grammophonmotor bleibt das Drehmoment noch reichlich aus reichend.
Es ist in diesem Fall zum Beispiel möglich, einen Motor mit einem Volumen von 70 X 70 X 30 meng zu bauen, der bei 2000 Umdrehungen in der Minute ein Drehmoment von gut 50 gr. cm. liefert.
Der Rotor in dem obenbeschriebenen Mo tor kann von der gewöhnlichen kurzschluss- ankertype sein.
Ein Drehmoment bis zu zum Beisipel 350 gr. cm. bei 2000 Umdrehungen in der Minute lässt sich mit einem Wirkungsgrad von<B>10%</B> und mehr mit dem erfindungs- gemässen Motor leicht erzielen, im Gegensatz zu den im Handel befindlichen Motoren ge ringer Leistung, die im allgemeinen bei einem etwa dreimal grösseren Volumen nur ein Drehmoment von etwa 50 gr. cm. bei 1000 Umdrehungen in der Minute und mit einem Wirkungsgrad von 1 bis 3 % liefern.
Der Motor gemäss der Erfindung ist nicht nur als Grammophonmotor besonders geeig net, sondern kann im allgemeinen überall dort Anwendung finden, wo ein gedrungener Motor geringer Leistung erwünscht ist, zum Beispiel in (Radio-)Geräten zum Antrieb von bewegbaren Organen mit Fernbedienung.
Low power single phase capacitor motor. The invention relates to a single-phase capacitor motor of low performance and is characterized in particular by the use of pronounced laminated poles which are provided with removable, solid pole pieces which together men form a ring. This ring can be provided in an area between the poles with a series of openings which run obliquely with respect to the direction of the rotor shaft.
In particular for low-power single-phase motors, such as gramophone motors that can be connected to the city network, it is beneficial in terms of efficiency to generate the necessary phase shift for the stator rotating field using a capacitor.
For economic considerations, it is also desirable to use salient poles in such a motor, since this enables the use of simple cylindrical current coils, instead of the shaped coils arranged in slots. By combining the two last-mentioned features (use of a capacitor and coined poles) with the other features mentioned above, whereby a favorable field distribution occurs in the air gap of the motor, a low-power motor is obtained that is easy to use and can be produced cheaply and, in addition to a high degree of efficiency (e.g.
B. 10%) has a desired and required constant torque, for example for gramophone motors. Since the pole shoes are made of solid material, it is practically possible to make the dimensions in the direction of the rotor shaft greater than the stack height of the stator laminations, which will be explained in more detail with reference to the figures in the accompanying drawing.
As a result, the magnetic flux exiting the stator during the transition to the pole shoes can be distributed over a larger surface, which means that the magnetic resistance of the air gap is reduced in inverse proportion to the surface with the same clearance between the stator and rotor. Starting from the smallest margin that can still be achieved mechanically with mass production, this means that the motor draws a smaller current from the mains.
This advantage does not occur when using lamellar pole pieces, since in this case the flow of force when it is widened has to pass through the insulation layers between the lamellas in series and the advantage of widening is lost again.
Another advantage of massive and axially longer pole pieces is that the stator leakage is considerably reduced, which benefits the magnitude of the torque.
Since the pole shoes are removable, it is known that the further advantage is achieved that the field coils can easily be pushed onto the poles acting as coil cores from the inside.
Some embodiments of the subject matter of the invention are shown on the drawing voltage.
Figures 1 and 2 are a longitudinal section and a cross section of an engine according to the invention; 3 to 8 represent different types of Ausfüh approximately pole pieces, as they can be used in the motor of FIG.
In FIGS. 1 and 2, the stator 1 is constructed from a number of metal sheets which are pressed together by means of four bolts to be pushed through the holes 2. The stator is provided in this case with four salient poles 3, around which the current coils 4 are arranged. Each pole is provided with a pole piece 5 which has the shape shown diagrammatically in FIG. 3. The pole shoe sides 6 run in the direction of the shaft i of the rotor 7a, obliquely with respect to this shaft. The result is that the magnetic resistance increases in the direction of the arrow 8 shown in FIG. 3, that is to say the parts protruding outside the poles. One of the pole shoes 5 of FIG. 3 is shown in FIG. 4 in the developed state.
The design described above makes it possible to make the pole arc a (Fig. 4) equal to 2 /, the pole pitch = 2 /, X 180 = 120. As is known, it can be achieved that the distribution of the rotary field on the circumference of the rotor is as sinusoidal as possible, which benefits the constancy of the driving torque. In addition, this also reduces the humming noise that occurs frequently and comes from higher harmonic fields. This measure can be repeated four times along the circumference of the rotor, since the motor has two poles and the stator has four teeth and four grooves. The pole shoes can be attached to the poles by means of a head screw 9 (Fig. 1).
From FIG. 2 it can be clearly seen that the axial dimension l of the pole shoes 5 is greater than the stack height h of the stator 1. When exiting the stator, the magnetic flux therefore widens in a ratio of 1 / h.
The electrical scheme can be made very simple. The coils of opposing teeth can be connected in series or in parallel. One set of coils is fed directly from the single-phase AC network 10 and the other set of coils is connected to this network via a capacitor 11.
The slots between the pole pieces in the diagrammatic FIG. 3 can for example be soldered shut with copper or another non-magnetic material. This achieves the advantage that an annular mechanical whole is created which can be clamped between the poles, so that further fastening means are unnecessary.
Due to the presence of slots, holes or other weaker points, there is a possibility that the ring deviates somewhat from the circular shape when it is pressed in. However, this is unproblematic, since this means an advantageous acquisition of the magnetic resistance from the air gap to the pole shoe sides.
In Figs. 5 to 7 various other embodiments of the combined to form a ring-shaped whole pole pieces are provided. In Fig. 5, slots 12 are punched out of a metal strip. This metal strip is then bent into a ring and wedged between the pole pieces.
In Fig. 6 holes 13 are drilled at the desired locations to increase the magnetic resistance.
In Fig. 7, which shows a longitudinal section through the metal strip, grooves 14 are milled out, which run the same Richtungsver as the slots or holes in the previous figures.
Finally, FIG. 8 shows a completely closed metal ring, in which, surprisingly, the same effect occurs as when inclined slots or the like are used. The necessary distribution of magnetic force flux between the poles and the rotor, which took place in a forced manner as a result of the measures described above, probably inevitably occurs, which should explain the good effect.
The eddy current losses occurring in this thin ring are practically not noticeable in motors with such a low power as provided here. Although the closed ring shape with a decrease in the torque, z. B. by 20%, this disadvantage is completely offset by the advantages of a simpler and cheaper production in those cases in which the utmost is not required of the engine power. The torque is still sufficient for a gramophone motor.
In this case it is possible, for example, to build a motor with a volume of 70 X 70 X 30 quantity, which at 2000 revolutions per minute has a torque of a good 50 gr. Cm. supplies.
The rotor in the above-described motor can be of the ordinary short-circuit armature type.
A torque of up to 350 gr. Cm. at 2000 revolutions per minute can easily be achieved with an efficiency of <B> 10% </B> and more with the motor according to the invention, in contrast to the commercially available motors of low power, which are generally about three times larger volume only a torque of about 50 gr. cm. deliver at 1000 revolutions per minute and with an efficiency of 1 to 3%.
The motor according to the invention is not only particularly suitable as a gramophone motor, but can generally be used wherever a compact, low-power motor is desired, for example in (radio) devices for driving movable organs with remote control.