Stator für einen Spaltpolmotor Die Erfindung bezieht sich auf einen Stator für (inen Spaltpolmotor mit zwei Hauptpolen, die<B>je</B> mit einer Anzahl Hilfspole mit Kurzschlusswindungen ausgestattet sind, wobei mindestens ein Teil der Win- Jungen unmittelbar miteinander verbunden und zwei einander diametral gegenüberliegende, als ersteh, bezeichnete Hilfspole eines jeden Hauptpols keine Kurzschlusswindung besitzen.
Ein solcher Stator ist zum Beispiel aus der amerikanischen Patentschrift Nr. <B>2467755</B> bekannt. Ein Nachteil dieses Stators besteht aber darin, dass sich sehr schwierig ein Dreh feld erhalten lässt, das hinreichend kreisförmig ist, um Geschwindigkeitsänderungen und Erschütterungen des Rotors auf ein zulässiges Minimum herabzu setzen, was bei gewissen Anwendungen, z. B. als Antriebsmotor für Plattenspieler und magnetische Aufzeichnungs- und Wiedergabeapparate erforder lich ist.
Bei einem Kondensatormotor ist dies leichter, da dann zwei sowohl räumlich als auch nach der Zeit um<B>900</B> in der Phase verschobene Felder zur Verfügung stehen. Der Kondensatormotor hat aber den Nachteil des zusätzlichen Kondensators, was zu Störungen Veranlassung geben kann und verhältnis mässig kostspielig ist; auch werden Volumen und Gewicht des Motors hierdurch vergrössert. Weiter muss beim Umschalten auf eine andere Spannung, z. B. von 220 V auf<B>110</B> V auch die Kapazität des Kondensators geändert werden.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein angemessen kreisföriniges Drehfeld an den Polen des Stators eines Spaltpolmotors ohne Konden sator für die vorerwähnten Anwendungen trotzdem entsteht, wenn bestimmten, im folgenden erwähnten Bedingungen entsprochen wird.
Gemäss der Erfindung, besitzt bei einem Stator von der eingangserwähnten Art jeder Hauptpol min- destens fünf praktisch gleich lange, am Umfang in regelmässigen Abständen voneinander angeordnete Hilfspole und der letzte Hilfspol eines jeden Haupt pols ist mit einer gesonderten Kurzschlusswin- dung versehen, wobei jedem Hauptpol zwei magnetische Nebenschlüsse zugeordnet sind, und zwar einerseits zwischen dem ersten nicht mit einer Kurzschlusswindung versehenen Hilfs pol und dem angrenzenden letzten Hilfspol und anderseits zwischen dem ersten und dem zweitletzten Hilfspol des andern Hauptpols,
wobei der letzterie Nebenschluss über die äussere Seite der gesonderten Kurzschlusswindung geführt ist und sämtliche übrige Kurzschlusswindungen direkt miteinander verbunden sind.
In dieser Weise kann die Anforderung erfüllt werden, dass ein sowohl räumlich als auch nach der Zeit im wesentlichen kreisförmiges Drehfeld entsteht. Dabei können zur Erzielung von etwa gleichen Induk tionswerten ringsum im Luftspalt zwischen Stator und Rotor einige Hüfspole in radialer Richtung kürzer sein als andere Hüfspole.
Die Erfindung wird an Hand einer schematischen Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Die Fig. <B>1</B> und 2 zeigen -einen Auf- bzw. Seiten- riss eines Zehnpolstators; Fig. <B>3</B> ist ein Aufriss eines Zwölfpolstators.
In Fig. <B>1,</B> wo der Stator mit<B>11</B> und die Spule mit 12 bezeichnet ist, sind die Hilfspole<B>1</B> bis<B>5</B> dem einen Hauptpol I, die Hilfspole<B>6</B> bis<B>10</B> dem andern Hauptpol II zugeordnet. Die ersten zwei einander diametral gegenüberliegenden Hilfspole<B>1</B> und<B>6</B> eines jeden Hauptpols<B>1</B> und II sind nicht abgeschirmt, und die Hilfspole 2,<B>3,</B> 4 bzw. <B>7, 8, 9</B> sind mit unmittelbar miteinander verbundenen Kurzschluss- windungen versehen.
Die Bedingung, dass das Drehfeld hinsichtlich der örtlichen Phasenverschiebung kreisförmig sein soll, ist durch die dargestellte Ausbildung erfüllt, indem die zehn Hilfspole am Umfang im wesent lichen die gleiche Länge haben und in gleichen<B>Ab-</B> ständen voneinander angeordnet sind. Jeder Hilfspol beansprucht etwa<B>360</B> des Umfanges, so dass die zehn Pole zusammen einen Gesamtumfang von 36011 einnehmen.
Zur Erzielung eines, was die zeitliche Phasen verschiebung zwischen den verschiedenen Feldern der Pole<B>6</B> bis<B>10</B> des Hauptpols<B>11</B> betrifft, kreis.- förmigen Drehfeldes (ähnliches gilt für die Felder der Pole<B>1</B> bis<B>5</B> des Hauptpols<B>1)</B> sollen zeitlich die folgenden Phasenverschiebungen auftreten (da auch hier die zehn Pole 36011 bestreichen, muss das Feld eines jeden Pols deshalb um 3611 mehr als das Feld eines vorangehenden Pols phasenverschoben sein):
EMI0002.0009
Zwischen <SEP> Pol <SEP> <B>6</B> <SEP> und <SEP> Pol <SEP> <B>7 <SEP> = <SEP> 360</B>
<tb> <B> <SEP> <SEP> 6 <SEP> <SEP> <SEP> 8 <SEP> = <SEP> 720</B>
<tb> <B> <SEP> <SEP> 6 <SEP> <SEP> <SEP> 9 <SEP> = <SEP> 1080</B>
<tb> <B> <SEP> <SEP> 6 <SEP> <SEP> <SEP> 10 <SEP> =</B> <SEP> 1440
<tb> <B>D <SEP> <SEP> 6 <SEP> <SEP> <SEP> 1 <SEP> = <SEP> 180"</B> wobei die Verschiebung von 18011 zwischen den beiden nicht abgeschirmten Polen<B>6</B> und<B>1</B> sinngemäss von selbst entsteht, da diese beiden Pole magnetisch unmittelbar mit den beiden Enden der Spule 12 verbunden sind.
Es hat sich in der Praxis als nicht schwierig erwiesen, durch eine aus der erwähnten amerika nischen Patentschrift Nr. <B>2467755</B> an sich bekannte richtige Bemessung des Querschnittes der direkt mit einander verbundenen Kurzschlusswindungen <B>13</B> und 14 Phasenverschiebungen von<B>360</B> zwischen den nicht abgeschirmten Polen<B>6</B> und<B>7</B> bzw. von<B>721></B> zwischen den Polen<B>6</B> und<B>8</B> zu erhalten.
Der Querschnitt des in der betreffenden Nute des Stators angeordneten Stabes 20 ist nämlich grösser als der Querschnitt des in der vorangehenden Nut angeordneten Stabes <B>19</B> und der Querschnitt des Stabes 21 ist wieder grösser als derjenige des Stabes 20, so dass auch die induzierte Stromstärke zufolge des geringeren elek trischen Widerstandes in der Windung 20, 14, 21 grösser ist.
Dadurch ist auch das durch diese grössere Stromstärke erregte magnetische Feld stärker als das durch die Windung<B>19, 13,</B> 20 erregte Feld, so dass das aus dem Pol<B>8</B> heraustretende Feld eine grössere Phasenverschiebung aufweist, als das Feld des Pols<B>7.</B> Durch die Verbindung der Stäbe<B>19-20-21</B> wird die Phasenverschiebung noch gesteigert, wie aus der erwähnten amerikanischen Patentschrift bekannt ist. Trotz der Tatsache, dass auch der Pol<B>9</B> mit einer Kurzschlusswicklung 21,<B>15,</B> 24 versehen ist, wobei der Querschnitt des Streifens 24 wieder grösser ist als der des Stabes 21, erwies es sich als unmög lich, eine Phasenverschiebung von<B>1080</B> zwischen Pol<B>6</B> und Pol<B>9</B> zu erhalten.
Indem auch diese Kurzschlusswindungen direkt miteinander verbunden werden, wodurch die Phasenverschiebung in oben erwähnter Weise möglichst gesteigert wird, konnten noch 85,1 erreicht werden. Eine weitere Vergrösse rung dieses Phasenwinkels entsteht künstlich, indem der Pol<B>9</B> unter Zuhilfenahme des geeignet bemesse nen magnetischen Nebenschlusses<B>16</B> unmittelbar mit dem Feld des Pols<B>1</B> gekoppelt wird. Letzteres ist ja um 18011 in bezug auf das Feld des Pols<B>6</B> phasen verschoben.
Dies bedeutet, dass die Phasenverschie bung zwischen den Feldern des Pols<B>1</B> und des Pols<B>9 180 - 85 =</B> 9511 beträgt, wodurch die Pha senverschiebung von 85,1 des Pols<B>9</B> durch eine richtige Bemessung des Nebenschlusses<B>16</B> bis zu <B>1080</B> gesteigert werden kann.
Infolge des erforderlichen Nebenschlusses<B>16</B> soll der Pol<B>10</B> von einer gesonderten Kurzschlusswindung <B>22-17-23</B> umgeben sein (wobei die Stäbe 22 und <B>23</B> wieder einen grösseren Querschnitt haben als der Stab 21), die derart bemessen ist, dass die Phasen verschiebung möglichst hoch getrieben werden kann. Obwohl die Phasenverschiebung des Feldes des Pols <B>10</B> auch durch das Feld des Pols<B>1</B> über den Neben- schluss <B>16</B> begünstigt wird, hat sich dies immer noch als unzulänglich erwiesen.
Diese Phasenverschiebung konnte aber praktisch durch Anwendung eines zwei ten Nebenschlusses<B>18</B> unmittelbar zwischen dem Pol<B>10</B> und dem Pol<B>1</B> bis zum erforderlichen Be trage von 14411 gesteigert werden; in gleicher Weise wurde dies bereits für den Pol<B>9</B> mittels der unmittel baren magnetischen Kopplung zwischen dem Pol<B>9</B> und dem Pol<B>1</B> mittels des Nebenschlusses<B>16</B> erzielt.
Der Hauptpol<B>1</B> ist entsprechend dem Hauptpol<B>11</B> ausgebildet.
In der geschilderten Weise ist ein örtlich und zeitlich im wesentlichen genau kreisförmiges Dreh feld erzielbar.
Eine dritte Bedingung besteht aber darin, dass für möglichst grosse Schwingungsfreiheit des Rotors auch die Maximalfeldstärke im Luftspalt bei jedem Hilfspol möglichst gleich gross sein soll. Da der Rotor in seinem Lager fast immer etwas Spiel hat, wirken auf den Rotor bei verschiedenen Feldstärken in den Luftspalten ungleiche Anziehungskräfte ein, die ihn in Schwingungen versetzen können. Bei sehr genau passenden Lagern wird das Schwingen viel fach auf ein zulässiges Minimum herabgesetzt. Dies kann aber im Zusammenhang mit Fabrikationstole ranzen in der Praxis bei Massenherstellung schwierig sein.
In solchen Fällen kann diese Schwierigkeit da durch behoben werden, dass die Feldstärke im Luft spalt eines jeden Hilfspols möglichst gleich gross ge macht wird, indem einzelne Hilfspole in radialer Richtung verkürzt werden. Bei einem Luftspalt z. B. von<B>0,25</B> mm der Pole<B>8</B> bis<B>10</B> kann bei den Polen<B>6</B> und<B>7</B> zum Beispiel ein Luftspalt von <B>0,50</B> mm verwendet werden.
Fig. <B>3</B> zeigt ein weiteres Beispiel mit sechs Hilfs polen<B>je</B> Hauptpol, also mit insgesamt zwölf Hilfs polen. Die Phasenverschiebungen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Hilfspolen sollen hier also 3011 betragen. Die Anordnung nach der Erfindung eignet sich insbesondere zur Verwendung bei Motoren von der Mantelbauart, bei denen zwei<B>je</B> an einer Statorseite befindliche Spulen vorhanden sind, wodurch die Streuung sehr stark herabgesetzt wird und die<B>Ab-</B> messungen des Motors kleiner sind.