Polarisierter Synchron-Kleinstmotor Die Erfindung bezieht sich auf einen polarisierten Synchron-Kleinstmotor mit zwei konzentrisch zueinan der angeordneten Ständern in Klauenpolbauart und einem dazwischen angeordneten Dauermagnetläufer.
Nach einem älteren Vorschlag wird ein solcher pola risierter Synchron-Kleinstmotor zur Umkehr der Dreh richtung benutzt. Hierbei sind die beiden konzentrisch angeordneten Ständer in der Phasenlage um 90 elek trisch gegeneinander versetzt. Zur Einschaltung einer bestimmten Drehrichtung wird die eine Ständerwicklung unmittelbar und die zweite Ständerwicklung mittelbar über einen Kondensator erregt. Der Kondensator dient hierbei zur zeitlichen 90 -Verschiebung der beiden Ständerflüsse. Ein derartiger Motor hat einen sehr guten Wirkungsgrad.
Nachteilig ist aber die Verwendung eines an sich teueren Kondensators, ohne den ein Betrieb weder in der einen noch in der anderen Drehrichtung eindeutig möglich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen polarisierten Synchron-Kleinstmotor mit zwei konzen trisch zueinander angeordneten Ständern in Klauenpol- bauart und einem dazwischen angeordneten Dauerma- gnetläufer derart auszubilden, dass er eindeutig in der ge wünschten Drehrichtung anläuft, und dass er ohne be sondere Hilfsmittel in der Drehrichtung umkehrbar ist.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die bei den Ständer gegeneinander derart versetzt oder versetz bar und die Pole des äusseren oder inneren Ständers durch Kurzschliessungs-Belastungsmittel derart belastet sind, dass bei gleichzeitiger Erregung beider Ständer mit der gleichen Phase ein eindeutiges Ständerdrehfeld ent steht. Vorzugsweise sind die zwei konzentrischen Stän der gegeneinander um 90 elektrisch mechanisch ver setzt. Z. B. durch Kupferbrillen o. dgl. kann der innere oder der äussere Ständer so belastet werden, dass beide Flüsse zeitlich um 9p elektrische Grade gegeneinander phasenverschoben sind.
Auf diese Weise entsteht ein ein deutiges Ständerdrehfeld. Erfahrungsgemäss wird der Winkel (p gleich 45" oder grösser gewählt.
Ein Vorteil gegenüber den bisher bekannten polari- sierten Synchron-Kleinstmotoren mit Kurzschluss-Hilfs- phase besteht vor allem darin, dass sich bei konzentri scher Bauweise nun mehr als. 2 p Pole unterbringen las sen. Durch ,die Erfindung ist es sogar möglich, die ideale Polanzahl 4 p zu erreichen.
Die Kupferbelastungen können einfach gestaltet und leicht montiert werden. Es können beispielsweise die belasteten Pole auf dem äusseren Ständer mit dem grös- serer Polkreis, und die unbelasteten Pole auf dem inne ren Ständer mit dem kleineren Polkreis angeordnet sein.
Das hat den Vorteil, dass ,die belasteten Pole bei gleicher Blechdicke einen grösseren Querschnitt aufweisen kön nen, und dass sich infolgedessen auch bei Serienschal tung der beiden Ständererregerwicklungen die notwen dige elektrische Phasenverschiebung von<B>99</B> = 45 oder mehr und die für das Drehfeld erforderliche Amplitu- dengleichheit von belastetem und unbelastetem Ständer fluss praktisch verwirklichen lassen.
Ferner kann durch einfache Gestaltung der Kupferbelastungen erheblich an Arbeitsaufwand gespart werden,. Bisher war es bei den Kupfer-Kurzschlussbrillen üblich, kleine Löcher mit dem Profil der Polzacken zum Aufstecken auf die Pol zacken auszustanzen.
Diesen .den Motor verteuernden Arbeitsvorgang kann man einsparen., indem man vor- teilhafterwesse einfache flache Kupferringe oder Kupferscheiben als phasenschiebende Sekundärbela stung verwendet, die vollständig innerhalb des konzen trischen Ständers liegen und daher vollständig von des sen Magnetfelid umschlungen werden.
Gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfin dung kann der Motor auch durch mechanisches Verdre hen eines,der beiden Ständer als Umkehrmotor benutzt werden.
Bei d fiesem Aufbau sind die beiden Ständer um 180 elektrisch (= 1 Polteilung) verdreht und zusätzlich um 9p elektrisch verdrehbar. Dabei ist (p mög lichst gleich der zeitlichen Phasendifferenz zwischen un belastetem und belastetem Fluss zu wählen, vorzugs weise ist (p -¯ <I>45 </I> elektrisch. Dur-eh zwei feste Anschläge kann die mechanische Verdrehung begrenzt werden.
Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der nachfol- genden Beschreibung zweier in der Zeichnung darge- stellter Ausführungsbeispiele.
Fig. 1 und Fig. 2 zeigen eine Schnittansicht eines zum Teil .dargestellten Motors, wobei nur die zum Ver ständnis der Erfindung wesentlichen Teile dargestellt sind-.
Mit 1 ist die Läuferachse bezeichnet, auf der ein glockenförmiger Läufer 2 befestigt ist. Der Läufer be sitzt am Umfang axial angeordnete und radial magneti- sierte Pole 3, die in Bewegungsrichtung so ,angeordnet sind, dass am Aussen- und Innenmantel des zylinderför migen Läufers Nord- und Südpole abwechseln. Der Läufer kann aus einzelnen Dauermagneten oder als Ringzylinder mit aufmagnetisierten Polen bestehen.
Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Polring oder Polzylinder 3 durch einen :scheiben förmigen Flansch 4 gehalten. Er kann aus .einem unma- gnetischen Werkstoff bestehen oder aber er kann aus Ferrit bestehen, so dass sich ein Läufertopf ergibt.
Konzentrisch zum Läufer 2 sind in ringförmigen Spulenträgern 5 und 6 mit U-förmigem Querschnitt die Ständerspulen 7 und 8 angeordnet. Die Spulenkörper 5 und 6 bestehen aus unmagnetischem Material, z. B. Pressspan o. dgl. Zu beiden Seiten des äusseren Spulen trägers 5 sind Belastungsbrillen 9 und 10 aus Kupfer für die äusseren Pole angeordnet. Die Kupferbrillen 9 und 10 sind hierbei bis in die Nähe der Läuferachse 1 gezo gen.
Mit 11 und 12 sind die beiden äusseren Ständerpol- bleche bezeichnet, die in bekannter Weise in Klauenpol- bauart ausgeführt sind, und mit ihren, dem Zwischen raum 13 :der beiden Ständerspulen zugewandten Polzak- ken 14 in bekannter Weise verzahnt ineinandergreifen.
Mit 15 und 16 sind die inneren Ständerpolbleche bezeichnet, die in gleicher Weise wie ,die Polbleche 11 und 12 der äusseren Ständeranordnung in Klauenpol- bauart ausgeführt sind. Die Innenpole sind mit 17 be zeichnet.
Der äussere und der innere Ständer sind von einer auf der Achse 1 angeordneten Nabe 18 aus Weicheisen gehalten. Mit 19 und 20 sind Folienlager angedeutet. Der untere Teil der Kupferbrille 10 hat eine kreissektor- förmige Aussparung 21, in der eine Stellschraube 22 geführt ist, die in einer Gewindebohrung d es Ständerble- ches 16 eingeschraubt ist. Nach Lösen der Schraube 22 kann der äussere Ständer gegenüber dem inneren um einen bestimmten Winkel verdreht werden.
Der Winkel ist hierbei so ausgelegt, dass sich in den beiden Endstel- lungen die Drehrichtung umkehrt. Werden beide Stän der in eine neutrale Lage zueinander gebracht, so schwingt der Läufer auf der Stelle oder entscheidet sich willkürlich für eine Drehrichtung.
Bei dem Ausführungsbzispiel nach Fig. 1 müssen die Kupferbril en 9 und 10 mit Stanzlöchern versehen sein, damit die Kupferbrillen auf die Pole des Aussenständers aufgeschcben werden können.
Fig. 2 zeigt eine Ausführung, bei ;der die Kupferbe lastungen für den Aussenständer in einfacher Weise her gestellt und aufgebracht werden können. Wirkungsmäs- sig gleiche Teile sind wieder mit gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1 versehen. Während der Innenständer in gleicher Weise wie in Fig. 1 aufgebaut ist, sind die axia len Pole 24 .des Aussenständers aus den schalenförmigen Aussenpartien 25, 26 neben den Flanschen der Spule herausgearbeitet.
Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 die Kupferbelastungen aus einfachen planen Kupferkreis ringscheiben 27 oder aus einem Zylindermantel 29 aus Kupfer, was mit gestrichelten Linien angedeutet ist, ge fertigt. Derartige Kupferbelastungen können auf relativ einfache Weise hergestellt und einmontiert werden.
Bei beiden Ausführungsbeispielen ist der Polrad- läufer beispielsweise aus Sechszehn Parallelmagneten hergestellt. Die. einzelnen Magnete können mit Aral- dit oder mit einem anderen Klebstoff .am Läuferflansch 4 angeklebt sein. Wie schon zuvor ausgeführt, kann an Stelle eines Magnetradläufers ein zylinderförmiger Läu fer mit aufmagnetisierten Polen verwendet werden.
Fer ner können bei Verwendung eines Polläufers :die Zwi schenräume zwischen den Polen .durch einen Kunststoff ausgegossen sein.
In den beiden Ausführungsbeispielen wird die rela tive Stellung der beiden Ständer durch eine Stell schraube 22 gesichert. Es können selbstverständlich auch andere Feststellmittel verwendet werden, insbeson dere dann, wenn @die Steilbewegung beispielsweise mit Hilfe eines Magneten oder dgl. ausgeführt werden soll.