CZ287976B6

CZ287976B6 - Reluktanční motor, zejména pro pohon pracího automatu

Info

Publication number: CZ287976B6
Application number: CZ19952855A
Authority: CZ
Inventors: Hans Wilhelm Klein; Rüdiger Döblinger; Axel Steinshorn; Peter Tiemeyer
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH
Priority date: 1993-05-19
Filing date: 1994-04-28
Publication date: 2001-03-14
Also published as: WO1994027354A1; HU9503303D0; DE59401551D1; SK282414B6; EP0625819A1; CZ285595A3; HU217403B; SK140995A3; EP0699357B1; HUT73304A; EP0699357A1

Abstract

Pro zmírnění provozního hluku reluktančního motoru s rotorovými póly (2.1) o menším magnetickém odporu rozdělenými po obvodu rotoru (2) se současně vytváří vybrání (5) se zvýšeným magnetickým odporem. Vybrání (5), alespoň na straně přivrácené k obvodu rotoru, jsou opatřena výplní (3) pro vytvoření hladkého obvodového povrchu pro zabránění tvoření hluku v důsledku víření prostředí, která je magneticky vodivá pro zabránění tvoření hluku magnetostrikcí příp. momentovou pulzací vznikajícího při provozu při otáčení rotoru (2) vzhledem ke statoru (1).ŕ

Description

Reluktanční motor, zejména pro pohon pracího automatu

Oblast techniky

Vynález se týká reluktančního motoru, zejména pro pohon pracího automatu, s jednotlivými rotorovými póly o malém magnetickém odporu, rozdělenými po obvodu rotoru bez vinutí při současném vytváření vybrání se zvýšeným magnetickým odporem, přičemž vybrání, alespoň na straně přivrácené k obvodu rotoru, jsou opatřena výplní pro vytvoření hladkého obvodového povrchu pro zabránění tvoření hluku v důsledku víření.

Dosavadní stav techniky

Takovýto reluktanční motor je znám např. z pojednání „Reluktanční motor zapojený jako robustní střídavý“ z časopisu ELEKTRONIK 16/1992, strany 72-75. Uvedený elektromotor je např. určen také pro použití jako odstředivkový motor pro pračku. Reluktanční motor sestává obvykle z lištěného statorového svazku se statorovými póly rozdělenými po obvodu s přiřazenými budicími cívkami a z rotorového svazku bez vinutí s rotorovými póly rozdělenými po obvodu a mezi nimi zůstávajícími vybráními, tak, že vznikají pásma zvýšeného případně sníženého magnetického odporu jednak mezi rotorem a jednak mezi statorem. Jestliže uvažujeme průběh magnetického toku mezi statorem a rotorem jako funkci proudu statoru a polohy rotoru, pak se mohou rozeznávat oblasti, kde nedochází k překrývání pólu rotoru příp. statoru, k částečnému překrývání pólů, úplnému překrývání pólů a ke zmenšujícímu se překrývání pólů. Dalším zapojením budicích vinutí, protékaných proudem statorových pólů a případně pulzní šířkovou modulací může se dosáhnout řízení otáček a kroutícího momentu, což je navzdory podstatně jednoduššímu provedení motoru srovnatelné s jinými pohony s měnitelnými otáčkami, jako např. s komutátorovými motoiy, případně s indukčními motory, napájenými usměrňovači.

Z pat. spisu DE-A1-39 05 997 je znám reluktanční motor s rotorem, majícím jednotlivé póly bez vinutí, přičemž pro zabránění vzduchového víření jsou na jednotlivé póly, na stranu přivrácenou k rotoru, nasazeny kryty s nástavci, upravenými po jejich obou stranách ve směru po obvodu a mezi prostory mezi navzájem sousedními konci nástavců jsou překlenuty krycími prvky. Jednotlivé kryty a krycí prvky sestávají přitom z umělé hmoty, stejně jako cívková tělesa na straně statoru.

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu je udržet oproti známým srovnatelným komutátorovým motorům případně měniči řízeným indukčním motorům u reluktančního motoru podle vynálezu při jeho malé váze a nízkých výrobních nákladech i při vysokých otáčkách, zejména u pohonů pro prací automaty s vysokými odstředivkovými otáčkami, nízké provozní hluky.

Tento úkol se u reluktančního motoru shora uvedeného druhu s vybráními, opatřenými alespoň na straně přivrácené k obvodu rotoru výplní, řeší podle vynálezu tím, že výplň má magnetickou vodivost zabraňující tvoření hluku vznikajícího při provozu při otáčení rotoru vzhledem ke statoru magnetickou strikcí, příp. momentovou pulzací.

Výhodná vytvoření vynálezu jsou uvedena v podružných nárocích.

Výplněmi upravenými podle vynálezu se odstraní hluky, vyskytující se zejména při vyšších otáčkách v důsledku víření v okolním médiu mezi statorovými póly a rotorovými póly. Dále se také zabrání tvoření hluku magnetostrikcí příp. momentovou pulzací při náhlém vstoupení rotorových pólů do oblastí toků ze strany statorových pólů. Je zřejmé, že při dimenzování

-1 CZ 287976 B6 i

magneticky měkkých přechodů mezi sousedními rotorovými póly je třeba vzít v úvahu, že při magnetickém zkratu by došlo k podstatnému zmenšení točivého momentu, určujícího výkon. Tomu se může zabránit odpovídajícím dimenzováním výplní a záměrnými zúženími ve výplních spojujících sousední rotorové póly.

Podle prvního vytvoření vynálezu jsou výplně z umělé hmoty upraveny příměsí z magneticky vodivého materiálu, přičemž tyto výplně se mohou zasadit jako bloky mezi rotorové póly nebo při volných svazcích rotorových plechů se mohou zhotovit střikovým litím.

U zejména jednoduchého výrobně technického způsobu podle dalšího vytvoření vynálezu se navrhuje vytvořit jako výplně na okrajích lamel rotorového svazku současně vyražené lamelové třmeny, které přecházejí plynule ve vrcholy rotorových pólů a jejich dimenzováním, příp. vyraženými mezerami vytvořit magnetické zúžené přechody tak, že se zabrání magnetickému zkratu, zmenšujícímu točivý moment, mezi sousedními rotorovými póly o různé polaritě.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález, jakož i další výhodná provedení vynálezu budou v dalším textu blíže objasněna na 20 příkladech provedení, znázorněných na výkrese.

Na obr. 1 je v radiálním příčném řezu schematicky znázorněna konstrukce obvyklého reluktančního motoru s mezerami mezi rotorovými póly.

Na obr. 2 je znázorněno první provedení rotoru reluktančního motoru podle vynálezu. Na obr. 3 je znázorněno druhé provedení rotoru podle vynálezu pro reluktanční motor. Na obr. 4 je znázorněno třetí provedení rotoru podle vynálezu pro reluktanční motor.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 ukazuje v příčném radiálním řezu reluktanční motor s lamelovaným svazkem statorových plechů a s lamelovaným svazkem rotorových plechů držených rotorovým hřídelem 4. Znázorněné provedení statoru se týká třífázového motoru se statorovým jhem 1.1 a s dvěma statorovými póly 35 1.2 pro jednu fázi, ležícími vždy diametrálně navzájem proti sobě vždy s jedním přiřazeným budicím vinutím 1.3.

Znázorněný svazek 2 rotorových plechů se týká provedení se čtyřmi vyniklými rotorovými póly

2.1 a s mezilehlými vybráními 5. U znázorněného provedení a přiřazení statorových pólů 1.2 40 k rotorovým pólům 2.1 nacházejí se vodorovné rotorové póly 2.1 v oblastech úplného překrývání a svislé rotorové póly svým jedním vrcholem - vždy podle směru n otáčení - v oblasti zvětšujícího se překrývání a svým druhým pólovým vrcholem v oblasti zmenšujícího se překrývání.

V odborné literatuře se zejména pro případ použití reluktančního motorů jako krokových motorů, 45 případně regulovaných motorů zavádějí pro statorový pól příp. rotorový pól označení „statorový zub“ příp. „rotorový zub“.

Napájení budicích vinutí 1.3 se provádí zde blíže neznázoměným způsobem prostřednictvím elektronického řídicího zařízení s obíhajícím přiváděním proudu vinutí a případně pulzy pulzní 50 šířkové modulace zadaného motorového napětí s kontrolou motorového proudu.

Obr. 2 až 4 ukazují tři různá vytvoření provedená podle vynálezu pro zmenšení hluku.

Podle obr. 2 jsou do vybrání 5 mezi rotorovými póly 2.1 zasazeny nebo střikovým litím vytvoře55 ny výplně 3 z umělé hmoty, které sestávají z bloků 3.1 s feromagnetickou vodivostí, nebo z bloků

-2CZ 287976 B6

I I

3.2 bez feromagnetické vodivosti, takže uprostřed mezi dvěma sousedními rotorovými póly 2.1 je úzký magnetický průchod. Avšak v bezprostředních tangenciálních sousedních oblastech pólových vrcholů rotorových pólů 2.1 vzniká výhodně smyčka, zmírňující hluky vyvolané magnetostrikcí.

Pro zvýšení pevnosti tvarosvomého sevření výplní 3 s rotorovými póly 2.1 jsou výplně opatřeny výstupky 2.15.

Při výrobně technickém výhodném způsobu jsou výplně při provedení podle obr. 2 tvořeny bloky 3.1 z umělé hmoty, ke které je výhodně přimíšen zrnitý feromagnetický materiál.

Obr. 3 a 4 ukazují dva příklady provedení, u kterých výplně vybrání 5 mají podle vynálezu na obvodových okrajích u pólových vrcholů lamel svazku rotorových plechů současně vyraženy lamelové třmeny 2.11. Pro zabránění magnetických zkratů mezi sousedními rotorovými póly 2.1 jsou upraveny magnetické úzké průchody 2.12 ve tvaru vyražení podle obr. 3, případně 2.13. 2.14 podle obr. 4. Obr. 3 ukazuje uspořádání úzkých průchodů uprostřed mezi sousedními rotorovými póly 2,1 u motoru, který je použitelný v obou směrech n otáčení. Obr. 4 ukazuje svazek rotorových plechů s motorem určeným jen pro jeden směr n otáčení, u kterého jsou magnetická úzká místa 2.13, 2.14 posunuta mimo středovou polohu mezi dvěma rotorovými póly 2.1 ve směru n otáčení.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Reluktanční motor, zejména pro pohon pracího automatu, s jednotlivými rotorovými póly o menším magnetickém odporu, rozdělenými po obvodu rotoru bez vinutí při současném vytváření vybrání se zvýšeným magnetickým odporem, přičemž vybrání, alespoň na straně přivrácené k obvodu rotoru, jsou opatřena výplní pro vytvoření hladkého obvodového povrchu pro zabránění tvoření hluku v důsledku víření, vyznačující se tím, že výplň (3) má magnetickou vodivost zabraňující tvoření hluku vznikajícího při provozu při otáčení rotoru (2) vzhledem ke statoru (1) magnetostrikcí příp. momentovou pulzací.

2. Reluktanční motor podle nároku 1, vyznačující se tím,že má alespoň jeden magnetický úzký průchod (2.12; 2.13, 2.14) mezi sousedními rotorovými póly (2.1), spojenými výplní (3).

3. Reluktanční motor podle nároku 2, vyznačující se tím, že úzký průchod (2.12) je uprostřed mezi dvěma sousedními rotorovými póly (2.1).

4. Reluktanční motor podle nároku 2, vyznačující se tím,že úzký průchod (2.13; 2.14) je ve směru po obvodu posunut mimo středovou polohu mezi dvěma sousedními rotorovými póly (2.1) ve směru (n) otáčení.

5. Reluktanční motor podle některého z předcházejících nároků 1 až 4, vyznačující se t í m, že výplň (3) je vytvořena z umělé hmoty s příměsí magneticky vodivého materiálu.

6. Reluktanční motor podle nároku 5, vyznačující se tím,že výplň (3) je sesazena jednak z bloků (3.2) z neferomagnetické umělé hmoty a jednak z feromagnetických bloků (3.1).

7. Reluktanční motor podle nároku 6, vyznačující se tím, že feromagnetické bloky (3.1) jsou vytvořeny z umělé hmoty s příměsí feromagnetického, výhodně zrnitého materiálu.

-3CZ 287976 B6

8. Reluktanční motor podle některého z předcházejících nároků laž 7, vyznačující se t í m , že výplně (3) jsou se sousedními rotorovými póly (2.1) tvarosvomě spojeny prostřednictvím výstupků (2.15).

5 9. Reluktanční motor podle některého z nároků laž6, vyznačující se tím, že lamely svazku rotorových plechů s výplněmi (3) mají mezi konci rotorových pólů (2.1) lamelové třmeny (2.11) vytvořené na vnějším okraji s nimi v jednom celku a do lamelových třmenů (2.11) jsou pro vytvoření magnetického úzkého průchodu vyraženy úzké průchody (2.12; 2.13,2.14).