DE1178509B - Staender fuer Wechselstrommotoren mit Kondensatorhilfsphase - Google Patents

Description

• Ständer für Wechselstrommotoren mit Kondensatorhilfsphase Die Erfindung betrifft die Ausbildung der Ständer von Wechselstrommotoren mit ausgeprägten Polen mit Kondensatorhilfsphase für eine Polpaarzahl größer als 1.
• In dem Bestreben, bei kleinen Wechselstrommotoren mit ausgeprägten Polen die herkömmlichen Polschuhe zu vermeiden, hat man versucht, diese durch Einlegen von Eisenblechen zwischen den Polen zu ersetzen. Wegen der damit verbundenen Leistungsverminderung des Motors ging man jedoch davon ab. Man kann diese Eisenbleche als unrichtig angeordnete und unrichtig bemessene Streustege auffassen.
• In der weiteren Entwicklung hat man die Ständer kleiner zweipoliger ein- und mehrphasiger Asynchronmotoren, also Motoren mit einer Polpaarzahl gleich 1, neben der allgemeinen Ausbildung mit eingeschobenen Streustegen zwischen den Polkanten auch in der Weise aufgebaut, daß ein lamellierter Polstern mit den aufgeschobenen Feldspulen in ein Ständerjoch eingepreßt oder daß in die Polbohrung ein lamellierter Polring eingeschoben wird. In den beiden ersteren Fällen konnte eine Verbesserung der Motoren noch dadurch erreicht werden, daß man den Läuferluftspalt unter den Streustegen bzw. unter den Verbindungsstegen zwischen den Polen beim Polstern verengte.
• Nur bei Spaltpolmotoren ist auch für mehrpolige Ausführungen die Bauweise mit in das Ständerjoch eingeschobenem Polstern bekanntgeworden. Der Spaltpolmotor unterscheidet sich aber in seinem Wesen und Verhalten durch die bei ihm transformatorisch erregte Spaltpolwindung grundsätzlich von dem Motor mit Kondensatorhilfsphase, die von der Hauptphase unabhängig ist.
• Bei den Wechselstrommotoren mit Kondensatorhilfsphase mit einer Polpaarzahl größer als 1 ist die Anwendung dieser verbesserten Konstruktionsprinzipien mit in das Ständerjoch eingeschobenem Polstern wegen der hohen magnetischen Streuung in den Streustegen bisher unterblieben. Die elektrischen Eigenschaften eines solchen Motors im Betrieb sind so unbefriedigend, daß er nicht zur Anwendung gekommen ist.
• Zur Übertragung dieser Konstruktionsprinzipien auf Ständer für Wechselstrommotoren mit Kondensatorhilfsphase und mit ausgeprägten, durch Streustege miteinander verbundenen Polen für eine Polpaarzahl größer als 1, d. h. zur Vermeidung der hohen magnetischen Streuung, insbesondere der Oberwellenstreuung im Luftspalt, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, den Luftspalt zwischen dem Läufer und dem Ständer unter den Hilfspolen zu erweitern. Diese Erweiterung wird am besten durch eine Ausnehmung am Polbogen des Hilfspoles erreicht. Sie kann sich über den Hilfspol hinaus erstrecken, um in Verbindung mit der Formgebung der Streustege die günstigste Flußverteilung zu erzielen. Die Dicke der Streustege ist dabei so klein wie möglich zu halten, meist unter 0,8 mm.
• Durch die schmalen Streustege wird der Streufluß reduziert. Wirbelstromverluste innerhalb der Streustege scheiden nahezu aus, da diese genauso wie der übrige Teil des Magnetpfades lamelliert sind. Daß durch die Ausnehmung unter den Hilfspolen die Streuung der Hilfsphase größer würde, wäre nur unter der Voraussetzung richtig, daß die Grundwelle des Luftspaltflusses für sich allein betrachtet und die Streuinduktivität als drehzahlunabhängige Größe angesehen würde. Bei Wechselstrommotoren mit dauernd eingeschalteter Kondensatorhilfsphase ist das jedoch nicht der Fall.
• Durch die Ausnehmung unter den Hilfspolen werden nicht nur der Oberwellengehalt der Hilfsphasen-Feldkurve stark reduziert, sondern auch die effektiven Streu- und Hauptreaktanzen des Hilfsphasenkreises für Kurzschluß bzw. für den Leerlaufbetrieb in folgender Weise im günstigen Sinne beeinflußt. Der induktive Streublindwiderstand des Hilfsphasenkreises wird im Kurzschluß klein gehalten, im Leerlauf dagegen in Verbindung mit dem Rückgang der Hilfsphasen-Hauptreaktanz vergrößert. Dadurch liegt der Betriebskondensator der Hilfsphase im Leerlauf mit einer großen Streuinduktivität und im Kurzschluß mit einer kleinen Streuinduktivität in Reihe. Hieraus resultiert eine variable Gesamtkapazität .im Hilfsphasenkreis, nämlich eine relativ große im Anlauf und eine relativ kleine im Leerlauf, wodurch der Motor als Betriebskondensatormotor sowohl günstige Anlauf- als auch günstige Leerlaufeigenschaften erhält.
• Durch die Erfindung wird also die Hilfsphase über den ganzen Drehzahlbereich lediglich durch reine schnittechnische Maßnahmen günstig beeinflußt. Zusätzliche Elemente, wie sie nachdem Stande der Technik zur drehzahl- und lastabhängigen Anpassung des Hilfsphasenkreises verwendet werden, z. B. Anlaufkondensatoren mit Fliehkraftschaltern oder Relais, gesteuerte Transduktorenschaltungen, gesättigte Eisendrosseln usw. fallen fort.
• In der Zeichnung sind die bekannte Ausführung eines Ständerschnittes eines zweipoligen Motors und zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Ständerschnittes für einen vierpoligen Motor im Prinzip dargestellt. Es zeigt F i g. 1 den bekannten zweipoligen Ständerschnitt mit Polstern, F i g. 2 einen erfindungsgemäßen vierpoligen Ständerschnitt mit Polstern und F i g. 3 einen erfindungsgemäßen vierpoligen Ständerschnitt mit Polring.
• Der Polstern 1 nach F i g. 1 besteht aus den beiden einander gegenüberliegenden Hauptpolen 2, den beiden einander gegenüberliegenden Hilfspolen 3 und den sie verbindenden Streustegen 4, so daß sich ein kreisgeschlossener Läuferraum 5 ergibt. Der Polstern 1 ist in das Joch 6, das hier ein Jochring ist, eingepreßt.
• Bei dem Ständerpaket nach F i g. 2 besitzt der Polstern 7 vier Hauptpole 8 und vier Hilfspole 9, von denen je zwei einander gegenüberliegen. Die Pole sind durch die Streustege miteinander verbunden. Gegenüber dem zweipoligen Ständerschnitt weisen die Hilfspole an den Polflächen die erfindungsgemäßen Ausnehmungen 11 auf; wodurch der Luftspalt zum Läufer erweitert und vergrößert ist. Durch die Streustege wird wohl auch ein ringgeschlossener Läuferraum gebildet, dessen Begrenzung aber nicht mehr der Kreisform entspricht. Die Ausnehmungen 11 können sich, wie dargestellt, über die eigentlichen Polflächen hinaus in den Bereich der Streustege erstrecken und so an deren Gestaltung teilnehmen. Der Polstern 7 ist wiederum in einen Jochring 12 eingesetzt.
• Der Ständerschnitt nach F i g. 3 unterscheidet sich von dem Ständerschnitt nach F i g. 2 nur dadurch, daß die Pole 13, 14 fest mit dem Joch 15 verbunden und die Steustege durch den lamellierten Polring 16 gebildet sind. Die Trennfuge zwischen den beiden Ständerblechteilen liegt nicht mehr zwischen Pol und Joch. sondern zwischen Pol und Polring. Für zwei nebeneinanderliegende Pole, einen Hauptpol und einen Hilfspol, sind die beiden Erregerwicklungen, die Hauptpolwicklung 17 und die Hilfspolwicklung 18, eingezeichnet.
• Die durch die Trennfuge gegebenen Flächen können beliebig ausgeführt sein, sie müssen jeweils das Einsetzen des Polsterns bzw. des Polringes mit den auf die Pole geschobenen Erregerwicklungen ermöglichen. Die Ausführung nach F i g. 2 entspricht einem außen genuteten Ständer, jene nach F i g. 3 einem innen genuteten Ständer. In beiden Fällen liegt eine Einlochwicklung mit einer Spulenweite gleich einer Zahnteilung vor.

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Ständer für Wechselstrommotoren mit Kondensatorhilfsphase und mit ausgeprägten, durch Streustege miteinander verbundenen Polen für eine Polpaarzahl größer als 1, d a -durch gekennzeichnet, daß der Luftspalt zwischen dem Läufer und dem Ständer unter den Hilfspolen erweitert ist.
2. 2. Ständer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterung des Luftspaltes unter den Hilfspolen von einer Ausnehmung am Polbogen gebildet wird.
3. 3. Ständer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Erweiterung des Luftspaltes über den Hilfspol hinaus erstreckt und zur Formgebung des Streusteges beiträgt.
4. 4. Ständer nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pole mit den Streustegen in an sich bekannter Weise einen Polstern bilden, der in das Joch eingesetzt ist.
5. 5. Ständer nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Streustege durch -einen an sich bekannten lamellierten Polring gebildet sind, der zentral zwischen die Pole eingesetzt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 688 998, 753 285, 835 479; deutsche Auslegeschrift Nr. 1040122; britische Patentschriften Nr. 691120, 742 638; USA.-Patentschrift Nr. 2 185 990; ETZ-B, 1957, S. 33, 34.