DE1186944B

DE1186944B - Reluktanzlaeufer fuer polumschaltbaren Synchronmotor

Info

Publication number: DE1186944B
Application number: DEST16161A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Guenter Laue
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1960-02-27
Filing date: 1960-02-27
Publication date: 1965-02-11

Description

Reluktanzläufer für polumschaltbaren Synchronmotor Die Erfindung betrifft einen Reluktanzläufer für einen polumschaltbaren Synchronmotor.
Reluktanzmotoren für nur eine synchrone Drehzahl werden bei Leistungen unter etwa 100 W auf Grund ihrer Vorteile oft verwendet. Der Ständeraufbau entspricht dem eines Induktionsmotors. Der geblechte Reluktanzläufer kann im üblichen Verfahren für Kurzschlußläufer mit Aluminiumdi-uck-ußkäfig und zu den gleichen Kosten hergestellt werden, wenn die Reluktanzabflachungen oder -nuten von vornherein im Blechschnitt vorgesehen werden. Der Reluktanzläufer kann infolge der verbleibenden Kurzschlußwicklung auch im Stillstand ein Anlaufmoment entwickeln und hochlaufen, während er die synchrone Drehzahl ohne Gleichstromerregung nur durch den Unterschied der Induktivitäten oder magnetischen Leitwerte in Quer- und Längsachse einhält. Im Leerlauf fällt die Längsachse des Läufers mit der räumlichen Achse des vom Ständer erreaten Drehfeldes zusammen, die Querachse befindet sich im Bereich der kleinsten magnetischen Spannung, und die Energie des magnetischen Feldes erreicht ein Minimum. Bei Belastung mit einem Drehmoment entfernt sich der Läufer aus dieser bevorzugten Lage um einen konstanten Lastwinkel. Beim Einlauf in den Synchronismus geht die asynchrone auf die synchrone Drehmomenterzeugung über, wobei ein Drehmomentüberschuß für eine kurzzeitige Beschleunigung der eigenen und angekuppelten Drehmassen vorhanden sein muß.
Es ist bereits bekannt, Vorteile und Wirkungsweise des Reluktanzläufers auch für polumschaltbare Synchronmotoren auszunutzen. So wird der Läufer mit mindestens zwei Polreihen unterschiedlicher Polzahl versehen, von denen jeweils nur eine wirksam ist. Die Umschaltung kann dabei durch räumliche Verschiebung des Läufers oder Ständers erfolgen. Diese Lösung ist nur für sehr geringe Leistungen, wie z. B. in Tarifapparaten und schreibenden Meßgeräten, mit Erfolg anzuwenden. Weiter ist es bekannt, auf der Mantelfläche eines Käfigläufers entsprechend den verschiedenen Polzahlen Synchronisierungsnuten vorzusehen, die eine unterschiedliche Breite und/oder Tiefe oder Länge aufweisen. Das bedeutet bei Herstellung der Nuten durch Ausfräsen eine Erschwerung.
Außerdem ist es bekannt, daß ein gleichmäßig genuteter Läufer sowohl bei synchroner als auch bei halber synchroner Geschwindigkeit arbeitsfähig ist.
Die abweichenden Induktivitäten in den jeweils um eine halbe Polteilung gegeneinander versetzten Längs- und Querachsen bei zwei Polzahlen, die im Verhältnis 1: 2 stehen, werden #erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Synchronisationsnuten oder Abflachungen auf Achsen angeordnet sind, die aus den Querachsen des höherpoligen Betriebes um etwa ein Achtel der höherpoligen Polteilung in Richtung auf die Querachse(n) des ni-ederpoligen Betriebes verschoben sind.
Um Oberwellenerscheinungen zu vermeiden, ist die Schrägung der Läufernuten bekannt. In Ausgestaltung der Erfindung ist es zweckmäßig, die Synchronisationsnuten oder -abflachungen um etwa ein Viertel der höherpoligen Polteilung zu schrägen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren dargestellt.
Die F i g. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführung für zwei- und/oder vierpolige Umschaltung, beispielsweise mit Reluktanzabflachungen. Die Lage der Längsachse 1 mit der großen Induktivität oder dem größerenmagnetischenLeitwertunddieLagederQuer- C achse 2 mit der kleineren Induktivität oder dem kleineren magnetischen Leitwert bei einem Läufer für nur zweipoligen Betrieb ist in Fig. 1 angegeben. Entsprechend zeigt F i g. 2 die Lagen der Längsachsen 3 und 5 und der Querachsen 4 und 6 bei einem Läufer für nur vierpoligen Betrieb. In der Zeichnung Fig. 3 stellt bei zweipoligem Betrieb die Achse 7 eine Längsachse, die Achse 10 eine Querachse dar. Im vierpoligenBetriebwerden dieAchsen7undlOjedochbeidezu Längsachsen, um eine halbe Polteilung entsprechend 451 dagegen versetzt bilden die Achsen 8 und 12 die Querachsen. Die vier Reluktanzabflachungen sind in den Achsen 9 und 11 angebracht, die um den Winkel ic von den Querachsen 8 und 12 in Richtung auf die Achse 10 verschoben sind. Der Winkel x beträgt etwa ein Achtel der vierpoligen Polteilung oder 10 bis 151. Die Verschiebung um den Winkel x hat zur Folge, daß der Polbogen engsten Luftspalts um Achse 7 größer ist als um Achse 10, wie für zweipoligen Betrieb erforderlich. Andererseits darf der Unterschied für denvierpoligenBetriebnichtzu groß sein.
Der in Fig,3 nicht gezeichnete Ständer trägt beispielweise eine zwei- und/oder vierpolig umschaltbare Wicklung, die bei beiden Polzahlen bevorzugt einen kleinen Oberwellenanteil aufweist.

Claims

Petentanspräche: 1. Reluktanzläufer mit Kurzschlußkäfig für im Verhält.iiß 1: 2 polumschaltbaren Synchronmotor mit Synchronisationsnuten gleichen Querschnitts, deren Anzahl der höheren Polzahl entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisationmuten oder -abflachungen auf Achsen angeordnet sind, die aus den Querachsen des höherpoligen Betriebs um etwa ein Achtel der höherpoligen Polteilung in Richtung auf die Querachse(n) des niederpoligen Betriebs verschoben sind.
2. Reluktanzläufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisationsnuten oder -abflachungen um etwa ein Viertel der höherpoligen Polteilung geschrägt sind. 3. Reluktanzläufer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisationsnuten oder -abflachungen schon im Blechschnitt vorhanden sind.
In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 82 003; deutsche Auslegeschrift Nr. 1061887.