DE1189645B

DE1189645B - Runner for electric small synchronous motors

Info

Publication number: DE1189645B
Application number: DEM30298A
Authority: DE
Inventors: Erwin Moerz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1956-04-19
Filing date: 1956-04-19
Publication date: 1965-03-25

Description

Läufer für elektrische Klein-Synchronmotoren # Die Erfindung betrifft einen selbstanlaufenden Läufer für Synchronmotoren kleiner Leistung.Rotor for small synchronous electric motors # The invention relates to a self-starting rotor for low-power synchronous motors.

Bisher bekannt sind Läufer, die mit axialem Ab- stand auf der Läuferachse angeordnet sind. Ein Teil mit hohem Anlaufmoment ist als Asynchronteil fest auf der Welle, d. h. Läuferachse, angeordnet.Previously known runners who stood with axial exhaust are arranged on the rotor axis. A part with a high starting torque is fixed on the shaft as an asynchronous part, i. H. Rotor axis, arranged.

Das andere Teil - Synchronteil - mit ausgeprägten Polen wird auf der als Spindel ausgeführten Welle nach Art einer Mutter während des Hochfahrens seitlich aus dem Kraftfeld herausgeführt und durch den bereits angelaufenen Asynchronteil mit Hilfe einer Kupplung gestartet. Eine Variante dieser Ausführung stellt der frei auf der Welle laufende selbstanlaufende Synchronteil dar, der im Umfang polarisiert ist und völlig aus Dauermagnetmaterial besteht. Er wird beim Anlauf vom Asynchronteil abgestoßen und nach dem Hochlauf von diesem wieder angezogen.The other part - the synchronous part - with pronounced poles is guided laterally out of the force field on the shaft, which is designed as a spindle, like a nut during start-up and started by the already started asynchronous part with the help of a clutch. A variant of this design is the self-starting synchronous part running freely on the shaft, which is polarized in its circumference and consists entirely of permanent magnet material. It is repelled by the asynchronous part when it starts up and is attracted by it again after it has started up.

Ein- und Auskuppeln erfolgt über besondere zur Welle parallele Stifte.Coupling and uncoupling is carried out using special pins parallel to the shaft.

Nachteilig an der Spindelausführung ist die Verringerung des Momentes des Asynchronläufers um das für den Start des Synchronteiles erforderliche Moment und das eventuelle Klemmen des beweglichen Teiles. An der frei beweglichen Ausführung treten naturgemäß ebenso wie in der vorher geschilderten Ausführung Reibungsverluste auf; hinzu kommen Verluste, die durch die Kupplungen bedingt sind.The disadvantage of the spindle design is the reduction in torque of the asynchronous rotor by the torque required to start the synchronous part and the possible jamming of the moving part. On the freely movable version Naturally, as in the previous version, there are friction losses on; there are also losses caused by the clutches.

Bekannt sind auch zwei- oder mehrteilige Läuferausführungen mit starrem axialem Abstand in Form von sternförinig ausgearbeiteten Läuferteilen. Wenn auch diese Art eine Erhöhung des Drehmomentes erzielt und den Vorteil ergibt, durch Wahl der Läuferscheiben eine Staffelung der Drehmomente zu erreichen, so ergeben sich bei der praktischen Anwendung neben Schwierigkeiten in der Berechnung auch solche in der Montage und Justierung der Läuferscheiben. Daneben sind natürlich noch die Käfigläufer älterer Bauart bekannt, die beispielsweise geschlitzte Pole verwenden.Two-part or multi-part designs with rigid rotors are also known axial distance in the form of star-shaped rotor parts. If also this type achieves an increase in torque and gives the advantage by choice of the carriers to achieve a graduation of the torques, so result in the practical application, besides difficulties in the calculation, there are also difficulties in the assembly and adjustment of the carriers. In addition, of course, there are those Squirrel cage of the older type is known that use, for example, slotted poles.

Bekannt sind ferner becherartige Läufer mit Schlitzen an einem Ende. Im nicht geschlitzten Teil werden Wirbelströme erzeugt, die den Läufer asynchron anlaufen lassen. Ist die Synchrongeschwindigkeit erreicht, so gewährleisten die Schlitze den synchronen Weiterlauf mit konstanter Geschwindigkeit.Cup-like runners with slots at one end are also known. Eddy currents are generated in the non-slotted part, which make the rotor asynchronous start up. Once the synchronous speed has been reached, the guarantee Slot the synchronous continuation with constant speed.

All diese bekannten Ausführungen haben neben den bereits geschilderten Mängeln im Verhältnis zum Durchmesser eine relativ große Länge, die einer gedrängten Bauweise hinderlich ist. Deshalb und um die elektrischen sowie magnetischen Eigenschaften zu verbessern, wurden im Zuge der Entwicklung neben konstruktiven Veränderungen auch Verbesserungen materialtechnischer Art erfolgreich durchgeführt. So ist es bekannt, als Läufermaterial für den Asynchronteil gehärtete Stahlscheiben und für den Synchronteil Dauerinagnetmaterial aus gesinterten Oxyden zu verwenden. Ferner ist bekannt, sowohl Läufer als auch Ständer gänzlich aus oxydischem oder keramischem Magnetmaterial mit hoher Koerzitivkraft herzustellen. In addition to the deficiencies already described, all these known designs have a relatively great length in relation to the diameter, which is a hindrance to a compact design. For this reason and in order to improve the electrical and magnetic properties, in the course of the development, in addition to design changes, improvements of the material technology were successfully carried out. It is known to use hardened steel disks as rotor material for the asynchronous part and to use permanent magnet material made of sintered oxides for the synchronous part. It is also known to manufacture both the rotor and the stator entirely from oxide or ceramic magnet material with high coercive force.

Weiterhin sind auch bereits Hysteresemotoren bekannt, deren Läufer im Kern aus magnetisch gut leitendem Material besteht und der von einer Hülse aus hochkoerzitivem Werkstoff umschlossen und mit Nuten versehen ist. Hierbei ist das Einarbeiten der Nuten und der durch die Hülse bedingte hohe Einsatz des relativ teuren hochkoerzitiven Materials nachteilig. Letzteres gilt für die bekannten Ständer und Läuferscheiben, die vollständig aus hochkoerz!-tivem Werkstoff bestehen, in noch größerem Maße.Furthermore, hysteresis motors are already known whose rotors the core consists of magnetically highly conductive material and that of a sleeve hochkoerzitivem material is enclosed and provided with grooves. Here is that Incorporation of the grooves and the high use of the relative due to the sleeve expensive, high-coercivity material is disadvantageous. The latter applies to the well-known stands and carriers, which consist entirely of high-coercivity! -tivem material, in even larger.

Schließlich ist auch das Einbringen von runden oder anders geformten axialen Durchbrüchen in den Läuferscheiben bekannt.Finally, there is also the introduction of round or differently shaped known axial breakthroughs in the carriers.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, einen selbstanlaufenden im wesentlichen scheibenförmigen Läufer aus starr miteinander verbundenem Asynchron-und Synchronteil verschiedenen Magnetwerkstoffes für Kleinsynchronmotoren zu schaffen, der sich unter sparsamem Einsatz hochkoerzitiver Werkstoffe, durch eine besonders einfache, im Hinblick auf die zu beschleunigenden Massen günstige Ausbildung und Vereinigung des Asynchron- und Synchronteiles auszeichnet und damit die Nachteile der bisher bekannten Ausführungen teilweise vermeidet.The invention has the task of providing a self-starting im essential disc-shaped rotor made of rigidly connected asynchronous and To create synchronous parts of different magnetic materials for small synchronous motors, which, with the economical use of high-coercive materials, through a special simple training and inexpensive with regard to the masses to be accelerated Unification of the asynchronous and synchronous part distinguishes itself and with it the disadvantages the previously known designs partially avoided.

Ausgehend von bekannten scheibenförinigen, mehrpolig magnetisierten Läufem für Kleinsynchronmotoren, die aus einer Läuferscheibe aus Dauermagnetwerkstoff, z. B. aus einer Magnetstahllegierung, bestehen, die ein- oder beidseitig mit zentrisch an ihren Stimflächen angeordneten Läuferbauteilen aus einem Magnetwerkstoff' starr verbunden sind, deren magnetische Eigenschaften von denen des Materials der Läuferscheibe abweichen, wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, indem die vorzugsweise aus einer Xobalt-Stahl-Legierung bestehende Läuferseheibe ein- oder beidseitig an ihrer Peripherie mit Ringen oder mehreren zentrisch angeordneten Ringabschnitten aus hochkoerzitivem gesintertem oder keramischem Dauertnagnetwerkstoff starr vereinigt und auf einem Teilkreis innerhalb der Ringe bzw. zentrisch angeordneten Ringabschnitten aus hochkoerzitivem Dauermagnetmaterial in an sich bekannter Weise mit Durchbrüchen versehen ist.Based on known disk-shaped, multi-pole magnetized Rotors for small synchronous motors, which consist of a carrier made of permanent magnet material, z. B. from a magnetic steel alloy, which one or both sides with centric at their end faces arranged rotor components made of a magnetic material 'rigid are connected, the magnetic properties of which are different from those of the material of the carrier disc differ, the object is achieved according to the invention by preferably A rotor disk made of an Xobalt steel alloy on one or both sides their periphery with rings or several centrally arranged ring sections Made of highly coercive sintered or ceramic permanent magnet material, rigidly combined and on a pitch circle within the rings or centrally arranged ring sections made of high-coercivity permanent magnet material in a manner known per se with breakthroughs is provided.

In der Zeichnung ist die Erfindung in beispielsweisen Ausführungformen dargestellt. Es zeigt Ab b. 1 den Schnitt eines Läufers in Scheibenform, A b b. 2 eine Draufsicht gemäß A b b. 1, Ab b. 3 eine Draufsicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Läufers, Nach Ab b. 1 und 2 ist die Läuferscheibe (aus Kobalt-Stahl-Legierung) mit 5, die Achse mit 2 a und das Achsenlager mit 3 a bezeichnet. Die Käfigform wird dadurch erzielt, daß die Läuferscheibe 5 auf einem bestimmten konzentrischen Teilkreis mit Durchbrüchen 6 versehen ist. Die Läuferscheibe 5 trägt an einer oder beiden Stimflächen einen gesinterten oder keramischen Magnetring 7. Die Magnetringe 7 können verschieden groß sein.In the drawing, the invention is shown in exemplary embodiments. It shows Ab b. 1 the section of a rotor in the form of a disc, A b b. 2 is a plan view according to A b b. 1, from b. 3 shows a plan view of a further exemplary embodiment of a rotor, according to Ab b. 1 and 2, the rotor disc (made of cobalt steel alloy) with 5, with the axis 2a and the axle bearing with a 3 respectively. The cage shape is achieved in that the carrier plate 5 is provided with openings 6 on a specific concentric pitch circle. The carrier disk 5 carries a sintered or ceramic magnetic ring 7 on one or both end faces. The magnetic rings 7 can be of different sizes.

In der Ab b. 3 ist die Läuferscheibe (Kobalt-Stahl-Legierung) mit 5, die Achse mit 2 b, das Achsehlager mit 3 b und die Durchbrüche mit 6 bezeichnet. Die Käfigform wird im wesentlichen dadurch erzielt, daß die Läuferscheibe 5 an einer oder beiden Stirnflächen mit gesinterten oder keramikhen Ringabschnitten 8 versehen ist.In the ab b. 3 , the carrier disc (cobalt-steel alloy) is denoted by 5, the axle by 2 b, the axle bearing with 3 b and the openings by 6 . The cage shape is substantially achieved in that the rotor disc is provided on one or both faces with sintered or keramikhen ring portions 8. 5

Claims

Claim: Disc-shaped, partially made of high-coercive permanent magnet material, multi-pole magnetized rotor for electric small synchronous motors. Example, from a magnetic steel alloy, is that one or both sides with a centrally disposed at their end faces rotor components of a magnetic material is rigidly connected to its magnetic properties deviate from those of the material of the carrier, d a d u rch g e k hen -zeichnet that the permanent magnet material, preferably made of a cobalt-steel alloy, existing carrier disc (5) on one or both sides with rings (7) or more centrally arranged ring sections (8) made of hochkoerzitivem permanent magnet material, z. B. made of sintered or ceramic permanent magnet material, is rigidly united and is provided on a certain pitch circle radially within the rings (7) or centrally arranged ring sections (8) made of hochkoerzitivem permanent magnet material in a known manner with openings (6) . Considered publications: German Patent Specifications Nos. 581716, 709 905, 760 214, 761250; German patent application J7917lXb / 83b ( announced on August 5, 1954); Swiss Patent No. 270 119; Belgian Patent No. 537 128; U.S. Patent Nos. 2,424,020, 2,733,362; ETZ-A 1954, pp. 299 to 303; Deutsche Uhnnacher-Zeitung 1936, p. 648; G. Hennig, "Dauermagnet-Technik", Munich 1952, p.27.