DE1237213B - Geblechter Staender fuer Wechselstrom-Kleinmotoren - Google Patents

Description

• Geblechter Ständer für Wechselstrom-Kleinmotoren Die Erfindung betrifft den Aufbau der Ständer für Wechselstrom-Kleinmotoren mit ausgeprägten Polen und konzentrierten Wicklungen je Pol, bei denen also der Wickelschritt der Spulen gleich einer Nutteilung ist, und zwar sowohl für Einphasen- als auch Mehrphasenmotoren.
• Diese Motoren haben durchweg eine magnetische Brücke von Polkante zu Polkante, die die Aufgabe hat, eine bestimmte, von Motor zu Motor verschiedene Flußverteilung über den Läufer und auch von Pol zu Pol zu bewirken. Diese jeweilige Flußverteilung wird durch besondere Gestaltung und Formgebung der Brücken erreicht, die entweder aus zwischen die Polkanten oder Polhörner eingeschobenen Streublechen oder aus einem an den Polflächen anliegenden eingeschobenen Rohr bestehen können oder durch besondere Formgebung der Polhörner selbst gebildet sein können.
• Eine weitere bekannte Bauweise, die eine sehr freie Gestaltung der magnetischen Brücken zuläßt und doch einfach ist, besteht darin, daß man die Ständer kleiner Wechselstrommotoren mit ausgeprägten Polen zweiteilig aus einem Polstern und einem Jochring aufbaut, wobei der Polstern mit den auf die einzelnen Pole aufgeschobenen Spulen in den Jochring eingepreßt wird.
• Bei allen diesen Ausführungen nimmt man mehr oder minder die durch die schlechte maanetische Feldverteilung bedingten elektrischen Nachteile um der fertigungstechnischen Vorteile willen in Kauf.
• Es ist mit den bisher angewandten Mitteln, vorwiegend durch besondere Gestaltung der magnetischeu Brücken oder Streustege, wobei sich auch unsymmetrische Ständerblechschnitte ergeben, teilweise mit Verengung oder Erweiterung des Luftspaltes unter Streustegen, nicht gelungen, die magnetische Feldverteilung zufriedenstellend zu verbessern.
• Von größeren Asynchronmotoren her mit genuteten Ständern und verteilter Wicklung, bei denen also der Wickelschritt der Spule ein Vielfaches der Nutteilung ist, ist zur Verminderung der Geräuschbildung das wechselseitige Schichten in der Nutform unsymmetrischer Ständer- und Läuferbleche bereits bekanntgeworden: die Nutschlitze sind dort um ein Viertel Nutteilung außerhalb der Nutmitte angeordnet. Auch bei Wechselstrommotoren mit ausaeprägten Polen ist das wechselseitige Schichten von in der Polforin unsymmetrischen Blechen oder Blechgruppen bekannt, um eine wechselnde Folge von Polen verschiedener Polarität zu erzeugen. Von dem Gedanken der wechselseitigen Schichtung unsymmetrischer Bleche soll auch hier Gebrauch gemacht werden, aber in anderer Form und zu anderem Zweck.
• Um eine weitere Verbesserung der magnetischen Feldverteilung im Luftspalt bei geblechten Ständern für Wechselstrom-Kleinmotoren mit ausgeprägten Polen und konzentrierten Wicklungen je Pol zu ermöglichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Ständer aus gleichen, je Pol unsymmetrisch zur Polachse ausgebildeten Ständerblechen oder Blechsegmenten für die Pole in wechselseitiger Schichtung einzelner, in axialer Richtung aufeinanderfolgender Bleche oder Blechgruppen aufzubauen.
• Mit besonderem Vorteil werden die zur Polachse unsymmetrischen, an sich gleichen Ständerbleche hierzu so ausgeführt, daß der Polkopf einseitig ausgebildet ist oder daß der Steg zum nächsten Pol eine einseitige Verstärkung hat, die so dimensioniert ist, daß in ihr eine normale magnetische Sättigung herrscht. Der verbleibende schmale Teil des Steges zum nächsten Pol wird dagegen so ausgelegt, daß nur ein kleiner, im Grenzfall ein möglichst kleiner Magnetfluß über ihn hinwegfließt. Im Grenzfall verbleibt praktisch die mechanische Aufgabe, den Polstern zusammenzuhalten.
• Durch das wechselseitige Schichten der an sich gleichen, zur Polachse unsymmetrischen Einzelbleche oder Blechgruppen erhält der Ständer, das Ständerpaket, wieder ein symmetrisches Aussehen, bei dem die Ausladungen oder einseitigen Stegverstärkungen der einzelnen Bleche oder Blechgruppen einander gegenüberliegen und gegeneinander versetzt sind. Erstrecken sich die Ausladungen oder einseitigen Stegverstärkungen, die einer einseitigen Polverbreiterung gleichzusetzen sind, über die halbe Polteilung beim einzelnen Blech hinaus, so ergibt sich eine Verschachtelung der Polhörner, und damit eine vorteilhaft wirksame überlappung der Streuflüsse. Durch das Zueinanderrücken der Polhörner im allgemeinen bzw. durch das Verschachteln im speziellen Fall erhält man eine bessere, d. h. oberwellenarme Verteilung der Luftspaltinduktion und im übertragenen Sinn geringe Nutharmonische. Der sich daraus ergebende, größere Grundwellenanteil der Feldkurve und die größere Polbedeckung bewirken eine Verbesserung der elektrischen Leistung des Motors.
• Darüber hinaus kann durch entsprechendes Schichten der Teilblechpakete, wenn man von der regelmäßigen wechselseitigen Schichtung von Blech zu Blech oder nur weniger Bleche abgeht oder z. B. den Ständer nur aus zwei Teilpaketen aufbaut, ein Teil der bei Motoren mit ausgeprägten Polen immer vorteilhaften großen Schränkung bereits in den Ständer gelegt werden. Die Schränkung im Läufer ist durch diese Aufteilung auf ein fertigungstechnisch günstiges Maß reduziert.
• Das Drehmoment-Drehzahlverhalten eines solchen Motors ist bei schwankender Netzspannung stabiler, als das der Motoren der bisherigen Ausführungen. Die Reaktanzen des Motors verändern sich weniger stark, da die magnetische Verbindung zwischen zwei Polen aus einem magnetisch nicht oder nur normal gesättigten und einem magnetisch bereits bei niedriger Induktion stark gesättigten Teil besteht.
• In der Zeichnung sind prinzipiell einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen F i g. 1 und 2 prinzipielle Beispiele für die Gestaltung der Polelemente für Polbleche mit zur Polachse unsymmetrischen Polen, F i g. 3 und 4 wechselseitig aus gleichen, zur Polachse unsymmetrischen Polblechsternen geschichtete Ständer mit je Blech einseitig verstärkten Streustegen, F i g. 5 einen wechselseitig aus gleichen, zur Polachse unsymmetrischen Polblechsegmenten geschichteten Ständer, F i g. 6 einen wechselseitig aus gleichen, zur Polachse unsymmetrischen Polblechen mit Streustegen geschichteten Ständer mit Spaltpolen.
• Nach F i g. 1 ist der ausgeprägte Pol 1 durch die ungleich langen Polhörner 2 und 4 erweitert und durch diese Ungleichheit zur Polachse 3 unsymmetrisch.
• Nach F i g. 2 ist der Pol 5 nur nach einer Seite durch das Polhom 6 erweitert und ist deswegen unsymmetrisch zur Polachse 3.
• Die Ständerpole können nun jeweils mit den anderen benachbarten Polen durch schmale Brücken oder dünne Stege verbunden werden. Geschieht das bei dem Pol nach F ig . 2, so ergibt sich ein Ständer nach F i g. 3 mit dem Polstern 7 und dem Jochring 8. Es ist hier ein sechspoliger Ständer gezeigt, der für vierpoligen und zweipoligen Betrieb am Dreiphasennetz oder am Einphasennetz bei Anwendung einer entsprechenden Hilfsschaltung geeignet ist. Die Bleche der Pole 9 sind jeweils erweitert um die einseitige Ausladung 10, die sich als verstärkter Teil des Streusteges 11 als Verbindung von Pol zu Pol darstellt. Um die wechselseitige Schichtung erkennbar zu machen, ist das einzelne Blech des Zahnsternes 7 in der einen Lage mit der jeweiligen Ausladung 10 rechts am Pol 9, als oberstes Blech der Draufsicht, voll ausgezogen, in der anderen gewendeten Lage mit der Ausladung 10 jeweils links am Pol 9, im Bereich des Streusteges 11, gestrichelt gezeichnet. Die Häufigkeit der Umkehrschichtung ist der Zeichnung nicht zu entnehmen, sie ist maximal, wenn Blech auf Blech gewendet ist, gleich der Anzahl der Bleche minus 1, und minimal bei nur zwei Blechpaketgruppen gleich 1.
• F i g. 4 zeigt in gleicher Weise einen vierpoligen Ständer mit dem Polstern 12 und dem Jochring 13. Die Streustege 14 sind wiederum einseitig verstärkt, aber nicht treppenförmig wie bei der F i g. 3, sondem stetig schmaler werdend.
• Dadurch ergibt sich eine andere Art der überlappung der Streuflüsse. Durch die verschiedenen Ausführungen der Streustege ist es so möglich, die Verschachtelung der Polhörner gleicher Polbreite unterschiedlich zu gestalten und damit das Ineinandergreifen der Streuflüsse zu variieren.
• In F i g. 5 ist ein dreipoliger Ständer gezeigt, dessen Polstern 15, im Gegensatz zu jenen der F i g. 3 und 4, nicht aus Polsternblechen, sondern nur aus Polblechsegmenten 16 aufgebaut ist. Jedes Polblechsegment 16 stellt einen Pol mit einer einseitigen Ausladung 17 dar, die, bezogen auf den Polstern, über die halbe Polteilung hinausragt. Bei der wechselseitigen Schichtung der in einer Blechebene sich gar nicht berührenden Segmente überdecken sich die Enden der Ausladungen 17. Dabei sind sie durch die Niete 18 zu einem Polstern zusammengehalten. Das Maß der überdeckung der Ausladungen 17 ist gleichzeitig das Maß für die magne#-tische Verkettung und überlappung der Streuflüsse.
• In F i g. 6 ist schließlich ein Beispiel für die Anwendung des Erfindungsgedankens auf einen zweipoligen Spaltpolmotor dargestellt, dessen Ständer ebenso aus einem als Polstern 19 aufzufassenden Ständerteil und einem Jochring 20 besteht. Die unsymmetrischen Polsternbleche mit dem Spaltpolteil 21 und der als Streusteg dienenden schmalen Brücke 22 sind, wie gestrichelt angedeutet, wechselseitig geschichtet, so daß sich dieselben vorteilhaften Mög- lichkeiten der Flußverteilung und Flußverkettung ergeben. Darüber hinaus ergibt sich der Vorteil, daß die Spaltpolwindungen 23 beliebig für Rechtslauf oder Linkslauf in die in jedem Pol, durch die wechselseitige Schichtung bedingt, paarweise angeordneten Schlitze eingesetzt werden können.

Claims (2)

1. Patentansprüche-1, Geblechter Ständer für Wechselstrom-Kleinmotoren mit ausgeprägten Polen und konzentrierten Wicklungen je Pol, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Ständer aus gleichen, je Pol unsymmetrisch zur Polachse ausgebildeten Ständerblechen oder Blechsegmenten für die Pole in wechselseitiger Schichtung einzelner, in axialer Richtung aufeinanderfolgender Bleche oder Blechgruppen aufgebaut ist.
2. 2. Ständer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ständerbleche oder Blechsegmente für die Pole durch ungleichmäßige Ausladungen der Pole oder nur durch eine Ausladung auf einer Polseite unsymmetrisch zu jeder Polachse ausgebildet sind. 3. Ständer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Jochring und einem Polstern aufgebaut ist, der aus gleichen, unsymmetrisch zu jeder Polachse ausgebildeten, wechselseitig geschichteten Blechen besteht. 4. Ständer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Brücken oder Streustege von Polkante zu Polkante in jedem Blech oder in jeder Blechgruppe einseitig verstärkt sind. 5. Ständer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Brücken in jedem Blech oder in jeder Blechgruppe treppenförmig gestuft sind. 6. Ständer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Brücken in jedem Blech oder in jeder Blechgruppe in ihrer Stärke zum benachbarten Pol hin nach der einen Seite stetig abnehmen. 7. Ständer nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Brücken in jedem Blech oder in jeder Blechgruppe einseitig so verstärkt sind, daß in ihrem verstärkten Teil die normale Sättigung nicht überschritten und in ihrem nicht verstärkten Teil schon bei geringer Induktion die maximale Sättigung g 8. " Ständer erreicht nach ist. Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Ausladung am Pol sich in jedem Blech oder in jeder Blechgruppe über die halbe Polteilung hinaus erstreckt. 9. Ständer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Polstern an den sich überlappenden Ausladungen durch Niete zusammengehalten ist. 10. Ständer nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß er je Pol paarweise angeordnet Schlitze für die Aufnahme von Kurzschlußwindungen hat. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 664 700, 662 946, 648 106; deutsche Auslegeschriften Nr. 1029 087, 1040 122, 1073 612, 1082 668; USA.-Patentschrift Nr. 2 272 435.