DE1296702B

DE1296702B - Motor with several optional speeds

Info

Publication number: DE1296702B
Application number: DEL54375A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Ingo; Koch
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1966-08-23
Filing date: 1966-08-23
Publication date: 1969-06-04

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Motor mit mehreren wahlweise einschaltbaren, in extrem vielfachem Verhältnis zueinander stehenden Drehzahlen, bei welchem einem ringförmigen Ständer ein Innenläufer und ein mit diesem drehfest verbundener Außenläufer zugeordnet sind, der Ständer in Außennuten eine hochpolige Feldwicklung eines Asynchronmotors und an seinem Innenumfang eine Feldwicklung eines weiteren Motors trägt und das Ständerjoch beiden Motoren gemeinsam angehört, insbesondere für Waschmaschinen.The invention relates to an engine with multiple options selectable speeds that are extremely diverse in relation to one another, in which an annular stator has an internal rotor and a rotatable with this connected external rotor are assigned, the stator in external grooves a multi-pole Field winding of an asynchronous motor and a field winding on its inner circumference further motor carries and the stator yoke belongs to both motors, in particular for washing machines.

Bei derartigen Motoren ist zur Erzielung der Waschdrehzahl und der Schleuderdrehzahl der Trommel ein Drehzahlverhältnis von mehr als 12. 1 erwünscht. Darüber hinaus sollen eine Verteil- oder Anlagedrehzahl beim übergang von dem Wasch- auf den Schleudergang zur Verteilung der Wäsche in der Trommel und damit zur Herabsetzung der Unwucht beim Schleudern und eine mittlere Schleuderdrehzahl einstellbar sein.With such motors to achieve the washing speed and the spin speed of the drum is a speed ratio of more than 12. 1 desirable. In addition, it should be possible to set a distribution or system speed during the transition from the washing to the spin cycle to distribute the laundry in the drum and thus to reduce the unbalance during spinning and a mean spin speed.

Zunächst wurden die WaschvoRautomaten nur mit einer Wasch- und Schleuderdrehzahl im Verhältnis von etwa 1: 8 ausgeführt. Dieses Drehzahlverhältnis wurde entweder durch einen Motor mit einem Schaltgetriebe oder durch einen polumschaltbaren Motor allein erreicht. In direktem Drehzahlverhältnis polumschaltbare Induktionsmotoren wurden wegen ihres robusten und einfachen Aufbaues bevorzugt verwendet. Eine Erhöhung des Drehzahlverhältnisses dieser Motoren ist durch Vergrößerung des Polzahlverhältnisses zu erreichen. Dann ist jedoch eine Steigerung sowohl des Außendurchmessers als auch des Gewichts dieser Motoren unvermeidlich. Die in einem Waschvollautomaten verfügbare Einbauhöhe für den Antriebsmotor ist jedoch begrenzt. Ferner wirkt sich bei frei aufstellbaren Waschvollautomaten ein zusätzliches Gewicht des Antriebs nachteilig aus, da gleichzeitig das schwingfähige Gebilde, bestehend aus der Einheit Trommelaggregat und Antrieb, durch zusätzliche Ausgleichsmassen stabilisiert werden muß. Deshalb sind mit konventionell aufgebauten polumschaltbaren Motoren maximal Polzahlverhältnisse von 2:18 wirtschaftlich zu verwirklichen.Initially, the automatic washing machines were only designed with a wash and spin speed in a ratio of about 1: 8 . This speed ratio was achieved either by a motor with a manual transmission or by a pole-changing motor alone. Pole-changing induction motors with direct speed ratio were preferred because of their robust and simple construction. The speed ratio of these motors can be increased by increasing the number of poles. However, an increase in both the outer diameter and the weight of these motors is then inevitable. However, the installation height available for the drive motor in a fully automatic washing machine is limited. Furthermore, in the case of fully automatic washing machines that can be set up freely, the additional weight of the drive has a disadvantageous effect, since at the same time the oscillatable structure, consisting of the drum unit and drive unit, has to be stabilized by additional balancing weights. For this reason, a maximum number of poles of 2:18 can be achieved economically with conventionally designed pole-changing motors.

Um dennoch höhere Verhältnisse von Schleuderzu Waschdrehzahl erreichen zu können, wurden Antriebe mittels zweier getrennter und über ein Zw!-schengetriebe (beispielsweise ein Riementrieb nach der Schweizer Patentschrift 324 166) verbundener Motoren bekannt. Der Aufwand ist erheblich.In order to still be able to achieve higher spin to washing speed ratios, drives by means of two separate motors connected via an intermediate gear (for example a belt drive according to Swiss patent specification 324 166) have become known. The effort is considerable.

AuchRegelgetriebe (belgische Patentschrift622781) ermöglichen höhere Drehzahlverhältnisse. Sie sind jedoch aufwendig, störanfällig und erzeugen zusätzliche Geräusche.Variable speed gears (Belgian patent 622781) also allow higher Speed ratios. However, they are complex, prone to failure and generate additional Sounds.

Beliebig auslegbare Drehzahlverhältnisse sind mit der Kombination eines Reihenschlußmotors und eines hochpoligen Induktionsmotors, welche auf einer gemeinsamen Welle hintereinander angeordnet sind, auch ohne zusätzliche Schaltgetriebe möglich. Die beiden Motoren werden getrennt voneinander eingeschaltet oder zur Erzielung von Zwischendrehzahlen oder besonderen Drehmoment-Drehzahl-Kennlinien mit ihren Feldwicklungen auch parallel- oder hintereinandergeschaltet (französische Patentschrift 1416 643). Ein zusätzlicher Vorteil dieser Antriebsart ist, daß die höchste Drehzahlstufe erheblich höher als die Synchrondrehzahl eines zweipoligen Induktionsmotors gewählt werden kann. Das höhere Drehzahlniveau der Abtriebsdrehzahlen eines solchen Antriebsmotors ergibt ein niedrigeres Gewicht. Allerdings sind nahezu zwei vollständige Motoreinheiten aufzubauen. Die lange gemeinsame Welle ist auch bei reichlich dimensionierter Dicke schwingungsempfindlich. Eine Zentrierung des Läufers im Gehäuse eines solchen Motors muß den großen Schwingbeschleunigungen standhalten können, welche beim Schleuderbetrieb auftreten. Auch das Gehäuse muß aufwendig dimensioniert werden, damit es die erforderliche Stabilität gewährleisten kann.Speed ratios that can be configured as required are possible with the combination of a series motor and a high-pole induction motor, which are arranged one behind the other on a common shaft, even without additional gearboxes. The two motors are switched on separately or, in order to achieve intermediate speeds or special torque-speed characteristics, with their field windings, they are also connected in parallel or in series (French patent specification 1 416 643). An additional advantage of this type of drive is that the highest speed level can be selected considerably higher than the synchronous speed of a two-pole induction motor. The higher speed level of the output speeds of such a drive motor results in a lower weight. However, almost two complete motor units have to be built. The long common shaft is sensitive to vibration even if it is sufficiently thick. A centering of the rotor in the housing of such a motor must be able to withstand the great vibrational accelerations that occur during spin operation. The housing also has to be dimensioned in a complex manner so that it can ensure the required stability.

Es sind auch bereits radial übereinandergeschachtelte Kombinationen zweier Induktionsmotoren bekanntgeworden. Gemäß der österreichischen Patentschrift 234 825 trägt ein Zwischenständer am äußeren Umfang eine höherpolige und am inneren Umfang eine zweipolige Wicklung, welche einerseits mit einem Außenläufer und andererseits mit einem Innenläufer zusammenwirken. Beide Läufer sind mit nur einer Abtriebswelle verbunden. Ein solcher Motor weist recht große Durchmesser auf, da zwei Motoren radial übereinander angeordnet sind. Das innere zweipolige Motorsystem, welches zum Schleuderbetrieb dient und deshalb eine wesentlich höhere Abgabeleistung als das äußere Motorsystem bieten muß, kann zudem nur schlecht gekühlt werden und muß deshalb mit noch größerem Durchmesser als ohnehin schon erforderlich dimensioniert werden. Wegen des außergewöhnlich großen Durchmessers sind derartige Motoren nicht als vorteilhaft zum Antrieb eines Waschvollautomaten anzusehen.Combinations of two induction motors that are nested radially one above the other have also become known. According to Austrian patent specification 234 825 , an intermediate stator carries a higher-pole winding on the outer circumference and a two-pole winding on the inner circumference, which co-operate on the one hand with an external rotor and on the other hand with an internal rotor. Both rotors are connected to only one output shaft. Such a motor has a very large diameter, since two motors are arranged radially one above the other. The inner two-pole motor system, which is used for centrifugal operation and therefore has to offer a significantly higher output power than the outer motor system, can also only be cooled poorly and must therefore be dimensioned with an even larger diameter than is already necessary. Because of the extraordinarily large diameter, such motors are not to be regarded as advantageous for driving a fully automatic washing machine.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Motor der eingangs beschriebenen Art anzugeben, welcher die Nachteile der bekannten Antriebe vermeidet und welcher ein hohes Verhältnis der Schleuder- zur Waschdrehzahl ermöglicht bei geringem Gewicht und kleinem Durchmesser.It is the object of the invention to provide a motor as described in the opening paragraph Type to indicate which avoids the disadvantages of the known drives and which A high ratio of spin to wash speed allows for a low weight and small diameter.

Deshalb wird in Verbindung mit dem eingangs genannten Motor erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Ständer an seinem Innenumfang auf ausgeprägten Polen die Feldwicklung eines Reihenschlußmotors trägt und daß der Tragflansch des Außenläufers als Radiallüfter ausgebildet ist, welcher Kühlluft von der Gegenseite des Motors über den Kollektor und durch die zwischen die bewickelten Pole befindlichen Lücken des inneren Ständerteils saugt.Therefore, in connection with the engine mentioned at the outset, the invention suggested that the stand on its inner circumference on pronounced poles the Field winding of a series motor carries and that the support flange of the external rotor is designed as a radial fan, which cools air from the opposite side of the motor across the collector and through the gaps between the wound poles of the inner stand part sucks.

Erfindungsgemäß werden zwei der zahlreichen nach dem Stand der Technik bekannten, aber an sich nachteiligen Lösungsmöglichkeiten zu einem neuen Antriebssystern vereinigt. überraschend werden dabei die den bekannten Lösungen anhaftenden Nachteile vermieden. Insbesondere ergibt sich ein Motor, welcher trotz der radialen übereinanderschachtelung zweier Motorsysteme nur einen geringen Außendurchmesser aufweist, so daß der Motor ohne Schwierigkeiten unterhalb der Trommel eines Waschvollautomaten untergebracht werden kann. Auch sein Gewicht ist nicht größer als das in nur bedeutend geringerem Drehzahlverhältnis polumschaltbarer Induktionsmotoren.According to the invention, two of the numerous prior art are provided known, but disadvantageous solutions to a new drive system united. The disadvantages inherent in the known solutions are surprising avoided. In particular, the result is a motor which, despite the radial nesting two engine systems has only a small outer diameter, so that the engine housed without difficulty below the drum of a washing machine can be. Also its weight is no greater than that of only significantly less Speed ratio of pole-changing induction motors.

Die erzielten Vorteile lassen sich wie folgt erklären: Das innere Motorsystem muß innerhalb des äußeren Systems des hochpoligen Induktionsmotors untergebracht werden. Der Reihenschlußmotor ist im Vergleich zu einem zweipoligen Induktionsmotor mit sehr viel niedrigerer Ständerjochdicke auszulegen, weil das Drehmoment auch trotz relativ schwachen magnetischen Flusses ohne weiteres durch Vergrößerung des Läuferstrombelages aufgebracht werden kann. Auf diese Weise läßt sich erreichen, daß das ohnehin verfügbare magnetische Ständerjoch des höherpoligen Induktionsmotors auch zur gemeinsamen Nutzung als Joch des Reihenschlußmotors ausreichend ist. Deshalb ergibt sich eine leistungsmäßig vorteilhafte Vergrößerung des Läuferdurchmessers des ReihenscWußmotors. Allerdings ist - im Gegensatz zu einem Käfigläufer - der bewickelte Läufer eines Reihenschlußmotors thermisch bei Überlastung gefährdet. Das ist um so nachteiliger, da der Reihenschlußmotor im vorliegenden Antriebsfall eine hohe Schwungmasse bis zur Schleuderdrehzahl beschleunigen muß. Die Hochlaufzeit ist relativ groß. Solche Antriebsbedingungen können mit einem Reihenschlußmotor normalerweise nur dann beherrscht werden, wenn die Wärmekapazität des Läufers durch reichliche und kupferaufwendige Dimensionierung erhöht wird. Man würde dann aber einen nachteilig großen Läuferdurchmesser benötigen. Der Erfindung liegt jedoch die Erkenntnis zugrunde, daß der vorgeschlagene Zwischenläufermotor bei erfindungsgemäßer Gestaltung eine außergewöhnlich intensive Belüftung gerade des bei bekannten Zwischenständermotoren thermisch benachteiligten inneren Motorsystems zuläßt. Wegen der intensiven Durchzugsbelüftung des Reihenschlußmotors mittels eines Lüf- ters, dessen Durchmesser dem des äußeren Motorsystems entspricht, so daß auch durch enge Luftwege selbst bei niedrigen Drehzahlen große Luftmengen gesaugt werden können, sind hohe Stromdichte zulässig. Die während der relativ langen Hochlaufzeit erzeugten großen Verluste können ohne unzulässig hohe Erwärmungen abgeführt werden.The advantages achieved can be explained as follows: The internal motor system must be accommodated within the external system of the multi-pole induction motor. In comparison to a two-pole induction motor, the series motor is to be designed with a much smaller stator yoke thickness, because the torque can easily be applied by increasing the rotor current layer even in spite of the relatively weak magnetic flux. In this way it can be achieved that the already available magnetic stator yoke of the higher-pole induction motor is also sufficient for common use as a yoke of the series motor. This results in an increase in the rotor diameter of the in-line white motor, which is advantageous in terms of performance. However - in contrast to a squirrel cage rotor - the wound rotor of a series motor is thermally endangered if it is overloaded. This is all the more disadvantageous since the series motor in the present drive case has to accelerate a high flywheel mass up to the spin speed. The start-up time is relatively long. Such drive conditions can normally only be mastered with a series-wound motor if the heat capacity of the rotor is increased by ample and copper-expensive dimensioning. But then you would need a disadvantageously large rotor diameter. However, the invention is based on the knowledge that the proposed intermediate rotor motor, with a design according to the invention, allows exceptionally intensive ventilation precisely of the inner motor system, which is thermally disadvantaged in known intermediate column motors. Because of the intensive ventilation of the series motor by means of a fan, the diameter of which corresponds to that of the external motor system, so that large amounts of air can be sucked in through narrow airways even at low speeds, high current densities are permissible. The large losses generated during the relatively long run-up time can be dissipated without excessive heating.

Weiterhin bietet das vorgeschlagene Motorprinzip vorteilhafte und einfache Möglichkeiten, weitere Drehzahlstufen zu erzielen.Furthermore, the proposed motor principle offers advantageous and simple ways to achieve further speed levels.

Die hochpolige Feldwicklung des Asynchronmotors kann polumschaltbar ausgeführt werden, z. B. nach der Dahlander-Schaltung, um ein Drehzahlverhältnis von 1: 2 zu erhalten. Andererseits können wie beim Reihenschlußmotor durch Aufteilung oder Anzapfungen der Feldwicklung bzw. Wicklungszuschaltung verschiedene Schleuderdrehzahlen erreicht werden. Die gegenüber dem zweipoligen Asynchronmotor bei 50 Hz höhere Drehzahl des Reihenschlußmotors läßt wesentlich höhere Drehzahlverhältnisse zu, als sie praktisch durchführbar mit einem polumschaltbaren Asynchronmotor erreichbar sind. So ergeben sich beim Erfindungsgegenstand z. B. mit einem zwölfpoligen Asynchronmotor mit der Nenndrehzahl von etwa 430 U/min und einem Reihenschlußmotor mit den Drehzahlen von 3500 und 7000 U/min die Drehzahlverhältnisse etwa 1: 8: 16. Bei einer Riemenübersetzung zwischen Motorwelle und Antriebswelle von 1: 9 erhält man somit eine Waschdrehzahl von 48 U/min, eine mittlere Schleuderdrehzahl von etwa 400 U/min und eine hohe Schleuderdrehzahl von etwa 800 U/min. Wird der zwölfpolige Asynchronmotor etwa nach der Dahlander-Schaltung noch auf sechs Pole umschaltbar i gemacht, erhält man eine Verteildrehzahl von etwa 100 U/min.The multi-pole field winding of the asynchronous motor can be designed to be pole-changing, e.g. B. after the Dahlander circuit to obtain a speed ratio of 1: 2. On the other hand, as with the series motor, different spin speeds can be achieved by splitting or tapping the field winding or winding connection. The speed of the series motor, which is higher than that of the two-pole asynchronous motor at 50 Hz, permits significantly higher speed ratios than can be achieved in practice with a pole-changing asynchronous motor. So result in the subject invention z. Example with a twelve-pole asynchronous motor with the nominal speed of about 430 rev / min and a series motor with the rotational speeds of 3500 and 7000 rev / min, the speed ratios of about 1: 8: 16. In the case of a belt transmission between the motor shaft and drive shaft of from 1: 9 to obtain thus a washing speed of 48 rpm, an average spin speed of around 400 rpm and a high spin speed of around 800 rpm. If the twelve-pole asynchronous motor is made switchable to six poles using the Dahlander circuit, for example, a distribution speed of around 100 rpm is obtained.

Die Charakteristik eines Reihenschlußmotors ist fallend, die Drehzahl lastabhängig. Das würde sich bei der niederen Schleuderdrehzahl insofern ungün- i stig auswirken, als diese gegenüber der hohen Schleuderdrehzahl möglichst stabil sein soll. Um das zu erreichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, den Jochrücken des Ständerbleches so zu wählen, daß bei der hohen Schleuderdrehzahl der durch die Reihenschlußfeldwicklung erzeugte Fluß gerade nicht oder kaum in den Außenläufer übertritt, daß jedoch bei der niederen Schleuderdrehzahl, erreicht durch Zuschaltung von Wicklungsteilen auf den ausgeprägten Polen, ein Teil des Flusses in den Außenläufer übertritt. Ein gleich wirksamer Fluß kann auch durch eine Zusatzwicklung zur Reihenschlußfeldwicklung erreicht werden, die in Außennuten der asynchronen Wicklung quer zur Achse der ausgeprägten Pole eingelegt wird. Der von dieser Zusatzwicklung erzeugte Fluß tritt voll, auch ohne Sättigungserscheinungen, in den Außenläufer über. Durch diese in den Außenläufer übertretenden Flüsse wird das Drehmoment eines zweipoligen einsträngigen Einphasen-Induktionsmotors bewirkt. Die überlagerung dieser Drehmomentkurve mit jenem der Reihenschlußfeldwicklung ergibt einen steilen Abfall der Drehmoment-Drehzahl-Kurve bei der zweipoligen asynchronen Drehzahl von 3000 U/min. Wird diese der mittleren Schleuderdrehzahl zugrunde gelegt, erhält man folglich eine vom Lastmoment im weiteren Bereich nahezu unabhängige Drehzahl. Durch eine nur in den Nuten der asynchronen Wicklung angeordnete mehrpolige, etwa vierpolige Zusatzwicklung zur Reihenschlußfeldwicklung verschiebt sich entsprechend der Abfall in der Drehmoment-Drehzahl-Kurve. An Stelle der Umschaltung der Reihenschlußfeldwicklung auf eine niedere Drehzahl mittels Wicklungsaufteilung oder Anzapfung kann auch ein Halbwellengleichrichter der Reihenschlußfeldwicklung vorgeschaltet werden.The characteristic of a series motor is decreasing, the speed depends on the load. This would have an unfavorable effect at the low spin speed in that it should be as stable as possible in relation to the high spin speed. To achieve this, it is proposed according to the invention to select the yoke back of the stator plate so that at the high spin speed the flux generated by the series field winding does not or hardly passes into the external rotor, but that at the lower spin speed is achieved by connecting parts of the winding the pronounced poles, part of the river crosses into the outer runner. An equally effective flux can also be achieved by adding an additional winding to the series field winding, which is inserted in the outer grooves of the asynchronous winding transversely to the axis of the salient poles. The flux generated by this additional winding passes fully into the external rotor, even without any signs of saturation. The torque of a two-pole, single-strand, single-phase induction motor is produced by these fluxes flowing into the external rotor. The superposition of this torque curve with that of the series field winding results in a steep drop in the torque-speed curve at the two-pole asynchronous speed of 3000 rpm. If this is taken as a basis for the mean spin speed, a speed that is almost independent of the load torque in the wider range is obtained. A multi-pole, approximately four-pole additional winding for the series field winding, which is arranged only in the slots of the asynchronous winding, shifts the drop in the torque-speed curve accordingly. Instead of switching the series field winding to a lower speed by splitting the windings or tapping, a half-wave rectifier can also be connected upstream of the series field winding.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung prinzipiell dargestellt. Es zeigt F i g. 1 den Aufbau des Motors, F i g. 2 den Blechschnitt des Motors mit den teilweise angegebenen Wicklungen, F i g. 3 das Schaltbild für die Reihenschlußfeldwicklung, F i g. 4 Drehmoment-Drehzahl-Kurven.An exemplary embodiment of the invention is shown in principle in the drawing. It shows F i g. 1 the structure of the engine, F i g. 2 the sheet metal section of the motor with the windings partially indicated, F i g. 3 shows the circuit diagram for the series field winding, FIG. 4 torque-speed curves.

In der F i g. 1 bedeutet 1 das Gehäuse des Motors, 2 die Welle, 3 den Ständer mit der asynchronen Wicklung 4 und der Reihenschlußfeldwicklung 5, 6 den Außenläufer mit Käfigwicklung, der mit dem Tragflansch 7 einseitig auf der Welle 2 befestigt ist, 8 den Innenläufer mit der Wicklung 9, den Stromwender und die zugehörigen Bürsten 11. In FIG. 1 means 1 the housing of the motor, 2 the shaft, 3 the stator with the asynchronous winding 4 and the series field winding 5, 6 the external rotor with cage winding, which is fastened on one side with the support flange 7 on the shaft 2, 8 the internal rotor with the winding 9, the commutator and the associated brushes 11.

Nach F i g. 2 setzt sich der Blechschnitt des Motors aus dem Ständerblech 12, dem Innenläuferblech 13 und dem Außenläuferblech 14 zusammen. Das Ständerblech 12 hat die ausgeprägten Pole 15, 16 zur Aufnahme der Reihenschlußfeldwicklung 17, 18 und der zusätzlichen Wicklungsteile 19, 20. In die Außennuten 21 ist die asynchrone Wicklung 4 eingelegt. Die quer zur Achse der ausgeprägten Pole 15, 16 liegenden Außennuten 22, 23 sind gegenüber den Außennuten 21 zur zusätzlichen Aufnahme der Zusatzwicklung 24 für die Reihenschlußfeldwicklung 17, 18 vergrößert. Das Außenläuferblech 14 nimmt in den Nuten 25 die Käfigwicklung auf.According to FIG. 2, the sheet metal section of the motor is made up of the stator sheet 12, the inner rotor lamination 13 and the outer rotor lamination 14. The stator plate 12 has the salient poles 15, 16 for receiving the series field winding 17, 18 and the additional winding parts 19, 20. The asynchronous winding 4 is inserted into the outer grooves 21. The outer grooves 22, 23 lying transversely to the axis of the salient poles 15, 16 are enlarged compared to the outer grooves 21 to additionally accommodate the additional winding 24 for the series field winding 17, 18. The outer rotor plate 14 receives the cage winding in the grooves 25.

Die zusätzlichen Wicklungsteile 19, 20 erzwingen in Ergänzung zu der Reihenschlußfeldwicklung 17,18 bei entsprechender Dimensionierung des Ständerbleches durch Sättigung den übertritt eines Teiles ihres Flusses in die Bleche 14 des Außenläufers. Dieser übertretende Fluß wird verstärkt durch die Zusatzwicklung 24. In F i g. 3 ist die Schaltung für die hohe und niedere Schleuderdrehzahl angegeben. Mit 8 ist der Innenläufer bezeichnet, mit 17, 18 die Reihenschlußfeldwicklung, mit 19, 20 die zusätzlichen Wicklungsteile hierfür und mit 24 die Zusatzwicklung in den Außennuten des Ständerbleches. über den Schalter S sind wahlweise nur die Reihenschlußfeldwicklung 17, 18 (Kontakt S.) oder die Reihenschlußfeldwicklung 17, 18 in Reihe mit sämtlichen Zusatzwicklungen 19, 20, 24 (Kontakt S,) an die Netzspannung (U.x) legbar.The additional winding parts 19, 20 force, in addition to the series field winding 17, 18 with appropriate dimensioning of the stator sheet, through saturation, the passage of part of their flux into the sheets 14 of the external rotor. This overflowing flux is reinforced by the additional winding 24. In FIG. 3 shows the circuit for the high and low spin speed. The internal rotor is designated with 8 , with 17, 18 the series field winding, with 19, 20 the additional winding parts for this and with 24 the additional winding in the outer grooves of the stator plate. Via the switch S , only the series field winding 17, 18 (contact S.) or the series field winding 17, 18 in series with all additional windings 19, 20, 24 (contact S,) can be connected to the mains voltage (Ux).

In F i g. 4 (Darstellung des Drehmomentes M über der Drehzahl n) gibt die Kurve 26 die Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie für die hohe Schleuderdrehzahl an, wie sie mit der Reihenschlußfeldwicklung 17, 18 erhalten wird. Bei einem durch die gestrichelte Linie 27 angegebenen Lastenmoment stellt sich eine Drehzahl n2 von etwa 6250 U/min ein. Die Kurve 28 gibt eine Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie an, wie sie bei Zuschaltung der Wicklungsteile 19, 20 erhalten würde, unter der Voraussetzung, daß kein Fluß in den Außenläufer übertritt. Mit der Kurve 29 ist das im Außenläufer 6 durch den übergetretenen Teilfluß der Reihenflußfeldwicklung und der Zusatzwicklung 24 erzeugte Drehmoment dargestellt. Aus den Kurven 28 und 29 ergibt sich durch überlagerung die Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie 30 mit ihrem steilen Drehmomentabfall im Bereich von 3000 U/min. Es ist ersichtlich, daß das Lastenmoment, gegeben durch die Linie 27, sich erheblich verändern kann, ohne daß sich die Drehzahl n1, gleichzusetzen der mittleren Schleuderdrehzahl, merklich ändert.In Fig. 4 (representation of the torque M versus the speed n), the curve 26 indicates the torque-speed characteristic curve for the high spin speed, as is obtained with the series field winding 17, 18 . At a load torque indicated by the dashed line 27 , a speed n2 of approximately 6250 rpm is established. The curve 28 indicates a torque-speed characteristic curve as it would be obtained if the winding parts 19, 20 were switched on, provided that no flux crosses into the external rotor. The curve 29 shows the torque generated in the external rotor 6 by the partial flow of the series flux field winding and the additional winding 24 which has been passed over. The superposition of the curves 28 and 29 results in the torque-speed characteristic curve 30 with its steep torque drop in the range of 3000 rpm. It can be seen that the load torque, given by the line 27, can change considerably without the speed n1, equating to the mean spin speed, changing noticeably.

Es ergibt sich ein Motor mit kaum größeren Ab- messungen als der Asynchroninotor. Die hohe Polzahl des Asynchronmotors bedingt zur wirtschaftlichen Fertigung einen großen Durchmesser des Ständers, in dessen freien zentralen Raum der intensiv belüftete Reihenschlußmotor eingebracht ist. Gegenüber zwei Ständerpaketen ist nur eines notwendig, die Welle wird erheblich kürzer, kann deshalb im Durchmesser auch geringer gewählt werden, womit sich wiederum kleinere Kugellager ergeben. Das Gewicht ist erheblich vermindert. Bei frei aufzustellenden Waschautomaten wird die Aufhängung der Trommel mit dem Antrieb erleichtert. Der Antrieb wird billiger. Die Drehzahlverhältnisse können in weiteren Grenzen frei gewählt werden. Trotz des Reihenschlußmotors ergeben sich stabile Schleuderdrehzahlen.The result is an engine with no greater distance than the measurements Asynchroninotor. The high number of poles of the asynchronous motor requires a large diameter of the stator for economical production, in the free central space of which the intensely ventilated series motor is placed. Compared to two stator packs, only one is necessary, the shaft is considerably shorter and can therefore also be selected with a smaller diameter, which in turn results in smaller ball bearings. The weight is significantly reduced. In the case of free-standing washing machines, the suspension of the drum with the drive is made easier. The drive becomes cheaper. The speed ratios can be freely selected within further limits. Despite the series motor, the spin speeds are stable.

Eine einfache und wirksame Belüftung ergibt sich, wenn man am Kurzschlußring des außenliegenden Läuferteiles Lüfterflügel anbringt, die einmal wegen des großen Durchmessers des Kurzschlußringes intensiv wirken und durch ihre Lage zu den Wickelköpfen beide Wicklungen des Ständers gut kühlen. Besonders vorteilhaft ist es, den Tragflansch 7 für den Außenläufer (Käfigläufer) gemäß einem Merkmal der Erfindung als Radiallüfter (als zum Läufer hin offenes Radiallüfterrad) auszuführen. Es ergibt sich ein Kühlluftstrom über den Stromwender und den inneren Läuferteil hinweg. Gleichzeitig werden dadurch Maßnahmen gegen ein Durchgehen des Motors als Reihenschlußmotor überflüssig.A simple and effective ventilation is obtained if you attach fan blades to the short-circuit ring of the outer rotor part, which work intensely because of the large diameter of the short-circuit ring and cool both windings of the stator well due to their position in relation to the end windings. It is particularly advantageous to design the support flange 7 for the external rotor (cage rotor) according to a feature of the invention as a radial fan (as a radial fan wheel open towards the rotor). There is a flow of cooling air over the commutator and the inner rotor part. At the same time, measures to prevent the motor from running away as a series motor are thereby superfluous.

Claims

Claims: 1. Motor with several alternatively switchable speeds, which are in an extremely multiple relationship to one another, at which an internal rotor and an external rotor connected to it in a rotationally fixed manner are assigned to an annular stator, the stator has a high-pole field winding of an asynchronous motor in external grooves and a field winding on its inner circumference and that the features, that the stator (3,12), the field winding (5) of a series motor carries at its inner periphery on salient poles - of a further motor carries and belongs to the stator yoke the two motors together, in particular for washing machines, d a d u rch g e Support flange (7) of the external rotor (6, 14) is designed as a radial fan, which sucks cooling air from the opposite side of the motor over the collector and through the gaps in the inner stator part located between the wound poles.

2. Motor according to claim 1, characterized in that the series field winding (17, 18, 19 and 20) is divided for switching on different speeds. 3. Motor according to claim 1, characterized in that the series field winding is connected upstream of a half-wave rectifier to achieve a low speed. 4. Motor according to claim 2, characterized in 'that exceeds at start of the intended high speed series wound field winding part (17, 18) does not flow in the external rotor (14), but at start up provided for a low speed series wound field winding parts (19, 20) a Part of the river passes through the external rotor (14). 5. Motor according to claim 4, characterized in that the poles (15, 16) on the inner circumference of the stator carry all series field winding parts (17, 18, 19 and 20) and the stator yoke (12) goes into magnetic saturation when these field winding parts are switched on. 6. Motor according to claim 4, characterized in that additional windings (24) for the series field winding (17, 18) are arranged in the outer grooves (22, 23) of the stator (12). 7. Motor according to claim 6, characterized in that the additional winding (24) for the series field winding (17, 18) is inserted in opposite enlarged outer grooves of the asynchronous winding transversely to the axis of the salient poles.