DE1438521B2 - Wechselstromkleinstmotor dessen staenderpole als spaltpole ausgebildet sind - Google Patents

Description

30 Lfd. Nr.	Ständer hälfte A	Ständer hälfte B	»Ort des Pols« (elektrische Grade)
1 35 - 4	Hauptpol Nebenpol	Hauptpol Nebenpol	0 (180-45) = 135 180 (360-45) = 315

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wechselstromkleinstmotor, dessen Ständerpole als Spaltpole mit unbelasteten Hauptpolen und durch Kurzschlußelemente belasteten Hilfspolen ausgebildet sind, wobei der Abstand zwischen je zwei Hauptpolen verschiedener Polarität 180° el ist, während der Abstand zwischen einem Hauptpol und dem dazugehörigen Hilfspol (180—<p)° el beträgt, worin φ der zeitliche Phasenverschiebungswinkel zwischen den Magnetflüssen im Hauptpol einerseits und im Hilfspol andererseits ist.

Es ist bereits für derartige Motoren vorgeschlagen worden, die belasteten und die unbelasteten Polzinken von jeder Seite in die Erregerspule hineinragen und achsparallel verlaufen zu lassen. Dieser Vorschlag hat den Nachteil, daß für die belasteten und für die unbelasteten Polzinken einer Polarität je ein Ständerblech erforderlich ist, wenn alle theoretisch möglichen Pole am Umfang untergebracht werden sollen. Zwischen den beiden Polblechen liegt dann eine für alle belasteten Polzinken gemeinsame Kurzschlußscheibe. Diese Konstruktion erfordert also für jede Polarität zwei Ständerbleche und bedingt somit einen fertigungstechnischen Mehraufwand. Falls bei dem achsparallelen Verlauf aller Polzinken sowohl die belasteten als auch die unbelasteten Polzinken aus nur einem Blech herausgebogen werden, stehen die Polzinken derart Der Abstand zwischen den beiden Polen 2 und 3 beträgt in diesem Beispiel nur noch 45° el; dies ist ein außerordentlich kleiner Wert, welcher nicht zur Ausbildung eines wirksamen Polzinkens ausreicht. Bei einem Synchronkleinstmotor gebräuchlicher Ausführung, also einem Motor ohne Kreisdrehfeld, beträgt der lichte Abstand zwischen zwei Polen etwa 40° el, die Polbreite etwa 140° el; diese Maße sind ungefähr erforderlich, um genügend Magnetfluß für ein ausreichendes Drehmoment zu erzeugen.
Will man nun entsprechend der oben angegebenen theoretischen Forderung zur Erzielung eines Kreisfeldes die Pole mit einem Abstand (Polmitte zu Polmitte) von beispielsweise 45° el ausführen, so würde bei einem Minimalabstand von etwa 20° el die Polfläche eine Breite von etwa 90° el aufweisen. Dies entspräche in der praktischen Ausführung einer Polbreite von ungefähr 0,4 mm, ergäbe also eine vom mechanischen und magnetischen Standpunkt aus unbrauchbare Bauart.

Man hat daher Wechselstromkleinstmotoren vorgeschlagen, bei denen der Abstandswinkel der Pole so bemessen ist, wie er von der Theorie gefordert wird, indem man die Pole nicht nebeneinander aufgereiht, sondern auf zwei räumlich auseinanderliegenden Flächen verteilt hat, z. B. in der Weise, daß die unbelasteten Spaltpolzinken auf die Mantelfläche, die belasteten Spaltpolzinken auf die Seitenfläche eines zylindrischen Läuferkörpers einwirken. Bei anderen Ausführungen werden mehrere sonst räumlich aus-

einanderliegende belastete bzw. unbelastete Pole jeweils zusammengerückt und in Gruppen zusammengefaßt, wobei der nötige Platz durch Ausfall einiger Pole oder Polgruppen geschaffen werden muß. Ein Beispiel dafür ist der Motor nach der schweizerischen Patentschrift 263 118. Mit solchen Mitteln hat man zwar in dynamischer Beziehung eine gewisse Verbesserung erzielt, indem nunmehr die wirksamen Kräfte in einer günstigeren Verteilung am Umfang angreifen als dies bei den bis dahin gebauten Motoren der Fall war. Die wesentliche Forderung, daß in der Ständerbohrung ein umlaufendes Drehfeld besteht, ist aber nicht mehr erfüllt, so daß die Größe des Einlauf- und des Synchrondrehmoments ungünstig beeinflußt wird. Man kann mit einer derartigen Anordnung den theoretischen Idealfall nur annähernd aber nicht vollständig erreichen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Motor der eingangs geschilderten Art mit vollständiger Polbesetzung anzugeben, dessen Her-Stellung sich möglichst einfach gestaltet.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß die Anzahl der Hauptpole und die Anzahl der Hilfspole jeweils gleich ist der Anzahl der Läuferpole, daß Haupt- und Hilfspole gleicher Polaritat aus einem gemeinsamen Ständerblech herausgebogen sind, wobei die Hauptpole so abgebogen sind, daß sie das Kurzschlußelement umfassen und radial am Luftspalt enden, während die Hilfspole von jeder Seite her nur bis etwa zur Ständermitte unter Einhaltung eines gegenseitig isolierenden Abstandes in die Erregerwicklung hineinragen, und daß die Hilfspole zu den Hauptpolen des gegenüberliegenden Ständerpolblechs in Umfangsrichtung versetzt gegenüberstehen.

Durch diese konstruktive Ausbildung ist es möglich, auch für einen Motor mit vollständiger Polbesetzung im Ständer das zum Betrieb des Motors notwendige Kupfer für die Hilfspole unterzubringen und dennoch sowohl Hauptpole als auch Hilfspole aus nur einem Ständerblech abzubiegen. Hierdurch wird eine einfache Herstellung des Motors bei gleichzeitig vermindertem Aufwand ermöglicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt.

F i g. 1 und 2 zeigen Schnitte durch einen Motor, wobei F i g. 1 ein Schnitt durch F i g. 2 längs der Linie I-I ist;

in F i g. 1 sind der Übersichtlichkeit halber nur die in der Schnittebene liegenden Polzinken dargestellt;

F i g. 3 zeigt eine Abwicklung der Ständerpole mit Eintragung der elektrischen Winkel, welche die einzelnen Polzinken miteinander einschließen.

Mit 1 und 2 sind die Ständerbleche der beiden Polaritäten bezeichnet. Zwischen diesen Ständerblechen liegt die Erregerspule 3. Aus den Ständerblechen sind die Hilfspole 4 und 5 sowie die Hauptpole 6 und 7 herausgebogen. Die Hauptpole 6 und 7 umgeben durch zweimaliges Abbiegen die Kurzschlußringe 8 und 9. Der Läufer des Motors ist mit 10 bezeichnet und auf der Welle 11 angebracht, welche an den Stellen 12 und 13 in den Ständerblechen 1 und 2 gelagert ist. Der Abstand zwischen einem Haupt- und einem Hilfspol der gleichen Polarität beträgt in elektrischen Graden (180—φ), während der Abstand zweier Hauptpole gleicher Polarität 360° beträgt, wie aus F i g. 2 zu ersehen ist.

Die Lage der einzelnen Pole zueinander ist noch genauer aus der in F i g. 3 dargestellten Abwicklung der Ständerpole zu ersehen. Demnach beträgt der Abstand zwischen den Hauptpolen 6 und 7 unterschiedlicher Polarität 180°. Der Abstand zwischen dem Hauptpol 6 und dem Hilfspol 5 beträgt (180—ψ). Sowohl zwei aufeinanderfolgende Hauptpole gleicher Polarität als auch zwei aufeinanderfolgende Hilfspole gleicher Polarität sind um 360° voneinander in Umfangsrichtung getrennt.

Der Läufer 10 des Motors ist als zylindrischer Läufer aus hartmagnetischem Material (Oxyd oder Ferrit) ausgebildet. Die Pole sind aufgeprägt, und zwar vorzugsweise in axialer Richtung. Der Abstand zwischen zwei Läuferpolen beträgt jeweils 180°.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Wechselstromkleinstmotor, dessen Ständerpole als Spaltpole mit unbelasteten Hauptpolen und durch Kurzschlußelemente belasteten Hilfspolen ausgebildet sind, wobei der Abstand zwischen je zwei Hauptpolen verschiedener Polarität 180°el ist, während der Abstand zwischen einem Hauptpol und dem zugehörigen Hilfspol (180—y)°el beträgt, worin ψ der zeitliche Phasenverschiebungswinkel zwischen den Magnetflüssen im Hauptpol einerseits und im Hilfspol andererseits ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Hauptpole und die Anzahl der Hilfspole jeweils gleich ist der Anzahl der Läuferpole, daß Haupt- und Hilfspole gleicher Polarität aus einem gemeinsamen Ständerblech herausgebogen sind, wobei die Hauptpole so abgebogen sind, daß sie das Kurzschlußelement umfassen und radial am Luftspalt enden, während die Hilfspole von jeder Seite her nur bis etwa zur Ständermitte unter Einhaltung eines gegenseitig isolierenden Abstandes in die Erregerwicklung hineinragen, und daß die Hilfspole zu den Hauptpolen des gegenüberliegenden Ständerpolblechs in Umfangsrichtung versetzt gegenüberstehen.

2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten des Läufers je ein Kurzschlußring angeordnet ist, welcher jeweils sämtliche belasteten Polzacken der betreffenden Ständerhälfte umfaßt.

3. Motor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ständerspule außerhalb der Kurzschlußringe angeordnet ist.

nahe zusammen, daß der notwendige Kupferquerschnitt zur Belastung der belasteten Polzinken nicht mehr unterzubringen wäre und der Motor somit nicht funktionsfähig wäre.

Die folgenden theoretischen Erörterungen dienen zur Klarstellung des Ausbaus eines Motors mit vollständiger Polbesetzung im Ständer.

Ein Motor der oben angegebenen Art kann dann ein ideales Kreisdrehfeld entwickeln, wenn der räumliehe Abstand zwischen einem Hauptpol und dem zugehörigen Hilfspol über 90° el hinaus auf (180—<p)° el vergrößert wird und wenn zugleich dafür gesorgt wird, daß die Kraftflüsse in Haupt- und Hilfspol gleich groß sind. Außerdem wird dabei eine räumlich und zeitlich sinusförmige Feldverteilung vorausgesetzt. Die zuletzt genannte Voraussetzung kann in der Praxis nicht genau erfüllt werden, d. h., die genannte theoretische Beziehung gilt nur in gewisser, jedoch praktisch ausreichender Annäherung. Als Maß für die elektrischen Grade wird der polarisierte Läufer angenommen, dessen Pole sämtlich in gleichem Abstand voneinander angeordnet sind, wobei der räumliche Abstand zwischen einem Nordpol und dem benachbarten Südpol mit 180° el fortgesetzt ist. Nachstehend ist die PoI-anordnung und Polfolge gemäß den genannten theoretischen Grundlagen für einen Spaltpolwinkel φ von 45° angegeben, wobei die Ständerhälften entgegengesetzter Polarität mit A bzw. B bezeichnet sind.