DE1438581A1

DE1438581A1 - Selbstlaufender Synchronmotor

Info

Publication number: DE1438581A1
Application number: DE19601438581
Authority: DE
Inventors: Pierre-F Pfister; Kurt Ruebner
Original assignee: Sonceboz SA
Current assignee: Sonceboz SA
Priority date: 1960-02-13
Filing date: 1960-03-02
Publication date: 1969-01-02
Also published as: US3181019A; CH379626A; GB917729A

Description

Socie'te' Industrielle de Sonceboz S.A. Sonceboz /J.B. Selbstlaufender Synchronmotor.

Synchronmotoren haben für viele Anwendungen den wichtigen Vorteil, dass sie mit konstanter Drehzahl laufen, hingegen den Nachteil, dass sie besondere Massnäimen erfordern» damit sie anlaufen.

Es sind Selbstlaufende Synchronmotoren bekannt, in welchen der lotor in einem ein Drehfeld erzeugenden Stator angeordnet ist und zwei Organe aufweist, von denen das eine als Dauermagnet ausgebildet ist, als Synchronläufer arbeitet und aus praktisch wirbel stromfrei em Material besteht.

So ist in der schweizerischen Patentschrift Nr. 339 663 ein selbstanlaufender Synchronmotor dieser Art beschrieben, der ein au3 stroaleitendeai Stoff bestehendes Organ besitzt, welches Organ während des Anlaufens als ein Kurzschlussanker arbeitet. Bas stromleitende Organ sowie das einen Dauermagnet aufweisende Organ Schi/Ba/32.032

BAD

β O M© t/O tOt

bestehen aus mindestens einem Ring und diese beiden OrganeiMnd auf einer aus "nicht magnetischem Stoff bestehenden Nabe koaxial_: befestigt. 1438681

Nachteilig ist hierbei, dass das aus einem stromleitenden Stoff bestehende Organ nur während des Anlaufens ein Drehmoment erzeugt, und wenn der Rotor mit der synchronen Drehzahl umläuft, das synchrone Drehmoment um den Betrag verringert wird» der notwendig ist, um das asynchrone Organ mitlaufen zu lassen.

Die Erfindung bezweckt die Beseitigung dieser Kachteile. Sie hat einen selbstlaufenden Synchronmotor der genannten Art zum Gegenstand, der gekennzeichnet ist durch eine Kombination der folgenden, einzeln bekannten Merkmale, nämlich:

a) das andere .Organ besteht aus hysteretischen Stoff, und arbeittet als Hystereseläufer;

b) die genannten Organe sind als mindestens ein Ring ausgebildet;

el die genanntsi Organe sind koaxial auf einer aus nicht magnetischem Stoff bestehenden und auf der Welle festsitzenden Scheibe befestigt.; : :

Ein magnetischer Werkstoff ist um so geeigneter für den Hysteresemotor, je grosser seine Hystereseschleife ist. Der Kürze halber werden deshalb solche Werkstoffe mit. grosser Hysterese-" schleife in der Folge als hysteretisehe Stoffe bezeichnet, fixt die Verwendung solcher Stoffe in einem Hysteresemotor ist die Form äer Hystereseschleife und/die Lage des Arbeitspunktes von Bedeutung.

Beiliegende Zeichnung stellt einige Ausführurgsbeispiele

— 3 des 'ErfiilAlngsgegenstandes dar. Ss aeigen:

die Fig, Leine Stirnansicht eines mit Einphasenwechselstrom ge~ spiesenen Motors;

die Fig. 2 und 2a einen teilweisen Längsschnitt bzw. sine Stirnansicht des Läufers dieses Motors;

die Fig. 3 und 4 äfiLiche teilweise Längsschnitte iron Ausführungsvarianten;

die Fig. 5» 6 und 7 teilweise Längsschnitte von weiteren Ausführungsvarianten; .

die Fig. 8 und 8a einen teilweisen Längsschnitt bzw. eine Stirnansicht des Läufers dieses Motors;

die Fig. 9 und 10 ähnliche teilweise Längsschnitte von Ausführuiggsvarianten, - ,

Der ija Fig. 1 dargestellte Motor weist einen ö-förmigen Statorkern 1 auf, der aus durch Schrauben 5 zusammengehaltenen Blechen besteht und der die mit EinphasenwecLselstroia gespiesene Feldspule 2 trägt.

Dieser Statorkern 1 bildet zwei Paare von Polstücken 3, 3^f und 4, 4', die einander gegenüber liegen und zwischen denen der Läufer 7 drehbar gelagert ist. Auf jedem von zwei entgegengesetzten und zu verschiedenen Polen gehörenden Polstücken, nach Fig. 1 auf den Polstücken 3¹ und 4, ist ein Ring 6 bzw* 6' aus gut stromleitendem, aber nicht magnetischem Werkstoff, wie Kupfer oder Messing angeordnet. Diese an sich bekannte Maasnahme gestattet die Schaffung eines Drehfeldes zwischen den Pols tacken zum Antrieb des Läufers 7. Der durch -die Spule 2 im Statorkern 1 erzeugte magnetische V-echselfluss induziert nämlich in den Bingen 6 und 6^f Strö-

BAD ORiQiNAl,

me, die zum Speisestrom um 90° phasenverschoben sind und diese

Ströme erzeugen ihrerseits einen lechselfluss dtr ism induiie-

renden Weckseifluss um 90° phasenverschoben ist, sodass man es

J§ mit zwei zeitlich und örtlich 90° gegeneinander versetzten Ifech?

τ- selflussen zu tun hat, die bekanntlich ein Drshfeld bilden.

Bei allen nachfolgend im einzelnen beschriebene! Ausführungen ist der Läufer so ausgebildet, dass er beim Anlaufen als Hystereseläufer und beim Erreichen des Synchronismus als Hystereseund Synchronläufer arbeitet.

In der Ausfuhrungsform nach den Fig. 2 und 2a weist der läufer einen als Träger dienenden Körper 8 auf, welcher auf einer Welle 9 sitzt, Dieser Körper 8 ist vorzugsweise aus Leichtmetall, wie z,B. Aluminium,' hergestellt, kann aber statt dessen auch aus einem genügend steifen Kunststoffpressiing bestehen.

Auf dem Läuferkörper 8 sind hintereinander ein Ring 10 und ein Hing 11 gegen eine Wulst aufgepresst und danach durch, den u*- gebördelten Band 8¹ bzw. 8^M gegen Verschiebung gesichert. Der Bing 10 besteht aus einem hystere ti sehen Stoff z.B. aus einer Bisen-Aluminium-Nickel-Legierung mit Zutaten wie Kupfer» Tltan und Kobalt. Dieser Ring wird durch Sintern geformt. Der Bing 11 besteht aus einem Dauermagneten. Dieser Dauermagnet weist einen praktisch wirbeis tromfr ei en Stoff auf und wird ebenfalls durch Sintern geformt.

Aus obigem ergibt sich, dass der Läufer zwei Organe aufweist, die in elektrischer Hinsicht auf verschieden! Art wirkeaa sind. Das erste Organ besteht aus einem Ring 10 und arbeitet als Hystereseläufer eines Hysteresemotor, während das fweite Organ aus dem Dauermagneten 11 besteht und als Läufer eines Synchron- _%.\

80880f/0101

τ- bo tors arbeitet. Beis^nlauf treibt das hysteretisehe Drehmoment

'*£* den Botor in bekannter Weise an. Im Synchronlauf wird der Dau emagnetring 11 durch das Drehfeld mit genommen, und auf diese Weise wird das Betriebsdrehmoment von beiden Hingen erzeugt.

In der AusführungsVariante nach Fig. 3 sind auf dem Läuferkörper 8 hintereinander als das eine Organ ein erster Dauermagnet 11, als das'andere Organ ein aus hysteretischem Stoff bestehender Ring 10 und ein* Jauermagnet 11a angebracht, dessen Pole auf diejenigen des Dauermagneten 11 ausgerichtet sein können.

In der Variante nach Fig. 4 sind auf dem Läuferkörper 8 hintereinander ein er st er aus hysteretischem Stoff bestehender Pang 10, ein Dauermagnet 11 und ein zweiter aus hysteretischem Stoff bestehender Ring 10a angebracht.

Die Fig. 5» 6 und'T zeigen Ausführungsvarianten, «eiche bzw. den Varianten gemäss Fig. 2, 3 und 4 entsprechen. In dieser Ausführungsform werden die Ringe 10 unü 11 auf dem Läuferkörper 8 lediglich aufgepresst. Der Läuferkörper 8 besitzt keinen umgebördelten Rand.

Bei dtn Ausführungsformen gemäss Fig. 8, 9 und 10 weist der Läufer tinen als Träger dienenden Körper 1% auf, der eine zu seiner Befestigung auf einer Welle dienende Nabe besitzt und zur Verringerung seines Gewichtes Löcher 13 hat. Dieser Körper ist vorzugsweise aus Leichtmetall, wie z.B. Aluminium hergestellt, könnte aber statt deteea auch aus einem genügend steifen Kunststoff pressling be·teilen. Die Anordnung der Binge 10 und 11 in den Fig. 8, 9 und XO tntaprioht bin. der Anordnung in den Fig. 2, 3 und 4.

BAD Q^GiNAL.

etttet/etst

Obwohl vorstehend nur von Einphasenstrom-gespiesenen, selbstanlaufenden Synchronmotor en die Rede war, könnten die beschriebenen Läufer auch bei solchen Motoren des gleichen Typs verwendet werden, die mit mehrphasigem Wechselstrom gespiesen werden.

BAD

50»9Qt/0201

Claims

( I^Selbstanlaufender Synchronmotor, in welchem der Rotor in einem ein Drehfeld erzeugenden Stator angeordnet ist una zwei Organe aufweist, τοη denen das eine als Dauermagnet ausgebildet iet, als Synchronläufer arbeitet und aua praktisch wirbeistromfreiem Material besteht, gekennzeichnet durch eine Kombination der folgenden, eineein bekannten Merkmale:

a) das andere Organ besteht aus hystereti scheu Stoff und arbeitet als Hystereseläufer;

b) die genannten Organe sind als mindestens ein Ring ausgebildet;

c) die genannten Organe sind koaxial auf einer aus nichtmagnetischeitt Stoff bestehenden und auf der Welle fest sitzenden Scheibe befestigt.

II. ifotor nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Scheibe, zwischen inren Random hintereinander ein aus hyeterotischem Stoff bestehender Ring und ein Daueriaagnetring befestigt sind.

III. Motor nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Scheibe, zwischen ihren Rändern hintereinander ein Daueraagnetring, ein aus hysteretischem Stoff bestehender Ring und ein zweiter Dauermagnetring befestigt sind.

IY. üotor nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Scheibe, zwischen ihren Rändern hintereinander ein aus hysteretischea Stoff bestehender Ring, ein Dauermagnetring und ein zweiter aus hysteretischem Stoff bestehender Ring befestigt sind. ^*^L

80*901/0501

Υ» Motor nach Patentanspruch I₁ dadurch gekennzeichnet,

dass die Binge auf der Scheibe gegen eine Wulst aufgepresst sind,

VI. Uotor nach Patentanspruch I» dadurch gekennzeichnet, dass die Binge auf der Scheibe gegen eine Wulst aufgepresst sind und durch nachträgliches Umbördeln der Bänder der Scheibe festgehalten sind.

VII* Motor nach Patentanspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, dass dtr hyeterttische Stoff eine Eisen-Aluminium-Nicktl-Legi·- rung alt Zutaten τοπ Kupfer, Titan und Kobalt ist.

80*90t/Q201