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Selbstanlaufender Synchronkleinmotor mit permanentmagnetischem
Läufer
Die Erfindung befaßt sich mit einem selbstanlaufenden, insbesondere
mit einem in einer bestimmten Richtung selbstanlaufenden Synchronmotor mit einem
dauermagnetischen Rotor, der längs seines Umfanges eine mehr oder weniger große
Zahl von Polen abwechselnder Polarität aufweist.
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Bei Synchronmotoren, die in einem reinen Wechselfeld betrieben werden,
muß man besondere Maßnahmen treffen, um sicri#crzustellen, daß sie anlaufen und
sich in der richtigen Lichtung drehen. Eine solche bekannte Maßnaame besteht z.3.
darin, uaij man auf dem Läufer außer den von den magnetisierten Bereichen eines
hochkoerzitiven magnetischen Werkstoffes erregten hauptpolflachen hilfspolflächen
geringer Koerzitivkraft vorsieht, welche auf einem neben dem Lüuferhauptpolflächenring
liegenden nilfspolläuferteil angeordnet sind.
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Zur Sicherung eines Selbstanlaufes in einer gewünschten Richtung,
ist es bekannt geworden, Hücklaufsperren für den Läufer des Synchronkleinmotors,
der zum. Antrieb von Uhren, Tarifapparaten oder dgl. dient, zu verwenden.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht in einer Weiterbildung
der bisher bekanntgewordenen selbstanlaufenden Synchronkleinmotoren mit permanentmagnetischem
Läufer in Bezug auf einen leisen, ruhigen Lauf bei geringstem technischen Aufwand
und bei geringster Störanfälligkeit. Die mit Rücklaufsperre
ausgerüsteten
bekannten Systeme haben den Nachteil des zusätzlichen Platzbedarfes und der Schaffung
eines gesonderten Elementes, das einen weiteren Angriffspunkt für Betriebsstörungen
bietet. Diese zuletzt genannten Nachteile zu beheben, ist ebenfalls eine Aufgabe
der Erfindung. Für einen selbstanlaufenden Synchronkleinmotor, insbesondere für
einen in einer bestimmten Richtung selbstanlaufenden Synchronkleinm.otor, mit einem
dauermagnetischen Läufer, der längs seines Umfanges Pole abwechselnder Polarität
aufweist, besteht danach uie Erfindung aarin, daß einer oder mehrere ode- jeder
der Ständerpole je zwischen dem Umfang des Läufers und der gegenüberliegenden Ständerpolfläche
eine in der Drehrichtung des Läufers fortschreitend abnehmende Luftspaltbreite und
fortschreitend abnehmende Reluktanz enthält. Die Erfindung sei nachstehend an Hand
der schematischen Zeichnungen für zwei beispielsweise Ausführungsformen im einzelnen
näher erläutert. Fig. 1 zeit eine Ausführungsform der Erfindung mit sprunghaft verlaufender
Luftspaltbreitenabnahme. Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung mit kontinuierlich
verlaufender Luftspaltbreitenabnahme. In Fig. 2 ist der Einfachheit halber nur ein
einzelner Statorpol über dem Läufer dargestellt. Der in den Zeichnungen dargestellte
Synchronkleinmotor enthält die Ständerpolstücke 1,2,3 und 4, bzw. 1b im Falle der
Fig. 2, und den Läufer 5, der im Falle der Fig. 2 die Bezeichnung 5b führt. Der
Läufer besteht in beiden Fällen aus einem Ring 6 und den magnetisierten Bereichen
N, S, N, S. An den Übergangsstellen dieser Bereiche können PollücXen 7 vorgesehen
sein, deren breite maximal bis zu 1/8 des Ringumfanges (6) bei vierpoligen Systemen
betragen kann. Der Hing 6 ist ein Dauermagnet,
z.B. aus Bariumferrit
mit kleiner Remanenz und hoher Koerzitivfeldstärke oder ein Dauermagnet z.B. aus
Al1ViCo mit hoher Remanenz und dafür kleinerer Koerzitivfeldstärke. Der Dauermagnetring
6 ist auf einem Kern 8 aus Aluminium oder sonstigem nichtmagnetisenem Material,
z.B. aus Kunststoff oder dgl., ausgebracht. Die Statorpole 1, 2, 3, 4 bzw. 1b sind
zweckmäßig aus Weicheisen und können vorteilhaft aus dem Gehäuse herausgezogen sein.
Die Erfindung ist aber nicht auf diesen Fall beschränkt. Die erwähnten Statorpole
können z.B. auch aufgenietet oder in sonstiger Weise am Gehäuse befestigt sein.
Der Selbstanlauf des Synchronkleinmotors wird erfinaungsgemäß durch eine Abnahme
der Reluktanz des Luftspaltes erreicht, wenn man längs des Luftspaltes im Sinne
der in Fig. 1 und Fig. 2 eingetragenen Drehpfeile fortschreitet. Im Falle der Fig.
1 hat der Luftspalt bis zur Stelle 9 die Breite s1 und nimmt an der Stelle 9 dann
nach links die kleinere Breite s2 an. Der Luftspalt hat über die Polteillänge b
die konstante Breite s1 und über die restliche Polteillänge a die konstante Breite
s2. Die Sprungstelle 9 von s1 auf s2 liegt bei der Ausführungsform nach Pig. 1 in
der Mitte c...d des Ständerpoles 1 (bzw. 2, 3, 4 etc.). Es ist jedoch vorteilhaft,
wenn die Sprungstelle etwas neben der Ständerpolmitte c...d liegt, so daß b größer
als a wird. Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform nach Fig. 2 verläuft die Luftspaltbreitenabnahme
von s1 auf s2 kontinuierlich. Dabei ist es zweckmäßig, wenn der Verlauf der örtlichen
Luftspaltbreiten eine gewölbte Kurve 10 ist, so daß der Höchstwert s1 an der rechten
Polkante und der Kleinstwert s2 an der linken Kante des Ständerpoles 1b liegt.
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Die Erfindung ist natürlich nicht nur auf den im Beispiel gezeigten
Fall
des 4poligen Synchronkleinmotors beschränkt. Sie bezieht sich vielmehr auf alle
Synchronkleinmotoren, die in einem reinen Wechselfeld z.B. von 40 bis 60 Hz, betrieben
werden und einen permanentmagnetischen Vielpol-Läufer enthalten. Bei den Ausführungsformen
sowohl nasch Fig. 1 als auch nach Fig:2 ist es vorteilhaft, s1 und s2 so zu wählen,
daß die größte Luftspaltbreite s1 etwa zwei=bis dreimal so groß ist wie die klein-
-ste Luftspaltbreite s2. Die Erfindung ist vorteilhaft verwendbar für Fernsteuerzweake
in der Regel= und Steuertechnik, zum .Antrieb von iTnren und Tarifapparaten, und
für die Messung und Registrierung zeitabhängiger Vorgänge. Ein besonderer Vorteil
der Erfindung ist gegenüber bekannten Systemen noch darin zu sehen, daß sie auf
die Verwendung von Kupferringen verzichten kann, was im Hinblick auf Gerätevetbilligung
sehr nützlich ist.