DE1613671B2

DE1613671B2 - Einphasen-asynchronmotor

Info

Publication number: DE1613671B2
Application number: DE1967G0049529
Authority: DE
Inventors: Doran David Sycamore 111. Hershberger (V.StA.)
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1966-06-07
Filing date: 1967-03-08
Publication date: 1976-05-13
Also published as: US3421034A; DE1613671A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Einphasen-Asynchronmotor mit einem um eine Rotationsachse umlaufenden Rotor, einem Statorkern, der einen Jochabschnitt und zahlreiche im Winkel angeordnete Zahnabschnitte aufweist, die mit dem Jochabschnitt verbunden sind und zahlreiche im Winkel angeordnete, Spulen aufnehmende Nuten sowie eine Bohrung zur Aufnahme des Rotors bilden, und mit zahlreichen verteilt gewickelten Spulengruppen, die jeweils wenigstens zwei in den Nuten angeordnete Spulen aufweisen zur Bildung von wenigstens zwei Magnetpolen, wobei jeder Pol mehr als zwei Nuten umfaßt und eine Polachse und eine Längsachse mit minimaler Reluktanz besitzt.

Ein derartiger Einphasen-Asynchronmotor ist in der USA.-Patentschrift 3 235762 beschrieben. Ein Asynchronmotor mit einem solchen Aufbau besitzt jedoch kein Anlaufmoment. Deshalb weist der bekannte Asynchronmotor Hilfswicklungen auf, die gegenüber der Hauptwicklung elektrisch verschoben sind, so daß der Motor schon im Stillstand ein Drehmoment entwickeln kann. Solche Motoren werden in großer Zahl verwendet, weil sie zuverlässig arbeiten.. Die Einphasen-Asynchronmotoren könnten jedoch noch weiter vereinfacht und ihre Wirtschaftlichkeit erhöht werden, wenn keine Hilfswicklungen be- nötigt werden, da diese aus teurem Leitermaterial j bestehen, viel Raum in den Statornuten wegnehmen und zusätzliche Arbeitszeit bei der Motorfertigung beanspruchen. Es sind zwar bereits Einphasen-Asyn-i chronmotoren ohne Hilfswicklungen bekannt (AIEE-Transactions, Mai 1944, Bd. 63, Seite 245),; bei denen die ausgeprägten Magnetpole asymmetrische Stirnflächen aufweisen, so daß ähnlich wie beim I Spaltpolmotor das Magnetfeld an einem Polende ge- j genüber dem anderen Polende geschwächt ist. Ein| derartiger Aufbau läßt sich jedoch nicht in sinnvoller I Weise auf Motoren mit verteilten Wicklungen übertragen, weil die Form der gestanzten Magnetbleche viel zu kompliziert werden würde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Einphasen-Asynchronmotor mit verteilten Wicklungen zu schaffen, der keine Hilfsphase besitzt und trotzdem einfach aufgebaut ist und einen verbesserten Wirkungsgrad hat.

Diese Aufgabe wird bei einem Einphasen-Asynchronmotor erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Längsachse in einem Winkel zwischen 20° und 70° elektrisch zu jeder Polachse in Drehrichtung angeordnet ist derart, daß die Querachse mit maximaler Reluktanz 90° elektrisch von der Längsachse des Magnetpols verschoben ist, daß ferner wenigstens einer der Zahn- und Jochabschnitte eine magnetische Ver-I engung mit großem Widerstand in der Nähe der Längsachse des Magnetpols aufweist und daß das Verhältnis der Querachsen-Magnetisierungsreaktanz zu der Längsachsen-Magnetisierungsreaktanz in dem Bereich von 0,25 bis 0,70 liegt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Motorbleche in einfacher Weise herstellbar sind und der Motor trotz fehlender Hilfswicklung hervorragende Betriebscharakteristiken hat, die sich in einem guten Anlaufmoment, einem kontinuierlichen Drehmoment-Drehzahlver-¹ lauf ohne Sattelmoment und einem Wirkungsgrad voni mehr als 40% zeigen. Diese Vorteile sind darüber hinaus erreichbar, ohne daß die bereits bestehenden Fertigungseinrichtungen und -techniken wesentlich geändert werden müßten. Auf Wunsch können auch die üblichen Kerne und Hauptwicklungen verwendet werden.

Die Erfindung soll an Hand der folgenden Beschreibung und Zeichnung verschiedener Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise schematische Endansicht des Stators und des Rotors, um ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung in einem zweipoligen Einphasen-Asynchronmotor zu zeigen,

F ig. 2 eine vergrößerte Teilansicht eines Teils einer Statorlamelle im Stator gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht von einem Teil des in Fig. 1 abgebildeten Statorkerns,

Fig. 4 eine charakteristische Drehzahl-Drehmoment-Kurve für Einphasen-Asynchronmotoren gemäß der Erfindung,

Fig. 5 ein Schaltbild, woraus ersichtlich ist, wie die Querachsen- und die Längsachsen-Magnetisierungsreaktanz für den Asynchronmotor gemäß Fig. 1 gemessen werden können,

Fig. 6 schematisch einen vierpoligen Einphasen-Asynchronmotor gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 7 eine teilweise schematische Endansicht von einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Bei dem in den Fig. 1,2 und 3 abgebildeten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen zweipoligen Einphasen-Asynchronmotor. Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß ein Stator 10 des Motors einen lamellierten Kern hat, der aus übereinandergeschichteten Lamellen aus magnetisierbarem Eisen, Elektrostahl od. dgl. besteht. Die Lamellen oder Bleche sind miteinander verbunden, was z. B. durch eine übliche Keil-Nut-Verbindung 11 geschehen kann. Der Kern hat einen magnetisierbaren Jochabschnitt 12 und mehrere nach innen vorspringende, winkelig gegeneinander versetzte Zahnabschnitte 13, die an dem einen Ende mit dem Jochabschnitt integral verbunden sind und vergrößerte Endteile 14 am anderen Ende haben, um eine den Rotor aufnehmende Bohrung 16 zu bilden. Die Abschnitte 12 und 13 bilden zusammen mehrere Spulen aufnehmende Nuten 17 (24 sind abgebildet), die Nuteneingänge 18 haben, die in Verbindung mit der Bohrung 16 durch benachbarte Endteile gebildet werden.

Der Kern des in Fig. 1 abgebildeten Ausführungsbeispiels trägt eine verteilt gewickelte Hauptfeldwicklung mit zwei Spulengruppen 21 und 22, die in den Nuten symmetrisch um eine Spulengruppenachse 23 bzw. 24 angeordnet sind, die egeneinander um 180° elektrisch an entgegengesetzten Zahnabschnitten 13a und 13 b verschoben sind. Jede Spulengruppe weist fünf konzentrisch angeordnete Spulen 25 bis 29 auf, die aus geeigneten Drahtwindungen gewickelt sind, um möglichst genau den wünschenswerten sinusförmigen Amperewindungsverlauf zu erhalten. Die Spulen in jeder Gruppe umspannen 3, 5, 7, 9 bzw. 11 Zahnabschnitte, um zwei Magnetpole mit zeitlich wechselnder Polarität zu ergeben. An Stelle einer zwei Magnetpole bildenden Hilfswicklung, die üblicherweise um 90° elektrisch von den Spulengruppenachsen 23 und 24 getrennt sind und normalerweise mit der Hauptwicklung für den Dauer- und/oder Anlaufbetrieb erregt werden, ist eine Anordnung vorhanden, die einen befriedigenden Anlauf- und Dauerbetrieb ohne die Hilfswicklung gewährleistet.

Insbesondere ist (Fig. 1) eine magnetische Verengung quer zum Jochabschnitt für jeden Magnetpol an einem vorbestimmten elektrischen Winkel Θ zur zugehörigen Spulengruppenachse in Drehrichtung (vgl. den Pfeil) des Rotors 30 um die Drehachse A. Diese Verengung ist einer ausgewählten Nut in jedem Magnetpol, z. B. der Nut 17a, zugeordnet und erzeugt eine bestimmte Querachse 31 mit maximaler Reluktanz an einer dazu um 90° elektrisch verschobenen Stelle. Die Verengung befindet sich somit im magnetischen Pfad des Querflusses, der während des Betriebs des Motors durch den Jochabschnitt fließt. Die 90° elektrisch werden von dem Mittelpunkt des Eingangs 18 in die Nut 17a gemessen. Auf diese Weise verläuft in dem Ausführungsbeispiel die Querachse zumindest theoretisch durch den Mittelpunkt des Eingangs in die Nut 176. Es ist ersichtlich, daß die Längsachse 36, wo die minimale Reluktanz auftritt, ihrerseits um 90° elektrisch von der Querachse (gemessen an der Bohrung) beabstandet ist und durch die im Jochabschnitt ausgebildete magnetische Verengung verläuft.

Die gezeigte Verengung hat die Form eines länglichen, im allgemeinen radialen und relativ engen Schlitzes 32, der auf der ganzen axialen Länge der übereinandergeschichteten Lamellen verläuft. Das äußerste Ende 33 des Schlitzes steht mit dem Außenrand des Statorkerns in Verbindung, wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich ist, und das innerste Schlitzende 34 endet in der Nähe des Mittelpunkts der gewählten Nut 17a. Dieser Schlitz kann zweckmäßigerweise während des Stanzens der Lamellen oder nach der Befestigung der Lamellen aneinander in den Jochabschnitt geschnitten werden. Obwohl dieser Aufbau zu einer Reluktanznut im Pfad des Querflusses führt, beeinträchtigt er nicht den Flußpfad für den Längsachsenfluß, so daß die Gefahr der Entstehung von Raumharmonischen für diesen Fluß verringert wird. Um sehr gute magnetische Verengungen zu erhalten, sollte die minimale Breite α des Schlitzes 32 (Fig. 2) nicht kleiner als 0,025 cm und vorzugsweise 0,075 cm oder größer für Kleinst- und Kleinmotoren sein. Außerdem sollte, wenn der Stator in einem Mantelgehäuse montiert wird, der einen in der Nähe des Endes 33 des Schlitzes 32 angeordneten Teil hat, der Mantel aus einem unmagnetischen Werkstoff hergestellt sein, so daß er nicht einen den Schlitz 32 umgehenden Magnetpfad herstellt.

Indem Ausführungsbeispiel der F ig. 1 und 2 befindet sich eine kleine sättigbare Brücke 37 zwischen dem Schlitzende 34 und der Spulen aufnehmenden Nut 17a, z. B. mit einer radialen Tiefe von 0,13 cm. Das Schlitzende 34 ist aufgeweitet, um einen längeren unmagnetischen Pfad über den Schlitz zu ergeben, so daß ein Teil des Querflusses durch die magnetische Brücke 37 gezwungen wird, um diese schnell zu sättigen. Obwohl theoretisch der Schlitz 32 vollständig durch den Jochabschnitt zwischen dem Außenrand des Kerns und der ausgewählten Nut 17 a verlaufen sollte, erlaubt die relativ enge Brücke 37 die Herstellung der einzelnen Lamellen in einem Stück und des lamellierten Statorkerns als einer einzigen einstückigen Einheit, ohne daß der Längsachsenflußpfad oder die Betriebseigenschaften des Motors stärker beeinflußt werden. Da die länglichen Schlitze 32 quer zu einem größeren Teil des Jochabschnittes verlaufen, wodurch die mechanische Festigkeit oder Starrheit des Kerns verringert wird, werden die Schlitze 32 vorzugsweise mit einem geeigneten unmagnetischen Bindemittel 38 wie einem ausgehärteten anhaftenden Epoxydharz gefüllt, um dem Kern die gewünschte Festigkeit zu verleihen. Dieses Bindemittel kann in ungehärteter Form leicht in die länglichen Schlitze 32 gefüllt werden, nachdem die Lamellen aufeinandergeschichtet ausgerichtet worden sind, aber bevor geeignete SpulennutauskJeidungen oder andere Spulenisolierungen und die Hauptwicklungsspulengruppen in den Spulen aufnehmenden Kernnuten angeordnet worden sind.

Es soll nun wieder ,iuf die bevorzugte Lage der

länglichen Schlitze 32 gegenüber den Spulengruppenachsen 23 und 24 eingegangen werden. Wie oben erwähnt, wird der elektrische Winkel Θ von der gegebenen Spulengruppenachse an der Bohrung zu dem Mittelpunkt des Eingangs 18 in die Spulen aufnehmende Nut 17a gemessen, die die ausgewählte Nut des Magnetpols ist, die dem innersten Ende 34 des länglichen Schlitzes 32 zugeordnet ist. Durch Abänderung des Jochabschnitts in dieser Weise wird eine Phasenverschiebung zwischen den beiden Flußkomponenten erzeugt, wobei das maximale Anlaufdrehmoment auftritt, wenn der Winkel Θ etwa 45° elektrisch beträgt. Es wurde festgestellt, daß das Anlauf drehmoment abfällt, wenn der Winkel von 45° abweicht, und daß ein praktisch befriedigender Betrieb für die meisten Verwendungszwecke erreicht wird, bei denen das Anlaufdrehmoment im abgewogenen Verhältnis steht zum Dauerbetrieb bei Vollast-Wirkungsgraden von gut über 40%, wenn der Winkel Θ etwa 20 bis 70° für einen gegebenen Pol beträgt. Wenn z. B. der 24fach genutete Kern des Ausführungsbeispiels betrachtet wird, sind die Nuten gleichmäßig voneinander getrennt und haben Nuteneingangsmittelpunkte, die um jeweils 15° elektrisch voneinander getrennt sind, wobei die Nuten 17 a um 57,5° elektrisch von den zugehörigen Spulengruppenachsen 23 und 24 entfernt sind. Selbst wenn sich die Winkellage des Schlitzes 32 in der Nähe der oberen Grenze dieses Bereiches befindet, zeigen die gemäß den Fig. 1,2 und 3 gebauten Motoren ungewöhnlich gute Drehmoment- und Laufeigenschaften.

Es sind Statoren für derartige Motoren mit einem Außendurchmesser quer zu einem Nutensatz von 13,70 cm und 15,25 cm quer zum anderen Satz gebaut worden. Der Bohrungsdurchmesser betrug 8,945 cm, während die Stapellänge etwa 2 cm betrug. Die Tiefe des Jochabschnitts schwankte von einem Minimum bei 1,52 cm bis zu einem Maximum bei 2,26 cm. Der längliche Schlitz 32 hatte die folgenden Abmessungen: 2,060 cm radiale Tiefe und 0,075 cm Breite α. Jede Spulengruppe bestand aus vier Spulen 26 bis 29 mit 24, 28, 34 bzw. 38 Windungen, wobei ein 0,0453-Aluminiumdraht einen Widerstand von 2,2 Ω hatte. Alle angegebenen Abmessungen und Meßwerte sind Nennwerte.

Der Rotor 30 war ähnlich dem abgebildeten und hatte 34 gleichmäßig getrennte Wicklungsnuten 43, die 0,63 cm tief und mit eingesetzten unmagnetischen Leitern 44 z. B. aus Aluminium, einer Käfigläufer-Sekundärwicklung gefüllt waren. Die Leiter, die um 15° abgeschrägt waren, waren an jedem Ende eines lameliierten Rotorkerns durch einen Endring 46 mit relativ hohem Widerstand verbunden. Die folgenden Angaben sind Durchschnittsleistungen für die getesteten Motoren: Vollast-Wirkungsgrad von 45,8 bei 3100 U/min, und 284 W abgebremstes Ausgangsmoment von mehr als 9,6 cmkp bei einer Drehzahl von etwa 2800 U/min, wobei die gesamte Drehzahl-Drehmoment-Charakteristik der Kurve 40 in Fig. 4 ähnlich war.

Bei der praktischen Erprobung wurde die allgemeine Reaktion festgestellt, daß, je niedriger das Verhältnis der Querachsen-Magnetisierungsreaktanz » Xmq« zu der Längsachsen-Magnetisierungsreaktanz »Xmd« ist, das Anlauf drehmoment um so größer, aber der Dauerbetrieb um so schlechter ist, d. h. der Dauerwirkungsgrad ist kleiner. Um vorteilhafte Ergebnisse durch ein abgewogenes Verhältnis zwischen dem Anlauf- und Dauerbetrieb für die meisten Zwecke zu erreichen, sollte das Verhältnis von »Xmq/Xmd«. 0,25 bis einschließlich 0,70 betragen.

Fig. 5 zeigt schematisch eine Möglichkeit, wie die Querachsen- und Längsachsen-Magnetisierungsreaktanz für die Verwendung in dem obenerwähnten Verhältnis bestimmt werden können. Als Beispiel soll der Statorkern von Fig. 1 genommen werden. Vor dem Einbau der Spulengruppen 21 und 22 wird eine verteilte Wicklung 41 symmetrisch entweder um die Querachse oder um die Längsachse angeordnet, was von der festzustellenden Reaktanz abhängt. Die Wicklung 41 wird so ausgewählt, daß sie eine ausgewählte Anzahl von effektiven Windungen pro Pol in einem ungefähr sinusförmigen Muster hat. Eine verteilte Wicklung 42, die von einem gewickelten Läufer getragen wird, wird mit der gleichen Anzahl effektiver Windungen pro Pol wie für die Wicklung 41 versehen. Der Läufer wird dann in die Bohrung des Stators so eingesetzt, daß die Polgruppenmittelpunkte der Wicklungen 41 und 42 radial übereinstimmen. Anschließend wird einer dieser Wicklungen Wechselstrom zugeführt, wobei die andere Wicklung einen Leerlauf darstellt und die Größe des zugeführten Stroms T₄ (Fig. 5) für die eine Wicklung und die Spannung V_s an der anderen Wicklung werden gemessen. Die Magnetisierungsreaktanz X_M für die gemessene Achse ist gleich Spannung V_s dividiert durch Strom I_A.

Falls beispielsweise die Längsachsen-Magnetisierungsreaktanz Xmd für den Statorkern von Fig. 1 bestimmt werden soll, kann eine Spulengruppe mit sechs konzentrischen Spulen symmetrisch um jede Nut 17 a so angeordnet werden, daß die Spulen 2, 4, 6, 8, 10 bzw. 12 Zähne umspannen. Wenn weiter angenommen sei, daß die gewählte Anzahl von effektiven Windungen pro Pol 100 beträgt, dann sollten die effektiven Windungen, die durch die einzelnen Spulen des Pols (von der Innen- zur Außenseite) erzeugt werden, folgende Werte haben: 8,627; 16,666; 23,570; 28,867; 32,198 und 16,666. Wenn ferner angenommen wird, daß der gewickelte Läufer 30 Nuten hat, wobei die Läuferwicklung 42 100 effektive Windungen pro Pol aufweist, dann kann jede Läuferspulengruppe aus sechs Spulen pro Pol mit folgenden effektiven Windungen, von innen nach außen, bestehen: 11,0; 15,86; 20,05; 23,36, 25,60 und 26,80. Wenn der Läuferwicklung ein Wechselstrom mit 115 V und 6 OHz zugeführt wird, werden der Läuferstrom I_A und die Statorwicklungsspannung V_s gemessen. Die Magnetisierungsreaktanz für die Längsachse Xmd wird dann gleich V_S/I_A. Die Querachsen-Magnetisierungsreaktanz kann in der gleichen Weise bestimmt werden, wobei die Wicklungen 41 und 42 radial mit der Achse der Nut 17b in Fig. 1 fluchten.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß neben anderen Vorteilen ein Motor mit einem Statoraufbau gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung einen angemessenen Anlauf- und Dauerbetrieb für viele Zwecke zeigt, ohne daß eine Hilfswicklung notwendig ist. Außerdem kann die bis jetzt zum Ausstanzen der einzelnen Lamellen verwendete Einrichtung weiterverwendet werden, und die diese Lamellen verwendenden Statorkerne können leicht abgewandelt werden, um gemäß der Erfindung aufgebaut zu sein, ohne daß eine vollständige Änderung des Lamellen- und Einrichtungsaufbaus notwendig ist.

Das führt seinerseits zur Einsparung sowohl bei der Einrichtung als auch beim Werkstoff und zu einem billigen Einphasen-Asynchronmotor. Es ist ferner ersichtlich, daß auch Motoren mit sowohl Hilfs- als auch Hauptwicklung gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel aufgebaut sein können, um das Anlaufdrehmoment für diese Motoren zu erhöhen, falls es gewünscht ist.

Es ist weiter ersichtlich, daß die Erfindung auch auf Statoren anwendbar ist, die in Elektromotoren mit mehr als zwei Polen Verwendung finden. In dieser Hinsicht zeigt Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Verbindung mit einem vierpoligen Elektromotor. Der Stator von Fig. 6 ist im wesentlichen gleich dem bereits beschriebenen, abgesehen von einem grundsätzlichen Unterschied im Aufbau und der Anzahl der Spulennuten, der Anzahl der Spulengruppen und der genauen Lage und Anordnung der magnetischen Verengungen des Jochs. Der Statorkern ist ein üblicher Kern mit 36 Nuten 17, deren Nuteingänge 18 um 20° elektrisch voneinander getrennt sind. Um vier Magnetpole auszubilden, hat die verteilte Hauptwicklung 4 übliche Spulengruppen 51 bis 54, wobei jede Spulengruppe durch 3 konzentrische Spulen 56 bis 58 gebildet wird, die symmetrisch um die Spulengruppenachse 59 angeordnet sind, die durch die Achse einer mittleren Nut 17 c verläuft. Die Spulen sind auseinandergezogen, um ungefähr einen sinusförmigen Amperewindungsverlauf zu ergeben, z. B. 24, 29 und 36 Windungen von der innersten bis zur äußersten Spule pro Gruppe.

In dem Ausführungsbeispiel von Fig. 6 wird die magnetische Verengung im Jochabschnitt in jedem Polbereich durch einen länglichen Schlitz 32a hergestellt, der sich vollständig über den Jochabschnitt erstreckt und mit der Spulennut 17a in direkter Verbindung steht. Auf diese Weise ist der Jochabschnitt im wesentlichen in vier ähnliche Segmente unterteilt. Entsprechend sollte zur Herstellung dieses Stators der Kern zuerst fest zusammengehalten sein, z. B. durch Keil-Nut-Verbindungen 11, und anschließend geeignet an jedem Polbereich gehaltert werden, wenn längliche Schlitze 32 a in den Jochabschnitt an den gewünschten Stellen eingeschnitten werden. Während der Kern noch festgehalten wird, wird ein ungehärtetes Bindemittel 38 zugeführt, und nachdem das Bindemittel ausgehärtet ist, kann der Kern ausgespannt werden, um den Stator fertigzustellen, d. h. um die Spulennutisolation und die Spulengruppen einzubauen.

Ein Vergleich der länglichen Schlitze 32a in Fig. 6 mit denen der Fig. 1 und 2 zeigt, daß die genauen relativen Lagen der magnetischen Verengungen und der zugehörigen ausgewählten Spulen aufnehmenden Nuten 17iz nicht fixiert sind, um die durch die Erfindung erreichbaren Vorteile beizubehalten. Zum Beispiel befinden sich in Fig. 6 die länglichen Schlitze 32 a parallel zur Spulengruppenachse für die Spulengruppe im gleichen Magnetpol und enden in Verbindung mit der ausgewählten Nut 17a an einer außermittigen Stelle. In diesem Ausführungsbeispiel befindet sich die Mitte des Eingangs der ausgewählten Nut 17a in einem elektrischen Winkel Θ von 60° von der Spulengruppenachse 59 in Drehrichtung des Rotors 30. In Fig. 6 erzeugen die magnetischen Verengungen die Querachse 31 in der Mitte des Zahnabschnitts 13 c im Winkel von 90° elektrisch zu dem Nuteingang der Nut 17a getrennt, wobei die Längsachse entlang der gestrichelten Linie 36 verläuft.

Fig. 7 zeigt einen Stator 60 für einen zweipoligen Einphasen-Asynchronmotor, der im wesentlichen dem in Fig. 1 beschriebenen ähnlich ist, abgesehen davon, daß der Stator 60 einen verbreiterten Zahnabschnitt 13 d in der Mitte jedes Magnetpols an Stelle drei kleinerer hat, die von der innersten Spule 25 umgeben sind. Außerdem ist eine magnetische Verengung in der Nähe der Querachse durch Weglassen der hinteren Spitze des Zahnabschnitts 13 d an einer Stelle 61 und durch Weglassen der vergrößerten Spitze an einer Stelle 62 für den Zahnabschnitt 13 d auf der anderen Seite der Querachse ausgebildet. Die Endteile 61 und 62 befinden sich daher in größerem Abstand von der Drehachse A als die übrigen Endteile. Der Unterschied kann beispielsweise 0,13 cm betragen. Auf diese Weise entsteht eine langgestreckte Bohrung. Durch diesen Aufbau wird ein vergrößerter Luftspalt mit hohem spezifischen Widerstand an dieser Stelle (z. B. über 50 Ω [mil ft]) und eine magnetische Verengung an der Bohrung primär im Pfad des Längsachsenflusses erreicht, um die Phasenverschiebung zwischen den beiden Flußkomponenten zu erhöhen. Damit die Seiten der Spulen und die gewöhnlichen Nutenkeile in den Grenzen der Nuten in der Nähe der Endteile 61 und 62 bleiben, können mehrere in dem Paket voneinander getrennte Lamellen mit Endlippen (in Vollinien abgebildet) ohne größere Verringerung des magnetischen Verengungs-Effekts verwendet werden, der durch Entfernung der Lippenteile von den anderen Lamellen an diesen Winkellagen entsteht.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 609 520/175

Claims

Patentansprüche:

1. Einphasen-Asynchronmotor mit einem um eine Rotationsachse umlaufenden Rotor, einem Statorkern, der einen Jochabschnitt und zahlreiche im Winkel angeordnete Zahnabschnitte aufweist, die mit dem Jochabschnitt verbunden sind und zahlreiche im Winkel angeordnete, Spulen aufnehmende Nuten sowie eine Bohrung zur Aufnahme des Rotors bilden und mit zahlreichen verteilt gewickelten Spulengruppen, die jeweils wenigstens zwei in den Nuten angeordnete Spulen aufweisen zur Bildung von wenigstens zwei Magnetpolen, wobei jeder Pol mehr als zwei Nuten umfaßt und eine Polachse und eine Längsachse mit minimaler Reluktanz besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse (36) in einem Winkel zwischen 20° und 70° elektrisch zu jeder Polachse (23) in Drehrichtung angeordnet ist derart, daß die Querachse (31) mit maximaler Reluktanz 90° elektrisch von der Längsachse des Magnetpols verschoben ist, daß ferner wenigstens einer der Zahn- und Jochabschnitte (12,13) eine magnetische Verengung (Schlitz 32; 32 a) mit großem Widerstand in der Nähe der Längsachse des Magnetpols aufweist, und daß das Verhältnis der Querachsen-Magnetisierungsreaktanz zu der Längsachsen-Magnetisierungsreaktanz in dem Bereich von 0,25 bis 0,70 liegt.

2. Einphasen-Asynchronmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Verengungseinrichtung ein sich quer durch einen größeren Teil des Jochabschnittes (12) erstreckender länglicher Schlitz (32; 32a) ist, von dem ein Ende (34) in der Nähe einer ausgewählten Spulen aufnehmenden Nut (17a) angeordnet ist.

3. Einphasen-Asynchronmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schlitz (32; 32 a) mit einem unmagnetischen Bindemittel (38) zur Erhöhung der Festigkeit des Jochabschnittes (12) gefüllt ist.

4. Einphasen-Asynchronmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß unter mindestens einem in der Nähe der Querachse (31) befindlichen Zahnabschnitt (13 c, 13 d) das von der Polachse (24) aus gesehen entgegengesetzt zur Drehrichtung befindliche Endteil (61, 62) des Zahnabschnittes (13 c, 13 d) im Sinne einer Vergrößerung des Luftspaltes bearbeitet ist.