DE1638343B1

DE1638343B1 - Single-phase asynchronous micro motor

Info

Publication number: DE1638343B1
Application number: DE1968K0064905
Authority: DE
Inventors: Pavel Ivanovic Kostrauskas; Rimantas-Ionas Dominin Mukulis; Teodoras Teodorovi Simkevicjus
Original assignee: Kauno Technologijos Universitetas
Current assignee: Kauno Technologijos Universitetas
Priority date: 1968-03-01
Filing date: 1968-03-01
Publication date: 1970-03-12

Description

Die Erfindung betrifft einen Einphasen-Asynchronkleinstmotor ohne Anlaßwicklung bzw. Abschirm-oder Kurzschlußwindungen mit ausgeprägten, breiten, mit einer Feldwicklung versehenen Hauptpolen und mit ausgeprägten schmalen, symmetrisch ausgebildeten wicklungslosen Hilfspolen und einem asymmetrischen magnetischen Eisenweg zur Bildung von zum Hauptfluß des Motors räumlich und zeitlich verschobenen Magnetflüssen zwecks Bildung eines elliptischen Drehfeldes.The invention relates to a single-phase asynchronous micro motor without Starting winding or shielding or short-circuit windings with pronounced, wide, with a field winding provided main poles and with pronounced narrow, symmetrical trained winding-less auxiliary poles and an asymmetrical magnetic iron path for the formation of magnetic fluxes that are spatially and temporally shifted to the main flux of the motor for the purpose of creating an elliptical rotating field.

Die bekannten Spaltpolmotoren, die zur Erzeugung eines elliptischen Drehfeldes mit ausgeprägten gespalteten Polen ausgeführt sind und auf einem Teil jedes Pols eine Kurzschlußwicklung tragen, lassen sich auf Grund der zusätzlichen Verluste in der Hilfswicklung nur niedrig ausnutzen.The well-known shaded pole motors used to generate an elliptical Rotating field with pronounced split poles are executed and on one part each pole carry a short-circuit winding, can be due to the additional Use only a small amount of losses in the auxiliary winding.

P Es sind daher Kleinstmotoren ohne zusätzliche Abschirrnwicklungen entwickelt worden, bei denen allein durch besondere Gestaltung des Eisenweges im Ständer eine zum Hauptfluß zeitlich und räumlich verschobene Flußkomponente zur Erzielung eines elliptischen Drehfeldes erreicht wird. Dafür werden in der magnetischen Querachse des Motors Hilfspole vorgesehen. Diese sind beispielsweise bei einem aus der deutschen Patentschrift 720 789 bekannten Einphasen-Induktionsmotor so angeordnet, daß ihre Feldachse mit der Achse des Hauptfeldes einen Winkel von weniger als 901 elektrisch bildet. Das Anzugsmoment derartiger Motoren erweist sich jedoch in vielen Fällen als nicht ausreichend. P There have therefore been developed miniature motors without additional Abschirrnwicklungen in which only by special design of the iron path in the stator to the main flow a temporally and spatially shifted component of flux is achieved to obtain an elliptical rotating field. For this purpose, auxiliary poles are provided in the magnetic transverse axis of the motor. In a single-phase induction motor known from German patent specification 720 789 , for example, these are arranged in such a way that their field axis forms an angle of less than 901 electrical with the axis of the main field. However, the starting torque of such motors has proven to be insufficient in many cases.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anlaufeigenschaften, die Ausnutzung und den Wirkungsgrad von Kleinstmotoren der eingangs genannten Art zu verbessern.The invention is based on the object of the start-up properties, the utilization and efficiency of miniature motors of the type mentioned above to improve.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zum Ausbilden des asymmetrischen magnetischen Eisenweges Jochabschnitte unterschiedlichen Querschnitts in Verbindung mit asymmetrisch ausgebildeten Hauptpolen vorgesehen sind.This object is achieved according to the invention in that for training of the asymmetrical magnetic iron path yoke sections of different cross-sections are provided in connection with asymmetrically designed main poles.

Die Erfindung wird nun an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung, in der ein erfindungsgemäßer Einphasen-Asynchronkleinstmotor im Schnitt dargestellt ist, näher erläutert.The invention is now based on an exemplary embodiment with reference to the drawing, in which a single-phase asynchronous miniature motor according to the invention is shown in section, explained in more detail.

Der Kleinstmotor enthält einen gewöhnlichen Kurzschlußläufer 1 und einen Ständer mit ausgeprägten Polen. Die Form der Ständerhauptpole 3, die die Spulen einer Feldwicklung 2 tragen, ist wie bei allen Einphasen-Asynchronkleinstmotoren mit ausgeprägten Polen so gewählt, daß sie zur Verringerung höherer Harmonischer der magnetischen Induktion im Luftspalt beiträgt. Hilfspole 4 erzeugen die erforderliche magnetische Leitfähigkeit in der Motorquerachse, wodurch nicht nur das Anzugsmoment, sondern auch ein guter Wirkungsgrad gesichert wird.The miniature motor contains an ordinary squirrel-cage rotor 1 and a stator with salient poles. The shape of the stator main poles 3, which carry the coils of a field winding 2, is selected, as in all single-phase asynchronous micro motors with pronounced poles, so that it contributes to the reduction of higher harmonics of the magnetic induction in the air gap. Auxiliary poles 4 generate the required magnetic conductivity in the motor transverse axis, which not only ensures the tightening torque, but also good efficiency.

Das Verhältnis der Breite der Hilfspole 4 zur Breite der Hauptpole 3 muß im Bereich von 0,025 bis 0,85 liegen.The ratio of the width of the auxiliary poles 4 to the width of the main poles 3 must be in the range from 0.025 to 0.85 .

Ferromagnetische Nebenschlüsse 5 ermöglichen eine Erhöhung der Sättigung eines Jochabschnittes 6 mit verringertem Querschnitt sowie eine Vergrößerung der magnetischen Leitfähigkeit in der Querachse des Kleinstmotors. Der Hauptfluß 7 verläuft über den Jochabschnitt 6 mit verringertem Querschnitt und einen Jochabschnitt 8 mit vergrößertem Querschnitt, die zueinander in Reihe liegen. Daher eilt der Hauptfluß 7 gegenüber dem Magnetfluß 9, der sich über dem gesättigten Jochabschnitt 6 schließt, nach und gegenüber dem Fluß 10, der sich über dem ungesättigten Jochabschnitt 8 schließt, vor. Da die erwähnten Magnetflüsse 7, 9 und 10 im Luftspalt zeitlich und räumlich phasenverschoben sind, entsteht im Luftspalt ein elliptisches Drehfeld, das ein Anzu-Smoment hervorruft. Die gegenseitige Größe und Phasenlage der Magnetflüsse 7, 9 und 10 ist vom Längenverhältnis der Polbögen der Hauptpole 3 und der Hilfspole 4, vom Querschnittsverhältnis der Ständerjochabschnitte 6 und 8 sowie von der Form und dem Werkstoff der ferromagnetischen Nebenschlüsse 5 abhängig, wobei die Querschnitte der Jochabschnitte derart zu wählen sind, daß die inagnetische Induktion in diesen Jochabschnitten größer als diejenige Induktion ist, bei der ein maximaler Verlustwinkel in den Ständerjochblechen erreicht wird.Ferromagnetic shunts 5 make it possible to increase the saturation of a yoke section 6 with a reduced cross section and to increase the magnetic conductivity in the transverse axis of the miniature motor. The main flow 7 runs over the yoke section 6 with a reduced cross section and a yoke section 8 with an enlarged cross section, which lie in series with one another. Therefore, the main flux 7 leads to the magnetic flux 9 which closes above the saturated yoke section 6 and leads to the flow 10 which closes above the unsaturated yoke section 8. Since the aforementioned magnetic fluxes 7, 9 and 10 in the air gap are temporally and spatially phase-shifted, an elliptical rotating field is created in the air gap, which causes an approach torque. The mutual size and phase position of the magnetic fluxes 7, 9 and 10 depends on the length ratio of the pole arcs of the main poles 3 and the auxiliary poles 4, the cross-sectional ratio of the stator yoke sections 6 and 8 and the shape and material of the ferromagnetic shunts 5 , the cross sections of the yoke sections are to be selected such that the non-magnetic induction in these yoke sections is greater than that induction at which a maximum loss angle is reached in the stator yoke plates.

Entsprechend diesen Ausführungen und der jeweiligen Verwendung des Kleinstmotors können die Faktoren, die das Allzugsmoment beeinflussen, in weiten Grenzen geändert werden.According to these statements and the respective use of the The factors that influence the all-pulling torque can be varied in a wide range of micro motors Boundaries are changed.

Ein erfindungsgemäßer Kleinstmotor kann für Antriebe mit leichten Anlaufbedingungen (Ventilatoren, Plattenspieler, Saftpressen, Waschmaschinen usw.) verwendet werden, d. h., er kann den hierfür zur Verwendung gelangenden Einphasen-Asynchronkleinstmotor mit abgeschirmten Polen ersetzen. Dies ergibt einen wirtschaftlichen Gewinn, da die Ausnutzung der aktiven Materialien beim erfindungsgemäßen Kleinstmotor 1,5- bis 2,Ofach und der Wirkungsgrad 1,2- bis 1,8fach höher liegt als beim Motor mit abgeschirmten Polen.A miniature motor according to the invention can be used for drives with easy starting conditions (fans, turntables, juicers, washing machines, etc.), i. This means that it can replace the single-phase asynchronous miniature motor with shielded poles that is used for this purpose. This results in an economic gain, since the utilization of the active materials in the miniature motor according to the invention is 1.5 to 2.0 times and the efficiency is 1.2 to 1.8 times higher than in the motor with shielded poles.

Claims

Claim: Single-phase asynchronous miniature motor without starting winding or shielding or short-circuit windings with pronounced, wide main poles with a field winding and with pronounced, narrow, symmetrically formed winding-free auxiliary poles and an asymmetrical magnetic iron path for the purpose of forming magnetic fluxes that are spatially and temporally shifted to the main flux of the motor forming an elliptical rotating field, d a d u rch in that for forming the asymmetric magnetic iron path yoke portions of different cross sections (6, 8) are provided in connection with asymmetrically shaped main poles (3).