DE1638343C2

DE1638343C2 - Single-phase squirrel cage micro motor

Info

Publication number: DE1638343C2
Application number: DE19681638343
Authority: DE
Inventors: Pavel Ivanovic Mukulis Rimantas lonas Domimnkovic Simkevicjus Theodoras Teodorovic Kaunas Kostrauskas (Sowjetunion)
Original assignee: Kaunasskij Pohtechniceskij mstitut, Kaunas (Sowjetunion)
Priority date: 1968-03-01
Filing date: 1968-03-01
Publication date: 1977-09-29

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Einphasen-Käfigläuferkleinstmotor der im Patentanspruch 1 angegebenen Gattung.The invention relates to a single-phase squirrel cage motor as defined in claim 1 specified genus.

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 aufgrund der zusätzlichen Verluste in der Hilfswicklung nur niedrig ausnutzen.The well-known shaded pole motors, which are used to generate an elliptical rotating field with pronounced split Poles are carried out and carry a short-circuit winding on a part of each pole, can Due to the additional losses in the auxiliary winding, only use it to a low degree.

Es sind daher Kleinstmotoren ohne zusätzliche Abschirmwicklungen 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 7 20 789 bekannten Einphasen-Induktionsmotor so angeordnet, daß ihre Feldachse mit der Achse des Hauptfeldes einen Winkel von weniger als 90° elektrisch bildet. Das Anzugsmoment derartiger Motoren erweist sich jedoch in vielen Fällen als nicht ausreichend.There are therefore miniature motors without additional shield windings have been developed in which Only through the special design of the iron path in the stand one to the main river in terms of time and space shifted flux component to achieve an elliptical rotating field is achieved. For this, in auxiliary poles are provided for the transverse magnetic axis of the motor. These are for example one of the German patent 7 20 789 known single-phase induction motor arranged so that their field axis with the axis of the main field electrically forms an angle of less than 90 °. The tightening torque of such However, motors prove to be insufficient in many cases.

Aus der US-PS 27 13 646 ist ein Einphasen-Käfigläufermotor der gattungsgemäßen Art bekannt, bei dem jeweils zwischen einem Hauptpol und dem in Drehrichtung benachbarten Hilfspol ein ferromagnetischer Nebenschluß solchen Querschnitts liegt, daß er bei steigendem Hauptfluß gesättigt ist. Damit soll aufgrund eines unterschiedlichen Flußanwachsens im Haupt- und Hilfspol ein Anlaufmoment in Richtung zu dem mit Nebenschluß versehenen Hilfspol erzielt werden.From US-PS 27 13 646 a single-phase squirrel cage motor of the generic type is known in which a ferromagnetic pole in each case between a main pole and the auxiliary pole adjacent in the direction of rotation Shunt of such a cross-section is that it is saturated with increasing main flow. This is supposed to be due to a different flux growth in the main and auxiliary pole a starting torque in the direction of that with Shunted auxiliary pole can be achieved.

Von diesem Stand der Technik ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Anlaufeigenschaften des Motors zu verbessern.Proceeding from this prior art, the invention is based on the object of the start-up properties to improve the engine.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.According to the invention, this object is achieved by the features characterized in claim 1.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist im Anspruch 2 ⁶S gekennzeichnet.An advantageous embodiment is characterized in claim ⁶ S. 2

Es ist zwar bei einem Asynchronmotor mit Käfigläufer und ausgeprägten, mit einer Feldwicklung versehenen Hauptpolen und ausgeprägten symmetrischen Hilfspolen bekannt, Jochabschnitte unterschiedlichen Querschnitts vorzusehen (US-PS 32 07 935). Es handelt sich jedoch im Gegensatz zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung nur um kurze Einschnürungen im Bereich der Hauptpole, die nicht den jeweiligen magnetischen Nebenschlüssen zugeordnet sind bzw. nicht diesen gegenüberliegen. Die Hauptpole des bekannten Motors besitzen die gleiche Breite wie die Hilfspole. Eine gewisse Unsymmetrie des Motoraufbaues folgt lediglich aus dem zu einer Polseite hin sich stark vergrößernden Luftspalt infolge der geneigt verlaufenden Hauptpolfläche und die entsprechend schräg eingelegten Spulen. Für die Entstehung eines Anlaufmometntes ist bei diesem Motor wesentlich die Ausbildung der Polflächen bzw. des Luftspaltes verantwortlich, d. h., daß der Reluktanzeffekt ausgenutzt wird. In den ausgeprägten Polen drängen sich die magnetischen Kraftlinien zusammen. Der unterschiedliche Luftspalt bedingt einen unterschiedlichen magnetischen Widerstand am Läuferumfang, wobei das magnetische Feld sich insbesondere einer Wanderung in die Pollücken widersetzt. Dies führt in Verbindung mit den schräg eingelegten Spulen zu einem zusätzlichen Drehmoment.It is true in an asynchronous motor with squirrel cage and pronounced, provided with a field winding Main poles and pronounced symmetrical auxiliary poles known, yoke sections different Provide cross-section (US-PS 32 07 935). However, it is contrary to the subject matter of present invention only to short constrictions in the area of the main poles, which are not the respective Magnetic shunts are assigned or not opposite them. The main poles of the known motors have the same width as the auxiliary poles. A certain asymmetry in the engine structure only follows from the air gap, which increases sharply towards one pole side, as a result of the inclined Main pole face and the coils inserted at an angle. For the creation of a starting torque In this motor, the formation of the pole faces or the air gap is essentially responsible, i. H., that the reluctance effect is used. The magnetic ones crowd in the pronounced poles Lines of force together. The different air gap causes a different magnetic resistance on the runner's circumference, with the magnetic field moving in particular into the pole gaps opposes. In connection with the diagonally inserted coils, this leads to an additional torque.

Beim Gegenstand vorliegender Erfindung wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale eine Verbesserung der Anlaufeigenschaften durch das an sich bekannte Verlustwinkelprinzip erreicht (US-Zeitschrift Transactions of the AIEE, Vol. 63 (1944), Seite 245). Bei dem bekannten Asynchronmotor mit stufenförmigem Luftspalt aufgrund der Ständergestaltung entsteht bei verschiedener Permeabilität des Ständerund des Läufereisens eine unterschiedliche Fiußdichte und somit eine Verschiebung des Flusses.When the subject matter of the present invention is characterized by the features characterized in claim 1 Improvement of the starting properties achieved through the well-known loss angle principle (US magazine Transactions of the AIEE, Vol. 63 (1944), p. 245). In the known asynchronous motor with stepped Air gap due to the stand design arises with different permeability of the stand and the runner's iron has a different flow density and thus a shift in the flow.

Die vorliegende Erfindung nutzt den Verlustwinkeleffekt durch die unterschiedliche Querschnittsgestaltung der Jochabschnitte derart, daß sich zeitlich — räumlich betrachtet — phasenverschobene Magnetflüsse ergeben, die das gewünschte elliptische Drehfeld bilden.The present invention uses the loss angle effect due to the different cross-sectional design the yoke sections in such a way that temporally - viewed spatially - phase-shifted magnetic fluxes result, which form the desired elliptical rotating field.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispieis unter Bezugnahme auf die Zeichnung, in der ein erfindungsgemäßer Einphasen-Käfigläuferkleinstmotor im Schnitt dargestellt ist, näher erläutert.The invention will now be based on an exemplary embodiment with reference to the drawing, in which a single-phase squirrel cage micro motor according to the invention is shown in section, explained in more detail.

Der Einphasen-Käfigläuferkleinstmotor enthält einen gewöhnlichen Käfigläufer 1 und einen Ständer mit ausgeprägten Polen. Die Form der Ständerhauptpole 3, die die Spulen einer Feldwicklung 2 tragen, ist wie bei allen Einphasen-Käfigläuferkleinstmotoren 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.The single-phase squirrel cage motor includes an ordinary squirrel cage 1 and a stator pronounced Poland. The shape of the stator main poles 3, which carry the coils of a field winding 2, is as in selected all single-phase squirrel cage motors with pronounced poles so that they can reduce contributes to higher harmonics of the magnetic induction in the air gap. Auxiliary poles 4 generate the required magnetic conductivity in the motor transverse axis.

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 lie.

Ferromagnetische Nebenschlüsse 5 ermöglichen eine Erhöhung der Sättigung eines Jochabschnittes 6 mit verringertem Querschnitt sowie eine Verzögerung der magnetischen Leitfähigkeit in der Querachse des Einphasen-Käfigläuferkleinstmoiors. 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 dein Fluß ίΟ, der sich über dem ungesättigten Jochabschnitt 8 schließt, vor. Da die erwähnten Magnetflüsse 7,9 und 10 im Luftspalt zeitlichFerromagnetic shunts 5 enable the saturation of a yoke section 6 to be increased reduced cross-section and a delay in magnetic conductivity in the transverse axis of the Small single-phase squirrel cage moiors. The main flow 7 runs over the yoke section 6 with reduced Cross-section and a yoke section 8 with an enlarged cross-section, which are in series with one another. Hence the main flux 7 lags behind the magnetic flux 9, which closes over the saturated yoke section 6 and across from your river ίΟ, which is above the unsaturated yoke portion 8 closes before. Since the mentioned magnetic fluxes 7, 9 and 10 in the air gap are temporal

und räumlich phasenverschoben sind, entsteht im Luftspalt ein elliptisches Drehfeld, das ein Anzugsmoment 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 magnetische induktion in diesen Jochabschnitten größer als diejenige Induktion ist, bei der ein maximaler Verlustwinkel in den Ständerjochblechenand are spatially out of phase, an elliptical rotating field is created in the air gap, which creates a tightening torque evokes. The mutual size and phase position of the magnetic fluxes 7, 9 and 10 is of the aspect ratio of the pole arcs of the main poles 3 and the auxiliary poles 4, from the cross-sectional ratio of the stator yoke sections 6 and 8 as well as on the shape and the material of the ferromagnetic shunts 5 depending, with the cross-sections of the yoke sections are to be selected in such a way that the magnetic induction in these yoke sections is greater than the induction at which a maximum loss angle in the stator yoke plates

erreicht wird.is achieved.

Ein erfindungsgemäßer Einphasen-Käfigläuferkleinstmotor kann für Antriebe mit leichten Anlaufbedingungen (Ventilatoren, Plattenspieler, Saftpressen, Waschmaschinen usw.) verwendet werden.A single-phase squirrel cage miniature motor according to the invention can be used for drives with easy starting conditions (fans, turntables, juice presses, Washing machines, etc.).

1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Small single-phase squirrel cage rotor with diametrical opposite, asymmetrically formed main poles carrying a field winding and with unwound auxiliary poles lying in the area of half the pole pitch, their pole arc length is smaller than that of the main poles, with each between a main pole and the neighboring Auxiliary poles each have a zygomatic arch, characterized in that two each other diametrically opposite zygomatic arches (6) one opposite the other diametrically opposite one Zygomatic arches (8) have reduced cross-section, such that they are saturated with a large main flow are.

2. Single-phase squirrel cage motor according to claim 1, characterized in that each zygomatic arch (6) has a smaller cross-section at the air gap ferromagnetic shunt (5) between the respective main (3) and auxiliary (4) pole assigned.