DE1638469C3 - Selbstanlaufender Synchronmotor - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen selbstanlaufenden Synchronmotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solcher Motor bildet den Gegenstand des deutschen Patentes 15 38 027. Er weist zwei Hystereseringe sowie einen zwischen denselben befindlichen Dauermagnetring auf, dessen Polzahl gleich derjenigen des Ständers ist. Dadurch, daß die Hystereseringe einen größeren Außendurchmesser haben als der Dauermagnetring, läßt sich auch bei geringer axialer Länge des Läufers gewährleisten, daß der Läufer stets in Richtung des Drehfeldes anläuft.

Der im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen selbstanlaufenden Synchronkleinmotor derart zu verbessern, daß er ein merklich erhöhtes Drehmoment und verbesserte Synchroneigenschaften aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Hysteresescheibe in ihrem außerhalb des Dauermagnetrings befindlichen Teil mit Löchern versehen ist, die derart in gleichen Abständen von der Läuferachse angeordnet sind, daß sie den Magnetpolen radial gegenüberstehen.

Die Löcher bewirken eine gewisse Trennung der im Läufer induzierten Magnetpole, so daß der Läufer gegenüber dem Ständerfeld nicht so leicht schlüpfen kann und ein gewisser Reluktanzeffekt eintritt, der das Drehmoment merklich erhöht, sowie die Synchroneigenschaften verbessert.

Ein Synchronkleinmotor, dessen Läufer einen ringförmigen Dauermagnet und mindestens eine Hysteresescheibe aufweist, die in regelmäßigen Abständen voneinander mit ebensoviel Löchern gleichen Abstandes von der Rotorachse versehen ist, wie Magnetpole vorhanden sind, ist aus der DT-AS 11 89 645 bekannt. Die dort beschriebene Hysteresescheibe trägt auf ihrem Umfang einen Dauermagnetring bzw. Ringabschnitte. Der Dauermagnetring hat einen gleich großen Durchmesser wie die Hysteresescheibe. Infolgedessen fließt der Hauptteil des Magnetflusses von den Polen des oder _M der Dauermagnete unmittelbar zur Polplatte des Ständers, und es ergeben sich überwiegend die Eigenschaften eines Dauermagnetläufermotors, der bei dieser Konstruktion keinen so sicheren Selbstanlauf erwarten läßt

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind ähnlich wie in dem älteren Patent zwei gelochte Hysteresescheibe vorgesehen, zwischen denen sich der ringförmige Dauermagnet befindet Dadurch wird das Drehmoment gegenüber einer Anordnung mit nur einer Hysteresescheibe weiter erhöht

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 die Schrägansicht eines erfindungsgemäßen Läufers,

F i g. 2 eine Darstellung desselben Läufers in zerlegtem Zustand,

Fig.3 und 4 vergleichende Kennlinienfeder eines erfindungsgemäßen Motors und eines bekannten Motors gleicher Art

Der dargestellte Läufer besteht aus zwei Hysteresescheiben 9 und 9', die aus gehärtetem magnetischen SpezialStahl (z. B. Wolfram-Kohlenstoffstahl) hergestellt sind und mit so vielen Löchern 10 bzw. 10' versehen sind, als der zugeordnete Ständer Pole hat Die Löcher sind in gleichmäßigen Abständen in gleichem Abstand von der Rotorachse angebracht Die Hysteresescheiben 9 und 9' sind mittels eines unmagnetischen Materials 11 getrennt voneinander auf der Läuferwelle 12 befestigt

Zwischen die beiden Hysteresescheiben ist ein ringförmiger Dauermagnet 13 mit ebenso vielen Nordpolen und Südpolen auf der Außenseite eingefügt, wie der Ständer Pole hat. Die Magnetpole N, S des Dauermagneten sollen den betreffenden Löchern 10 und 10' der Hysteresescheiben 9 und 9' radial gegenüberstehen.

Wegen der Einwirkung des Dauermagneten 13 und der Löcher 10, 10' in den Hysteresescheiben 9, 9' kann der Läufer gegenüber dem Ständerfeld nicht so leicht schlüpfen und die Läuferdrehung bleibt mit dem Ständerdrehfeld synchronisiert, auch wenn die Last vergrößert wird.

Im allgemeinen ist es bei einem Synchronmotor, dessen Läufer Permanentmagnetpole aufweist, schwierig, den Motor anzulassen, dagegen läuft ein solcher Motor leichter an, wenn die Magnetpole im Läufer einen gewissen Schlupf zulassen. Bei dem soeben beschriebenen Läufer ist es möglich, daß der Dauermagnet 13 die meisten seiner Kraftlinien entweder nach links oder nach rechts durch die Löcher in den Hysteresescheiben schließt. Fallen dagegen die Magnetpole des Dauermagneten nicht mit den Löchern in den Hysteresescheiben zusammen und liegen z. B. in der Mitte zwischen den Löchern, schließen sich die Kraftlinien der Permanentmagneten über das Ständerblechpaket, weshalb der Läufer eines solchen Motors einen sehr schlechten Anlauf hat.

Deshalb sollte der Dauermagnet 13 nur so weit auf die Hysteresescheiben 9, 9' einwirken, daß die Größe des Schlupfes in denselben in gewissen Ausmaß gebremst wird. Für das Anlaufverhalten des Läufers ist es nicht gut, wenn die Magnetpole N, S des Dauermagneten 13 unmittelbar kräftig auf die Magnetpole des Ständers einwirken. Deshalb wird hier der Einfluß der Magnetpole des Dauermagneten im Läufer auf das magnetische Drehfeld des Ständers kleiner als der Einfluß der Hysteresescheiben 9,9' gemacht. Der Durchmesser des Dauermagneten soll deshalb geringer sein. Wenn andererseits der Durchmesser des Dauermagneten immer kleiner wird, nähern sich die Eigenschaften

denjenigen eines normalen Hysteresemotors, und der Selbstanlauf wird leicht, jedoch das synchrone Drehmoment gering.

Durch geeignete Wahl der Konstruktionsdaten kann eine vorteilhafte Kompromißlösung zwirchen diesen beiden sich ausschließenden Forderungen gefunden werden. Hierbei läßt sich erreichen, daß der Synchronmotor stets in gleicher Richtung anläuft und ohne nennenswerte Stöße glatt läuft

F i g. 3 und 4 zeigen vergleichende Kennlinien eines erfindungsgemäßen Hysteresemotors und eines bekannten Motors gleicher Größe In Fig.3 ist das Anzugsmoment des Motors in Ordinatenrichtung und die Betriebswechselspannung in Abszissenrichtung aufgetragen. Kurve A zeigt die Kennlinie des Motors bei Verwendung eines bekannten Läufers, Kurve B die Kennlinie für einen Läufer mit zwei Hysteresescheiben, jedoch ohne ringförmigen Dauermagnet und Kurve C die Kennlinie für einen Läufer nach Fig. 1 und 2.

Fig.4 zeigt entsprechende Kennlinien wie Fig.3, jedoch für das Bremsmoment.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Selbstanlaufender Synchronmotor, bei dem der Läufer in einem ein Drehfeld erzeugenden Ständer mit Spaltpolen angeordnet ist und mindestens einen Dauermagnetring, dessen Polzahl gleich derjenigen des Ständers ist, sowie mindestens eine mit dem Dauermagnetring unmittelbar anliegend fest verbundene Hysteresescheibe von größerem Außendurchmesser als der Dauermagnetring aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hysteresescheibe (9) in ihrem außerhalb des Dauermagnetrings (13) befindlichen Teil mit Löchern (10) versehen ist, die derart in gleichen Abständen von der Läuferachse angeordnet sind, daß sie den Magnetpolen (N, S)radial gegenüberstehen.

2. Motor nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß zwei gelochte Hysteresescheiben (9, 9') vorgesehen sind, zwischen denen sich der ringförmige Dauermagnet (13) befindet