DE1908312C - Elektromechanische Einrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf dnc elcklromecha- von Fig. 1, wobol die Wicklungen schcmiittisch darnisehe Einrichtung, bei der ein Signalgenerator und gestellt sind,

ein Induktionsmotor in einem gemeinsamen Gehäuse FIgI 5 eine schematische Darstellung de«¹ Verdreh- und auf einer Welle angeordnet sind und dor Genera· tung der elektrischen Stromkreise, die in der hinrichtor eine Sekundärwicklung aufweist, Einrichtungen 5 tung von F i g, 1 enthalten sind^ und
dieser Art sind bereits bekannt und dienen insbesondere zum synchronen Umformen elektrischer Signale
in ein Drehmoment. Sie weisen beispielsweise einen

zwciphasigen, vierpoligen Induktionsmotor für

Fig. 6 eine Draufsicht auf die Einrichtung von Fig. I in natürlicher Größe. Das in den Figuren dargestellte Ausführungsbei-

„ . ..... ..„. spiel der Erfindung weist einen variablen Drchumfor-

400Hz Wechselspannung auf, der mit einem Ein- io mer in einer Kombination mit einem Induktionsphusengsncrator gekuppelt ist. Eine Phase des Motors Servomotor auf. Die erfindungsgcmliße Einrichtung hat einen Mittelabgriff und kann zur Gegentaklver- weist ein hohles, im wesentlichen zyünclerförmigcs sliirkung durch Transistoren verwendet werden. Die Gehiiuse 10 auf, das an einem Ende eine Wand 11 andere Phase besteht aus einer geleilten Wicklung, besitzt und au seinem anderen Ende durch einen die entweder parallel oder in Reihe geschaltet werden 15 Deckel 12 teilweise abgeschlossen ist. Um den einkann. Der Generator gibt ein einphasiges Ausgangs- stückigen Rotor für den Synchronmotor und den signal ab, das der Drehgeschwindigkeit proportional Induktionsmotor reibungsfrei zu lagern, ist ein ist. reibungsfreies Lager 14 in der Endwand III und ein

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die un- ähnliches Lager 15 axial einstellbar in dem Decke! erwünschte induktive Kopplung zwischen den Wick- ao 12 angeordnet.

lungen des Signalgenerators und Induktionsmotors Das Lager 15 ist in einer Aussparung im inneren

sowie den Einphasenbetrieb des Induktionsmotors zu Ende eines zylindrischen Halters angeordnet, der in vermeiden. eine axiale Bohrung 17 in dem Deckel 12 gleitbar an-

Eine elektromechanisch^ Einrichtung, bei der ein gepaßt ist. Das äußere Ende des Halters 16 erstreckt Signalgcnerator und ein Induktionsmotor in demsel- 25 sich in eine aufgeweitete Bohrung 18 in dem Deckel ben Gehäuse auf einer gemeinsamen Welle angeord- 12 und ist eng von einer Verschlußbuchse 19 um- net sind und der Generator eine Sekundärwicklung geben. Die Buchse hat einen Außendurchmesser, der aufweist, ist gemäß der Erfindung dadurch gekenn- merklich kleiner als der Durchmesser der blinden zeichnet, daß der mit einem Rotor versehene Induk- Bohrung 18 ist und wird darin durch einen unierteil· tionsniolor einen an dem Gehäuse angeordneten 30 ten und gebogenen nachgiebigen Schnappring 20 geStator mit einem genuteten Statorkern, eine Wick- halten. Wenn der Halter 16 axial in der Bohrung 17 lung auf dem Statorkern für eine konstante Wechsel- eingestellt ist, wird eine radiale Stellschraube 16' spannung und eine Steumvicklung auf dem Stator- (Fig. 2) gegen die Buchse 19 eingeschraubt, so daß kern für eine gesteuerte Wechselspannung aufweist, eine radiale Kraft auf den Halter 16 ausgeübt und daß ein Verstärker die Stcuerwicklung mit der Sekun- 35 dieser reibungsmäßig gegen eine Axialbewegung in därwicklung des Generators verbindet und daß die der Bohrung 17 festgelegt wird. Wicklung für die konstante Wechselspannung an Der Synchron- oder Steuerumformer weist einen

eine Wechselspannungsquelle angeschlossen ist. Stator, der zur Winkeleinstellung in dem Gehäuse 10

Die erfindungsgemäße Einrichtung schafft in vor- drehbar montiert ist, und einen Rotor auf, der in den teilhafter Weise eine Kombination eines Synchron- 4° Lagern 14 und 15 gelagert ist. Die Statoreinrichtung empfängers mit einem Servomotor, wobei eine uner- weist ein zylindrisches Gehäuse 21 auf, das auf unter

einem Abstand angeordneten Rippen 22 und 23 in dem Gehäuse 10 gelagert und durch eine wellenförmige federnde Beilagscheibe 24 an die Endwand 11 45 nachgiebig angedrückt wird. Die Beilagscheibe 24 sitzt zwischen einer äußeren Schulter an dem Gehäuse und einem unterteilten Haltering 25, der in einer Innennut in dem umgebenden Gehäuse angeordnet ist. Der Ring 25 kann durch einen starren Ring 26

36(V , vorzugsweise jedoch 120°, umspannt, und die 5° abgestützt sein, der einen kleineren Innendurchmes-Wicklungen für die konstante und die gesteuerte scr hat.

Fin Paket 27 ringförmiger Bleche aus magneti schem Werkstoff ist in dem Gehäuse 21 durch eim Verbindungsmasse oder auf andere Weise befestig 55 und ist in radialer Richtung genutet, so daß sich meh rcre radial nach innen ragende Pole ergeben. F.ini Wicklung 28, die aus drei in Sternschaltung mitein ander verbundenen Spulen besteht, ist auf bekannt* Weise um die Pole gewickelt und mit einer ähnlichci

I'ig. 2 eine HndansiclH von rechts der in Fig. 1 60 Statorwicklung in einem an einer entfernten Stell ge/eigien Hinrichtung, v.'obei ein Teil wcjjuebrochen angeordneten Synchrongeber verbunden.
ist, um einen Schnitt entlang der Linie 2-2 von Fig. 1 Eine spulenartige Wicklung29, die als Sekundär

darzustellen, wicklung eines Transformators wirkt, ist auf einer

F i g. 3 eine Teilansicht des in Fig. 1 gezeigten rohrförmigen Kern 30 aus magnetischem Werkslol Synchronmotor in gleichen) Maßstab, wobei andere 65 befestigt. Dieser Kern erstreckt sich durch den Staloi Teile tier Hinrichtung schcnialisch ge/.eigt sind, ring 27 und wird darin konzentrisch durch einen cir

I¹' ig. 4 eine Dctail-Hndansichl des am Rande ange- stückigen Flansch oder den Ständer 31 gehalten, de ordneten Sialorkcrns gesehen von tier rech ten Seite an dem Hnde des Gehäuses 21 eingesetzt oder b<

wünschte induktive Kopplung zwischen den Wicklungen des Synchronempfängers und des !nduktionsmotors und auch ein Einphasenbetrieb des Motors vermieden wird.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht der Stator des Induktionsmotors aus einem sektorförmigen, an der Außenseite angeordneten Statorkern, der einen Winkel von weniger als

Wechselspannung trägt. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

F.in Ausführungsbeisfiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. I einen Schnitt in vergrößertem Maßslab durch eine AusführungsForm der erfindungsgemäßen Hinrichtung, wobei der Schnitt entlang den Linien 1-1 der F i g. 2 und 6 genommen ist,

lsi Her Kern 30, 31 wird in dem Gehäuse i Axialbewegung festgehalten, indem er JaSjSSSrunS unterteile Haltering 33 « Werkstoff geger» ein« Schulter 32 ge-Kfwrd Gegebenenfalls kann der Kern 30 auf ffinnte Weise Fadial einstellbar montiert sein, bei^bCSeisc diidureh, daß der Flansch 31 etwas kleiner SÄ nc auf radialen Stellschrauben gelagert Α in dem Gcna.se U unter *, gegeneinander

^VCdie Winkellage der Statoreinrichtung in dem 10 einstellen zu können, ist ein äußerer

Aart wird Raum und Gewicht gespart. In der Ausführungsform weisl sie einen geblechten 8«» ncn Starkem 43 auf, der einen _fWinkevonuug »J !20° umspannt. Der Innenumfang J» Sljtorkcmk hat drei radiale Nuten ft,,c und rf, deren falls Nuten« und » au We₁SCn, so daß Pole I, 2, 3 und 4 gebildet werden, Stirnflächen der Außenfläche des

Rand angeordneten . Kern 45 Kreisbogen begrenzt sein.

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Ki.slclh.ng der Winkdtogc d=s Siuob bcjDj. den. Autasehäuse 10 kann durch am Umlang ~

SS3fS Sie wfcklung für die _e„,_Be_genge-

HS =2S|L|S"

dreht. Die Welle ist reibungsfrei an ihren Enden durch Lager 14 und 15 in dem Außengehause 10 ge-Dater de ene

_{us re} Wicklungen des

Claims (1)

1. 5 > 6

   net. Die Endwicklungen sind in derselben Richtung geber entspricht, der eine Wicklung aufweist, die von jedoch entgegengesetzt zu der mittleren Wicklung ge- einer Wechselstromquelle erregt wird. Bei der Drcwickclt. Um die Erzeugung einer Spannung und eines hung des Rotors in dem Geber in eine neue Stellung Stromes in den dancbcnliegcnden Wicklungen 28 und wird das in der Wicklung 28 erzeugte Magnetfeld 29 des Synchronumformcrs durch Induktion zu ver- 5 entsprechend gegenüber der Rotorwicklung 37 verhindern, die sich aus einem von den Wicklungen für schoben, und ein Strom wird in der Wicklung erdic Stcuerphasc des Motors erzeugten Streufluß er- zeugt. Dieser Strom erzeugt wiederum ein Magnetgibt, wird dieser Streufluß des einen Vorzeichens feld, das über den Kern 30, das Innengehäuse 21 und durch den des anderen Vorzeichens ausgeglichen. den Kern 27 auf die Wicklung 29 wirkt, so daß ein Auf diese Weise wird der magnetische Fluß, der tiie io elektrischer Strom in dieser Wicklung induziert wird. Wicklungen 49, 49a und 51, 51 α an die Wicklungen Der auf diese Weise in der Wicklung 29 erzeugte des Synchronumformers ankoppelt, durch den magne- Strom wird in dem Verstärker 48 verstärkt und der tischen Fluß entgegengesetzten Vorzeichens ausge- Steuerwicklung des Motors zugeführt. Die Quelle, glichen, der die Wicklungen 50, 5§a an die Wicklun- von der die Steuerwicklung auf diese Weise erregt gen des Synchronumformcrs ankoppelt Dies wird da- 15 wird, ist daher gewöhnlich um 90° gegenüber der Erdurch erreicht, daß die Gesamtlänge der Windungen rcgerquelle für die Wicklungen 46,47 der der kondcr Wicklungen 50, 5β α auf der an den Synchronum- stanten Wechselspannung phasenverschoben. Ein former angrenzenden Seite des Stalorkerns 45 etwa Magnetfeld wird in den Kernen 41 und 45 erzeugt gleich der Gesamtlänge der entsprechenden Windur.- und verläuft darüber hinweg, wobei die Richtung der gen der Wicklungen 49, 49a und 51, 51a gewählt 20 Phasenbcziehung des Eingangsstromes zu den Ströwird. Mit anderen Worten, die Windungszahl ist in men in den Wicklungen für die konstante und die den Wicklungen 50, 5§<i und in den Wicklungen 49, gesteuerte Wechselspannung abhängt. Dieser sich be-49 m und 51, 51 α so auf dem Statorkern 45 verteilt wegendc Fluß erzeugt in bekannter Weise ein Dreh- und angeordnet, daß die Wirkung des magnetischen moment oder einen Zug an dem becherförmigen Flusses der Wicklungen 50, 50a auf die Wicklungen 25 Zuganker 90. Dieses Drehmoment ist so gerichtet, des Synchronumwandlcrs im wesentlichen den ge- daß die Welle 39 und daher die Rotorwicklung 37 samten entgegengesetzten Fluß der Wicklungen 49, des Synchronumformers in eine neue Nullstellung gc-49 « und 51, 51a ausgleicht. Gemäß einem Aus- dreht wird, die der neuen Stellung des Geberrotors fühmngsbeispicl der gezeigten Einrichtung weist jede entspricht.

   der Wicklungen 49, 49a, 51, 51a einhundertzwei- 30 Wegen der im wesentlichen reibungsfreien Lageundscchzig Windungen auf, die in einer Form mit rung der Welle 39 und wegen des leichten Gewichtes einem Durchmesser von 8,1 mm, einer Breite von der kombinierten Rotoren für den Synchronumfor-4.8 mm gewickelt sind, und die Wicklungen 5·, 50a mcr und den Induktionsmotor ist nur ein relativ klcihaben zusammen zweihundert vierunddreißig Win- ncs Drehmoment notwendig, um die Welle 39 zu dredungcn, die in einer Form mit einem Durchmesser 35 hen, unabhängig davon, ob die Einrichtung clekvon 13,2 mm und einer Breite von 3 mm gewickelt irisch erregt ist. Dies trägt ebenfalls dazu bei. die sind. Reibung und die Trägheil des Rotors auf ein Mini-Ais weitere Schutzmaßnahme gegen eine schädliche mum herabzusetzen, und daher die Stabilität der Eininduktive Ankopplung des Synchronumformers, die richtung im Betrieb zu verbessern, wobei Schwingunvon der Wicklung 29 an die Wicklung für die Steuer- 4» gen des Rotors und eine über die Nullstellung des phase des Motors zurückgeführt wurde, ist eine Synchronumformers hinausgehende Bewegung des metallische Abschirmung 61 zwischen den Wicklun- Rotors vermieden wird.

   gen des Motors und dem Synchronumformer vorgc- Durch die neuartige räumliche Anordnung der

   sehen. Diese Abschirmung kann genutet sein, so daß Wicklungen für die konstante und für die steuerbare

   sie den Blechen des Statorkcrncs 45 entspricht, und 45 Wechselspannung auf einem scktorförmigcn Stalor-

   sie ist vorzugsweise um die frei liegenden Endwin- kern für den Motor wird die Erzeugung eines Dreh-

   dungcn der Moiorwicklungcn teilweise gelegt. momcmes und daher eine Drehung des Rotors bei

   Der Stator des Motors und die Abschirmung sind einem lünphascnbctrieb vermieden, wenn nur eine

   durch ein Abslandstück 56 voneinander getrennt und der Wicklungen erregt ist.

   durch Bolzen 58 auf einem Flanschbogcn 57 bcfcs- 50 du

   tigl. der radial von dem Außengehäuse 1· absteht. Patentansprüche:

   Wenn das Drehmoment oder die Bewegung des I. I lektromechanischc linriditung, bei der ein Rotors 40 sowohl auf ein Anzeigegerät od.dgl. ab Signulgcncrator und ein Induktionsmotor in auch auf den Rotor 37. 38 des Synchronumformcrs einem gemeinsamen Gehäuse auf einer gemein-Übertragen werden soll, kann dies dadurch erzielt wer- 55 samen Welle angeordnet sind und der Generator den. daß ein Zahnrad49 aus Leichtmetall, bcispicls- eine Sekundärwicklung aufweist, dadurch beweise Aluminium, auf der Welle38 befestigt wird. kennzeichnet .daß der mil einem Rotor (40) Das Zahnrad 59 kann dann an einem Ritzel 62 auf versehene Induktionsmotor einen an dom (ieeiner Welle angreifen, die durch eine Öffnung M in hiiiise (10. 56. 57) angeordneten Stator mil einem dem Deckel 12 (I ig. 2) verläuft. 60 iiußcrcn genuteten Slatorkcm (45), cine Wick-Im Betrieb, wenn die in Sternschaltung angcord- lung (46.47) auf dem Slatorkcrn (45) fm eine neu· Wicklung 28 des Synchronumformer«, von einem konsiante Wechselspannung und eine Sieiieiwickiihnlichcn Synchronpcbcr auf bekannte Weise erregt lunj'49. 49«. 50. 50«. 51. 51«) auf dem Statorwird, wird der Synchronmotor eine vorbeslimmle kern (45) für eine gesteuerte Wechselspannung Null- "der Winkellage einnehmen, in der kein Strom 65 aufweist, daß ein Verstärker (48) die Stcuei wick- oder nur ein vcrnni-hl;i\sipbnr kleiner Strom in der Ιιιημ (49,40 <ι. 50.50«, 51.51 <i) mil der Sekun-Riitnrwindiinl·! 37 iiulu/iett wird, wobei diese Siel- (liiiwiiklunj· (2^H) ties (ienerniois verbindet und Urne det Winkelstellung de Rotors in dem Svnchtnn dall »lie Witkluii(.· (46.47) fin ilie kunvinulc

   Wechselspannung an eine Wechselspannungsquelle angeschlossen ist.

   2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Statorkern (45) einen bogenförmigen äußeren Kern aufweist, der einen Winkel von weniger als !560° umspannt.

   3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung (46.47) und die Steuerwicklungen (49, Sl a) sowohl eine räumliche als auch eine elektrische Symmetrie be- ίο züglich der Bogenmitte des Statorkernes (45) aufweisen.

   4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (40) einen becherförmigen Zuganker aus elektrisch lei- »5 *—''"^m "ifhtmaenetischem Werkstoff aufweist,

   SS^S

   des Statorkernes (45) gegenüberliegt

   5. Einrichtung nach einem <d«Anspruche 1

   Wicklungen

   schaltet sind.

   9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungslänge der in der Sauf dem Statorkern (45) .angeordneten Wicklungen (50,55 a) ungefähr gleich te: Wmdungslänge der zwei weiteren Wicklungen (4*, 49flTsi,Sla) ist, so daß die magnetischen Streu flüsse der beiden weiteren Wicklungen und der mittleren Wicklung etwa entgegengesetzt gleich

   groß sind. .. . «

   10. Einrichtung nach einem der Ansprüche l bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgenerator in dem Gehäuse (10) ein ^dnsches Innengehäuse (21) aus magnetischem Werkstott das drehbar in dem Gehäuse (10) gelagert ist, einen Stator in dem Innengehäuse (21) mit emem genuteten ringförmigen Statorkern (27) und einer Statorwicklung (28), einen Rotor mit einer eektrisch leitenden Wicklung (37,38), die wenigstens eine Rotorwindung (37) innerhalb des Stators ■{27) aufweist, und eine Welle (39) aufweist die in Endwänden (11,12) des Gehäuses (10) drehbar gelagert ist, wobei ein weiterer Kern (3U) aus magnetischem Werkstoff die Welle (39) innerhalb der Rotorwindung (37) umgibt und einen Mutzflansch (31) aufweist, der in das Innengehause (21) eingesetzt ist, und eine spulenartige Sekundärwicklung (29) auf dem weiteren Kern (30) angeordnet und induktiv mit der Rotorwindung (H) gekoppelt ist. .

   11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Statorwicklung (28) drei in Sternschaltung miteinander verbundene Wicklungen aufweist, die am Umfang des Statorkernes (27) verteilt sind. .,

   12. Einrichtung nach Anspruch 10 oder n, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorwindung (37) aus einer einzigen elektrisch leitenden Schleife besteht, deren Wicklungsachse die Welle (39) unter einem spitzen Winkel schneidet. > 13. Einrichtung nach einem der Ansprüche IU

   bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein gebogener Ring (33) aus elastischem Werkstoff zwischen einer Ringschulter (32) auf dem zylindrischen Innengehäuse (21) und dem weiteren Kern (.WJ zum Befestigen desselben in dem Innengehause (211 angeordnet ist. _lf(

   14. Einrichtung nach einem der Ansprüche iu bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine ringförmige gewellte Feder (25,26) zum axialen bin-

   ίο stellen des zylindrischen Innengehäuses (21) >* dem Gehäuse (10) vorgesehen ist.

   15. Einrichtung nach einem der Ansprüche u bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine vor richtung zum Drehen des Innengehäuses (21) n

   dem Gehäuse (10) vorgesehen ist, die eine Zahnring (34) auf dem Innengehause (21) au« weist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen