DE1950679U

DE1950679U - Elektromotor mit einem innerhalb des als hohlkoerper ausgebildeten laeufers angeordneten staender.

Info

Publication number: DE1950679U
Application number: DEB49378U
Authority: DE
Inventors: Giorgio Biglino; Mario Biglino; Renato Biglino
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1962-01-20
Filing date: 1962-05-22
Publication date: 1966-12-01

Description

B 49 378 21d Gm (B 67 357) 20,9.1966 ^

Elektromotor mit einem innerhalb des als Hohlkörper ausgebildeten Läufers angeordneten Ständer

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Asynchronmotor, insbesondere zum Antrieb von elektrischen Haushaltgeräten, mit einem als Hohlkörper, beispielsweise topf- oder glockenartig ausgebildeten,mit Wicklung versehenen Eisenläufer und einem innerhalb dieses Läufers angeordneten Ständer«

An die Motoren für Haushaltgeräte werden verschiedene Anforderungen gestellt» Da es sich durchweg um Einbaumotoren in meist ortsbewegliche Geräte handelt, sollen die Motoren, bezogen auf die Leistung, klein und leicht sein, dazu wenig störanfällig und ge nach Gerät durch einfache Umschaltung verschiedene Drehzahlen zulassen, um aufwendige Getriebe zu ersparen. Für bestimmte Geräte, z»B. ilrommelxvaschmaschinen, sollen ihre Läufer auch ein geringes polares Trägheitsmoment haben j für automatische Waschmaschinen mit Wasch- und Schleudergang mindestens zwei sehr weit auseinanderliegende Drehzahlen« ^-\

Polumschaltbar Asynchronmotoren normalen mechanischen Aufbaues lassen ohne größeren Aufwand und ohne Schwierigkeiten in der Fertigung so?rohl durch Wicklungsumschaltung als auch getrennte Wicklungen nur Drehzahlverhältnisse bis 6:1 zu.

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Andererseits sind Asynchronmotoren in der Ausführung als sogenannte Doppelmotoren bekannt, deren Ständerwicklungen mit verschiedener Polzahl ausgeführt sind, ¥/odurch eine Regelung der Drehzahl entsprechend der Kelativgeschwindigkeit der Drehfelder innerhalb der Netzfrequenzen ermöglicht ist (deutsche Patentschrift 652 147)« Diese Motoren werden nicht nur raunlieh zu groß, sondern sind für Haushaltgeräte auch zu aufir/endige Motoren nach dem 3?erraris-Prinzip mit wicklungslosen 5ro.mmelläufern, z_eB. aus Kupfer, reichen meist leistungsmäßig nicht aus und haben einen zu schlechten Wirkungsgrad (deutsche Patentschriften 894 588 und 1 125 065).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen, insbesondere für größere Haushaltgeräte, geeigneten Asynchronmotor zu schaffen, mit einem geringeren Leistungsgewicht gegenüber den bisher verwendeten.Motoren und mit einem geringeren polaren Trägheitsmoment des Läufers, insbesondere für Waschmaschinen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Asynchronmotor mit einem als .Hohlkörper ausgebildeten, mit Wicklung versehenem Eisenläufer und innerhalb diesem Läufer angeordnetem Ständer, das für den magnetischen lluß erforderliche Läufereisen zum !Teil auf dem feststehenden Motorgehäuse um den Läufer herum angeordnet und von diesem durch einen möglichst schmalen Luftspalt getrennt wird. Durch diese Lösung wird prinzipiell das einstückige Läuferblechpaket in einen, mit Wicklung versehenen umlaufenden und einen

wicklungslosen stillstehenden Teil aufgeteilt, ohne an den elektrischen -Verhältnissen des Motors nennenswert etwas zu ändern. Das Gehäuse eines solchen Motors dient als wichtiger Teil des aktiven Eisens, woraus sich die 'Gewichtsersparnis herleitet* In Fortführung des Erfindungsgedankens zu einem Motor mit weit auseinanderliegenden Drehzahlen bleibt jedoch der stillstehende Teil des Läufers nicht wicklungslos, sondern wird mit einer Erregerwicklung versehen, und zwar mit einer höherpoligen Erregerwicklung als die Erregerwicklung auf dem innerhlb des Läufers angeordneten Ständer, und wird dadurch gleichzeitig zu einem Außenständer, Dieser höherpoligen Erregerwicklung ist eine Sekundärwicklung als zweite Wicklung auf dem Läufer zuzuordnen. Es ergibt sich dadurch ein sogenannter Zwischenlaufermotor mit

einem niederpoligen Innenständer und einem hochpoligen Außeilen ständer und zwischen beiden liegend/Kurzschlußläufer mit

zwei Käfigwicklungen·

Pur den niederpoligen Betrieb des Motors bleibt das Eisen des Äußenständers als stillstehender Läuferteil voll wirksam· Die beiden Käfigwicklungen des Läufers können als parallelgeschaltet betrachtet werden, so daß sich der Schlupf verringert, d.h. sich die Ifenndrehzahl der synchronen Drehzahl nähert» Bei dem hochpoligen Betrieb jedoch bleibt das Eisen des Innenständers um so mehr unwirksam, ge höher die Polzahl des stillstehenden Läuferteiles des Äußenständers ist. Ebenso ist die Wirkung der dem Innenständer zugeordneten Käfigwicklung- zu vernachlässigen. Der Schlupf ist größer*

Es ist also ein etwas größeres Drehzahlverhältnis zu erwarten als es durch das PolZahlverhältnis gegeben ist.

In den Hüten des Außenständers mit dem sich allein konstruktiv ergebenden großen Durchmesser ist nur die hochpolige Erregerwicklung unterzubringen* Das Einlegen ist also erleichtert. Andererseits kann fertigungstechnisch eine größere Anzahl von Nuten gewählt und damit eine höherpolige Erregerwicklung aufgebracht werden, als das bei den insbesondere für Waschautomaten verwendeten Asynchron-

- '-■ nach der Erfindung

motoren möglich ist. Die Motoren/lassen ein höheres Drehzahlverhältnis als 6ϊΊ zu» Gegenüber dem polumschaltbaren Motor normalen Aufbaues mit Innenläufer und dem allein die Erreger?«.cklung tragenden Außenständer ist der Läuferrauia viel besser genutzt» In Verbindung mit der erfindungsgemäßen Aufteilung des Läuferblechpaketes ergibt sich eine beträchtliche G-ewichtsersparnis«. Die Vorteile der Erfindung werden weiter genutzt, wenn der Luftspalt zwischen dem Läufer und dem Außenständer enger gehalten wird als der Luftspalt zum Innenständer»

In der Zeichnung sind.zwei Ausführungsbeispiele ^:der Erfindung im Prinzip dargestellt» Es zeigen;

Hg» 1 einen erfindungsgemäßen Elektromotor mit Innen-.ständer im Aufriß und zur Hälfte im Längsschnitt; -

Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch den Motor

gemäß Fig. 1 j . .

Pig. 3 einen Elektromotor mit Innen- und Außenständer im Aufriß und zur Hälfte im Längsschnitt;-

Fig. 4 einen schematischen Querschnitt durch den Motor gemäß Pig« 3*

Der in Figo 1 und 2 dargestellte"Asynchronmotor ist als Kurzschlußläufermotor ausgebildet» Die Motorwelle 1 läuft in Lagerschalen 2, die in einer feststehenden Lagerbuchse angeordnet sind. Auf der Lagerbuchse 3 ist das Blechpaket des Innenständers befestigt» Die Wicklung 7 des Innenständers ist in entsprechenden luten 104 des Ständerblechpaketes 4- angeordnet. Auf dem aus der Lagerbuchse 3 vorragenden Ende der Motorwelle 1 ist der topf- oder glockenartig ausgebildete Läufer 5 befestigt, dessen hohlzylindrischer Teil sich um den Innenständer 4_? 7 herum erstreckt und das Läuferpaket 6 trägt. Die nicht daxgestellten, kurzgeschlossenen Stäbe des Läuferkäfigs sind in entsprechende Bohrungen 106 des Läuferblechpaketes 6 eingesetzt.

An dem dem Boden des topf- oder glockenartigen Läufers 5 entgegengesetzten Ende 103 der Lagerbuchse 3 ist das ebenfalls topf- oder glockenartig ausgebildete Motorgehäuse 8 befestigt, das mit seinem hohlzylindrischen, aus ferromagnetischem Material hergestellten Mantelteil 108 das Läuferblechpaket 6-umgibt« Das offene Ende des Motorgehäuses 8 ist durch eine leichte Eappe 9 od.dgl. abgeschlossen*

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Das-Blechpaket 6 des Läufers 5 und der hohlzylindrische ferromagnetische Mantelteil 108 des Gehäuses 8 sind so bemessen, daß das für den magnetischen Fluß erforderliche Laufereis.en teilweise durch den feststehenden, den Läufer umgebenden Gehäusemantelteil 108 gebildet wird, d.h. der magnetische Fluß schließt sich zum Teil durch dag magnetisch etwa gesättigte Blechpaket 6 des Läufers 5 und zum Teil durch den um den Läufer herum angeordneten, feststehenden Gehäuseteil 108„ Der Läufer 5, 6 kann infolgedessen gewichtsmäßig bedeutend leichter ausgeführt werden; dadurch wird sein Trägheitsmoment herabgesetzt und das Anlassen bzw» Abbremsen des Motors begünstigt« Es wird auch das Gsr samtgewicht des Motors etwas vermindert, da das Gehäuse 8, 108 aus Festigkeitsgründen eine bestimmte, kleinstmögliche Wandstärke nicht unterschreiten darf, die beim erfindungsgemäßen Motor als wirksames Eisen für den Schluß des magnetischen. Flusses herangezogen wird.

Der Luftspalt 10 zwischen dem Läuferblechpaket 6 und dem um den Läufer herum angeordneten Gehäusemantelteil 108 wird möglichst klein gehalten» Es wurden, besonders günstige Ergebnisse erzielt, wenn der -Luftspalt 10 zwischen dem Läuferblechpaket 6 und dem Gehäusemantelteil 108 schmaler ist als der Luftspalt 11 zwischen dem Läuferblechpaket 6 und dem Blechpaket 4 des Innenständers* -

In den Fig* 3 und 4- ist ein als Eurzschlußläufermotor ausgebildeter Asynchronmotor dargestellt, der wahlweise mit zwei

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verschiedenen Drehzahlen arbeiten kann. Zu diesem Zweck kann der Kurzschlußläufer dieses Motors abwechselnd mit einem Innen- und einem Äußenständer zusammenwirken, wobei Innenständer und Außenständer die entsprechend verschiedenpoligen Erregerwicklungen haben.

Die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Ausführungsform eines solchen Zwischenläufermotors stellt eine Weiterentwicklung des Elektromotors nach den 3Fig.1 und 2 dar, wobei gleiche bzw. einander entsprechende Bauteile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und nicht näher beschrieben sind.

Der Außenständer des. Motors nach den Fig» 3 und 4 besteht aus einem Blechpaket 12, das auf der Innenseite des hohlzylindrischen, den Läufer 5>6 umgebenden, Mantelteiles des Motorgehäuses 8 befestigt ist. Die Wicklung 13 des.Aussenständers ist in entsprechenden Muten 112 des Blechpaketes 12 gelagert. Der Innenständer mit dem Blechpaket M- und der Außenständer mit dem. Blechpaket 12 weisen verschiedene Polzahlen auf» Der Innenständer 4- hat eine geringere Polzahl als der Außenständer. Der-Kurzschlußläufer 5 weist einen inneren und einen äußeren Käfig auf; die beiden Käfige bestehen aus nicht dargestellten, kurzgeschlossenen Stäben, die in entsprechende, auf einem inneren und einem äußeren Kreis angeordnete Bohrungen 106 bzw» 206 des Läuferblechpaketes 6 eingesetzt sind_e

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Auch, in" diesem Pall ist das Blechpaket 6 des Läufers 5 so bemessen, daß ein- sehr wesentlicher Teil des für den magnetischen Fluß erforderlichen, wirksamen Läufereisens durch das ortsfeste Blechpaket 12 des Außenständers gebildet wird. Wenn also der Läufer 5? 6 mit dem Innenständer 4,7 zusammenwirkt, schließt sich der magnetische J¹IuB zum Teil über das Läuferblechpaket 6 und zum Teil über das Blechpaket 12. des Außenständers» Wenn andererseits der Läufer 5?6 mit dem Außenständer· 12,13 zusammenwirkt, wird der magnetische Fluß mit Zunahme der Polzahl zum größten Teil nur über das Läuferblechpaket 6 und nur zu einem recht geringen Teil auch über das Blechpaket 4 des Innenständers geschlossen» Dabei wird in der Schaltstellung des einen Ständers, z.B. des Innenständers 4,7₅ die Wicklung des anderen Ständers, z«,B» die Wicklung 13 des Außenständers ausgeschaltet und unterbrochen, und umgekehrt, so daß in einer der Wicklungen Jeweils kein Induktionsstrom fließen kann.

Auch in diesem Fall ist der Luftspalt 10 zwischen dem Läuferblechpaket 6 und dem Blechpaket 12 des Außenständers möglichst klein und vorzugsweise schmaler als der Luftspalt 11 zwischen dem Läuferblechpaket 6 und dem Blechpaket 4 des Innenständers»

Wenn bei der Ausführungsform -nach Fig» 3 und 4 der Läufer 5j 6 mit dem Innenständer 4, 7 zusammenwirkt, der die geringere Polzahl aufweist, so ist seine Drehzahl entsprechend größer. Motoren dieser Art sind insbesondere für automatische

Waschmaschinen zum abwechselnden Antrieb der Ysfaschtroinmel und der Schleudertrommel geeignet, wobei die zum Antrieb der Schleudertrommel dienende höhere Drehzahl nur für verhältnismäßig kurze Zeit eingeschaltet bleibt.

- Schutζanspruche -

Claims

RA. 505 067*27.9.66

B 49 378 21 a Gm ( B 67 357) 20.9.1966 ' »

Schutzansprüche:.

1» Asynchronmotor mit einem innerhalb des als Hohlkörper, beispielsweise topf- oder glockenartig ausgebildeten, mit Wicklung versehenen Läufers angeordneten Ständer (Innenständer) , insbesondere Asynchronmotor zum Antrieb von Elektrohausgeräten, z.B. automatischen Waschmaschinen, dadurch gekennzeichnet ,daß das für den magnetischen lluß erforderliche Laufereisen teilweise auf dem feststehenden Motorgehäuse (8) um den Läufer (5?6) herum angeordnet und von diesem durch einen möglichst schmalen Luftspalt (10) getrennt ist.

2» Asynchronmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der feststehende Teil des Läufereisens als Blechpaket ausgeführt und mit einer Erregerwicklung versehen ist.

3» Asynchronmotor nach den Ansprüchen 1 und 2, insbesondere für den Antrieb von automatischen Waschmaschinen mit Wasch- und Schleudergang, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem feststehenden Teil des Läufereisens aufgebrachte Erregerwicklung höherpolig ist gegenüber der Erregerwicklung des innerhalb des Läufers angeordnetem Ständer und der Läufer neben einer der

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niederpoligen Erregerwicklung zugeordneten Käfigwicklung eine zweite der hochpoligen Erregerwicklung zugeordnete Käfigwicklung besitzt*

4·· Asynchronmotor nach den Ansprüchen 1 "bis 3? dadurch gekennzeichnet , daß der Luftspalt zwischen dem Läufer und dem feststehenden Teil des Läufereisens bzw» dein hochpoligen Erregerteil enger ist als der Luftspalt zwischen dem Läufer und dem innerhalb des Läufers liegenden Ständer bzw. niederpoligen Erregerteil.

5« Asynchronmotor nach den Ansprüchen 1 bis 3? d a d u r c h ge kennzeichne t,daß der feststehende 'Teil des Läufereisens bzw, der hochpoligee Erregerteil als Außenständer über einen Gehäuseteil oder als Gehäuseteil des Motors einseitig, topfförmig mit dem Träger des innerhalb des Läufers angeordnetem Ständer fest verbunden ist und dieser Träger Lagerhülse für den Läufer ist.

Hinwels: Diese Unterloge (Beschreibung und Schufzanspr.) Ist die Jtolefzf eingereichte-, sie weich! von der Wor fassung der ursprünglich eingereichten Unterlagen ab. Die rechtliche Bedeutung der Abweichung ist nicht geprCK Die ursprünglich eingereichten Unterlagen befinden sich in den Amtsakten. Sie können jederzeit ohne Nachwe; eines rechtlichen Interesses gebührenfrei eingesehen werden. Auf Antrag werden hiervon auch Fotokopien oder Filmzu dsn üblichen Preisen geliefert. Deutsches Patentamt, Gebrauchsmusterstelle.