DE1959763B2 - In einer Richtung selbstanlaufender Synchronkleinmotor mit permanent magnetisiertem Rotor - Google Patents

Description

nähme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt F i g. 1 einen Querschnitt des Motors und Fig.2 einen Grundriß des Slatoraufbaus dieses Motors.

Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in F i g. 1 die Hauptpole und Hilfspole in der gleichen Schniitebene dargestellt, obwohl diese Pole in Wirklichkeit dachziegelartig zueinander und, wie in F i g. 2 dargestellt ist, entlang der gleichen Umfangslinie angeordnet sind. ίο

Zur Vereinfachung der Beschreibung wird außerdem noch angenommen, daß die obere Statorhälfte die Polarität A und die untere Statorhälfte die Polarität B besitzt, und zwar jeweils für denselben Augenblick, wobei sich versteht, daß sich diese Polaritäten bei jeder Halbperiode des Speisestroms umkehren.

Gemäß Darstellung umfaßt der Motor des Ausführungsbeispiels folgende Elemente:

1. eine obere Statorhälfte mit

ao

a) einem kreisförmigen Statorblech 1 aus ferromagnetischem Material, der an seiner Oberseite einen stufenförmigen Absatz Ib als Anker der Polarität A aufweist, aus dem fünf gleichmäßig verteilte Zungen aus- as geschnitten sind, die in eine senkrecht zur Oberseite liegende Ebene umgebogen sind, um fünf Hauptpole N für die Polarität A zu bilden (in F i g. 2 gestrichelt dargestellt); b) eine kreisringförmige Kurzschlußscheibe 2 aus nichtmagnetischem, elektrisch leitfähigem Material, die in den eingezogenen Abschnitt 1 α des Ankerabsatzes 1 b eingesetzt ist, mit welcher sie in Kontakt steht. Dieser Ring hat auf einer ersten Umfangslinie fünf größere Öffnungen 2 a, um die ersten Phasenverschiebungsringe zu bilden, und auf einer zweiten Umfangslinie fünf kleinere Öffnungen 2 b, um die zweiten Phasenverschiebungsringe zu bilden, wobei die öffnungen 2 α und 2 b sich regelmäßig abwechseln und in einem solchen Abstand voneinander liegen, wie in Fig.2 dargestellt ist;

c) einem aus magnetischem Material bestehenden Statorblech 3, das in seinem Zentrum mit einem Lager 4 aus magnetisch durchlässigem Material versehen ist; dieses Stück enthält zehn ausgestanzte Zungen, die senkrecht umgebogn sind, um in die öffnungen la bzw. Ib einzugreifen. Die fünf großen Zungen greifen als Polzungen 3a in die Öffnungen la und stützen sich auf dem Ankerabsatz 1 b ab, während die fünf kleinen Zungen als Hilfspole N' durch die Öffnungen 2 b greifen und die Hilfspole N' der Polarität A bilden; förmigen Absatz 5 h als Anker der Polarität B aufweist, aus dem fünf gleichmäßig verteilte Zungen ausgeschnitten sind, die senkrecht zur Deckelfläche umgebogen sind, um fünf Hauptpole S zu bilden (in F i g. 2 strichpunktiert dargestellt); b) eine kreisringförmige Kurzschlußscheibe 6, die in ihrem Wesen mit der Scheibe 2 identisch ist und die in den eingezogenen Abschnitt 5 α des Ankeransatzes 5 b eingesetzt ist, mit der sie in Kontakt steht; c) einem Statorblech 7, das in seinem Wesen mit dem Statorblech 3 identisch ist, um fünf Pole zu bilden, welche die phasenverschobenen oder Hilfspole S' der Polarität ß darstellen. Dieses Statorblech ist ebenfalls in seinem Zentrum mit einem Lager 8 aus magnetisch durchlässigem Material versehen;

3. eine ringförmige Induktionsspule 9, die zwischen den beiden Ankern untergebracht ist und die in Phase mit der Frequenz des Speisestroms die Veränderung der Polarität erzeugt;

4. einen Rotor, der aus einer drehbar in den Lagern 4 und 8 gebildeten Achse 10, einer fest mit der Achse 10 verbundenen Nabe 11 aus durchlässigem Material und einem Ring 12 aus Ferritmaterial gebildet ist, der an der Nabe 11 angeformt ist und an seiner Peripherie je fünf Pole für die beiden Polaritäten A und B aufweist, die in gleichmäßigen Abständen und abwechselnd entlang von Mantellinien angeordnet sind.

2. eine untere Statorhälfte mit

a) einem kreisförmigen Stalorblech 5 aus ferromagnetischem Material, der einen stufen-Aus der Zeichnung ist erkennbar, daß wie sich auch aus den oben angegebenen Merkmalen ergibt, die Hilfspole N' und S' nacheinander durch die Öffnungen 2 α und 6 a, die die ersten Ringe zur Erzeugung einer Phasenverschiebung φ' bilden, und dann durch die öffnungen 2 b und 6 b greifen, die die zweiten Ringe zur Bildung eine Phasenverschiebung φ" bilden. Außerdem ist zu ersehen, daß die Hilfspolzungen 3 α und 7 α einen größeren Querschnitt haben als die Hauptpolzungen N' und 5", um eine Phasenverschiebung φ' erhalten zu können, die im wesentlichen gleich der Phasenverschiebung φ" ist. Aus F i g. 2 ist erkennbar, daß einerseits die Hauptpole N, S eine Fläche haben, die kleiner ist als diejenige der Hilfspole N', S', um den Flußunterschied zu kompensieren, der zwischen diesen Polen vorhanden ist, und daß andererseits der erreichbare Phasenverschiebungswinkel φ = φ' + φ" bei diesem Ausführungsbeispiel 70 elektrische Grade beträgt, was eine geometrische Verschiebung von 22° zwischen Hauptpolen und Hilfspolen zuläßt und eine geometrische Verschiebung von 26° zwischen zwei

Statorhälften.

Durch die Erfindung ist diese Phasenverschiebung von 70° in einfacher Weise erzielbar, und es wurde festgestellt, daß Drehmomentmessungen nahe den theoretischen Werten liegen, wobei die Drehrichtung R stets einsinnig gewesen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

lasteten Polfinger den Polbögen der unbelasteten

Patentanspruch: Poliinger des jeweils gegenüberliegenden Ständerpolbleches in Umfangsrichtung ein wenig versetzt gegen-In einer Richtung selbstanlaufender Synchron- überstehen.

kleinmotor mit einem mehrpoligen, permanent 5 Ferner sind aus der französischen Patentschrift magnetisierten Rotor, der innerhalb eines aus 1 200 762 (= deutsche Auslegeschrift 1 128 546) bezwei Hälften bestehenden, eine Erregerspule um- reits selbstanlaufende Synchronkleinmotoren beschließenden Stators untergebracht ist, wobei kannt, deren Drehmoment im wesentlichen konstant jede Statorhälfte aus zwei ferromagnetischen Sta- ist und deren Drehrichtung durch ein Statordrehfeld torblechen mit daraus in axialer Richtung heraus- io bestimmt ist, das einen Mehrpolrotor mit Permanentgebogenen und den Rotor koaxial umgebenden magnetisierung antreibt. Der Statorteil dieser Moto-Statorpolzungen und aus einer dazwischen liegen- ren enthält im allgemeinen zwei dachziegelartig inden, nicht magnetischen, elektrisch leitenden einander geschobene Statorhälften, wobei jede Sta-Kurzschlußscheibe zur Erzeugung einer Phasen- torhälfte zwei magnetische Anker aufweist, deren verschiebung des magnetischen Flusses in jeweils 15 Wirkungen untereinander mittels unmagnetischer, den Statorpolzungen besteht, die durch Öffnun- kurzgeschlossener leitfähiger Ringe phasenverschogen in der Kurzschlußscheibe greifen und Hilfs- ben sind, wobei jeder Anker außerdem mit zur Rapole bilden, dadurch gekennzeichnet, dialebene des Motors senkrecht verlaufenden Zungen daß an dem die Hilfspole (N', S') tragenden Sta- versehen ist, die in geeigneter Weise auf einer gleitorblech (3, 7) weitere Polzungen (3 a, 7 a) ange- 20 chen Umfangslinie verteilt sind, um Hauptpole und bracht sind, die zum Erzeugen einer zusätzlichen Hilfspole zu bilden, deren magnetische Flüsse um Phasenverschiebung (g/) des magnetischen Fius- eine Winkelgröße 7 gegeneinander phasenverschoben ses durch zweite öffnungen (2 a, 6 a) der Kurz- sind. Bekanntlich ist die Amplitude des Drehfeldes schlußscheibe (2, 6) greifen und das die Haupt- um so größer, je mehr sich der Phasenverschiebungspole (N, S) tragende Statorblech (1, 5) berühren, 25 winkel 90° nähert. Um ein Drehfeld zu haben, das und daß die öffnungen (2 α, 2 b, 6 α, 6 b) jeweils in einer bestimmten Richtung in bestmöglicher Weise solche Querschnitte haben, daß die Phasenver- regelmäßig ist, sind die Hauptpole und die Hilfspole Schiebungen (φ', φ") sowie die jeweilig erzeugten untereinander um einen Winkel λ versetzt, so daß Dämpfungen des magnetischen Flusses im we- χ +φ= 180° (ausgedrückt in elektrischen Graden) sentlichen gleich sind. 30 ist, wobei a ausgehend von den Hauptpolen in der

gewünschten Drehrichtung gerechnet wird.

Das weiteren ist aus den belgischen Patentschriften

622 233 und 622 234 bekannt, daß eine Phasenverschiebung, die durch kurzgeschlossene Ringe erzeugt 35 ist, die Reluktanz des magnetischen Hilfskreises erhöht und aus diesem Grunde eine Dämpfung des

Die Erfindung bezieht sich auf einen in einer Rieh- Flusses in den entsprechenden Pc len nach sich zieht, tung selbstanlaufenden Synchronkleinmotor mit Da diese Dämpfung sich gleichzeitig mit der Erhöeinem mehrpoligen, permanent magnetisierten Rotor, hung des Winkels erhöht, wird der am meisten zuder innerhalb eines aus zwei Hälften bestehenden, 40 friedenstellende Kompromiß erhalten, indem für φ eine Erregerspule umschließenden Stators unterge- ein Wert nahe 45° genommen und in bestimmtem bracht ist, wobei jede Statorhälfte aus zwei ferromag- Umfang die Verringerung des Flusses in den Hilfsponetischen Statorblechen mit daraus in axialer Rieh- len kompensiert wird, indem den Hilfspolen eine tung herausgebogenen und den Rotor koaxial umge- Fläche gegeben wird, die größer als diejenige der benden Statorpolzungen und aus einer dazwischen 45 Hauptpole ist.

liegenden, nicht magnetischen, elektrisch leitenden Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

Kurzschlußscheibe zur Erzeugung einer Phasenver- Synchronkleinmotor mit Permanentmagnetläufer zu Schiebung des magnetischen Flusses in jeweils den schaffen, der bei einer Leistungsaufnahme und einem Statorpolzungen besteht, die durch Öffnungen in der Platzbedarf gleicher Größenordnung wie bei ver-Kurzschlußscheibe greifen und Hilfspole bilden. 50 gleichbaren bekannten Motoren mit Kurzschlußrin-

Ein dieser Gattung entsprechender Synchronklein- gen zur Erzeugung eines Ständerdrehfeldes bei gleimotor ist bereits aus der deutschen Patentschrift eher Drehgeschwindigkeit ein größeres Drehmoment 1214 317 bekannt, wobei dessen Ständer aus einer liefert und bei dem eine Phasenverschiebung zwiringförmigen Erregerwicklung und an deren Stirnsei- sehen magnetischem Haupt- und Hilfspolfluß von naten angeordneten Ständerpolblechen mit in den In- 55 hezu 90° erreichbar ist.

nenraum der Erregerwicklung von jeder Seite achs- Zur Lösung dieser Aufgabe ist der erfindungsge-

parallel hineinragenden Hauptpolfingern und durch mäße Motor dadurch gekennzeichnet, daß an dem Kurzschlußringe belasteten Hilfspolfingern besteht, die Hilfspole tragenden Statorblech weitere Polzundie gegenüber den vorangehenden Hauptpolfingern gen angebracht sind, die zum Erzeugen einer zusätzum einen Winkel verschoben sind, der der zeitlichen Go liehen Phasenverschiebung des magnetischen Flusses Flußverschiebung in den Hilfspolfingern entspricht, durch zweite Öffnungen der Kurzschlußscheibe grei- und dessen polarisierten Dauermagnetläufer sich fen und das die Hauptpole tragende Statorblech beüber die Polfinger beider Ständerpolbleche erstreckt. rühren, und daß die öffnungen jeweils solche· Quer-Des weiterem ist bei diesem bekannten Motor vorge- schnitte haben, daß die Phasenverschiebungen sowie sehen, daß die Polfinger in die Erregerwicklung von 65 die jeweilig erzeugten Dämpfungen des magnetischen jeder Seite her nur bis etwa zur Ständermitte unter Flusses im wesentlichen gleich sind.
Einhaltung eines gegenseitigen, magnetisch isolieren- Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des erden Abstandes hineinragen und die Polbögen der be- findungsgemäß verbesserten Motors unter Bezug-