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Waschmaschinenmotor.
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Die Erfindung betrifft einen frenderregten Kollektormotor mit Dauermagnet
niedriger Induktion, der für den Antrieb einer Waschmaschine bestimmt ist.
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Die Konstrukteure von Waschmaschinen besitzen bekanntlich derzeit
die Neigung, die Kollektormotoren mit Feldwicklung bzw. mit Gußmagneten (beispielsweise
Al-Ni-Fe-Legierungen usw.) durch weniger kostspielige Motoren mit Ferrit-Magneten
(beispielsweise BaFe12O19 mit keramischen oder plastischem Bindemittel) zu ersetzen.
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Die niedrige magnetische Induktion dor letzteren hat Jedoch ernstliche
Bemessungschwierigkeiten hervorgerufen, die ihre Verwendung bisher beschränkten.
Die Bemessung eines Motors,
der geeignet ist, ein gewisses Drehmoment
zu erzeugen, erfolgt bekanntlich unter Zugrundelegung von Kriterien, die hauptsächlich
die magnetische Induktion im Luftspalt und die Polöffnung berücksichtigen. Die letztere
wird normalerweise un .120 elektrische Grade festgesetzt, so daß die Abmessungen
des Motors für ein bestimmtes gefordertes Drehmoment im wesentlichen durch die sagnetische
Induktion bestimmt werden.
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Bei einem Motor mit Feldwicklung bzw. einem Motor mit Gußmagnet ist
die magnetische Induktion groß, o daF die Abmessungen auch für verhältnismäßig hohe
Drehmomente, wie sie zum Antrieb einer Waschmaschine erforderlich sind, innerhalb
annehmbarer Grenzen gehalten werden kennen. Will an jedoch mittels eines Motors
mit eines Magneten niedriger Induktion, wie einem Ferrit-Magneten, ein gleich großes
Drehmoment erzielen, dann ist es erforderlich, den Motor anders zu bemessen und
insbesondere einen Lautcr sit großen Durchmesser zu verwenden, was einen größeren
Platzbedarf, eine größere mittlere Windungslänge. ein erhöhtes Gewicht der Ankerwicklung,
ein größeres Trägheitmoment und höher beanspruchte Lager zur Folge hat.
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Um diese Ueberdimensionierung zu begrenzen wurde der Weg einer größeren
Folöffnung versucht, doch da bei mehr als 140 elektrischen Graden die Verkleinerung
der Flußumkehrungszionen ernstliche Schwierigkeiten hinsichtlich der Kommutation,
insbesondere bei Motoren mit einer gewimen Leistung, ait sich brachte, wurde dieser
Versuch fallen gelassen. Die Vergrößerung
der Polöffnung von 120°
auf 140° bringt anderseits keine derartige Vergrößerung des Flusses ait sich, daß
eine geringere Bemessung des Motors gestattet wäre.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kollektormotor mit Ferrit-Magneten
zu schaffen, der geeignet ist, hohe Drehmoiente zu erzeugen, trotzdem seine Abmessungen
nicht Ubermäßig groß und jedenfalls geeignet sind, um den Motor in eine normale
Waschmaschine einbauen zu können.
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Weit er bezweckt die Erfindungh die Schaffung eines Kollektormotors
mit Ferrit-Magnet, bei dem die Polöffnung fast 100 elektrischen Grade erreicht,
ohne daß dies Kommutationsschwierigkeiten mit eich bringt.
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Die Erfindung löst die gestellten Aufgaben mit Hilfe eines Motors,
der einen ringförmigen Ständermagneten auf Ferrit-Basis mit einer sich ii wesentlichen
über 180 elektrisch.
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Grade erstreckenden Magnetisierung umfasst, von welchem Magneten gegen
den Läufer zwei Polschuhe vorstehen, die eine Ausdehnung von fast 180 elektrischen
Graden besitzen, wobei jeder Polschuh einen mittleren Abschnitt, der bezüglich des
Magneten im wesentlichen um ein konstantes Stück vorsteht, sowie zwei seitliche
Abschnitte aufweist, die bezüglich des Magneten ausgehend von dem mittleren Abschnitt
um ein kleiner werdende. Stuck vorstehen.
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Die Ausdehnung der Magnetisierung des Ständermagneten bis zu 180 elektrischen
Graden und die Ausdehnung der Polschuhe über etwa 180° gestatten eine beachtliche
Erhöhung (etwa um 50%)
des Flusses im Luftspalt und somit die Erzielung
eines hohen Drehmomentes, auch ohne die Abmessung des Motors zu vergrössern. Andererseitz
gestatter es die besondere Form der Polschuhe die Kommutstionszonon vorn Fluß zu
befreien und sosit auch in diesen Verhältnissen eine ausgezeichnete Kommutations
zu erzielen. Wie nachfolgend näher erläutert wird, lassen sich ferner besondere
praktische Ausführungsvorteile dadurch erreichens daß als Werkstoff für den Ständermagneten
Plasto-Ferrit verwendet wird.
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Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Motors wird nachfolgend
unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
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Fig.1 zeigt den Motor im Schnitt nach der Linie I-I der Fig.
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2, Fig.2 ist ein Schnitt nach der Linie IIbII der Fi£.1, Fig.3 veranschaulicht
den ideellen Verlauf der Induktion des Ständermagneten.
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Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Motor umfasst einen Induktormantel
1 aus magnetischen Material. innerhalb welchen ein ringförmiger Dauermagnet 2 auf
Ferrit-Basis angeordnet ist, der eine sich im wesentlichen über 180 elektrische
Grade erstreckende Magnetisierung besitzt und eine Magnetinduktion B hervorruft,
deren Verlauf bezogen auf elektrische Grade dem in Fig. 3 dargestellten ideellen
Verlauf äußerst nahe kommt.
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Innerhalb des Dauermagneten 2 befindet sich der auf einer Welle 4
befestigte Läufer 3, dessen Wicklungen an einen Kollektor 5
angeschlossen
sind, auf welches zwei Bürsten 6 (in Fig.2 ist nur eine derselben sichtbar) schleifen,
die an die Speiseleitungen 7 angeschlossen sind. Von ringförmigen Dauermagneten
2 stehen in Richtung gegen den Läufer zwei Polschuhe 8 vor, die je aus einem Blechpaket
gebildet sind, welche Bleche durch zwei Stifte 9 zusammengehalten werden, die an
ihren Enden durch am Mantel 1 befestigte Bügel 10 getragen werden.
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Wie sich aus Fig. 1 ergibt, besitzt jeder der Felschuhe 8 eine Ausdehnung
von etwa weniger als 180 elektrischen Graden und weist einen mittleren Abschnitt
11 (von etwa 90 elektrischen Graden) auf, der bezüglich des Magneten im wesentlichen
um ein konstantes Stück vorsteht, so daß er gegenüber dem Läufer 3 einen sehr kleinen
Luftspalt bildet. Jeder Polschuh 8 weisrt ferner zwei Seitenabschnitte 12 auf, die
ausgehend von dem Mittelabschnitt 11 vom Magneten 2 um ein kleiner werdendes Stück
vorstehen? Zufolge der erwähnten Ausbildung der Polachuhe wird der Magnetfluß gegen
ihre Mitte konzentriert, so daß die Kommutationszonen vom Fluß befreit sind und
trotz der großen Ausdehnung der Polschuhe eine ausgezeichnete Kommutation gestatten.
Die Konzentration des Magnetflusses in Zonemn mit einer sehr kleinem Luftspalt im
Verein mit der Ausdehnung der Magnetisierung des Magneten 2 Aber 180 elektrische
Grade gestattet ferner die Erzielung eines weitaus höheren Flusses (etwa um 50%),
als er mit weniger ausgedehnten Polschuhen und Magnetisierung erzielbar ist, so
daß auch mittels Motoren mit beschränkten Abmessungen hohe Drehmomente erreichbar
sind,
Wie gesagt besteht der Magnet 2 aus einem Werkstoff auf Ferrit-Basis.
Die zur praktischen Ausführung günstigte Ferrit-Art ist das Plaste-Ferrit (Ferrit
mit plastischen Bindemittel), das in Form einer ebenen Platte hergestellt und anschließend
ringförmig gebogen werden kann. Es könnten aber auch stohrere, zur Bildung eines
geschlossenen Ringes nebeneinander angeordnete Sektoren aus Ferrit mit keramisches
Bindmittel verwendet werden.