DE2318728B2 - Synchronmotor mit anlaufeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Sychronmotor mit Anlaufeinrichtung wie er im Hinblick auf den Std.T. gemäß dem DT-Gbm 17 95 297 im Oberbegriff des Hauptanspruchs wiedergegeben ist.

Derartige Motoren werden beispielsweise zum Antrieb für Plattenspieler verwendet, weil dort einerseits für die Tonwiedergabe ein Motor mit einer möglichst konstanten Drehzahl benötigt wird, wobei er nur gering belastet werden braucht, andererseits aber zum Antrieb der Mechanik, el. h. in einem Zeitabschnitt, wo keine Wiedergabe erfolgt, ein Motor mit hohem Drehmoment erforderlich ist, wobei es nicht so sehr auf eine konstante Drehzahl ankommt. Das französische Patent 13 44 679 und die deutsche Auslegeschrift 63 606 zeigen derartige Motoren.

Um zu erreichen, daß der Rotor dieser Motoren in den Synchronismus springt, muß der asynchrone Teil für eine Nenndrehzahl ausgelegt sein, die möglichst nahe an die synchrone Drehzahl heranreicht. Das ergibt aber den Nachteil eines kleinen Anlaufmoments. Ferner besteht bei diesen Motoren der Nachteil, daß der Belastung im synchronen Drehzahlbereich verhältnismäßig enge Grenzen gesetzt sind, weil der synchrone Teil des Motors mit Rücksicht auf das Anlaufverhalten nicht beliebig verstärkt werden kann.

Ferner werden derartige Motoren zum Antrieb von Uhren verwendet. Bei einer bekannten Ausführung (deutsches Patent 5 63 058) sind die Pole derart angeordnet, daß der asynchrone Teil hestrebt ist mit der dreifachen Drehzahl gegenüber dem synchronen T eil zu laufen, aber in der synchronen Drehzahl durch das synchrone Haftmoment festgehalten wird. Auf diese Weise ist die synchrone Drehzahl mit Sicherheit erreichbar und das synchrone Motormoment wirkt bei Belastung des Motors im positiven Sinne mit Mit einem solchen Motor ist kein ausreichend großes Anlaufmoment erzielbar, so daß ein komplizierter Rotor, bestehend aus zwei gegenseitig federnd verdrehbaren Rotorteilen erforderlich wird, dev dafür sorgt, daß in dem zunächst allein anlaufenden asynchronen Rotorteil über einige Umdrehungen Energie gespeichert wird, die dann am Ende des Federweges auf den Synchronrotorteil übertragen wird, um diesen aus seinem Haftmoment zu reißen. Ein derartiger Motor ist außerdem nicht überall anwendbar, so z. B. nicht für den Antrieb eines Plattenspielers, weil die beiden Rotoren durch ihre federnde Verbindung zu gegenseitigen Drehschwingungen neigen.

Es ist ferner ein Motor der betreffenden Art bekannt (Gbrn 17 95 297, dessen asynchroner Rotor ebenfalls für eine gegenüber dem synchronen Rotor höheren Drehzahl ausgelegt ist, wobei aber die beiden Rotorteile fest miteinander gekoppelt sind. Dieser Motor enthält einheitliche Statorpole für beide Rotorteile. Er ist deshalb schon von seinem Statoraufbau her unwirtschaftlich, vor allem aber ist damit nur ein sehr geringer Wirkungsgrad erzielbar, weil sich die Wirkungen der magnetischen Flüsse des Dauermagneten bezüglich der Erzeugung des synchronen Haftmoments im wesentlichen gegenseitig aufheben. Eine weitere Folge ist, daß die Eigenschaften eines solchen Motors bei der Herstellung schwer zu beherrschen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Motor in der Gesamtheit folgender Gesichtspunkte zu verbessern, d.h. ihn zu vereinfachen, seine Anwendungsmöglichkeit zu erweitern und ihm einen hohen Wirkungsgrad zu geben.

Die Erfindung besteht in der im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs wiedergegebenen Lehre.

Bei einem Riemenantrieb hängt die Drehgeschwindigkeit der angetriebenen Welle u. a. von dem Verhältnis der Riemendicke zum Riemenscheibendurchmesser ab, weshalb sich unvermeidbare Dickenunterschiede eines Riemens, insbesondere bei relativ kleinem Scheibendurchmesser, stark auf die Gleichförmigkeit des Antriebs auswirken.

Um einen ausreichend großen Scheibendurchmesser zu erhalten, sind z. B. für den Antriebsmotor eines Plattentellers, wenn letzterer unmittelbar von dem Motor angetrieben werden soll, höchstens 750UpM zulässig. Dies erfordert bei der üblichen Bauart von Plattenspieler-Antriebsmotoren, gleich ob es sich um Asynchron- oder Synchronmotoren mit asynchronem Anlauf handelt, einen 8-poligen Asynchronmotor, der verhältnismäßig aufwendig ist. Die Verwendung eines Synchronmotors gemäß des deutschen Patents 5 63 058 wäre wegen der Drehschwingungsneigung und des schwachen Anlaufmomentes nicht möglich. Die Verwendung eines Synchronmotors gemäß des deutschen Gbm 17 95 297 würde wegen des schlechten Wirkungsgrades einen sehr großen und damit unwirtschaftlichen Motor ergeben.

Einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung liegt als Aufgabe die Schaffung eines optimale Eigenschaften besitzenden Antriebsmotors für einen Plattenspieler zugrunde, bei dem der Plattenteller über einen Riemen direkt vom Motor angetrieben wird, wobi;i unter optimale Eigenschaften die Gesamtheit bezüglich

folgender Gesichtspunkte verstanden werden soll: Ausreichend niedrige Drehzahl bei kleinem Aufwand bezüglich des Stators, großes Drehmoment bei Anlauf und in der Synchrondrehzahl und ein guter Wirkungsgrad, d.h. geringer Materialaufwand bzw. kleine Abmessungen.

Die Erfindung sei anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben.

F i g. 1 stellt die Draufsicht eines Motors und

Fig.2 eine Schnittansicht längs der Linie II-1I in F i g. 1 dar.

Der asynchrone Statorteil entspricht dem üblichen Aufbau eines 4-poligen asynchronen Kleinmotors mit Kurzschlußläufer. In einem Jochteil 1 ist ein zwei Statorspulen 2, 3 tragendes kreuzförmiges Polteil 4,14, 15,16 eingesetzt. Der Rotor 5 trägt auf einer Seite des Käfigläufers einen ringförmigen Dauermagneten 6, der am Umfang unter Bildung von vier Polpaaren magnetisiert ist. Der Stator 1,4,14,15, lü trägt auf der gleichen Motorseite ein magnetisch leitfähiges Blech 7, das im Bereich des Dauermagneten 6 zu entsprechenden Synchron-Statorpolen 8 bis 13 aufgebogen ist, und zwar an den zwei gegenüberliegenden Asynchron-Statorpolen 15,16, die ais Südpol gekennzeichnet sind, im wesentlichen in örtlicher Übereinstimmung mit diesen beiden Polen 15,16. Im Bereich der beiden anderen, als Nordpole gekennzeichneten Asynchron-Statorpole 4, 14 gabelt sich das Blech 7 in jeweils 2 synchrone Statorpole 10 und 11 bzw. 12 und 13, die jeweils zwischen dem Nord- und Südpol des Asynchronstators plaziert sind. Damit werden von den acht vorhandenen Polen sechs auf einfache Weise voll wirksam.

Als Vierpolmotor hat der asynchrone Motorteil bei einer Wechselspannung von 50 Hz eine theoretische Leerlaufdrehzahl von 1500 U/min und ein verhältnismäßig hohes Anlauf-Drehtnoment. Da sich im Synchronteil die ungleichnamigen Pole von Stator und Rotor beim Spannungswechsel bereits nach 45°, d.h. gegenüber dem asynchronen Teil bereits nach dem halben Ankerdrehwinkel wieder gegenüberstehen, beträgt die synchrone Drehzahl nur 750 U/min. Da das asynchrone Drehmoment in diesem Drehzahlbereich nicht größer ausgelegt ist als das Haftmoment des Synchronteils, kann das asynchrone Drehmoment den Rotor nicht über diese Drehzahl hinaus beschleunigen, unterstützt aber das synchrone Haftmoment bei Belastung des Motors.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Synchronmotor mit einem Rotor an dessen Umfang dauermagnetische Pole mit von Pol zu Pol wechselnder Polarität angeordnet sind und der mit dem Rotor eines als Anlaufeinrichtung dienenden Kurzschlußläufermotors starr verbunden ist und einem Stator, von dem die Statorpole für beide Rotoren gespeist werden, gekennzeichnet durch die Kombination folgender an sich bekannter Merkmale a) die Polzahl für den Kurzschlußläufermotor entspricht der doppelten Drehzahl des Synchronmotors, b) die vom asynchronteil des Stators (1) unter Aufspaltung seiner Pole (4, 14) abgeleiteten Synchron-Statorpole (10 bis 13) sind derart zu dem Synchronrotor geführt, daß sich bei der Feldausbildung zur Erzeugung des synchronen Haftmoments nur ungleichnamige Pole gegenüber stehen.

2. Synchronmotor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen 8-poligen Synchronrotor und einem vierpoligen Asynchronstator (1, 4, 14, 15, 16) von dem von dem einen Paar gegenüberliegender Pole (15,16) entsprechend liegende Synchron-Statorpole (8, 9) abgeleitet und von dem anderen Paar gegenüberliegender Pole (4, 14) jeweils zwei Synchron-Statorpole (10, Il und 12, 13) abgeleitet sind, die in Richtung der Rotorachse gesehen jeweils zwischen den benachbarten Asynchron-Statorpolcn (15,16) enden.

3. Synchronmotor nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch seine Verwendung für einen Plattenspieler, dessen Plattenteiler über einen Riemen unmittelbar von der Motorwelle aus angetrieben wird.