DE2359070C3 - Synchronmotor - Google Patents

Description

kennzeichnet, daß das magnetische Polstück (4, 4') 25 sehen Feldes auf der Linie hegt, die die Wellen la und bewegbar ist. 2a der Rotoren 1 und 2 verbindet. Ein magnetisches

Polstück 4 ist nahe bei dem Permanentmagnetrotor 1

angeordnet und dient dazu, den Magnetpol des Rotors

1 in eine Position auszulenken, die um einen vorbe· stimmten Winkel von der Mittellinie des magnetischer.

Die Erfindung betrifft einen Synchronmotor mit Feldes der kernlosen Spule 3 verschoben ist. einem ersten Permanentmagnetrotor, der mehrere Ma- Die Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispieles des

gnetpole aufweist, einem zweiten Permanentmagnetro- erfindungsgemäßen Synchronmotors wird im folgentor, der dieselbe Zahl von Magnetpolen wie der erste den beschrieben. Wenn das magnetische Polstück 4 Permanentmagnetrotor aufweist und neben dem ersten 35 nicht vorhanden ist, kommen die Permanentmagnetro-Permanentmagnetrotor so angeordnet ist, daß der toren 1 und 2 im abgeschalteten Zustand, wenn die zweite Permanentmagnetrotor sich in einer Richtung Spule 3 nicht erregt ist, an Positionen zur Ruhe, wo die entgegengesetzt zu dem ersten Permanentmagnetrotor Pole mit entgegengesetzten Magnetpolen einander gedreht, wobei er magnetisch mit dem ersten Permanent- genüberliegen, wie in F i g. 2 gezeigt ist, d. h. in solchem magnetrotor gekoppelt ist, und mit wenigstens einer 40 Zustand, daß die magnetische Kopplung am stärksten Feldspule, die derart angeordnet ist, daß sie einen Teil
von wenigstens einem der zwei Permanentmagnetrotoren umgreift. Ein derartiger Synchronmotor ist Gegenstand eines älteren Vorschlages gemäß der DT-OS
23 26 868.

Aus der japanischen Auslegeschrift 8 761 von 1968 ist ein kleiner Synchronmotor bekannt, der selbst starten kann, wenn eine kernlose Feldspule erregt wird,

und der einen Permantmagnetrotor an einer Position

ist. Selbst wenn die Spule 3 in diesem Zustand erregt wird, kann ein Selbststarten des Motors nicht erreicht werden.

Wenn ein magnetisches Polstück an einer Position nahe bei dem Rotor 1 vorgesehen wird, wie es bei der vorliegenden Erfindung der Fall ist, kommen die Rotoren 1 und 2 in einem solchen Zustand zur Ruhe, daß die anziehende Kraft beispielsweise zwischen dem Nordpol des Rotors 1 und dem Südpol des Rotors 2 mit der

aufweist, die gegenüber der inherenten Ruhelage ver- 50 anziehenden Kraft zwischen dem Nordpol auf der ge

schoben ist (auf der Mittellinie des magnetischen Feldes). Bei diesem Synchronmotor wird ein einziger Pertnanentmagnetrotor verwendet, der im Ruhezustand des Motors durch einen stationären Permanentmagne

genüberliegenden Seite des Rotors 1 und dem magnetischen Polstück 4 ausgeglichen wird. Zu diesem Zeitpunkt sind der Nordpol des Rotors 1 und der Südpol des Rotors 2 in Positionen ausgelenkt, die um den Win-

ten an einer Position gehalten wird, die gegenüber der 55 kel λ¹ von der Mittellinie des Magnetfeldes, das von inherenten Ruhelage verschoben ist. Der bekannte der Spule 3 erzeugt werden soll, verschoben sind. Synchronmotor kann auf Grund seines konstruktiven Wenn die Spule 3 in diesem Zustand erregt wird, und

Aufbaus nicht zuverlässig von selbst gestartet werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

Synchronmotor mit Permanentmagnetrotoren zu schaffen, der einen zuverlässigen Selbststart gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Synchronmotor der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Synchronmotor ferner ein magnetisches 65 Kraft bewirkt wird, durch die die stärkste magnetische Polstück aufweist, das neben wenigstens einem der Per- Kopplung zwischen den Rotoren erzielt wird. Da ein manentmagnetrotoren angeordnet ist, um den ersten
Permanentmagnetro'.or und den zweiten Permanent

wenn ein Magnetfeld in der Richtung erzeugt wird, daß die Rotoren 1 und 2 angezogen werden, werden die Rotoren 1 und 2 in Richtungen gedreht, wie sie durch die Pfeile A und B angedeutet sind. Dies beruht auf dem kombinierten Effekt, der durch die Auslenkung der Magnetpole der Rotoren 1 und 2 von der Mittellinie des magnetischen Feldes der Spule 3 und durch die

Wechselstrom in der Spule 3 fließt und ein magnetisches Wechselfeld erzeugt wird, wirkt auf die Rotoren

1 und 2 der kombinierte Effekt einer Drehung, die durch das Drehmoment bewirkt wird, welches durch die Anziehung und Abstoßung und die synchrone Drehung durch die magnetische Kopplung erzeugt wird, so daß deren Drehung aufrechterhalten wird.

Die Richtungsgebung beim Start verbessert sich, wen.i die Differenz zwischen dem Auslenkungswinke! β des Südpols des Rotors 1 bzw. des Nordpols dei Rotors

2 und dem Komplementwinkel a (jeweils gemessen von der Mittellinie des magnetischen Feldes der Spule 3) größer wird. Das Drehmoment beim Stan wird größer, wenn die Differenz zwischen λ und β kleiner wird, obwohl hier eine Grenze gegeben sein kann. Es ist daher durch geeignete Auswahl des Verhältnisses zwischen tx und β möglich, dieses Verhältnis so einzustellen, daß die vorteilhafteste Richtungsgebung und ein optimales Drehmoment beim Start erreicht wird. Zu diesem Zweck kann das magnetische Polstück 4 konzentrisch mit den Rotor 1 bewegt und so angeordnet werden, daß, wenn es einmal auf die vorteilhafteste Position eingestellt ist, es aus dieser Position nicht mehr herauskommt, es sei denn, dies wäre erwünscht.

Daneben führt die Tatsache, daß ?.wei Rotoren sich unter der Wirkung der magnetischen Kopplung im kontinuierlichen Betrieb des Motors nach dem Start sich in einander entgegengesetzten Richtungen drehen, zu einem weiteren Vorteil, wie im folgenden beschrieben wird. Wenn ein Stoß in Richtung des Pfeiles C (Drehrichtung des Rotors 1) auf den Motorkörper ausgeübt wird, erhöht sich augenblicklich die Drehgeschwindigkeit des Rotors 1, und im Gegensatz dazu fällt die Drehgeschwindigkeit des Rotors 2 augenblicklich ab. Wenn der Stoß auftritt, wean die relative Lage beider Rotoren so ist, wie in F i g. 1 gezeigt ist, wirkt der Stoß auf den Rotor 1 als eine Kraft, um ihn in der Richtung entgegengesetzt zu dem Pfeil A zurückzuholen, uiid auf den Rotor 2 als eine Kraft, um diesen in Richtung des Pfeiles B weiterzubewegen. Oies bedeutet, daß der Nordpol des Rotors 1 dazu neigt, si^h von dem Südpol des Rotors 2 wegzubewegen. Da diese Magnetpole jedoch versuchen, in den Zustand zu kommen, bei dem ihre magnetische Kopplung am stärksten ist. behalten diese Rotoren den dargestellten Zustand bei, so daß der Motor durch den Stoß nicht außer Tritt kommt. Folglich setzen die Rotoren 1 und 2 ihre Drehung ohne Unterbrechung fort. Dieser Effekt wird in gleicher Weise erzielt, wenn eine Vibration auf den Motor in einer tangeniialen Richtung zu den Rotoren ausgeübt wird.

Obwohl die kernlose Spule 3 bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel zwischen den Rotoren 1 und 2 angeordnet ist, ist es auch möglich, die Feldspule so anzuordnen, daß sie nur einem der Rotoren gegenüberliegt, wie durch 3' in F i g. 1 angedeutet ist. Es ist auch möglich, mehrere Spulen anzuordnen, so daß sie separat den entsprechenden Rotoren gegenüberliegen.

Abgesehen davon ist in dem obengenannten Ausführungsbeispiel das magnetische Polstück 4 nur nahe bei dem Rotor 1 angeordnet Es ist jedoch auch möglich, das magnetische Polstück nahe bei dem Rotor 2 anzuordnen, wie durch 4' in F i g. 1 angedeutet ist, oder magnetische Polstücke in der Nähe von beiden Rotoren anzuordnen.

Hier?ii 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche: magnetrotor an Positionen stillzusetzen, die von deren inherenten Ruhelagen verschoben sind. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das magnetische Polstück bewegbar ausgeführt. Ein Ausführungsbeispiei der brfindung wird nun an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt Fig. 1 schematisch die Hauptteile eines Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen 5" ichronmo-

1. Synchronmotor mit einem ersten Permanentinagnetrotor. der mehrere Magnetpole aufweist,
einem zweiten Permanentmagnetrotor, der dieselbe
Zahl von Magnetpolen wie der erste Permanenvmagnetrotor aufweist und neben dem ersten Permanentmagnetrotor so angeordnet ist, daß der
zweite Permanentmagnetrotor sich in einer Rieh- io tors und
tung entgegengesetzt zu dem erste,: Permanent- Fig.2 eine schematiche Darstellung, d,e die inhe-

magnetrotor dreht, wobei er magnetisch mit dem renten Ruhelagen von zwei Permanentmagneiroioren ersten Permanentmagnetrotor gekoppelt ist, und zeigt.

mit wenigstens einer Feldspule, die derart angeord- In F i g. 1 sind die zwei Permanentmagnetrotoren l

aet ist, daß sie einen Teil von wenigstens einem der 15 und 2 gezeigt, die vier magnetische Pole aufweisen und

parallel zueinander und nebeneinander angeordnet

zwei Permanentmagnetroturen umgreift, d a durch gekennzeichnet, daß der Synchronmotor ferner ein magnetisches Polstück (4, 4') aufweist, das neben wenigstens einem der Permanentnebeneinander

sind. Die Rotoren sind so angeordnet, daß beispielsweise der Rotor 1 eine Last über ein Getriebe antreibt, das nicht gezeigt ist, und daß der Rotor 2 in einem unbela-

weist, das neben wenigstens einem der Permanent
magnetrotoren (1, 2) angeordnet ist, um den ersten 20 steten Zustand bleibt oder eine^andere Last antreibt, Permanentmagnetrotor und den zweiten Permanentmagnetrotor an Positionen stillzusetzen, die
von deren inherenten Ruhelagen verschoben sind.
2. Synchronmotor nach Anspruch 1, dadurch ge-

die Rotoren 1 und 2 also verschiebene Lasten antreiben. Eine kernfreie Spule 3 ist zwischen den Permanentmagnetrotoren 1 und 2 so angeordnet, daß die Achse der Spule und damit die Mittellinie des magneti-