DE2362611A1

DE2362611A1 - Anlaufhilfe fuer synchronmotoren mit dauermagnetlaeufer

Info

Publication number: DE2362611A1
Application number: DE2362611A
Authority: DE
Inventors: Max Stegmann
Original assignee: STEGMANN UHREN ELEKTRO
Current assignee: STEGMANN UHREN ELEKTRO
Priority date: 1973-12-17
Filing date: 1973-12-17
Publication date: 1975-06-19

Description

MAX STEGMANN- Uhren- und Elektroapparatyibri:; - Don£.L.e.iLh'i i,en Blatt

Schreiben: ^{An das} Deutsche Patentamt, München St./Bl. 10.12.73

Anlaufhilfe für Synchronmotören mit Dauermagrietläufer.,

Synchronmotoren mit Dauermagnetläufer sind sehr einfach im Aufbau und damit billig in der Herstellung. Sie können mit verhältnismäßig gutem Wirkungsgrad für kleine Drehzahlen (200 U/min bis 750 U/min) gebaut werden und erreichen, da sie keine Verschleißteile wie Kollektor, Schleifringe und Bürsten besitzen, bei geringem Aufwand eine hohe Lebensdauer. Wie bei allen Synchronmotoren ist selbstverständlich auch bei diesen die Drehzahl unabhängig von Spannungs- und Belastungsschwankungen.

Bauartbedingt können sie jedoch nicht asynchron hochlaufen sondern müssen innerhalb einer elektrischen Halbwelle (0,01" bei 50 Hz) auf die Nenndrehzahl beschleunigen. Der Motor muß also nicht nur das statische Lastmoment überwinden, sondern im Anlauf zusätzlich ein Beschleunigungsmoment von der Größe

dW dW

M= H -rr erbringen. Die Winkelbeschleunxgung -ξγγ ist bei gegebener Nenndrehzahl und Netzfrequenz ebenfalls gegeben, so daß das Beschleunigungsmoment dem Trägheitsmoment H der Last direkt proportional ist. Wenn dieses zu groß ist, kann der Motor nicht anlaufen, so daß er in diesen in der Praxis häufig vorkommenden Fällen nicht eingesetzt werden könnte. Falls konstante Drehzahlen benötigt werden, muß man auf abmessungsmäßig wesentlich größere und teuerere Hysterese-Synchronmotoren ausweichen. Spaltpol-Asynchronmotoren arbeiten nur bei Drehzahlen über 1200 U/min einigermaßen wirtschaftlich, so daß bei deren Einsatz ein Getriebe, oder wenigstens eine Getriebestufe mehr erforderlich ist. Um bei Synchronmotoren mit Dauermagnetläufer den Anlauf zu erleichtern, hat man schon vorgeschlagen, zwischen der Welle des Motors und einem Läuferring dünne Speichen aus federndem Material anzuordnen. - Auf diese Weise gelingt es zwar, das Anlaufen zu erleichtern und Vibrationen zu vermeiden, allerdings unter Inkaufnahme eines erheblichen Aufwandes (DGM 1 909 684). - 2 -

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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diesen Vorteil des erleichterten und vibrationsfreien Anlaufs mit möglichst einfachen, betriebssicheren und in der Fertigung billigen Mitteln zu erreichen.

Erfindungsgemäß kann ein Synchronmotor mit Dauermagnetläufer auch bei hohem Trägheitsmoment der Last zum Anlauf gebracht werden, wenn man zwischen Achse und Last eine Rutschkupplung schaltet, deren übertragbares Drehmoment größer als das statische Lastmoment und kleiner als das Anlaufmoment des Motors ist. Der Motor kann nun sofort anlaufen. Das Drehmoment, um welches das Rutschmoment der Kupplung größer ist als das statische Lastmoment, beschleunigt nun die Last von der Drehzahl 0 auf die Nenndrehzahl.

Die Zeichnungen zeigen zwei Ausführungsbexspiele der erfindungsgemäßen Anlaufhilfe. Fig. 1 zeigt eine konstruktiv sehr einfache und kostenmäßig günstige Anordnung. Der Magnetring 1 des Läufers ist nicht starr mit der Achse 2 verbunden, sondern drehbar auf ihr gelagert. Durch eine Feder 3 wird er gegen eine fest mit der Achse verbundene Scheibe 4 gedrückt, so daß er durch die hier auftretende Reibung die Achse 2 mitnimmt. Die Feder 3 legt sich einerseits an einen mit der Achse 2 fest verbundenen Ring 5 und andererseits an eine Stirnfläche des Innenringes 6 an. Überschreitet die Summe von statischem Last- und Beschleunigungsmoment das Reibungsmoment dieser Kupplung, welches durch Reibwert, Federkraft und Durchmesser der Reibfläche gegeben ist, so kann sich der Läufer ohne die Achsen drehen. Auf sie wirkt jedoch immer das durch die Kupplung aufgebrachte Reibungsmoment. Der Läufer kann also augenblicklich mit der Synchrondrehzahl anlaufen und das von der Achse angetriebene Trägheitsmoment je nach dessen Größe mehr oder weniger schnell beschleunigen.

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Fig. 2 zeigt eine weiter vereinfachte Ausführungsform. Hier bewirkt das magnetische Feld des Magnetringes 1, der einen Innenring 6 aus unmagnetischem Werkstoff (vorzugsweise Kunststoff) besitzt, daß der Stahlring 8, der mit der Achse 2 fest verbunden ist, über den Luftspalt 7 gegen den Magnetring 1 gezogen wird. Zur Erhöhung des Reibungsmomentes bei den verhältnismäßig geringen magnetischen Axialkräften kann die Reibfläche 9 zweckmäßigerweise konisch ausgeführt werden. Dies bewirkt gleichzeitig eine gute Zentrierung des Innenringes 6 gegenüber der Achse 2 sowie eine weitestgehende Vermeidung von Vibrationen. Außerdem wird eine verhältnismäßig grobe Toleranz zwischen Innenring 6 und Achse 2 ermöglicht.

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Claims

P a tent ans prüch e

/ 1)JAnlaufhilfe für Synchronmotoren mit Dauermagnetläufer, ^~^^ dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetring (1) des Läufers drehbar auf der Achse (2) gelagert und mit dieser über eine Rutschkupplung verbunden ist.
2) Anlaufhilfe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Magnetring (1) mit der Stirnseite seines Innenringes (6) unter dem Druck einer Feder (3) gegen eine mit der Welle (.2) fest verbundene Scheibe (4) anlegt.
3) Anlaufhilfe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der auf einem Innenring (6) aus unmagnetischem Werkstoff sitzende Magnetring (1) mit der Welle (2) über einen Stahlring (8) in Verbindung steht, der gegenüber dem Magnetring (1) einen Luftspalt (7) aufweist und in axialer Richtung durch magnetische Kräfte gegen den Läufer (1,6) gepreßt wird.
4) Anlaufhilfe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahlring (8) mit einer konischen Reibfläche (9) in eine konische Ausnehmung des Innenringes (6) eingreift.

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