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Läufergespeister Drehs tromnebenschlußmotor
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Die Erfindung betrifft einen läufergespeisten Drehstromnebenschlußmotor
mit einem seinen Kommutator umgebenden Gehäuse, das wenigstens ein Fenster in seinem
Mantel aufweist und zwei in Umfangs richtung des Kommutators verstellbare Bürstenträger
enthält, auf denen je ein Bürstensatz in einer Zone angeordnet ist, die sich nur
über einen Teil des Umfangs des Gehäuses erstreckt.
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Bei läufergespeisten Drehstromnebenschlußmotoren ist es, wie bei anderen
Kommutatormaschinen, notwendig, in mehr oder weniger großen Zetabständen den Bürstenverschleiß
zu überprüfen und gegebenenfalls die Bürsten zu ersetzen. Häufig ist dies jedoch
wegen eines ungünstigen Einbaus in einer Maschine oder Anlage nur mit großen Schwierigkeiten
oder
ohne einen Ausbau des Motors gar nicht möglich Dies gilt nicht
nur für solche Ausführur-gsforme', bei denen die Bürsten gleichmäßig auf dem Umfang
des ringförmigen Bünstenträgers verteilt angeordnet sind und beide Bürstensätze
aneinander vorbeibewegt werden können, sondern auch für Ausführungsformen, bei denen
de Bürsten beider Sätze auf derselben Bahn des Kollektors laufen,also nicht in axialer
Richtung des Kollektors gegeneinander versetzt sind. Bei dieser letztgenannten Ausführungsform
sind nämlich die Bürsten des einen Satzes im Bereich der einen Hälfte des Umfangs
des Kommutators und die Bürsten des anderen Satzes m Bereich der anderen Hälfte
des Kommutators angeordnet, so daß insgesamt die Bürsten wie bei den zuerst erwähnten
Ausführungsforem über nahezu den gesamten Umfang des Kommutators verteilt sind.
Ist das den kommutator und den Bürstenapparat aufnehmende Gehäuse nicht von allen
Seiten zugänglich, dann können deshalb auch 9m letztgenannten Falle nicht ohne weiteres
alle Bürsten überprüft und ersetzt werden Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
einen läufergespeisten Drehstromnebenschlußmotor so auszubilden, daß auch dann,
wenn das den Kommutator und den Bürstenapparat enthaltende Gehäuse schlecht, insbesondere
nur von einer Seite, beispielsweise nur von oben, von der Seite oder nur von unten
her zugänglich ist, alle Bürsten ohne Schwierigkeiten über prüft und gegebenenfalls
ersetzt werden können, ohne den Motor ausbauen zu müssen. Diese Aufgabe ist mit
einem läufergespeisten Drehstromnebenschlußmotor der eingangs genannten der Bürstensätze
Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden Zonen in axialer Richtung des
Kommutators nebeneinander liegen und daß der beide Zonen überdeckende Bereich des
Mantels des Gehäuses das Fenster enthält, das auf die beiden Bürstensätze ausgerichtet
ist und in Umfangsrichtung des Gehäuses eine Erstreckung hat, deren kleinstmöglicher
Wert etwa gleich der Differenz aus der in Umfangsrichtung gemessenen Zonen länge
und dem maximalen Verstellweg der Bürstensatze ist.
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Bei einer derartigen Anordnung der Bürsten und Anordnung sowie Ausbildung
des Fensters in dem den Bürstenapparat umgebenden Gehäuse ist es möglich, alle Bürsten
auf das Fenster auszurichten, durch das hindurch die Kontrolle und ein eventueller
Austausch erfolgen kann. Dies ist dadurch bedingt, daß die Bürsten beider Sätze
nichtgleichmäßig auf dem Umfang des Kommutators oder des üblicherweise ringförmigen
Bürstenträgers angeordnet sind, sondern sich nur im Bereich wen stens eine einer
Hälfte des Umfangs befinden. Das enster im Mantel des Gehäuses, das die Zugänglichkeit
zu den Bürsten ermöglicht, braucht deshalb nur im Bereich dieser einen Umfangshälfte
zu liegen. Seine Breite in axialer Richtung des Kommutators ergibt sich aus dem
Abstand der beiden Bürstenträger voneinander, da die Bürsten beider Bürstenträger
durch das Fenster hindurch zugänglich sein müssen. Die Erstreckung des Fensters
in Umfangsrichtung des Gehäuses kann so groß gewählt werden, daß alle Bürsten in
einer bestimmten Stellung, beispielsweise der Mittelstellung des Regelbereiches,
gleichzeitig zugänglich sind. Man kann jedoch ohne Beeinträchtigung der guten Zugänglichkeit
der Bürsten die Abmessung des Fensters in Umfangsrichtung kleiner wählen, weil die
Bürsten in einem gewissen Bereich durch eine Verstellung in Umfangsrichtung der
Bürstenträger auf das Fenster ausgerichtet werden können. Es muß dann nur gewährleistet
sein, daß die beiden außenliegenden Bürsten zumindest in der einen bzw. anderen
Endstellung des Bürstenträgers auf das Fenster ausgerichtet sind.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuse in wählbarer
Winkellage mit dem Motorgehäuse verbindbar, damit das Fenster in derjenigen Lage
angeordnet werden kann, in
der es bei eingebautem Motor am besten
zugänglich ist.
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Die Konzentration der Bürsten jedes Bürstensatzes auf einen Teilbereich
des Kor.m7c.atorumfangs kann bei Motoren mit mehr als einem Polpaar noch dadurch
verstärkt werden, daß nur einem Teil der Polpaare je ein Bürstenlineal pro Phase
und Bürstenträger zugeordnet ist. Hierbei wird die Tatsache ausgenutzt, daß diejenlgen
Stellen des Kommutators, die um zwei Polteilungen voneinander entfernt sind, also
im Bereich verschiedener Polpaare die gleiche Lage einnehmen, elektrisch gleichwertig
sind. Selbstverständlich sind bei einer solchen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Motors Ausgleichsmaßnah-.
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men, also entsprechende Ausgleichsleitungen, eine Wellenwicklung oder
eine Froschbeinwicklung, notwendig. Ferner muß berücksichtigt werden, daß eine Verminderung
der Zahl der Bürsten pro Phase zu einem geringeren zulässigen Gesamtstrom führt.
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Sofern man die Ausnutzung der Maschine nicht herabsetzen will, um
wieder auf die gleiche Bürstenbelastung wie bei einer Zuordnung der Bürsten zu allen
Polpaaren zu kommen, ist es dann notwendig, den Bürstenquerschnitt zu vergrößern,
was in der Regel eine Verlängerung der Bürstenlineale und damit auch eine Verlängerung
des Kommutators erforderlich macht, wenn eine Verbreiterung der Bürsten der Kurzschlußverluste
und Kommutierungsgüte wegen nicht möglich ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat deshalb der Sekundärkreis
des Motors und damit die Kommutatorbestückung eine mehrphasige Ausbildung. Durch
den Übergang von z.B. drei Phasen zu fünf oder mehr Phasen kommt man nämlich zu
einer entsprechend größeren Anzahl von Bürstenlinealen pro Polpaar und Bürstensatz.
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Man kann dann die Zahl der bestückten Polpaare, denen je ein Bürstenlineal
pro Phase auf jedem Bürstenträger zugeordnet ist, soweit vermindern, daß jeder Bürstensatz
die gleiche oder eine annähernd gleiche Zahl von Bürsten und Querschnittsfläche
aufweist wie bei einem Motor mit geringerer Phasenzahl und gleichmäßig auf dem Umfang
des Kommutators verteilt angeordneten Bürsten, bei gleichgehaltener Bürstenzahl
und Bürstenabmessungen pro Bürstenlineal. Die Ausnutzung des Motors kann also durch
diese Maßnahme gleich oder annähernd gleich gehalten werden,ohne die Bürstenabmessungen
und die Kommutatorlänge ändern zu müssen.
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Sofern es aus Gränden der Siabilität des Gehäuses oder aus anderen
Gränden wünschens@@@@t sein sellse, das Fenster mit wenigstens einem Steg zu verschen,
kann eine solche Unterteilung ohne Beeinträchtigung, @@@ Zugänglieikeit zu den Bürsten
vorgesehen werden, weil wegen der Verstellbarkeit der Bürstensätze nicht nur die
äußeren @@stenlineale, sondern auch die im mittleren Berlich lienemden Bürstendinamle
soweit verstellt werden können. aß sie aui den einen oder anderen Teilbereich de
Ferster. ausgerichtet sind.
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Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausf2hrungsbeispiels im eimzelnen erlästert.
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Es zeigen: Fig. 1 eine schematisch und aufgebrochen sowle unvollständig
und anseinandergezegen dargestellte, perspektitische Ansicht des Ausführungsbeispiels,
Fig. 2 einen schematisch und unvollständig dargestellten Querschnitt durch das Gehäuse
und den Bürwstenapparht in einer zwischen den beiden Bürstenträgern liegenden Ebene
und in der Mittelstellung des Bürstenträgers; Fig. 3 einen Schnitt entsprechend
Fig. 2 in der einen Endstellung des Bürstenträgers; Fig. 4 einen Schnitt entsprechend
Fig. 2 in der anderen Endstellung des Bürstenträgers.
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Ein läufergespeister Drehstrommebenschlußmotor weist, wie Fig. 1 zeigt,
an seinem einen Lagerschild 1 ein in axialer Richtung vorspringendes, zylindrisches
Gehäuse 2 auf, in dem das eine Lager der Motorwelle 3 angeordnet ist und das den
Kommutator 4 aufnimmt. Außerdem enthält das Gehäuse 2 den Bürstenapparat, der zwei
als Ringe ausgebildete Bürstenträger 5 aufweist, die konzentrisch zur Motorwelle
3 und in deren Längsrichtung im Abstand voneinander im Gehäuse 2 drehbar, aber axial
unverschiebbar geführt sind. Mittels je eines
nicht dargestellten
Zahnkranzes auf den beiden Bürstenträgern 5 und eines in diese beiden Zahnkränze
eingreifenden, ebenfalls nicht dargestellten Zahnrades, das auf dem einen Ende einer
das Gehäuse 2 in radialer Richtung durchdringenden und in ihm drehbar gelagerten
Verstellwelle 6 sitzt, sind die beiden Bürstenträger 5 in bekannter Weise durch
Drehen eines am äußeren Ende der Verstellwelle 6 vorgesehenen Handrades 7 gegenläufig
drehbar.
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An den einander zugekehrten Seiten der beiden Bürstenträger 5 sind
die beiden Bürstensätze angeordnet, die im Ausführungsbeispiel, bei den es sich
um einen vierpoligen Drehstrom-Nebenschluß-Motor handelt, aus je sechs Bürstenlinealen
8 bestehen.
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Der Winkel, um den zwei in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende Bürstenlineale
8 gegeneinander versetzt sind, beträgt 300, weshalb sich der BUrstensatz jedes Bürstenträgers
5 nur über einen Bereich von 1500 erstreckt, wie dies beispielsweise Fig. 2 zeigt.
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Der übrige, sich über 2100 erstreckende Teil ist bei beiden Bürstenträgern
5 nicht mit Bürstenlinealen bestückt Wie Fig, 1 zeigt, sind die beiden Bürstensätze
ferner so angeordnet, daß sie in der Mittelstellung des Verstellbereiches axial
nebeneinander liegen, also je ein Bürstenlineal des einen Satzes auf ein Bürstenlineal
des anderen Satzes ausgerichtet ist. Aus dieser Mittelstellung heraus lassen sich
die beiden Bürstenträger entsprechend der vierpoligen Auslegung des Drehstrom-Nebensnhluß
Motors gegenläufig um je nahezu 45° verstellen, wie dies für den einen Bürstensatz
die Fig. 3 und 4 zeigen.
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In dem Mantel des Gehäuses 2 ist ein durch einen in axialer Richtung
verlaufenden Steg 9 geteiltes Fenster 10 vorgesehen, und zwar in demjenigen Bereich
des Mantels, welcher die beiden Bürstensätze in deren Mittelstellung überdeckt.
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Im Ausführungsbeispiel ist dies die nach oben weisende Seite 2, damit
die Bürsten zur Kontrolle und zu einem eventuellen Austausch von oben her zugänglich
sind. Damit das Handrad 7 die Zugänglichkeit nicht beeinträchtigt, ist es seitlich
neben dem Gehäuse 2 angeordnet. Die Breite des Fensters 10 in axialer Richtung des
Gehäuses 2 ist so groß gewählt, daß
ein guter Zugang zu den beiden
in dieser Richtung nebeneinander angeordneten Bürstensätzen gewährleistet ist. Der
Steg 9 gewährleistet auch bei einem relativ großen Fenster eine ausreichende mechanische
Stabilität. In Umfangsrichtung erstreckt sich im Ausführungsbeispiel das Fenster
10 nicht, was an sich möglich wäre, über einen Winkelbereich von 1500 oder etwas
mehr, sondern nur über einen Winkelbereich von etwa 100°. Dies reicht aus, um auch
zu den äußeren Bürstenlinealen einen guten Zugang zu haben, da diese im Ausführungsbeispiel
aus der in Fig. 2 dargestellten Mittellage um nahezu 450 in der einen und anderen
Richtung verstellt werden können.
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Um den Motor gleich stark ausnutzen zu können wie einen üblichen,
z.B. im Sekundärkreis dreiphasig ausgeführten Motor, bei dem auf beiden Bürstenträgern
die Bürstenlineale gleichmäßig auf dem Umfang verteilt für jedes Polpaar vorgesehen
sind, und um die gleichen Bürstenlineale wie bei einem solchen Motor verwenden zu
können, also eine gleiche Bürstenbelastung zu erhalten, ist im Ausführungsbeispiel
der Sekundärkreis sechsphasig ausgebildet. Statt der zwölf Bürstenlineale pro Bürstenträger,
die ein sechsphasiger Motor mit zwei Polpaaren hat, wenn jedem Polpaar BUrstenlineale
zugeordnet sind, ist im Ausführungsbeispiel aber nur ein Polpaar bestückt und deshalb
sind nur sechs Bürstenlineale pro Bürstenträger erforderlich, wobei der Winkel zwischen
zwei aufeinanderfolgenden Linealen, wie bei einer vollständigen Bestückung des Bürstenträgers,
300 beträgt. Sechs Bürstenlineale pro Bürstenträger würde auch der Motor dann aufweisen,
wenn er, wie üblich, einen dreiphasigen Sekundärkreis hätte und beiden Polpaaren,
gleichmäßig am Umfang verteilte, um 600 versetzte Bürstenlineale zugeordnet wären.
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