DE3209976C2 - - Google Patents
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- H02K7/1023—Magnetically influenced friction brakes using electromagnets
- H02K7/1025—Magnetically influenced friction brakes using electromagnets using axial electromagnets with generally annular air gap
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Induktionsmotor
gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Ein solcher
Induktionsmotor ist bekannt aus der DE-PS 8 92 303, dem
DE-GM 19 21 098 und der DE-Z Elektro-Anzeiger, 13.10.65,
S. 49-53.
Gewöhnlich fordert man eine steile Anstiegscharakteristik
oder eine steile Abfallcharakteristik der Drehzahl bei
Servomotoren für numerische Steuerungen oder bei Motoren
variabler Geschwindigkeit für Industrienähmaschinen. Bei
spielsweise benötigt man einen steilen Anstieg bis zu ei
ner vorbestimmten Nähgeschwindigkeit bei dem Starten von
Industrienähmaschinen. Andererseits benötigt man auch
einen steilen Abfall auf eine vorbestimmte Stoppgeschwin
digkeit, wenn der Nähvorgang unterbrochen werden soll. Es
wurde bisher angenommen, daß ein Gleichstrommotor mit ei
ner Thyristor-Leonard-Steuerung des elektrischen Antriebs
für diese Zwecke am besten verwendet werden kann. Der Gleichstrom
motor hat nämlich eine ausgezeichnete Steuerbarkeit sowie
ein großes Startdrehmoment und ein ausgezeichnetes Ge
schwindigkeitsansprechverhalten. Für einen Gleichstrom
motor benötigt man jedoch einen Permanentmagneten, einen
Kommutator und eine Bürstenhalterung. Darüber hinaus ist
es schwierig, wegen der Gleichrichtungscharakteristika
eine hohe Drehzahl zu erhalten. Ferner sind die Möglichkeiten
zur Herstellung eines kompakten Motors geringen Gewichts
begrenzt. Darüber hinaus erfordern die Bürsten aufgrund
des häufigen Abriebs einen hohen Wartungsaufwand.
Andererseits kann man Induktionsmotoren ohne spezielle
Wartung verwenden. Wenn es gelingt, eine gesteuerte
Stromversorgungseinrichtung mit einem Wechselrichter zu
schaffen, welche wirtschaftlich ist, so kann der Gleich
strommotor durch einen Induktionsmotor
ersetzt werden. Bei dem herkömmlichen Induktionsmotor
mit variabler Geschwindigkeit ist jedoch ein Rotor mit
einem Joch verbunden, und es wird ein Drehfeld gebildet
durch die Wechselwirkung zwischen Stator und Joch. Der
Antriebskörper besteht aus dem Joch und dem Rotor, d. h.
aus relativ schweren Bauteilen. Darüber hinaus weist ein
solcher Motor keine Einrichtungen zum Bremsen des Antriebs
körpers auf. Aus diesen Gründen hat der herkömmliche In
duktionsmotor mit variabler Geschwindigkeit ein hohes
Verhältnis von Drehenergie zu Drehmoment des Antriebs
körpers und die Drehzahl des Antriebskörpers kann nicht
rasch verringert werden. Aus diesem Grunde
eignen sich Motoren dieser Art nicht für Anwendungen,
bei denen ein rascher Anstieg oder ein rascher Abfall der
Drehzahl erforderlich ist. Wenn man herkömmliche Induk
tionsmotoren für die vorgenannten Zwecke verwenden will,
so ist es nachteiligerweise erforderlich, die Last über
eine spezielle Einrichtung anzutreiben, z. B. in einer
Nähmaschine über eine elektromagnetische Kupplung oder
dgl.
Bei einem Induktionsmotor der eingangs genannten Art
ist zwar die Trägheit herabgesetzt und damit eine rasche
Drehzahländerung möglich, jedoch besteht das Problem
für eine wirksame Innenkühlung zu sorgen.
Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen
Induktionsmotor gemäß der Oberbegriff des Hauptanspruchs
so weiterzubilden, daß bei einfachem Aufbau eine wirksame
Innenkühlung möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch einen Induktionsmotor mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen
näher erläutert; es zeigt
Fig. 1 die Hälfte eines Schnitts durch die Mittel
linie einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Induktionsmotors mit variabler Geschwindigkeit und niedri
ger Trägheit;
Fig. 2 einen Schnitt ähnlich demjenigen der Fig. 1
einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 3 einen Schnitt ähnlich demjenigen der Fig. 1
einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 4 einen Schnitt ähnlich demjenigen der Fig. 1
einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 5 eine Draufsicht eines Stators und eines
Jochs der vierten Ausführungsform der Erfindung gemäß
Fig. 4, wobei Teile weggebrochen sind;
Fig. 6 einen Schnitt ähnlich demjenigen der Fig. 1
einer fünften Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 7 einen Schnitt ähnlich demjenigen der Fig. 1
einer sechsten Ausführungsform der Erfindung.
Im folgenden wird
eine erste Ausführungsform der Erfindung anhand der Fig. 1
erläutert.
Der Induktionsmotor mit niedriger Trägheit
gemäß Fig. 1 umfaßt einen Stator 14 mit
einer Statorwicklung 12, wie bei einem herkömmlichen In
duktionsmotor. Dieser Stator 14 ist an der Innenseite
der Außenperipheriewandung des Gehäuses 10 des Motors
befestigt. Andererseits ist ein Joch 16 in Form eines la
minierten Eisenkerns an der Innenseite der Innenperiphe
riewandung des Gehäuses 10 befestigt. Zwischen dem Stator
14 und dem Joch 16 besteht ein schmaler Spalt.
Wenn ein Strom der Statorwicklung 12 zugeführt wird, so
entsteht aufgrund des Stators 14 und des Jochs 16 in dem
Spalt zwischen beiden ein entsprechendes Drehfeld. Eine
Welle 26 ist drehbar mit Lagern 22,
24 gelagert. Eines dieser Lager ist an einer nichtmagne
tischen Abdeckung 18 befestigt, welche ihrerseits am Gehäuse
10 befestigt ist. Das andere Lager ist an einer
Buchse 20 befestigt, welche am Gehäuse 10 befestigt ist.
Ein becherförmiger Rotor 30 ist mit einer Halterung 28
verschraubt, die ihrerseits an der Welle 26 befestigt
ist, derart, daß der Rotor in den Spalt ragt. Der becher
förmige Rotor 30 besteht aus einem flächigen, nichtma
gnetischen, elektrischen Leiter, wie Aluminium, Kupfer,
Silber-Kupfer-Legierung. In dem becherförmigen Rotor 30
wird durch die Rotation des magnetischen Feldes, welches
durch den Stator 14 und das Joch 16 hervorgerufen wird,
ein Wirbelstrom erzeugt. Das Antriebsdrehmoment kommt
durch das Zusammenspiel des Drehfelds und des Wirbel
stroms zustande.
Ein Kühlgebläse 32 ist an der Halterung 28 ausgebildet
und dient der Kühlung des Inneren des Motors. Das Kühl
gebläse 32 saugt kühle Luft durch eine Ansaugöffnung 34
in der Abdeckung 18 an und heiße Luft wird durch Aus
lässe 36 im Gehäuse 10 abgegeben. An der Halterung 28
sind gerippte Scheiben 38 befe
stigt; die im becherförmigen Rotor 30 erzeugte Wärme
wird dadurch abgeführt.
Die gerippten Scheiben 38 werden außerdem durch die Kühl
luft abgekühlt. Außerdem kommt es hierdurch zu einer di
rekten Abkühlung des becherförmigen Rotors 30 und der
Halterung 28 für den Rotor.
Die mechanische Ausgangsleistung kann
an der Welle 26 abgenommen werden, da der becherförmige
Rotor 30 an dieser Welle befestigt ist. Der Antriebskör
per des Motors dieser Ausführungsform ist kompakt und
leicht und hat somit ein geringes Trägheitsmoment. Der
Antriebskörper umfaßt nämlich die Halterung 28, welche
an der Welle 26 befestigt ist, sowie den becherförmigen
Rotor 30, welcher an der Halterung 28 befestigt ist. Da
her zeigt dieser Rotor ein vorzügliches Ansprechverhal
ten mit einem steilen Anstieg und einem steilen Abfall
beim Starten bzw. Stoppen des Motors.
Der becherförmige Rotor 30 er
streckt sich in der axialen Richtung und somit sind die
Abmessungen des Motors in radialer Richtung verringert
und die Oberfläche für die Ausbildung der Wirbelströme
ist dennoch erhöht. Somit eignet sich dieser Motor als
Servomotor für numerische Steuerungen und als Motor
variabler Geschwindigkeit für Industrienähmaschinen,
bei denen es auf eine steile Antriebscharakteristik bzw.
eine steile Abfallcharakteristik ankommt.
Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung,
welche der ersten ähnelt, mit Ausnahme
des zusätzlichen Einbaus einer elektromagnetischen Bremse.
Daher wird eine Erläuterung des Aufbaus des Motorkörpers
weggelassen. Bei dieser Ausführungsform ist die Welle 26
mit einer elektromagnetischen Bremse 42 ausgerüstet, die
dazu dient, die Drehung des Antriebskörpers 40 mit der
Halterung 28 und dem becherförmigen Rotor 30 zu bremsen.
Die elektromagnetische Bremse 42 hat den folgenden Aufbau.
Eisenkerne 44, 46 der elektromagnetischen Bremse 42 sind
an der nichtmagnetischen Abdeckung 18 befestigt. Eine
Bremswicklung 48 ist an einer Innenwandung des Eisenkerns
44 gehaltert. Sie dient der Einspeisung eines magneti
schen Flusses in die Eisenkerne 44, 46 der elektromagneti
schen Bremse 42. Eine Bremsscheibe 50 ist axial verschieb
bar auf der Welle 28 angeordnet. Die Bremsscheibe 50 wird
mit Hilfe einer nichtgezeigten Feder stets gemäß Fig. 2
nach links gedrückt, so daß sie vom Eisenkern 46 wegge
halten wird. Ein Bremskissen 52 ist an der dem Eisenkern
46 gegenüberliegenden Oberfläche der Bremsscheibe 50 be
festigt. Ein rasches Abstoppen der Drehbewegung der Wel
le 26 wird durch eine Reibung zwischen dem Bremskissen 52
und dem Eisenkern 46 herbeigeführt. Die Bremsscheibe 50
weist Durchgänge 54 auf, durch die Kühlluft treten kann,
welche durch die Ansaugöffnung 34 in den Motor gesaugt
wird.
Das Abbremsen des Antriebskörpers 40 geschieht dadurch,
daß man den Strom steuert, welcher durch die Statorwick
lung 12 und die Bremswicklung 46 fließt. Wenn z. B. die
mit der Welle 26 verbundene Last eine Nähmaschine oder
dgl. ist, welche rasch gestoppt werden soll, so wird
der Strom, der durch die Statorwicklung 12 fließt, unter
brochen. Ferner wird ein Strom durch die Bremswicklung 48
der elektromagnetischen Bremse 42 geschickt, so daß die
elektromagnetische Bremse 42 betätigt wird. Der magneti
sche Fluß, der durch die Eisenkerne 44, 46 und durch
die Bremsscheibe 50 verläuft, kommt dadurch zustande,
daß der Strom durch die Bremsspule 48 fließt. Aufgrund
dieses magnetischen Flusses wird die Bremsscheibe 50 vom
Eisenkern 46 angezogen und die Drehbewegung der Welle 26
wird rasch aufgrund der Reibung zwischen dem Bremskissen
52 und dem Eisenkern 46 gestoppt.
Wenn der Strom durch die Bremsspule 48 fließt, so kommt
es zu einem magnetischen Fluß durch die Eisenkerne 44,
46 und die Bremsscheibe 50. Die Abdeckung 18, welche die
Eisenkerne 44, 46 trägt, besteht aus einem nichtmagneti
schen Material. Es kommt daher nicht zu einer Ableitung
des magnetischen Flusses von dem Eisenkern 46 über die
Abdeckung 18 und das Lager 22 zur Bremsscheibe 50. Auf
diese Weise wird auch verhindert, daß während der Drehung
des Motors ein magnetischer Fluß durch das Lager 22 ver
läuft. Auf diese Weise wird eine Wärmebeschädigung des
Lagers aufgrund von Wirbelströmen verhindert, welche an
derenfalls durch den magnetischen Fluß herbeigeführt
werden könnten.
Fig. 3 zeigt eine dritte Ausführungsform des erfindungs
gemäßen Induktionsmotors
niedriger Trägheit.
Ein wesentliches Merkmal der Ausführungsform
der Fig. 3 besteht darin, daß der Stator 14 an der Innen
fläche der Außenperipheriewandung des Gehäuses 10 befe
stigt ist, während das Joch 16 an der Innenseite der In
nenperipheriewandung des Gehäuses 10 befestigt ist und dem
Stator 14 gegenüberliegt, so daß ein schmaler Spalt ver
bleibt, wobei ferner wiederum ein Rotor vom Bechertyp 30
auf der Welle 26 befestigt ist und drehbar in den Spalt
hineinragt, wobei wiederum eine elektromagnetische Brem
se 42 zur Abbremsung der Drehbewegung der Welle verbun
den ist und wobei schließlich wiederum ein Gebläse 56
mit dem Motor verbunden ist, welches zwangsmäßig das
Innere des Motors kühlt. Zum Zwecke der Kühlung des Inne
ren des Motors, welcher durch die Drehung des Motors er
hitzt wird, befindet sich ein Motor 60 für die Kühlung
auf einer Halterung 58 des Gehäuses 10 und ein Gebläse 56
für die zwangsmäßige Kühlung ist auf der Welle 62 des Mo
tors 60 für die Kühlung befestigt. Ferner ist eine Ein
laßöffnung 64 für die Zangskühlung im Rahmen 58 vorge
sehen sowie eine Ventilationsöffnung 66 im Gehäuse 10
für die Zwangsventilation. Die Kühlung mit dem Kühlge
bläse 56 erfolgt durch Antrieb des Motors 60. Bei der
dritten Ausführungsform ist das Gebläse 56 für die zwangs
mäßige Kühlung außerhalb des Gehäuses 10 vorgesehen, Es
ist jedoch auch möglich, das Gebläse 56 für die Zwangs
kühlung im Inneren des Gehäuses 10 anzuordnen und dieses
Gebläse 56 mit der Welle 26 anzutreiben. Bei der dritten
Ausführungsform der Erfindung wird das Gebläse 56 für die
zwangsmäßige Kühlung durch einen Motor 60 für Kühl
zwecke angetrieben, so daß die Kühlluft zwangsmäßig von
außen in den Motor geblasen wird. Die erhitzten Teile
des Motors
werden durch die Kühlluft
abgekühlt. Durch das Gebläse 56 für die Zwangskühlung
wird die beim Kühlen gebildete heiße Luft durch die Aus
laßöffnung 37 ausgestoßen. Auf diese Weise erzielt man
eine wirksame Kühlung.
Fig. 4 zeigt eine vierte Ausführungsform des erfindungs
gemäßen Induktionsmotors mit
geringer Trägheit. Ein Stator 112 ist an der Innen
seite der Innenperipheriewandung des Gehäuses 110 eines
Motors befestigt. Der Stator 112 umfaßt einen Eisenkern
114 und eine Statorwicklung 116, welche um den Eisenkern
114 gewickelt ist. Der Eisenkern 114 ist mit in Umfangs
richtung angeordneten Magnetpolen 118 versehen, welche
alternierend entgegengesetzte Polarität haben, wie dies
in Fig. 5 dargestellt ist. Andererseits ist ein Joch 120
aus einem laminierten Eisenkern an der Innenseite der
Außenperipheriewandung des Rahmens 110 angeordnet, und
zwar mit einem schmalen Spalt gegenüber dem Stator 112.
Wenn ein Strom durch die Statorwicklung 116 fließt, so
wird ein entsprechendes Drehfeld im Spalt gebildet, und
zwar durch den Stator 112 und das Joch 120. Die Ausgangs
welle 130 ist mit Hilfe von Lagern 126, 128 drehbar ge
lagert. Eines dieser Lager ist an einer nichtmagnetischen
Abdeckung 122 befestigt, die ihrerseits am Gehäuse 110 be
festigt ist. Ein anderes Lager ist an einer Lagerbuchse
124 befestigt, welche ihrerseits am Gehäuse 110 befestigt
ist. Ein becherförmiger Rotor 134 ist mit Schrauben 136
an einer Halterung 132 befestigt, welche ihrerseits an
der Motorwelle 130 befestigt ist, derart, daß der Rotor
in den Spalt hineinragt. Der becherförmige Rotor 134 be
steht aus einem flächigen, nichtmagnetischen, elektrischen
Leiter, wie Aluminium, Kupfer oder Silber-Kupfer-Legie
rung. Durch die Drehung des magnetischen Feldes, welches
durch den Stator 112 und das Joch 120 hervorgerufen wird,
kommt es zur Ausbildung eines Wirbelstroms im becherför
migen Rotor 134 und das Antriebsdrehmoment kommt durch das
Zusammenspiel des Drehfelds mit dem Wirbelstrom zustande.
Ein Kühlgebläse 138 ist an der Halterung 132 ausgebildet
und dient der Kühlung des Inneren des Motors. Kühle Luft
wird durch das Gebläse 138 durch eine Ansaugöffnung 140
in der Abdeckung 122 angesaugt, und heiße Luft wird durch
einen Auslaß 142 im Gehäuse 110 ausgestoßen. Scheibenför
mige Wärmeabstrahlungsrippen 144 sind an der Halterung
132 befestigt. Hierdurch wird die im becherförmigen Rotor
134 erzeugte Wärme wirksam über die Wärmeabstrahlungs
rippen 144 abgeführt.
Ein wesentliches Merkmal der vierten Ausführungsform der
Erfindung besteht darin, daß der Stator 112 an der Innen
seite der Innenperipheriewandung des Gehäuses 110 befestigt
ist. Das Joch ist an der Innenseite der Außenperipherie
wandung des Gehäuses 110 befestigt, und zwar dem Stator
112 gegenüber, wobei ein kleiner Spalt verbleibt. Der be
cherförmige Rotor 134 erstreckt sich drehbar in diesen
Spalt und ist an der Welle 130 befestigt.
Im folgenden soll die Arbeitsweise dieser vierten Ausfüh
rungsform erläutert werden. Durch die Wechselwirkung zwi
schen dem Stator und dem Joch 120 kommt es aufgrund der
Erregung der Statorwicklung 116 zur Ausbildung eines
Drehfeldes im Spalt. Hierdurch werden Wirbelströme in
dem becherförmigen Rotor 134 , welcher in den Spalt hin
einragt, ausgebildet. Wirbelstromverluste in dem Stator
112 und in dem Joch 120 können dadurch herabgesetzt wer
den, daß man sowohl den Stator als auch das Joch aus
laminierten Stahlblechen herstellt.
Die
mechanische Ausgangsleistung wird über die Abtriebswel
le 130, mit der der becherförmige Rotor 134 verbunden
ist, abgenommen.
Normalerweise hängt das Antriebsdrehmoment des becher
förmigen Rotors 134 ab vom Durchmesser und von der in
Tangentialrichtung wirkenden Kraft. Es kann ein großes
Antriebsdrehmoment erhalten werden, wenn man den Durch
messer erhöht. Bei der vierten Ausführungsform ist ein
Stator mit einem größeren Durchmesser im Vergleich zur
Abmessung des Jochs 120 an der Innenseite der Innenperi
pheriewandung des Gehäuses 110 befestigt. Dieser Aufbau
erlaubt die Verwendung eines becherförmigen Rotors mit
einem größeren Durchmesser, da nun der Spalt zwischen
dem Stator 112 und dem Joch 120 ebenfalls einen größeren
Durchmesser hat. Hierdurch kommt es zu einem großen An
triebsdrehmoment des Rotors 134.
Der Antriebskörper des Motors gemäß der vierten Ausfüh
rungsform ist kompakt. Er hat ferner ein geringes Ge
wicht, so daß das Trägheitsmoment des Antriebskörpers
gering ist. Der Antriebskörper besteht nämlich nur aus
der Halterung 132, welche mit der Antriebswelle 130 ver
bunden ist, und dem becherförmigen Rotor 134, welcher
mit der Halterung 132 verbunden ist.
Aus diesem Grunde
ist das Ansprechverhalten beim Starten und Stoppen des
Motors vorzüglich. Der Motor spricht mit einem steilen
Anstieg und einem steilen Abfall an. Bei einem herkömm
lichen Induktionsmotor sind der Rotor und das Joch ein
stückig miteinander verbunden und bilden gemeinsam den
Antriebskörper.
Andererseits ist erfindungsgemäß ein
becherförmiger Rotor 134 vom Joch 120 getrennt ausge
bildet und der Antriebskörper besteht nur aus kompakten,
leichten Bauteilen, nämlich aus dem becherförmigen Ro
tor 134 und der Halterung 132 für die Halterung des
Rotors. Der becherförmige Rotor 134 erstreckt sich in
axialer Richtung und demgemäß sind die Abmessungen des
Motors in radialer Richtung herabgesetzt. Die Oberflä
che für die Ausbildung von Wirbelströmen ist dennoch er
höht.
Daher eignet sich dieser Motor sehr gut als
Servomotor für numerische Steuereinrichtungen und als
Motor variabler Geschwindigkeit für Industrienähmaschi
nen, bei denen eine steile Anstiegscharakteristik und
eine steile Abfallcharakteristik erforderlich sind. Die
steile Anstiegscharakteristik und die steile Abfallcha
rakteristik beim Starten und Stoppen können äußerst
leicht verwirklicht werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Motor ist der Aufbau äußerst
vereinfacht. Die Länge des Motors in axialer Richtung
kann verringert werden, da ein Antriebskörper mit ge
ringem Trägheitsmoment aus leichten, miniaturisierten
Bauteilen gebildet wird. Der Einbau einer elektromagneti
schen Kupplung für die Erhöhung der Ansprechgeschwin
digkeit ist nicht erforderlich, und zwar im Gegensatz
zu herkömmlichen Motoren mit variabler Geschwindigkeit.
Durch den Motorbetrieb kommt es zu einem Erhitzen des
Motors. Aus diesem Grunde wird Kühlluft durch die Ansaug
öffnung 140 eingesaugt, und heiße Luft wird durch die
Auslaßöffnung 142 entlassen. Dieser Luftstrom kommt
durch die Drehung eines Kühlgebläses 138 zustande, das
an der Halterung 132 befestigt ist. Auf diese Weise kann
ein Temperaturanstieg des Motors wirksam vermieden wer
den.
Die Wärmeabstrahlungsrippen 144 sind am becherförmigen
Rotor 134 befestigt. Die Wärme des becherförmigen Rotors
34, der während des Betriebs erhitzt wird, fließt in
die Wärmeabstrahlungsrippen 144 und diese werden durch
die Kühlluft abgekühlt. Auf diese Weise wird der be
cherförmige Rotor 134 sowie die Halterung 132 für den
Rotor gekühlt.
Fig. 6 zeigt eine fünfte Ausführungsform der Erfindung
ähnlich derjenigen der Fig. 5. Es ist wiederum ein In
duktionsmotor mit geringer
Trägheit vorgesehen.
Bei
dieser Ausführungsform ist eine elektromagnetische Brem
se 150 mit der Welle 130 verbunden, so daß die Drehung
des Antriebskörpers 148 gebremst werden kann. Der An
triebskörper 148 umfaßt die Halterung 132 und den becher
förmigen Rotor 134. Die elektromagnetische Bremse 150
hat den folgenden Aufbau: Eisenkerne 152, 154 der elek
tromagnetischen Bremse 150 sind an der nichtmagnetischen
Abdeckung 122 befestigt. Eine Bremsspule 156 für die Ein
speisung des magnetischen Flusses in die Eisenkerne 152,
154 der elektromagnetischen Bremse 150 ist an der Innen
wandung des Eisenkerns 152 ausgebildet. Eine Bremsschei
be 158 ist axial verschiebbar auf der Welle 130 befestigt.
Die Bremsscheibe 158 wird mit Hilfe einer nichtgezeigten
Feder stets gemäß Fig. 6 nach links gedrückt, so daß sie
vom Eisenkern 154 weggehalten wird. Das Bremskissen 160
ist auf der Oberfläche der Bremsscheibe 158 ausgebildet
und liegt dem Eisenkern 154 gegenüber. Ein rasches Ab
stoppen der Drehbewegung der Welle 130 kann dadurch her
beigeführt werden, daß man das Bremskissen 160 in Rei
bungsverbindung mit dem Eisenkern 154 bringt. Die Brems
scheibe 158 hat Durchlässe 162 für den Durchtritt der
Kühlluft, die durch das Ansaugloch 140 in den Motor ge
saugt wird. Die Abbremsung des Antriebskörpers 148 ge
schieht dadurch, daß man den Strom steuert, welcher
durch die Statorwicklung 116 fließt, und daß man ferner
auch den Strom steuert, welcher durch die Bremswicklung
156 fließt. Wenn eine mit der Welle 130 verbundene Last,
z. B. eine Nähmaschine oder dgl., rasch gestoppt wer
den soll, so wird der durch die Statorwicklung 116
fließende Strom unterbrochen und andererseits wird durch
die Bremswicklung 156 der elektromagnetischen Bremse
150 ein Strom geschickt, der die elektromagnetische Brem
se 150 betätigt. Der magnetische Fluß, der durch die Ei
senkerne 152, 154 und die Bremsscheibe 158 verläuft,
wird durch den Strom gebildet, welcher durch die Brems
wicklung 156 fließt. Hierdurch wird die Bremsscheibe 158
vom Eisenkern 154 angezogen und die Drehbewegung der
Welle 130 wird rasch gestoppt, und zwar durch Reibungs
schluß zwischen dem Bremskissen 160 und dem Eisenkern
154.
Wenn der Strom durch die Bremswicklung 156 fließt, so
wird ein magnetischer Fluß gebildet, der durch die Eisen
kerne 152, 154 und die Bremsscheibe 158 verläuft. Die
Abdeckung 122, welche für die Halterung der Eisenkerne
152, 154 herangezogen wird, besteht aus nichtmagneti
schem Material. Es kommt daher nicht zu einer Leckage
des magnetischen Flusses aus den Eisenkernen 126 durch
die Abdeckung 122 in das Lager 126 und von dort zur
Bremsscheibe 158. Insbesondere kommt es auch nicht zu
einer Ableitung des magnetischen Flusses durch das La
ger 126 und den Bedingungen der Drehung des Motors, so
daß eine Beschädigung des Lagers aufgrund seiner Erhitzung durch Wir
belströme, welche durch einen solchen Magnetfluß hervor
gerufen werden könnten, verhindert wird.
Fig. 7 zeigt eine sechste Ausführungsform des erfindungs
gemäßen Induktionsmotors
geringen Trägheitsmoments. Das wesentliche Merkmal der
Ausführungsform der Fig. 7 besteht darin, daß der Sta
tor 112 an der Innenseite der Innenperipheriewandung
des Gehäuses 110 befestigt ist, während das Joch 120 an
der Innenseite der Außenperipheriewandung des Gehäuses
110 befestigt ist und dem Stator 112 mit einem geringen
Spalt gegenüberliegt. Ein becherförmiger Rotor 134 ist
an der Welle 130 befestigt und ragt drehbar in den Spalt
hinein. Eine elektromagnetische Bremse 150 ist eben
falls mit der Welle 130 verbunden. Sie dient dem Abbrem
sen der Drehbewegung der Welle 130. Ferner ist ein Ge
bläse 164 mit einem Motor verbunden, welcher der zwangs
mäßigen Kühlung des Inneren des Motors dient.
Der Motor wird während der Drehung des Motors erhitzt.
Zur Kühlung dieses Motors dient ein weiterer Motor 168.
Dieser ist an einer Halterung 166 befestigt, welche ih
rerseits am Gehäuse 110 befestigt ist. Das Gebläse 164
für die Zwangskühlung ist an der Welle 170 des Kühlmo
tors 163 befestigt. Im Gehäuse 110 bzw. in der Halterung
166 sind ein Einlaßdurchgang 172 für die Zwangskühlung
und ein Ventilationsdurchgang 174 für die Zwangskühlung
vorgesehen. Die Kühlwirkung des Gebläses 164 kommt nur
zustande, wenn der Motor 168 betrieben wird.
Bei der vorerwähnten Ausführungsform befindet sich das
Gebläse 164 für die Zwangskühlung außerhalb des Gehäuses
110. Es ist jedoch auch möglich, das Gebläse 164 für
die Zwangskühlung im Inneren des Gehäuses 110 auszubil
den und das Gebläse 164 mit der Welle 130 anzutreiben.
Die Kühlluft wird zwangsmäßig von der Einlaß
öffnung 172 und durch die Ventilationsöffnung 174 in das
Innere des Motors geblasen. Die erhitzten Teile des Mo
tors, z. B. der becherförmige Rotor 134 und die Wärme
abstrahlungsrippen 146 des Motors, werden durch die Kühl
luft gekühlt. Die heiße Luft tritt durch die Auslaß
öffnung 144 aus, und zwar aufgrund des Gebläses 164 in
Form einer Zwangsströmung. Auf diese Weise kommt es zu
einer wirksamen Abkühlung des Motors.
Claims (4)
1. Induktionsmotor niedriger Trägheit mit einem
becherförmigen Rotor, welcher sich drehbar in einen
Luftspalt zwischen dem Stator und einem feststehenden
Rückschlußjoch erstreckt, die an dem Gehäuse befestigt
sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (30, 134)
eine gerippte Scheibe (38, 144) im Bereich der Rotor
halterung (28) zur Wärmestrahlung trägt, welche
durch einen Kühlluftstrom beaufschlagbar ist, der durch
ebenfalls an der Rotorhalterung (28) angebrachte
Gebläseschaufeln (32, 138) erzeugt wird.
2. Induktionsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Kühlluftstrom der Gebläseschaufeln
(32, 138) nach der Beaufschlagung der Scheiben ( 38, 144)
axial an der Innenfläche der Gehäusewandung fließt.
3. Induktionsmotor nach Anspruch 2, gekennzeichnet
durch eine elektromagnetische Bremse (42, 15), deren
Bremsscheibe (50, 158) mit dem Rotor (30, 134) starr ver
bunden ist und die Durchgänge (34, 54; 140, 162) für die
Kühlluft aufweist.
4. Induktionsmotor nach Anspruch 3,
gekennzeichnet durch ein weiteres Gebläse (56, 164) zur
Erzeugung eines Kühlluftstroms, welcher an der Gehäuse
wandung verläuft und nachfolgend die elektromagnetische
Bremse (42, 150) zusammen mit der Kühlluft der Gebläse
schaufeln (32, 138) beaufschlagt.
Applications Claiming Priority (4)
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JP56043680A JPS57160355A (en) | 1981-03-25 | 1981-03-25 | Low inertia variable-speed induction motor |
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