DE581716C - Synchronkleinmotor, insbesondere fuer den Antrieb von Uhren und Tarifapparaten - Google Patents

Description

Es sind Einphasensynhronmotoren bekannt, bei denen sowohl der Ständer wie der Läufer ausgeprägte Pole hat, wobei die Polzahl des Läufers ein Vielfaches der Ständerpolzahl ist. Bei anderen bekannten Einphasensynchronmotoren hat der Ständer neben ausgeprägten Hauptpolen Hilfspole mit künstlich phasenverschobenen Feldern; hier entspricht die Läuferdrehzahl pro Sekunde der Fre-

to quenz des Ständerstromes, sie ist also sehr hoch. Ferner sind in der Starkstromtechnik asynchron anlaufende Synchronmotoren mit einer Käfigwicklung im Läufer bekannt, bei denen die Betriebsdrehzahl mit der Drehzahl des Drehfeldes übereinstimmt, also bei kleinen Maschinen mit wenig Polen sehr groß ist. Bei diesen Motoren verschwindet das asynchrone Drehmoment bei der Betriebsdrehzahl.

" Solche Synchronmotoren sind für den Antrieb von Uhren, Tarif apparaten o. dgl. wenig geeignet. Bei diesen Apparaten kommt es in der Hauptsache darauf an, daß der langsam laufende Antriebsmotor möglichst wenig Platz beansprucht, daß er lange Zeit, meist Jahre hindurch ohne jegliche Wartung betriebssicher läuft, ferner daß er jeweils mit Sicherheit anläuft, wenn er beim Ausbleiben der Netzspannung stehengeblieben ist, und schließlich daß die Leistung des Motors möglichst vollkommen ausgenutzt wird.

Die Synchronmotoren sind praktisch in der Hautpsache nur auf dem Starkstromgebiet verwendet worden. Die bekannten Kleinsynchronmotoren, die für den Antrieb von Uhren, Tarifapparaten usw. vorgeschlagen wurden, haben entweder den Nachteil, daß sie nicht von selbst anlaufen, es sein denn, daß ihr Läufer durch einen Dauermagnet polarisiert wird, der aber wiederum den Raumbedarf und das Gewicht des Motors erheblich vergrößert, oder den Nachteil, daß ihr Läufer mit sehr hoher Drehzahl umläuft, daß deshalb ein viel Platz beanspruchendes und durch Reibung viel Energie verzehrendes Vorgelege nötig ist. Auch besteht bei der hohen Drehzahl des Läufers die Gefahr, daß die Lager in kurzer Zeit verschleißen, der Motor also unbrauchbar wird. Würde man schließlich die in der Starkstromtechnik bekannten asynchron anlaufenden Synchronmotoren so weit verkleinern können, daß sie in Uhren und Tarifapparate eingebaut werden können, so würde doch der Motor unter Belastung nie die synchrone Drehzahl erreichen, weil sein asynchrones Drehmoment, das beim Synchronismus verschwindet, schon vor Erreichung der synchronen Drehzahl so klein wird, daß es die Getriebereibung und den Arbeitswiderstand nicht überwinden kann. Auch würden diese Motoren, wenn man nicht einen sperrigen, vielpoligen Ständer verwenden will, viel zu schnell umlaufen. Alle diese Mängel werden durch die Erfindung beseitigt. Der Synchronkleinmotor, der den Gegenstand der Erfindung bildet, zeichnet sich durch äußerst geringen Raumbedarf, durch kleine Drehzahl, zuverlässigen

Anlauf und hohe Leistung aus. Er ist durch die neue Kombination folgender für sich allein bekannter Merkmale gekennzeichnet: Der Ständer hat neben ausgeprägten Hauptpolen Hilfspole mit künstlich phasenverschobenen Feldern, der Läufer besteht aus einem synchronen Teil mit ausgeprägten Polen, deren Zahl ein Vielfaches der Ständerpolzahl ist, und aus einem asynchronen Teil, dessen ίο Leerlaufdrehzahl über der Betriebsdrehzahl des synchronen Teils liegt. Besonders vorteilhaft ist, daß nicht, wie bei bekannten Motoren, das asynchrone Drehmoment beim Erreichen der Betriebsdrehzahl verschwindet, sondern in erheblicher Größe bis zu dieser Drehzahl erhalten bleibt, es würde erst bei der der Ständerpolzahl entsprechenden synchronen Drehzahl, die aber praktisch nie erreicht wird, verschwinden. Aus diesem Grunde läuft der Motor unter Vollast zuverlässig bis zur Betriebsdrehzahl hoch. Außerdem wird sein synchrones Drehmoment noch erheblich durch den \^rerbleibenden Rest des asynchronen Momentes verstärkt. Wegen der verhältnismäßig kleinen Läuferdrehzahl kommt man mit einem Vorgelege aus wenigen Getriebeteilen aus. Der Motor benötigt deshalb nur sehr wenig· Platz, und es geht nur sehr wenig Leistung durch die Getriebereibung verloren. Die kleine Drehzahl gestattet ferner den Motor jahrelang im Betrieb zu halten, ohne daß ein Auswechseln der Lager und anderer Getriebeteile erforderlich ist.

Nach einer weiteren Verbesserung wird das Drehmoment des synchronen Teils und die Sicherheit des genau synchronen Laufes dadurch wesentlich erhöht, daß die Hilfspole wenigstens annähernd um ebenso viele elekirische Grade gegenüber den mit ihnen zusammenwirkenden Läuferpolen, bei Deckung der entsprechenden Läuferpole mit den Hauptpolen, verschoben werden, als ihr Fluß gegenüber dem Fluß. in den Hauptpolen nacheilt. *5 Bei einer besonders zweckmäßigen Ausführungsfbrm der Erfindung ist die Zylinderfläche des Läufers zum Teil mit durch Einschnitte gebildeten Vorsprüngen versehen, während der übrige Teil ungeschlitzt bleibt. Die Erfindung soll an Hand des in der Zeichnung· dargestellten Beispieles erläutert werden.

Abb. ι zeigt die schematische Stirnansicht eines Motors gemäß der Erfindung. Abb. 2 den Läufer gemäß Abb. 1 und

Abb. 3 eine abgeänderte Ausführung des Läufers.

Bei der Anordnung der Erfindung gemäß Abb. ι besteht der Motor aus einem feststehenden Primärteil 1 in bekannter Ausführung und einem umlaufenden Sekundärteil 2.

Zu dem Ständer 1 gehört ein zweipoliger Jochteil mit Wechselstromerregerspule 3, Polvorsprüngen 4 und 5. Jeder der Pole ist durch einen Schlitz 6 in zwei Abschnitte geteilt, und der Vorderabschnitt je eines Poles ist mit drei oder vier Windungen einer kurzgeschlossenen Abschirmspule 7 versehen.

Der Läuferteil 2 ist aus lamelliertem magnetisierbarem Stoff hergestellt und hat eine gerade Anzahl von Schlitzen 8, z. B. z.wölf Schlitze, wodurch ebenso viele ausgeprägte Pole 9 zwischen den Schlitzen geschaffen werden. Die Schlitze 8 nehmen Läuferstäbe 10 auf, die durch Endringe 11 kurzgeschlossen sind, so daß ein Käfigläufer entsteht. Der Läufer kann mit mehreren Öffnungen 12 ausgerüstet sein, z. B. mit sechs öffnungen, die unterhalb der Einschnitte 8, Abb. 1, liegen.

Der Polabstand sowie die Stärke der Abschirmspule sind sämtlich so in bezug auf die Zahl der Schlitze bemessen und eingerichtet, daß sich der Motor mit der der Polzahl des Läufers entsprechenden Synchrongeschwindigkeit dreht. Dabei gelangt ein Läuferpol immer dann unter einen Polabschnitt, wenn sich der wechselnde Kraftlinienfmß in beiden Richtungen einem Maximum nähert. Es können weitere Läuferstäbe in wesentlich geschlossenen Nuten zwisehen die offenen Schlitze eingefügt werden, ohne die Geschwindigkeit zu beeinflussen, welche allein durch die Zahl offener Nuten oder vorspringender Pole bestimmt ist.

Abb. 3 veranschaulicht eine abgeänderte Form eines Läuferteiles mit einem becherartig gestalteten Teil 13 aus magnetisierbarem Stoff mit einem zylindrischen Teil 14 und einem Stirnteil 15. Dieser Teil 15 ist mit einer vorspringenden Warze 16 versehen, ι die zur Befestigung auf der Welle 17 dient. Das freie Ende des zylindrischen Teiles 14 ist mit einer Anzahl von Schlitzen 18 versehen, zwischen denen Polvorsprünge 19 gebildet sind.

Der Läufer nach Abb. 3 geht als Induktionsmotor an, und zwar infolge der Wirbelströme, die in dem nicht geschlitzten Stück des Zylinderteiles 14 erzeugt werden. Wenn die Synchrongeschwindigkeit entsprechend der Anzahl der Polvorsprünge 19 erreicht ist, so veranlassen die erwähnten Vorsprünge, daß der Läufer synchron weiterläuft und eine konstante Geschwindigkeit beibehält.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Synchronkleinmotor, insbesondere für den Antrieb von Uhren und Tarifapparaten, dessen Ständer neben ausgeprägten Hauptpolen Hilfspole mit künstlich phasenverschobenen Feldern und

   dessen Läufer neben einem asynchronen Teil einen synchronen Teil mit ausgeprägten Polen hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Leerlaufdrehzahl des das Nutzdrehmoment erzeugenden asynchronen Teiles oberhalb der Betriebsdrehzahl des synchronen Teiles liegt, dessen Polzahl ein Vielfaches der Ständerpolzahl ist.
2. 2. Motor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die Läuferpole sich mit den Hauptpolen des Ständers decken, die Hilfspole des Ständers wenigstens annähernd um ebenso viele elektrische Grade gegen die mit ihnen zusammenwirkenden Läuferpole verschoben sind, als ihr Fluß gegenüber dem Fluß in den Hauptpolen nacheilt.
3. 3. Motor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zylindrischen Läufer, dessen Mantel zum Teil ungeschlitzt, zum Teil mit durch Einschnitte (18) gebildeten Polvorsprüngen (19) versehen ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen