DE591327C - Selbstanlaufender Synchronmotor - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
19. JANUAR 1934

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 d ² GRUPPE

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin*) Selbstanlaufender Synchronmotor

Patentiert im Deutschen Reiche vom 1. Januar 1931 ab

Es sind bereits Synchronkleinmotoren zum Antrieb von Registrierstreifen, Meßwerken u. dgl. bekanntgeworden, bei welchen ein asynchroner Teil für den Anlauf und ein synchroner Teil für den Dauerbetrieb vorgesehen ist. Die Anker solcher Motoren sind dabei beispielsweise zylindrisch ausgebildet und tragen an ihrem einen Ende Polstücke aus magnetischem Material. Bei derartigen Mor torcn liegt nach der Herstellung sowohl die synchrone als auch, die asynchrone Drehzahl unverändert fest. Häufig ist es aber wünschenswert, diese Drehzahl zu verändern, wozu umschaltbare Getriebe, die namentlich bei hohen Geschwindigkeiten leicht zu Störungen Veranlassung geben, erforderlich sind. Bei Synchronmotoren für große Leistungen ist es bekannt, zwei synchrone Drehzahlen dadurch zu erhalten, daß man die Wicklungen umschaltet und dadurch die Zahl der Pole verändert. Bei Synchronkleinmotoren, die im allgemeinen nur eine Erregerspule haben, ist eine derartige Maßnahme schon aus konstruktiven Gründen nicht möglich.

Gemäß der Erfindung wird bei Synchronkleinmotoren eine solche Anordnung getroffen, daß sie mit zwei oder mehreren konstanten, aber unter sich verschiedenen Geschwindigkeiten wahlweise laufen können, und zwar wird dies erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Läufer wenigstens zwei Polreihen unterschiedlicher Polza'hl besitzt und daß jeweils nur eine dieser Polreihen wirksam ist.

Zweckmäßig erfolgt hierbei die Umschaltung von einer Polreihe auf die andere durch räumliche Verschiebung des Läufers oder des Triebsystems (Ständers). Der Läufer des Motors soll vorzugsweise aus elektrisch leitendem, unmagnetischem Material bestehen und zylindrisch oder scheibenförmig, beispielsweise nach Art der Ferrarisscheibe, ausgebildet sein, wobei die Polreihen durch Teile aus magnetischem Material gebildet sind.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbei spiele, der Erfindung dargestellt.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 1 ist ι das Triebsystem eines normalen, selbstanlaufenden Synchronmotors, das durch die Spule 2 erregt wird. Der Anker 3 ist von zylindrischer Form und ist in der Mitte mit einer Querwand 4 versehen, durch welche die bei 5 und 5' gelagerte Welle 10 geführt ist. Die Welle 10 ist mit dem trommelförmigen Anker 3 fest verbunden. Der Anker 3 trägt an dem einen Ende eine Anzahl polförmiger Fortsätze 6, während er an dem anderen Ende mit einer von dieser verschiedenen Anzahl polförmiger Fortsätze 7 versehen ist. Beispielsweise betrage die Anzahl der polförmi-

*)'Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Lothar Michaelis in B erlin-Charlottenburg und Dipl.-lng. Max Lilienthal in Berlin-Wilmersdorf.

gen Fortsätze auf der einen Seite zwölf auf der anderen Seite zwei. Das Triebsystem ι des selbstanlaufenden Synchronmotors ist in den Lagern 8 und 9 drehbar gelagert. Die Drehung des Triebeisens 1 kann entweder von Hand erfolgen oder durch ein Relais 13, das über den Umsteuerkontakt 15 von einer beliebigen Stromquelle 14 gespeist werden kann. Das Triebsystem 1 ist in an sich bekannter Weise mit Kurzschlußwindungen 11 und 12 versehen, die Teile des Polquerschnitts umschließen. Der Motor läuft von selbst in an sich bekannter Weise asynchron an, indem sich in dem trommeiförmigen Teil des Ankers 3 Wirbelströme ausbilden, die zusammen mit dem durch die Wicklung 2 erzeugten Feld des Triebeisens 1 ein Drehmoment erzeugen. Befindet sich das Triebsystem 1 in der gezeichneten Stellung, so läuft nach Erreichung der synchronen Drehzahl der Synchronmotor mit einer der Polzahl 2 entsprechenden synchronen Drehzahl, also mit 3000 Umdrehungen pro Minute. Wird aber nun durch Schließen des Kontaktes 15 der Elektromagnet 13 erregt, so wird das Triebeisen 1 angezogen, d. h. es wird aus seiner Stellung derart verschwenkt, daß nicht mehr die Pole 7 sich unter dem Triebeisen befinden, sondern die Pole 6. Der Motor wird sich also nun auf die neue synchrone Drehzahl einstellen, d: h. er wird sich, da sich nun zwölf Pole unter dem Feld des Triebeisens befinden, auf eine synchrone Drehzahl, die der Polzahl 12 entspricht, nämlich auf nur 500 Umdrehungen in der Minute einstellen, wobei das auf eine bestimmte Drehzahl bezogene asynchrone Drehmoment unverändert bleibt. Unter Umständen kann es auch vorteilhaft sein, an-■ statt durch das Relais 13 das Triebeisen 1 zu verschwenken, dieses feststehend anzuordnen und den Anker 3 auf der Welle 10 oder den Anker 3 und die Welle 10 in den Lagern 5 und 5' verschiebbar anzuordnen.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 sind zwei vollständige Triebeisen 1 und 1' mit den Wicklungen 2 und 2' vorgesehen, ' die wahlweise durch das Relais 13 eingeschaltet werden. Weiter ist bei diesem Ausführungsbeispiel an Stelle eines trommelförmigen Ankers ein scheibenförmiger Anker 19 vorgesehen, der vorteilhaft aus elektrisch leitendem, aber magnetisch nichtleitendem Material besteht, in welchen konzentrische Polreihen 18 und 20, bestehend aus Polstücken aus magnetisch leitendem Material eingesetzt sind. Je nach dem Betriebszustand des Relais 13 ist entweder das Triebsystem 1, 2 oder 1', 2' eingeschaltet. Zu diesem Zweck ist das Relais 13 mit dem Arbeitskontakt 13" und den Ruhekontakten I3^r versehen, die entweder die Spule 2 oder 2' an Spannung legen. Die Triebeisen sind so über der Scheibe und den Polstücken 18 und 20 angeordnet, daß jedes Triebeisen nur Pole einer Polreihe bedeckt. Da die Anzahl der beiden in konzentrischen Kreisen angeordneten Polstücke 18 und 20 verschieden groß ist, so läuft der Motor im Synchronismus entweder mit einer der Anzahl der Polstücke 18 oder mit einer der Anzahl der Polstücke 20 entsprechenden Drehzahl. Diese Anordnung ergibt gegenüber der Anordnung nach dem ersten Ausführungsbeispiel den Vorteil, daß die Umschaltung der Spulen leichter erfolgen kann als die Verschwenkung der beweglichen Teile. Außerdem wird durch die Verwendung eines scheibenförmigen Ankers erreicht, daß durch die Veränderung des Hebelarmes der antreibenden Kraft in einfacher Weise eine entsprechende Vergrößerung oder Verkleinerung des bei einer bestimmten Drehzahl vorhandenen Drehmoments bewirkt werden kann. Zweckmäßig wird man also die Polstücke auf der Scheibe 19 so verteilen, daß gleichzeitig mit der Erreichung der größeren Geschwindigkeit ein vergrößertes Drehmoment auftritt.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist für viele Anwendungsgebiete von besonderem Vorteil. Verwendet man die erfindungsgemäßen Motoren beispielsweise zum Papierstreifenantrieb von Registriermeßinstrumenten, so läßt sich durch die Kopplung des Relais 13 mit dem entsprechenden Netzbestandteil eine Veränderung der Papierablaufgeschwindigkeit, beispielsweise in Abhängigkeit von einer anormalen Veränderung im Netz, wie Überstrom, Überspannung usw., erzielen. Auch zur Verwendung für den Antrieb der von der Belastung unabhängigen Triebwerke bei Selbstverkäufern mit veränderlicher Grundgebühr, Spitzenzählern u. dgl., sind die erfindungsgemäßen Motoren besonders geeignet. In beiden Fällen kann bei Bedarf die Umsteuerung der Motoren in einfacher' Weise durch einen Fernsteuerungsvorgang bewirkt werden.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Selbstanlaufender Synchronkleinmotor, insbesondere zum Antrieb von Re- no gistrierstreifen, Meßwerken, Tarifapparaten o. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer wenigstens zwei Polreihen unterschiedlicher Polzahl besitzt und daß jeweils nur eine dieser Polreihen wirksam ist.

2. Synchronkleinmotor nach Anspruch 1 mit einem asynchronen Läuferteil, dadurch gekennzeichnet, daß beim Übergang von einer Polzahl auf eine andere das auf eine bestimmte Drehzahl bezogene asynchrone Drehmoment unverändert bleibt (Abb. 1).

3- Synchronkleinmotor nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung von einer Polreihe auf die andere durch räumliche Verschiebung des Läufers oder des Triebsystems (Ständers) erfolgt.

4. Synchronkleinmotor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ebensoviel einzeln einschaltbare Triebsysteme vorgesehen sind wie Polreihen.

5. Synchronkleinmotor nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer des Motors aus elektrisch leitendem, unmagnetischem Material besteht und vorzugsweise zylindrisch oder scheibenförmig, beispielsweise^; nach Art der Ferrarisscheibe, ausgebildet ist, und daß die Polreihen durch Teile aus magnetischem Material gebildet sind.

6. Synchronkleinmotor nach Anspruch ι bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung von einer synchronen Drehzahl auf die andere durch einen Fernsteuervorgang bewirkt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen