DE595651C - Wechselstrommotor nach dem Ferrarisprinzip - Google Patents

Description

Der Antrieb von Zeitwerken, z. B. solchen von Verbrauchsmessern, kann in bekannter Weise durch kleine Ferrarismotoren erfolgen, das sind Motoren, die im allgemeinen eine Spannungswicklung und eine Kurzschlußwicklung besitzen, die auf eine Ferraristriebscheibe einwirken. Der Vorteil dieser Motoren besteht darin, daß im wesentlichen normale Zählerteile Verwendung finden können, und daß sie ein hohes Drehmoment besitzen. Der Nachteil der bekannten Ferrarismotoren liegt aber darin, daß ihre Drehzahl in starkem Maße von der Spannung abhängig ist, und daß auch Temperaturänderungen die Drehzahl der Motoren stark verändern. Es sind weiterhin selbstanlaufende Synchronmotoren bekannt, deren Drehzahl unabhängig von der Spannung, dagegen aber in genauer Übereinstimmung mit der Frequenz des Speisestromes ist. Bei einer bekannten Anordnung der selbstanlaufenden Synchronmotoren besteht der Läufer, der polartige Teile besitzt, aus gehärtetem Stahl. Der Nachteil dieser Motoren besteht darin, daß das Material unter verschiedenen Betriebsverhältnissen unter Umständen seinen Magnetismus in starkem Maße einbüßen kann, und daß dann ein synchroner Lauf in Frage gestellt wird, abgesehen davon, daß die bekannten selbstanlaufenden Synchronmotoren auch nur ein verhältnismäßig sehr geringes Drehmoment sowohl im Anlauf als auch während des Synchronlaufes besitzen, und daß sie Spezialkonstruktionen erforderlich machen. Bei einer anderen bekannten Ausführung der selbstanlaufenden Synchronmotoren ist ein trommeiförmiger Anker vorhanden, der aus magnetisch leitendem Material besteht. Der Nachteil dieser Motoren besteht ebenfalls in einem verhältnismäßig komplizierten Aufbau und geringem Drehmoment, da das magnetisch leitende Material des Ankers einen verhältnismäßig hohen Widerstand für die im Anker induzierten Wirbelströme darstellt. Außerdem ist es bei derartigen Motoren mit Trommelanker nicht möglich, die einmal festgelegte Drehzahl und das Drehmoment nachträglich zu regeln oder zu verändern.

Die Erfindung betrifft einen Wechselstrommotor, der die Vorteile des Ferrarismotors, nämlich ein hohes Drehmoment und die Verwendung normaler Zählerteile, mit den Vorteilen der selbstanlaufenden Synchronmotoren, nämlich ihrer Konstanz der Drehzahl bei konstanter Frequenz, in sich, vereinigt, und zwar geschieht dies gemäß der Erfindung dadurch, daß die Triebscheibe des Wechsel-

strommotors nach dem Ferrarisprinzip aus unmagnetischem, elektrisch leitendem Material, die von den Kraftlinien senkrecht zur Scheibenebene durchsetzt wird, eine Anzahl ferromagnetischer Teile, die über den Umfang der Scheibe in gleichmäßigen Abständen angeordnet sind, erhält. Da die Triebscheibe aus elektrisch gut leitendem Material besteht, können verhältnismäßig starke Wirbelströme ίο im Anker entstehen, so daß der Anlauf des Motors auch bei starker Belastung sicher und zuverlässig erfolgt. Durch die Anordnung der ferromagnetischen Teile wird dann weiterhin der synchrone Lauf des Motors erzwungen. Zweckmäßig ist bei dem Motor gemäß der Erfindung die Menge und Verteilung der ferromagnetischen Teile derart bemessen, daß die dadurch gegebene synchrone Drehzahl unterhalb der durch die Scheibenströme allein erzielbaren höchsten Geschwindigkeit liegt. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Abb. ι den Wechselstrommotor von der Seite und Abb. 2 denselben von unten gesehen. Der feststehende Teil des Motors ist in an sich bekannter Weise ausgeführt. 10 ist der lameliierte Kern, 11 die Feldspule, deren Wicklungsenden zu einem aus Isoliermaterial bestehenden Block 17 geführt sind, 12 und 13 sind die Kurzschlußwicklungen zu beiden Seiten des Luftspaltes. Die Spule 13 ist an dem Teil 14 angebracht, der mittels eines _og Schneckenrades 15 und einer Stellschraube 16 verstellbar ist. Die Läuferscheibe 18 ist an äiner Welle 19 befestigt, die mit einer iSfhnecke 20 oder einem sonstigen geeigneten zum Übertragen der Drehbewegung g die (nicht mitgezeichnete) Last versehen

n§t<. Die Welle 19 ist drehbar in zwei Lagern ,aijund 22 gelagert. Die Läuferscheibe besteht leitendem Material, z. B. Kupfer oder , von denen letzteres wegen seiner ^ Leichtigkeit vorzuziehen ist. An

_tdߧri§cheibe sind eine Anzahl Bolzen 23 aus äMeicJjeisen angebracht.

^d die Magnetspule 11 erregt wird, t ein Kraftfluß den Luftspalt und die Läuferscheibe. Die Kurzschluß- $[i4}§lu§igen verschieben den Fluß, und der MfirsFfJS&bungsfluß ruft Wirbelströme in der •jSilfefe-ihervor, die ihrerseits auf den Fluß zurückwirken und-in an sich bekannter Weise egung der Läuferscheibe herbeigp Motor stellt sich auf eine Dreh- -zfthjt giijjjjbei der die Bolzen 23 bei ihrem durch den Luftspalt Stellungen magnetischen Widerstandes mit dem Verschiebungs- ^. einnehmen. Bei dieser Drehzahl ijfe ^fllßigft. der magnetischen Bolzen eine Gegenkraft vorhanden, welche

innerhalb der Grenzen des Motordrehmomentes die Scheibe bis zum Synchronismus mit dem Fluß abbremst. Dieses Gegendrehmoment addiert sich zu dem asynchronen 6s Motordrehmoment, wenn eine Belastung vorhanden ist, die bestrebt ist, den Motor unter diese Drehzahl herabzudrücken, und wirkt dem asynchronen Motordrehmoment entgegen, wenn dieses die Läuferscheibe über die durch die Bolzen gegebene synchrone Tourenzahl hinaus beschleunigen will.

Hierbei ist es augenscheinlich, daß bei einem praktisch brauchbaren selbstanlaufenden Synchronmotor das Maß der Flußver-Schiebung in dem Luftspalt in der Richtung der Läuferbewegung die Geschwindigkeit der Scheibe, bei der die Synchronisierung stattfindet, überwiegen muß, da andernfalls die asynchrone Motorarbeit nicht in der Lage sein würde, den Läufer auf synchrone Drehzahl zu bringen. Der Synchronisiervorgang muß also bei einer Drehzahl stattfinden, die unterhalb der asynchronen Motordrehzahl liegt. . S₅

Die einstellbare Kurzschlußwicklung 13 gestattet in an sich bekannter Weise eine Einstellung des Verhältnisses zwischen dem asynchronen Motordrehmoment und dem Gegendrehmoment, da ja eine Verstellung der Spule 13 den Betrag der Flußverschiebung in Richtung der Läuferbewegung verändert. Wenn der Motor dazu bestimmt ist, immer mit einer bekannten Last und synchroner Drehzahl zu laufen, kann die Einstellung bereits in der Fabrik vor dem Verkauf gemacht werden.

Die Polbreite sowie der Abstand der ferromagnetischen Teile untereinander werden vorteilhaft so bemessen, daß sich in jedem Augenblick drei dieser Teile im Bereich des Triebfeldes befinden. Ferner wird der Durchmesser der ferromagnetischen Teile, vorzugsweise Bolzen aus Weicheisen, zu ungefähr dem Dreifachen der Scheibendicke angenommen. Es ist selbstverständlich, daß man durch Veränderung des Abstandes des Triebeisens von der Drehachse die asynchrone Drehzahl und durch Veränderung dieses und der Anzahl der ferromagnetischen Teile bei gegebener Feldgröße auch die synchrone Drehzahl verändern kann.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Wechselstrommotor nach dem Ferrarisprinzip mit einer Triebscheibe aus unmagnetischem, elektrisch gut leitendem Material, die von den Kraftlinien senkrecht zur Scheibenebene durchsetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines synchronen Laufes über den Umfang der Scheibe in gleichmäßigen

   Abständen nicht zusammenhängende ferromagnetische Teile angeordnet sind.
2. 2. Wechselstrommotor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Menge und Verteilung der ferromagnetischen Teile derart bemessen sind, daß die dadurch gegebene synchrone Drehzahl unterhalb der durch die Scheibenströme allein erzielbaren Geschwindigkeit liegt.
3. 3. Wechselstrommotor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich in jedem Augenblick drei ferromagnetische Teile im Bereich des Triebfeldes befinden.
4. 4. Wechselstrommotor nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ferromagnetischen Teile in die Triebscheibe eingesetzte Bolzen aus Weicheisen sind.
5. 5. Wechselstrommotor nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das durch die Scheibenströme erzeugte Drehmoment regelbar ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen