DE601052C - Reaktionssynchronmaschine mit Staender und Laeufer aus lamelliertem Blech - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 7. AUGUST 1934

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

Vr 601052 KLASSE 21 d² GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 22. Februar 1930 ab

Es ist häufig das Bedürfnis vorhanden, beispielsweise bei Tonfilm- oder Grammophonantrieben, synchrone Motoren mit sehr geringen Drehzahlen laufen zu lassen, die mit Motoren üblicher Ausführung schwer erzielbar sind.

Die Erfindung betrifft eine Reaktionssynchronmaschine, die dies gestattet. Die erfindungsgemäße Maschine besitzt einen Ständer und Läufer aus lamelliertem Blech mit offenen Nuten. Die Nutenzahlen von Ständer und Läufer müssen voneinander verschieden und der Quotient aus den beiden Nutenzahlen von einer ganzen Zahl abweichend sein. Das Verhältnis der Zahnbreite zur Nutenbreite muß sowohl beim Ständer als auch beim Läufer an der Stelle des Kraftlinienaustrittes so gewählt sein, daß sich im Luftspalt Zonen großer magnetischer Leitfähigkeit und Zonen kleiner magnetischer Leitfähigkeit aasbilden.

Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, daß die Zahnbreite und Nutenbreite sowohl

■ im Ständer als auch im Läufer einander gleich ist. Die Wirkung läßt sich noch dadurch verbessern, daß sowohl im Ständer als auch im Läufer die Zahnbreite am Austritt kleiner ist als die Nutenbreite'.

Eine elektrische Maschine, bei der Ständer und Läufer eine verschiedene Anzahl von offenen Nuten besitzen, der Quotient aus den beiden Ntttenzahlen von einer ganzen Zahl abweicht und bei der sich im Luftspalt Zonen großer magnetischer Leitfähigkeit und Zonen kleiner magnetischer Leitfähigkeit ausbilden, ist an sich bekannt. Bei der bekannten Maschine ist aber nicht wie bei der erfindungsgemäßen Maschine die Anzahl der Deckungszonen gleich der Polzahl der Wicklung.

Abb. ι zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem Zahn- und Nutenbreite sowohl im Läufer als auch im Ständer gleich angenommen wurden. Die Ständerzähnezahl wurde mit z_s = 20, die Läuferzähnezahl mit z_L = 22 festgelegt.

In diesem Falle bilden sich im Luftspalt zwei Zonen hoher magnetischer Leitfähigkeit und zwei Zonen kleinster magnetischer Leitfähigkeit aus, und zwar liegen bei dem angenommenen Beispiele die Amplitudenachsen der beiden Zonen größter magnetischer Leitfähigkeit A₁0 und A₂ O auf einer Geraden. Dasselbe gilt für die Amplitudenachsen der beiden Zonen kleinster magnetischer Leitfähigkeit B₁0 und B₂ O. Die beiden Geraden A₁O A₂ und B₁0 B₂ stehen aufeinander senkrecht.

Die Leitwerte zwischen Ständer'und Läufer über der Abwicklung des Läufers am Umfange aufgetragen, ergeben eine gegen die Abszissenachse parallel nach oben verschobene Sinuslinie mit zwei Maxima und zwei Minima.

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Bruno Teichmann in Berlin.

Dreht man nach Abb. 2 den Läufer um die Differenz a-ß, wobei α die Ständer- und β die Läufernutenteilung bedeutet, so wandert die Amplitude des Leitwertes gleichzeitig in derselben Richtung um die volle Nutteilung des Ständers α.

Erzeugt man im Ständer ein Drehfeld, so laufen die Zonen hoher Leitfähigkeit mit dem Drehfeld synchron um, während der Läufer selbst nur die Drehzahl annimmt:

η =

120 V ι

Z_s)

wobei ν die Netzfrequenz und p die Polzahl bedeutet.

Im vorliegenden Fall würde also der Läufer bei zweipoliger Wicklung eine synchrone Drehzahl von η = 273 annehmen.

Das Drehfeld schneidet die Nuten des Läufers entsprechend der Differenzdrehzahl zwi-, sehen dem Drehfeld und der Drehzahl des Läufers. Würde man die Läufernuten mit einer Wicklung versehen, so ließe sich hierin ein Wechselstrom mit der Frequenz _v —

120

erzeugen, worin % = Drehzahl des Drehfeldes, η_L = Drehzahl des Läufers bedeutet.

' Im vorliegenden Falle wäre die erzeugte Frequenz ^₁ = 45. Die Maschine läßt sich also auch als Einankerperiodenumformer ausbilden, wobei allerdings nur Frequenzen erhältlich sind, die von der Stammfrequenz nur wenig nach oben oder unten abweichen, und wobei die Differenz proportional der Differenz der Nutenteilung ist.

Wählt man die Läuferzähnezahl kleiner als die Ständerzähnezahl, so wird der Quotient negativ, d. h. der Läufer

dreht sich gegenüber dem Drehfeld in entgegengesetzter Richtung. In diesem Falle wird die im Läufer erzeugte Frequenz größer als die Grundfrequenz,

Durch Verkettung der beiden Wechselströme mit wenig voneinander abweichenden Periodenzahlen läßt sich eine sehr niedrige Interferenzfr.equenz erzeugen, die ihrerseits

ja für den Antrieb normaler Synchronmotoren geringer Drehzahl verwendet oder für sonstige Zwepke nutzbar gemacht werden kann.

Die Erzeugung der Interferenzfrequenz wird zweckmäßig in einem Transformator vorgenommen.

Soll sich ein 2-, 4-, 6-, 8-, 10-... -poliges Feld ausbilden, so müssen die Zähnezahlen von .Ständer und Läufer geradzahlig sein.

Setzt man allgemein z_L = ax und s_s = ay, •wobei χ und y relative Primzahlen und α der größte gemeinschaftliche Nenner der beiden Zähnezahlen von Ständer und Läufer sind, dann gibt α die Polzahl der Maschine an. Im vorliegenden Beispiele ist a = 2, χ = 11 und y = 10.

Das sichere selbsttätige Anlaufen der Motorenkann gegebenenfalls etwa, wenn sie von Einphasenstrom gespeist werden, durch an sich bekannte Mittel erfolgen, beispielsweise durch eine künstliche zweite Phase mit Kondensator oder durch Hilfsphase mit Schalter oder durch einen, mit dem. Motor gekuppelten Änwurf-motor, der als Wirbelstrommotor ausgebildet werden kann.

Unter Anwendung des der Erfindung zugründe liegenden Prinzips lassen sich auch Generatoren bauen, mit denen man Wechselströme erzeugen kann, deren Frequenz ein Vielfaches jener-,Frequenz beträgt, die bei normalen Wechselstromgeneratoren der Antriebsdrehzahl und Polzahl entsprechen würde.

Claims (3)

Patentansprüche: ü

1. Reaktionssynchronmaschine mit Ständer und Läufer aus lameliiertem Blech, dadurch gekennzeichnet, daß Stän-

• der und Läufer mit verschiedener, aber über den ganzen Umfang gleichmäßiger "-■ Teilung derart gezahnt sind, daß der go Quotient aus den beiden Zähnezahlen von einer ganzen Zahl abweicht, so daß sich im Luftspalt Zonen großer magnetischer Leitfähigkeit und Zonen kleiner magnetischer Leitfähigkeit ausbilden.

2. Reaktionssynehronmaschine naeh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl· im Ständer als auch im Läufer die Zahnbreite gleich der Nutenbreite ist. -

3. Reaktionssynehronmaschine nach , Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß im Läufer wie auch im Ständer die Zahnbreite am Luftspalt kleiner ist als die Nutenbreite. .■·..-." ■ : ■■

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen