DE623239C - Vielpoliger selbstanlaufender Synchronmotor - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

Bibüotheek

' 2.0 JAN. 1936

AUSGEGEBEN AM 20. DEZEMBER 1935

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 d² GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 6. Juni 1934 ab

Es sind vielpolige Synchronmotoren mit niedriger Drehzahl bekannt; die beispielsweise zum unmittelbaren Antrieb des Plattentellers von Sprechmaschinen, von Uhren usw. dienen und die mit nur einer auf dem Ständer angeordneten Erregerspule versehen sind. Diese Erregerspule wird hierbei vielfach zwischen dem mit Polzähnen versehenen Ständer und Läufer angeordnet, und da diese im wesentliehen die gleiche Form haben, so werden sie beide gleichzeitig durch die Spule erregt. Diese Motoren haben nun aber keinen Selbstanlauf, sondern müssen angeworfen werden, was in vielen Fällen unerwünscht ist. Der Versuch, einen Selbstanlauf durch Anordnung eines asynchronen Teiles an dem Motor zu erreichen, führt zu umständlichen und kostspieligen Bauarten und läßt sich deshalb bei den zum Antrieb des Plattentellers von Sprechmaschinen bestimmten Motoren nur schwer anwenden.

Gemäß der Erfindung kann ohne Zuhilfenahme eines asynchronen Motorteiles ein Selbstanlauf dadurch erzielt werden, daß der auf beiden Stirnseiten am Umfang mit Polzähnen versehene Läufer zwischen zwei mit je einer Erregerspule versehenen Ständerteilen angeordnet wird, die an ihrem kreisförmigen Umfang mit in der Umfangsrichtung gegeneinander versetzten Polzähnen von gleicher Anzahl wie die Läuferpolzähne versehen und von phasenverschobenen Flüssen durchsetzt sind. Diese Phasenverschiebung kann, beim Anschluß des Motors an ein einphasiges Netz in üblicher Weise durch Einschalten von kapazitiven oder induktiven Widerständen in den Stromkreis einer der beiden Erregerspulen erreicht werden, während bei Betrieb mit Drehstrom die zeitliche Verschiebung der drei Netzphasen hierfür genügt. Infolge der Phasenverschiebung wirken die beiden Ständerfelder zeitlich nacheinander, und wegen der versetzten Anordnung der Polzähne wird einer der beiden Zahnkränze des Läufers von einem der beiden Magnetfelder gegen dessen ruhende Polzähne gezogen, wodurch der Läufer zum Anlaufen kommt, auch wenn der zweite Zahnkranz des Läufers sich unmittelbar vor den entsprechenden Polzähnen des zweiten .Ständers befindet. Sobald der Läufer einmal in Bewegung ist, wirken die beiden Magnetfelder nacheinander auf die Polzähne des Läufers und rufen dadurch eine gleichmäßige Drehung des Läufers hervor. Die Verwendung von zwei gegeneinander versetzten Polkränzen und zwei gegeneinander phasenverschobenen Magnetfeldern hat noch den weiteren Vorteil, daß die Pulsation der Magnetfelder gegeneinander ausgeglichen wird, wodurch die Drehung des

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

Dipl.-Ing. Wilhelm Wirth in Berlin-Siemensstadt.

Läufers bedeutend gleichmäßiger wird, als wenn nur ein einziges Magnetfeld vorhanden ist. Dies ist namentlich bei den zum unmittelbaren Antrieb des Plattentellers von Sprechmaschinen dienenden Synchrommotoren von Vorteil, da die durch kleine Schwankungen der Drehzahl hervorgerufenen Beeinträchtigungen der Tonwiedergabe beseitigt werden.

ίο Es ist zwar bekannt, einen vielpoligen Synchronmotor ohne einen besonderen asynchronen Motorteil dadurch selbstanlaufend zu machen, daß der Ständer in mehrere Polteile aufgeteilt wird, die mit in bezug auf den Läufer gegeneinander versetzten Zähnen versehen sind und die von künstlich phasenverschobenen Flüssen durchsetzt werden. Die Ständerpolteile sind hier aber nicht wie beim Gegenstand der Erfindung in axialer Richtung nebeneinander angeordnet, sondern sie bestehen aus einzelnen radial angeordneten und mit je einer Erregerspule versehenen Teilen, zwischen denen sich von Ständerpolzähnen freie Lücken befinden. Es ist hierbei nur ein Teil der Läuferzähne vom Kraftfluß durchsetzt, so daß.die Leistung dieses bekannten Motors bei gleicher Größe kleiner ist als beim Gegenstand der Erfindung. Beim Betrieb mit Einphasenstrom erfordert dieser bekannte Motor drei Paare von Erregerspulen, während bei dem erfindungsgemäßen Motor nur zwei gleichachsig zur Motorwelle liegende Spulen erforderlich sind, so daß der Aufbau bedeutend einfacher und billiger ist. Außerdem hat der erfindungsgemäße Motor den Vorteil, daß der Luftspalt durch axiale Verschiebung der Ständerteile beliebig eingestellt werden kann, was bei dem'bekannten Motor nicht möglich ist, da hier der Luftspalt durch die Ständerbohrung und den Läuferdurchmesser bedingt ist.

Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeisptele der Erfindung, und zwar ist in Fig. 1 ein Synchronmotor zum Anschluß an ein einphasiges Wechselstromnetz im Längsschnitt dargestellt, während Fig. 2 und 3 einen Synchronmotor zum Anschluß an ein Drehstromnetz im Längs- und teilweisen Querschnitt zeigen. Bei Fig. 1 ist 11 ein einphasiges, Wechselstromnetz, an das die Erregerspule 12 unmittelbar und die Erregerspule 13 über einen kapazitiven Widerstand 14 angeschlossen ist, der auch durch einen induktiven Widerstand, z. B. eine Drosselspule, ersetzt werden kann. Die beiden Erregerspulen 12 und 13 sind gleichachsig zum Läufer 15 zwischen diesem und dem Ständer 16 bzw. 17 feststehend angeordnet. Die Ständer 16 und sind mit in radialen Ebenen liegenden PoI-zähnen 18 und 19 versehen, die die gleiche Form und Teilung aufweisen, aber etwas, und zwar zweckmäßig um die halbe Polteilung, gegeneinander versetzt sind. Zwischen den Polzähnen 18 und 19 der beiden Ständer befinden sich die Polzähne 20 und 21 des Laufers 15, die ebenfalls gleiche Form und Teilung aufweisen, aber nicht gegeneinander versetzt sind.

Bei Erregung der beiden Spulen 12 und 13 werden in den beiden Ständern 16 und 17 Magnetfelder erzeugt, von denen das der Spule 13 zeitlich gegen das Feld der Spule 12 versetzt ist. Außerdem sind die Polzähne 19 des Ständers 17 gegen die Polzähne 18 des ' Ständers 16 um eine halbe Polteilung versezt, so daß unabhängig von der jeweiligen Stellung des Läufers stets eine-'der Reihen der Läuferpolzähne gegen eine der beiden Reihen der Ständerpole versetzt ist und durch das Magnetfeld angezogen wird, so daß sich der Läufer in Drehung .setzt

Soll der Synchronmotor zum Anschluß an ein Drehstromnetz dienen, so wird er zweckmäßig mit zwei auf derselben Welle angeordneten Läufern versehen, wie dies Fig. 2 im Längsschnitt und Fig. 3 als Abwicklung zeigen. An das nicht dargestellte Drehstromnetz sind die drei Erregerspulen 31, 32, 33 unmittelbar angeschlossen. Die Spule 31 liegt zwischen dem Ständer 34 und dem Läufer 35, die Spule 32 zwischen dem Läufer 35 und dem Ständer 36 und die Spule 33 zwischen dem Ständer 36 und dem zweiten Läuferkörper 37. Wie Fig. 3 deutlich zeigt, sind die Polzähne 38 des Ständers 34. gegen die Polzähne 39 des Ständers 36 um ein Drittel der Polteilung versetzt, während die Polzähne des zweiten Zahnkranzes 40 des Ständers 36 wiederum gegen die Polzähne 41 des Läufers 37 ebenfalls um ein Drittel der Polteilung versetzt sind, letzteres kann entweder dadurch geschehen, daß der Läufer 37 auf der Welle 42 gegen den ersten Läufer 35 versetzt wird, wie dies Fig. 3 zeigt, in welchem Falle die beiden Zahnkränze 39 und 4° des. zweiten Ständers 36 die gleiche Lage zueinander haben. Statt dessen können auch sämtliche drei Zahnreihen der Läufer die gleiche Lage zueinander haben, während die Polzähne 40 gegen die Polzähne 39 des Ständers 36 versetzt werden. Es hängt je nach den baulichen Gesichtspunkten ab, ob man die eine oder die andere Ausführung wählen wird. Selbstanlauf wird in beiden Fällen erzielt.

Bei Verwendung von Drehstrom haben die durch die drei Erregerspulen 31, 32, 33 erzeugten Magnetfelder bereits von vornherein eine Phasenverschiebung gegeneinander, so daß die bei Einphasenstrom nötigen induktiven oder kapazitiven Widerstände in einem Erregerstromkreis zum Erzeugen der Phasenverschiebung nicht nötig sind.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   ι. Vielpoliger selbstanlaufender Synchronmotor für niedrige Drehzahlen, insbesondere zum unmittelbaren Antrieb des Plattentellers von Sprechmaschinen, mit wenigstens zwei zwischen Ständer und Läufer gleichachsig zu diesen angeordneten feststehenden Erregerspulen, dadurch gekennzeichnet, daß der auf beiden Stirnseiten am Umfang mit Polzähnen versehene Läufer zwischen zwei mit je einer Erregerspule versehenen Ständerteilen angeordnet ist, die an ihrem kreisförmigen Umfang mit in der Umfangsrichtung gegeneinander versetzten Polzähnen von gleicher Anzahl wie die Läuferpolzähne versehen sind und die von phasenverschobenen Flüssen durchsetzt sind.
2. 2. Synchronmotor nach Anspruch 1 zum Betrieb mit Drehstrom, dadurch gekennzeichnet, daß drei Ständerteile mit je einer gleichachsig zur Motorwelle liegenden Erregerspule vorgesehen sind, deren Polzähne um je ein Drittel der Polteilung gegeneinander versetzt sind.

   Hierzu l Blatt Zeichnungen