DE655390C

DE655390C - Low speed synchronous motor assembled with an asynchronous motor

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Publication number: DE655390C
Application number: DEJ54353D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1936-02-18
Filing date: 1936-02-18
Publication date: 1938-01-14

Description

In dem Hauptpatent ist ein Synchronmotor geringer Drehzahl beschrieben, bei welchem die die Erregerwicklung tragenden Polschenkel mit je zwei Gruppen von gegeneinander etwa um eine halbe Läuferzahnteilung versetzten Polzähnen versehen sind, wobei die Gruppen jeweils verschiedene Zähnezahlen aufweisen und durch eine Kurzschlußwindung auf der einen Polgruppe zueinander so abgestimmt sind, daß beide Magnetfelder gleich stark sind und im Stillstand kein bremsendes Moment auf den Läufer ausüben. Während das Hauptpatent sich vornehmlich auf den synchronen Motorteil bezog, der mit einem beliebigen Asynchronteil kombiniert werden kann, richtet sich das Zusatzpatent in erster Linie auf eine besondere Gestaltung des asynchronen Teiles der Motorkombination.In the main patent, a low speed synchronous motor is described in which the pole legs carrying the excitation winding, each with two groups of against each other Pole teeth offset by about half a rotor tooth pitch are provided, with the Groups each have different numbers of teeth and by a short-circuit winding on one pole group are matched to one another so that both magnetic fields are equal are strong and do not exert any braking moment on the runner when they are stationary. While the main patent related primarily to the synchronous engine part, which was connected to a Any asynchronous part can be combined, the additional patent is primarily aimed Line on a special design of the asynchronous part of the motor combination.

Der Motor besteht in an sich bekannter Weise aus einem asynchronen und einem magnetisch getrennten synchronen Ständer, denen ein gemeinsamer topf artig ausgebildeter Läufer zugeordnet ist, wobei der asynchrone Ständer außerhalb, der synchrone Ständer innerhalb des Läufers sich befindet. Der asynchrone Ständer ist derart ausgebildet, daß er sich für langsame Umdrehungsgeschwindigkeiten eignet, z. B. für den Antrieb von Sprechmaschinen u. dgl. mit 78 Umdrehungen in der Minute, wobei er jedoch auch für höhere Geschwindigkeiten, etwa 130 Umdrehungen, ebenso ausführbar ist.In a manner known per se, the motor consists of an asynchronous and an asynchronous one magnetically separated synchronous stand, which a common pot-like trained Runner is assigned, with the asynchronous stator outside, the synchronous stator is inside the runner. The asynchronous stator is designed such that it is suitable for slow rotational speeds, e.g. B. for driving Talking machines and the like with 78 revolutions per minute, but it is also for higher speeds, about 130 revolutions, can also be carried out.

Langsam laufende Asynchronmotoren sind zwar bereits früher vorgeschlagen worden, sie waren jedoch mit wesentlichen Nachteilen behaftet. Bei einem Wechselstrom von 5° Perioden werden bekanntlich die Synchronmotoren für Sprechmaschinenantrieb mit Tj Polen ausgerüstet. Um einen einigermaßen günstigen Wirkungsgrad des asynchronen Motors zu erzielen, müßte dessen Ständer etwa 60 Pole erhalten, von denen jeder Polschenkel noch in Hauptpole und Hilfspole mit Kurzschlußwindung zu unterteilen wäre, um den Anlauf zu erzielen. Es ist ohne weiteres erkennbar, daß selbst bei einem relativ großen Läuferdurchmesser von 120 mm für die einzelnen Pole des Ständers sich Maße ergeben würden, die eine Ausführung eines solchen Motors praktisch unterbinden, da für jeden Polschenkel sich nur eine Breite von etwa 3 mm ergibt. Bei einer Ausführung des Motors mit einer Ringspule und Wechselpolen bleiben diese ungünstigen MaßverhältnisseSlowly running asynchronous motors have been proposed earlier, but they suffered from significant disadvantages. With an alternating current of 5 ° periods, it is known that the synchronous motors for speech machine drives are equipped with Tj poles. In order to achieve a reasonably favorable efficiency of the asynchronous motor, its stator would have to have about 60 poles, of which each pole leg would have to be divided into main poles and auxiliary poles with short-circuit turns in order to achieve start-up. It is readily apparent that even with a relatively large rotor diameter of 120 mm for the individual poles of the stator, dimensions would result which practically prevent such a motor from being implemented, since each pole leg is only about 3 mm wide. If the motor is designed with a ring coil and alternating poles, these unfavorable dimensional relationships remain

für den einzelnen Polschenkel bestehen, wobei die Verwendbarkeit eines solchen Motors durch die starke Streuung der Polschenkel untereinander noch vermindert wird. Es wurden auch langsam laufende Motoren vorgeschlagen, die für 78 Umdrehungen mit nur 12 Polschenkeln und 6 Spulen ausgerüstet waren. Dabei waren aber die Spulen alle im gleichen Sinne geschaltet, so daß die austretenden Felder im Ständerkranz zu einem gewissen Teil sich gegenseitig aufhoben und dadurch wesentliche Verluste entstanden, die zwar nicht auftreten wurden, wenn jeder Polschenkel eine Spule tragen würde, was aber aus Platzmangel nicht gut durchführbar ist. Bei dieser geringen Polzahl ist es zwar möglich, den Polschenkeln praktisch ausführbare Dimensionen zu geben, trotzdem hat aber ein solcher Motor einen schlechten Wirkungsgrad, da der durch den Regler behinderte Läufer während eines Wechsels nur V78 einer Umdrehung, also einen Winkel von 4,6° zurücklegt, während die Entfernung der Polschenkel 30⁰ beträgt und der Läufer wenigstens einen Winkel von 20 bis 25 ° pro Wechsel zurücklegen müßte, um einen einigermaßen brauchbaren Wirkungsgrad zu erreichen. Infolge des langsamen Laufes wird der jeweilige Läuferabschnitt mitsamt seiner Käfigwicklung während seiner Bewegung unter einem Polschenkel mehrfach ummagnetisiert, ohne daß dabei das bei jedem Wechsel im Läufer induzierte Feld wirksame Laufarbeit leisten kann, was sich in jedem Läuferabschnitt und unter jedem Polschenkel wiederholt. Die Folge dieser Erscheinung ist eine übermäßig starke Erwärmung des Läufers, eine starke Streuung und ein sehr schlechter Wirkungsgrad, wodurch der Motor für Sprechmaschinenantriebe unbrauchbar wird. Aus obigem folgt, daß die bisher bekannten Vorschläge für kleine, langsam laufende, mit Asynchronmotoren zusammengebaute Synchronmotoren, insbesondere für Sprechmaschinenantriebe, sich nicht bewähren konnten. Durch die Erfindung werden diese Nachteile naturgemäß zwar nicht restlos beseitigt, jedoch ein langsam laufender, mit einem Asynchronmotor zusammengebauter Motor geschaffen, der trotz billigen Aufbaues einen sehr günstigen Wirkungsgrad aufweist und bei dem die starke Streuung sowie die Erwärmung -durch leer laufende Ummagnetisierung möglichst vermieden sind. Die Erfindung besteht darin, daß der asynchrone Ständer aus einzelnen U-förmig gestalteten Doppelpolstücken gebildet ist, die durch je eine Wicklung erregt an den in Haupt- und Hilfspole aufgeteilten Schenkein verschiedene Polarität aufweisen und derart zusammengefügt sind, daß sich die ungleichnamigen Pole berühren, wobei die kleineren der so entstehenden ungleichen Win-•kelabstände der Pole die Geschwindigkeit des asynchronen Läufers bestimmen. Zweck-"mäßig werden in an sich bekannter Weise die Doppelpolstücke auf einer Grundplatte aus liichtmagnetischem Stoff zu einem Polkranz vereinigt.exist for the individual pole legs, the usability of such a motor being further reduced by the strong scatter of the pole legs among one another. Slow-running motors have also been proposed which were equipped for 78 revolutions with only 12 pole legs and 6 coils. However, the coils were all connected in the same sense, so that the emerging fields in the stator ring canceled each other out to a certain extent, resulting in significant losses that would not occur if each pole leg were to carry a coil, but not due to lack of space is well feasible. With this small number of poles, it is possible to give the pole legs practically feasible dimensions, but such a motor is still poorly efficient because the rotor hindered by the controller only turns one revolution during a change, i.e. an angle of 4.6 ° covered, while the distance of the pole legs is 30 ⁰ and the rotor would have to cover at least an angle of 20 to 25 ° per change in order to achieve a reasonably useful efficiency. As a result of the slow running, the respective rotor section together with its cage winding is repeatedly magnetized during its movement under a pole leg without the field induced in the rotor being able to perform effective running work, which is repeated in each rotor section and under each pole leg. The consequence of this phenomenon is an excessively strong heating of the rotor, a strong scatter and a very poor efficiency, which makes the motor unusable for speech machine drives. It follows from the above that the previously known proposals for small, slow-running synchronous motors assembled with asynchronous motors, in particular for speech machine drives, have not proved successful. The invention naturally does not completely eliminate these disadvantages, but creates a slow-running motor assembled with an asynchronous motor which, despite its cheap construction, has a very low level of efficiency and in which the strong scatter and heating caused by idle magnetic reversal are avoided as far as possible . The invention consists in that the asynchronous stator is formed from individual U-shaped double pole pieces, which are excited by a winding each on the legs, which are divided into main and auxiliary poles, have different polarity and are joined together in such a way that the unlike poles touch, whereby the smaller of the resulting unequal angular distances between the poles • determine the speed of the asynchronous rotor. The double pole pieces are expediently combined in a manner known per se on a base plate made of light magnetic material to form a pole ring.

Durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Motors wird bedingt, daß zur Herstellung der Ständerblech^ nur billige Kleinwerkzeuge benötigt und sehr wenig Abfälle verursacht werden und daß das Wickeln der Spulen sowie das Isolieren wesentlich vereinfacht werden. Die fertiggewickelten, mit Kurzschlußeisen versehenen Doppelstücke lassen sich als leichte Einzelteile bequem handhaben und zu einem Polkranz zusammenschrauben, so daß eine billige Herstellungsweise gewährleistet ist. Der wesentlichste Vorteil des neuen Motors, der gute Wirkungsgrad, wird im wesentlichen dadurch erreicht, daß der Motor wenigstens für einen Teil des Läufers die Wirkung eines vielpoligen Motors besitzt. Der Ständer ist z. B. für Sprechmaschinenantrieb und einen Geschwindigkeitsbereich von 75 bis 130 Umdrehungen aus acht gleichen LHörmigen Doppelpolstücken zu einem geschlossenen Polkranz zusammengefügt, deren jedes eine Erregerspule trägt. . Bei dieser Ausführungsform nimmt jedes Doppelpolstück einen Winkel von 45° ein, wobei die beiden Nachbarpole sich gegenseitig berühren und so erregt werden, daß die sich berührenden Polschenkel eine ungleichnamige Polarität besitzen. Der Ständer kann natürlich auch aus mehr oder weniger Doppelpolstücken zusammengefügt werden, so daß auch andere Geschwindigkeitsbereiche erzielt werden können.The inventive design of the engine requires that for the production of Stand sheet metal ^ only cheap small tools are required and very little waste is caused and that the winding of the coils and the insulation are considerably simplified. The fully wound double pieces provided with short-circuit irons can be used as light Manage items conveniently and at one Bolt the pole ring together, so that a cheap manufacturing method is guaranteed. The main advantage of the new engine, the good efficiency, is essentially achieved in that the motor at least for part of the rotor has the effect of a multi-pole motor owns. The stand is z. B. for speech machine drive and one Speed range from 75 to 130 revolutions from eight identical L-shaped double pole pieces assembled to a closed pole ring, each of which carries an excitation coil. . In this embodiment, each double pole piece takes an angle of 45 °, whereby the two neighboring poles touch each other and are thus excited be that the touching pole legs have a different polarity. Of the The stand can of course also be assembled from more or fewer double pole pieces so that other speed ranges can be achieved.

Durch diese Ausführungsform des Ständers wird der Vorteil erreicht, daß die'benachbarten Polschenkel einen relativ kleinen Winkelabstand haben, während der Abstand der Polschenkel eines Doppelstückes zwangsläufig einen größeren Winkelabstand aufweist, der als Spulenraum Verwendung findet. Es werden also immer zwei Polschenkel von einer Spule erregt, wobei jedoch der Vorteil entsteht, daß die gegenseitig schwächende Beeinflussung des Magnetfeldes, welche bei einem ungeteilten Ständer unvermeidlich ist, hier nicht mehr in Erscheinung treten kann. Es geht zwar an den Berührungsstellen ein Teil des Feldes verloren, jedoch wird dieser Verlust gebraucht, um durch die Hilfspole ein starkes Feld hindurchzuleiten, durch welches bekanntlich die Phasenverschiebung im Hilfspol vergrößert und damit das Anlaufsmoment gefördert wird. Diese Berührungsstellen erfüllen den gleichen Zweck wie die magnetischen Kurzschlußbleche zwischen den Pol-This embodiment of the stand has the advantage that the neighboring Pole legs have a relatively small angular distance, while the distance between the pole legs a double piece inevitably has a larger angular distance, which is used as a coil space. So there are always two pole legs of one Coil energized, but there is the advantage that the mutually weakening influence of the magnetic field, which is inevitable with an undivided stand, here can no longer appear. There is part of it at the points of contact of the field is lost, however this loss is needed to pass through the auxiliary poles pass a strong field through which, as is well known, the phase shift in the auxiliary pole increased and thus the starting torque is promoted. Meet these points of contact the same purpose as the magnetic short-circuit plates between the pole

Claims

KX21d ² Gr. 16