DE664329C - Synchronkleinmotor - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
25. AUGUST 1938

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 d 2 GRUPPE

ist als Erfinder benannt worden.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 6. Mai 1937 ab

Die Erfindung betrifft einen Synchronkleinmotor, bei dem der Ständer aus einem plattenförmigen, beispielsweise aus Blechlamellen gebildeten Jochteil und zwei einander gegenüberliegenden Schenkelstücken mit Kreisausschnitt zur Aufnahme des Läufers besteht und bei dem durch in den Rändern der Ausschnitte angeordnete Schlitze Polvorsprünge gebildet sind, von denen einige durch Schirmspulen zu Hilfspolen gemacht sind, wobei alle Pole durch eine auf dem Verbindungsteil der Schenkel angeordnete gemeinsame Spule erregt werden.

Zweck der Erfindung ist, den Aufbau des Motors zu vereinfachen und ihn in seinen Teilen widerstandsfähiger auszuführen, so daß er in Massen hergestellt werden kann, wobei trotzdem eine große Genauigkeit durch Einstellen jedes Motors bei möglichst kleinem Ausschuß in der Herstellung erhalten werden kann.

Da es bei Synchronkleinmotoren auf möglichst kleine Abmessungen ankommt, wird die plattenförmige Ausbildung des Ständers der topfförmigen vorgezogen. Bei der letzteren Ausbildungsform werden die Polstücke gewöhnlich von am Umfang seitlich sich erstreckenden Vorsprüngen gebildet und zwecks Bildung der abwechselnd aufeinanderfolgenden Hilfs- und Hauptpole wird ein die Vor-Sprünge umfassender Ring aus elektrisch leitendem Werkstoff von der Seite her aufgebracht, wobei über den Hauptpolen ein nach innen oder außen bis auf den Pol sich erstreckender Schlitz in dem Ring vorgesehen ist.

Bei einer plattenförmigen Ausbildung des Ständers in Form eines Jochteils mit gegenüberliegenden Schenkelstücken läßt sich die obige einfache Bildung der Haupt- und Hilfspole nicht mehr durchführen, da die einzelnen Polstücke an dem inneren Umfang des Kreis-

ausschnittet für den Läufer entweder durch radial nach innen sich erstreckende Vorsprünge oder durch parallele Schlitze gebildet werden. Bei einer bekannten Ausführung mit radial nach innen sich erstreckenden Polvo'rsprüngen ist nur eine geringe Anzahl verhält-nismäßig groß ausgebildeter Polvorsprünge vorhanden, und die Hilfspole werden durch einzelne aufgeschobene Schirmspulen gebildet, ίο Bei einer Herstellung des Jochstückes aus Blechlamellen kommen die nicht umfaßten Hauptpole leicht in mechanische Schwingung. Außerdem ist eine solche Ausbildung wegen der einzelnen Schirmspulen teuer. Bei einer anderen bekannten Ausführungsform mit einer großen Anzahl von radialen Pol vorsprängen geht man deshalb von der abwechselnden Aufeinanderfolge von Haupt- und Hilfspol ab, indem man mehrere Polvor-Sprünge eines Umfangsabschnittes als Hilfspole ausbildet, die man dann nur mit einer Schirmspule umgibt. Abgesehen von dem zumeist schwierigen Aufbringen der Schirmspule werden-hierbei die vorspringenden Teile der Hauptpolabschnitte nicht umfaßt und sind daher besonders bei einem Lamellenaufbau Schwingungen preisgegeben.

Bei der Bildung der Pol vorspränge durch parallele Schlitze ist bisher bei Verwendung von jochartigen, aus Blechlamellen gebildeten Ständern mit zwei gegenüberliegenden Schenkelstücken wahrscheinlich wegen der zu erwartenden mechanischen Schwingungen imd der Schwierigkeit der Bildung von Hilfspolen nicht über eine in jedem Schenkelstück möglichst klein zu haltende Polzahl hinausgegangen worden. Bei dieser Ständerausbildung ist in einer bekannten Ausführungsform in jedem Schenkelstück nur ein Schlitz zur Bildung von zwei Pol vor Sprüngen vorgesehen, von denen einer von einer Schirmspule umgeben ist.

Zu erwärmen ist noch eine bekannte Ausbildung des Ständers, in der zwei aus vollem Eisen gebildete Winkelstücke verwendet werden. Die Erregerspule ist zwischen den parallel liegenden Schenkelflächen der Winkelstücke gehalten, und in. den die Außenseite der Spule überdeckenden Winkelschenkeln ist der Kreisausschnitt für den Läufer vorgesehen. Ein Lamellenaufbau ist wegen der durch Biegen erhaltenen Winkelform der Ständerstücke schwierig durchzuführen und würde auch leicht mechanischen Schwingungen ausgesetzt sein. Die Enden der Winkelstücke sind durch Messingplatten verbunden, und in dem Kreisausschnitt der Winkelstücke sind vier parallele Polvorsprünge gebildet, von denen drei aufeinanderfolgende Polvorsprünge durch je eine nach dem einen Rand des Winkelstückes fio sich erstreckende Schirmspule abgeschirmt sind. Obwohl hierdurch keine Umfassung aller Polstücke stattfindet, die wegen des vollen Winkelstückes auch zu keinem sonderlich großen Vorteil führen würde, wird doch •durch die vielfache Anordnung der Schirmspulen die Herstellung der Motoren verteuert. ,,,Gemäß der Erfindung sind in dem Ausschnitt jedes Schenkelstückes des aus Blechlamellen gebildeten Jochteiles vier oder mehr sich parallel erstreckende Polvorsprünge durch Schlitze gebildet, und alle Polvorsprünge eines Schenkels sind allseitig durch einen einzigen aufgeschobenen Teil aus elektrisch leitendem Metall eingespannt, der zur Bildung der Hauptpole in bekannter Weise über jeden zweiten Polvorsprung geschlitzt ist. Die auf dem Verbindungsteil der Schenkel angeordnete gemeinsame Erregerspule kann verschiebbar sein.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Ständers werden die aus einzelnen Schichtlagen oder Lamellen gebildeten Polvorsprünge eines Schenkelstückes, ganz gleich, ob sie einen Hauptpol oder einen Hilfspol darstellen, durch den einzigen aufgeschobenen Teil eingespannt und gegen mechanische Schwingungen geschützt. Die starre Ausführung und die Verwendung möglichst weniger Teile wird hierdurch wieder wie bei der bekannten topfförmigen Ständerausbildung erhalten, die sich jedoch nicht in der einfachen Weise, beispielsweise im Stanzverfahren, herstellen läßt und auch größere Ausmaße des Motors ergibt. Wie bei dieser bekannten Ausbildungsweise können auch ohne jeden Nachteil Haupt- und Hilfspole wieder in abwechselnder Aufeinanderfolge in größerer Zahl angeordnet werden.

Durch die vorliegende Anordnung von Polvorsprüngen und der hierbei vorausgesetzten j.00 bekannten Ausbildung des Läufers wird die synchrone Geschwindigkeit beträchtlich herabgesetzt, jedoch wird gleichzeitig hierbei eine größere Genauigkeit der Anordnung der Polvorsprünge zueinander wie auch bezüglich der Läuferpole erforderlich. Bei der Herstellung von solchen Kleinmotoren fand man nämlich, daß das Verhältnis zwischen dem Anlaß- oder Induktionsmoment und dem synchronen Drehmoment, das bei der Betriebsdrehzahl gleichgehalten werden muß, oft durch Fehler in den Abmaßen oder in der gegenseitigen Entfernung von Teilen gestört wird. Ein wesentlicher Prozentsatz dieser Motoren genügt deshalb nicht den Abnahmebedingungen und muß als Ausschuß bewertet werden, wenn die Motoren nicht durch besondere kostspielige Nacharbeit verändert werden, um sowohl· beim Anlauf als auch während des Betriebs unter Veränderung der Belastung und der Spannung in der geforderten Weise zu arbeiten. Infolge der Kleinheit der Motoren

sind die erhaltenen Rechnungsgrößen für die praktische Ausführung von keinem großen Wert, und nachträgliche Änderungen müssen durch Versuche gefunden werden. Durch Ver-Schiebung der Erregerspule auf ihrem Kern kann man nun das Induktionsdrehmoment und das synchrone Drehmoment im gegenseitigen Verhältnis ändern, so 'daß alle Motoren das passende Verhältnis dieser beiden Größen erhalten können, ohne daß irgendwelche Teile des Motors verändert werden, und somit eine größere Ersparnis in der Herstellung solcher Kleinmotoren erhalten wird.

In den Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellen, ist Abb. ι eine Vorderansicht des Motors, Abb. 2 eine Draufsicht,
Abb. 3 eine vergrößerte Darstellung eines Umfangsteiles eines besonders ausgeführten Ankers und

'Abb. 4 ein Schnitt nach der Linie 4-4 der Abb. 3.

Nach den Zeichnungen sind die gegenüberliegenden Schenkelstücke 10 und 11 des jochartigen Ständers durch den Teil 12 verbunden, der von einer Erregerspule 13 mit den Zuführungsleitungen 14 und 15 umgeben ist. Die Erregerspule ist verschiebbar angeordnet, wie in unterbrochenen bzw. strichpunktierten Linien angedeutet ist, und wird in der eingestellten Lage befestigt. Jedes Schenkelstück 10 bzw. Ii besitzt vier einwärts gerichtete Polvorsprünge 16, 17, 18, 19 bzw. 20, 21, 22, 23, deren Stirnfläche entsprechend dem Ankerumfang ausgeschnitten ist. Der Läufer 25 ist ein Käfiganker und besteht aus einer Anzahl magnetischer Läuferbleche 26 mit kupfernen Seitenblechen 27. Alle Läuferbleche, wie auch die Seitenbleche sind in der bei Käfigankern bekannten Art durch hohle Bolzen 28, die durch alle Bleche hindurchgehen, vernietet.

Die Läuferbleche 26 können mit einem Schlitz 29, Abb. 3, versehen sein, so daß die zwischen den Bolzen 28 liegenden einzelnen Läuferpole 30 schärfer getrennt sind. Die abwechselnd aufeinanderfolgenden Polvorsprünge oder Spaltpole, beispielsweise die Abschnitte 16, 18 und 20, 22, decken sich bezüglich ihrer Lage mit den Läuferpolen 30, wobei sie gleichzeitig mit einem einer ganzen Zahl von Läuferpolen entsprechenden Winkelabstand voneinander entfernt sind. Die übrigen Polabschnitte 17, 19 und 21, 23 können gleichfalls in Decklage mit den Läuferpolen 30 kommen, jedoch nur, wenn die Polabschnitte 16 und 18 sich nicht mehr in Decklage mit Läuferpolen befinden.

Zum Umspannen der Polvorsprünge 16 bis

19 bzw. 20 bis 23 eines Schenkelstückes ist ein einziger Teil 31 aus elektrisch leitendem Metall, beispielsweise Kupfer, vorgesehen, der sich aus einzelnen Blattlagen zusammensetzt. Der Teil 31 umspannt gleichzeitig das aus Blechlamellen gebildete Schenkelstück und schützt die einzelnen Polvorsprünge vor gegenseitigem Ausbiegen, so daß sie ihre eigentliche gegenseitige Lage nicht ändern können. Der Teil 31 ist jedoch über jedem zweiten Polvorsprung 17, 19 und 21, 23 geschlitzt, so daß er, obwohl alle Polvorsprünge versteift werden, doch nur für die Polvorsprünge 16, 18 und 20, 22 als Schirmspule wirkt.

Wie ersichtlich, werden bei Erregen der Spule 13 die Polvorsprünge 17, 19 und 21, 23 in Phase mit dem Strom erregt, der Fluß durch die Pol vorspränge 16, 18 und 20, 22 wird jedoch durch die in dem als Schirmspule wirkenden Teil umlaufenden Wirbelströme verzögert, so daß eine Phasenverschiebung eintritt, die ein künstliches Drehfeld erzeugt.

Durch diese Ausführung wird bei Erregen der Feldspule 13 dem Wechsel feld in den Polvorsprüngen 17, 19 und 21, 23 ein Wechselfeld in den Polvorsprüngen 16 und 18, 20 und 22 nachfolgen, und dieses künstliche Drehfeld erzeugt in den hohlen Bolzen 28 einen Strom, der den Läufer als Induktionsmotor in Drehung bringt. Sobald jedoch der Läufer eine Geschwindigkeit erreicht, bei der ein Läuferpol bei jedem Feldwechsel unter einem Polabschnitt hindurchgeht, dann reicht das Reaktionsmoment aus, um den Motor auf dieser Geschwindigkeit zu halten, die sodann zur synchronen Geschwindigkeit des Motors wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind 24 Läuferpole vorhanden, so daß die Umlaufgeschwindigkeit des Läufers 6000 : 24 = 250 Umdrehungen je Minute ist.

Wie aus der Darstellung ersichtlich, sind die Polvorsprünge 17 und 18 verhältnismäßig kurz, und da sie von dem Teil 31 eingefaßt sind, sind sie ganz besonders von einem Ausbiegen aus ihrer Lage sicher. Die Vorsprünge 16 und 19 andererseits sind nur an ihrer Wurzel vom Teil 31 umfaßt und befinden sich in einer Lage, in der sie selbst bei seitlicher Ausbiegung kaum eine wirksame Phasenverschiebung in diesen Polabschnitten verursachen können. Da die Polvorsprünge zueinander parallel liegen, kann der Teil 31 aufgeschoben werden und bei genauem Ausstanzen als fest anliegender Fassungsring für die einzelnen Polvorsprünge dienen, wodurch die einzelnen Blechlamellen in einfacher Weise zusammenehalten werden.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Synchronkleinmotor, bei dem der Ständer aus einem plattenförmigen, beispielsweise aus Blechlamellen gebildeten

   Jochteil und zwei einander gegenüberliegenden Schenkelstücken mit Kreisausschnitten zur Aufnahme des Läufers besteht und bei dem durch in den Rändern der Ausschnitte angeordnete Schlitze Polvorsprünge gebildet sind, von denen einige durch Schirmspulen zu Hilfspolen gemacht sind, wobei alle Pole durch eine auf dem Verbindungsteil der Schenkel angeordnete gemeinsame Spule erregt werden, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ausschnitt jedes Schenkelstückes vier oder mehr sich parallel erstreckende Polvorsprünge (16 bis 19; 20 bis 23) durch Schlitze gebildet sind und alle Polvor-Sprünge eines Schenkels allseitig durch einen einzigen aufgeschobenen Teil (31) aus elektrisch leitendem Metall eingespannt sind, der zur Bildung der Hauptpole über jeden zweiten Polvorsprung (17, 19; 21, 23) geschlitzt ist.
2. 2. Synchronkleinmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerspule (13) verschiebbar ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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