DE670821C - Ferrarismotor mit einem Triebmagneten - Google Patents

Description

Es ist bekannt, die Drehzahl eines Ferrarismotors durch mechanische oder Wirbelstrombremsung so zu beeinflussen, daß sie in gewissem Sinne von der Stärke des Stromes abhängig ist, der in der Erregerspule des Ferrarismotors fließt. Da mechanische Bremsen Wartung erfordern, sind sie nicht überall anwendbar. Wirbelstrombremsen können da nicht angewendet werden, wo der Dauermagnet, der die Bremsung bewirkt, starken magnetischen Wechselfeldern ausgesetzt ist, die ihn entmagnetisieren. Außer-■ denn gibt die Abhängigkeit der Drehzahl vom Erregerstrom, die sich durch mechainische oder Wirbelstrombremsung erreichen läßt, ζ. B. bei Verwendung eines Ferrarismotors bei einem Überstrorriauslöser nicht in allen Fällen die gewünschte Drehzahlcharakteristik.

Ferner ist es bekannt, bei Trieb- und Bremssystemen für Ferrarisscheiben mit zwei' Magnetkreisen magnetische Einrichtungen zur Beeinflussung des' Drehmomentes und der Drehzahl zu verwenden. Diese Methode hat den "Vorteil, daß -sich durch entsprechende Wahl des Sättigungsgrades die gewünschte . Drehzahlcharaktefistik erreichen läßt und daß sie -überall anwendbar ist, da magnetische Wechselfelder keine schädlichen Wirkungen wie bei Wechselstrombremsung ausüben, .und daß keine Wartung erforderlich ist. '

Die Erfindung beruht in dem Gedanken, mittels ähnlicher Einrichtungen bei einem

Ferrarismotor mit einem .Triebmagneten, dessen Kraftfluß durch in Nuten eingebettete Kurzschlußringe, die nur einen Teil des Magneteisens umgeben, in phasenverschobene Teilflüsse zerlegt wird, eine Erhöhung der Drehzahl mit zunehmendem Erregerstrom zu erzielen.

Dieser Gedanke läßt sich erfindungsgemäß dadurch verwirklichen, daß Bauteile aus magnetisierbar em Werkstoff, ζ. B. Hüllen oder Nutenkeile, an den Kurzschlußringen so angebracht werden, daß sie magnetische Neben-Schlüsse für den von den Kurzschlußringen umfaßten Teilfluß ergeben und in ihrer magnetischen Leitfähigkeit so bemessen werden, daß die Motordrehzahl bei zunehmendem Erregerstrom ansteigt.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung.besteht darin, daß die Kurzschlußringe so angeordnet sind, daß außer den von den Kurzschlußringen umfaßten Blechen des Magneteisens auf jeder Seite der Triebscheibe je ein größeres und ein kleineres Blechpaket vorhanden ist und daß der magnetische Widerstand des Luftspaltes zwischen den kleineren Blechpaketen verringert ist, so daß die Motordrehzahl mit zunehmendem Erregerstrom ansteigt.

Eine weitere Ausführungsform besteht darin, daß außer den Hauptkurzschlußringen Nebenschlußringe vorgesehen sind, die kleinere Blechpakete umfassen, und daß der magnetische Widerstand des Luftspaltes zwi-

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

_ Robert Denser und Dipl.-Ing. Adolf Thewalt in Berlin-Siemensstadt.

sehen den kleineren Blechpaketen verringert ist, so daß die Motordrehzahl mit zunehmendem Erregerstrom ansteigt.

Die Erfindung gestattet es, den zusätzlich am Ferrarismotor anzuwendenden Teilen einfache Formen und sehr kleine Abmessungen zu geben, so daß sie leicht hergestellt und auch an fertigen Geräten, in denen ein Ferrarismotor eingebaut ist, ohne Schwierigkeiten nachträglich hinzugefügt werden können.

Die Fig. ι bis S zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung.

Bei dem in Fig. ι und 2 dargestellten Ferrarismotor befindet sich der Rand der drehbar gelagerten und aus elektrisch gut leitendem Material, z. B. Aluminium oder Kupfer, hergestellten Scheibe 2 in dem Luftspalt eines Wechselstrommagneten 3, dessen Erregerao spule 4 vom Strom / durchflossen wird. Der von der Spule 4 im Eisenkern 3 erzeugte Kraftfluß Φ wird über den Luftspalt hinweg durch die beiden Kurzschlußringe 5 und 6, die oberhalb und unterhalb der Scheibe 2 den Eisenkern zum Teil umfassen, in zwei phasenverschobene Teilflüsse Φ_: und Φ._ζ zerlegt, von denen der Fluß 5P₁ den von den Kurzschlußringen umgrenzten Querschnitt und der Fluß Φ₂ den restlichen Eisenquerschnitt 3" durchsetzte Beide Flüsse rufen in Zusammenwirkung mit den von ihnen in der Scheibe 2 induzierten Wechselströmen ein Drehmoment hervor, das die ungebremste Scheibe in Pfeilrichtung auf die Kurzschlußringe zudreht und unabhängig vom Erregerstrom / mit konstanter Drehzahl antreibt. Um eine gewünschte Abhängigkeit der Drehzahl vom Erregerstrom zu erhalten, werden, wie Fig. 3 in vergrößertem Maßstabe in einer Ansicht auf die Schnittebene C-D der Fig. 1 zeigt, die Kurzschlußringe 5 und 6 erßndungsgemäß mit Hüllen 7 aus ferromagnetische!!! Stoff umgeben. In den ferromagnetischen Hüllen 7 schließt sich ein Teil des vom Strom in den Kurzschlußringen erzeugten Gegenfeldes, das somit die Scheibe 2 nicht durchsetzt und für das Drehmoment des Motors nicht wirksam wird. Die ferromagnetischen Hüllen wirken wie ein magnetischer Nebenschluß zumGegenfeld. Beim Erreichen des Sättigungszoistandes in den ferromagnetischen Hüllen, der je nach der Stärke der Hüllen 7 früher oder später in ihnen eintritt, wird der magnetische Nebenschluß unwirksam.

Die gleiche Wirkung wie durch die ferromagnetischen Hüllen 7 wird erreicht, wenn man nach Fig. 3 -die Schlitze im Blechpaket für die Kurzschluß ringe 5 und 6 tiefer ausführt, als es der Höhe der Kurzschlußringe entspricht, und sie unten mit Keilen 8 aus ferromagnetischem Stoff verschließt, in denen die Sättigungserscheinungen je nach der Stärke der Keile früher oder später auftreten. Die Keile 8 können allein oder mit den ferromagnetischen Hüllen zusammen angewendet werden.

, Nach Fig. 4 kommen Sättigungserscheinungen in dem die Scheibe 2 beeinflussenden Magnetsystem, die die Drehzahl des Motors in eine gewünschte Abhängigkeit vom Erregerstrom bringen, auf folgende Weise zustande:

Der Kurzschlußring S oberhalb der Scheibe 2 und entsprechend der Kurzschlußring 6 unterhalb der Scheibe 2 werden so angeordnet, daß außer den von jedem Kurzschlußring umfaßten Blechen des Magneteisens ein großes und ein kleines Blechpaket vorhanden ist. Schließen sich an die kleinen Blechpakete Polschuhe 11, 12 an, so wird der magnetische Widerstand des Luftspaltes zwischen diesen Paketen verringert, und es treten infolgedessen an diesem Teil des Magnetsystems Sättigungserscheinungen früher auf. Der durch die größeren Blechpakete hindurchgehende Teilfluß Φ_ζ ergibt mit dem Teilfluß Φ₁, der den von den Kurzschlußringen 5 und 6 umschlossenen Eisenquerschnitt durchsetzt, ein Drehmoment, das die Scheibe 2 in Pfeilrichtung dreht. Diesem Drehmoment wirkt ein Drehmoment entgegen, das von dem Teilfluß Φ₁ und dem durch die kleineren Blechpakete auf der anderen Seite der Kurzschlußringe hindurchgehenden Teilfiuß Φ_Ά herrührt. Die Differenz beider Drehmomente und damit die Drehzahl der Scheibe 2 nimmt mit wachsendem Erregerstrom J zunächst langsam, dann immer schneller zu, je stärker sich die Sättigungserscheinungen in den kleinen Blechpaketen mit zunehmender Induktion im Eisenkern 3 bemerkbar machen.

Die gleiche Wirkung wird erzielt, wenn nach Fig. 5 außer den Kurzschlußringen 5 und 6 Nebenkurzschlußringe 9 und 10 am Eisenkern 3 oberhalb und unterhalb der Scheibe 2 vorgesehen sind. An die von den Nebenkurzschlußringen umschlossenen kleineren Blechpakete schließen sich wieder Polschuhe 11 und 12 an, die den magnetischen Widerstand des Luftspaltes zwischen den kleineren Blechpaketen verringern und durch Sättigungserscheinungen an dieser Stelle die gewünschte Abhängigkeit der Drehzahl des Ferrarismotors von seinem Erregerstrom herstellen. Anstatt durch Polschuhe kann der magnetische Widerstand des Luftspaltes zwischen den kleineren Blechpaketen auch durch Verringerung des Luftspaltes herabgesetzt werden.

Die in den Fig. 3, 4 und 5 für einen Ferrarismotor mit doppelter Anordnung von Kurzschlußringen dargestellten magnetischen

Einrichtungen, die bei zunehmendem Erregerstrom durch Sättigungserscheinungen die Kraftflußverteilung so beeinflussen, daß eine Zunahme der Motordrehzahl erfolgt, lassen sich sinngemäß auch bei einem Ferrarismotor anwenden, dessen Triebmagnet nur auf der einen Seite der Triebscheibe einen oder zwei Kurzschlußringe besitzt.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Ferrarismotor mit einem Triebmagneten, dessen Kraftfluß durch in Nuten eingebettete Kurzschlußringe, die nur einen Teil des Magneteisens umgeben, in phasenverschobene Teilflüsse zerlegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß Bauteile aus magnetisierbarem Werkstoff, z. B. Hüllen oder Nutenkeile, an den Kurzschlußringen so angebracht sind, daß

«ο sie magnetische Nebenschlüsse für den von den Kurzschlußringen umfaßten Teilfluß ergeben und in ihrer magnetischen Leitfähigkeit so bemessen sind, daß die Motordrehzahl bei zunehmendem Erregerstrom ansteigt.

2. Ferrarismotor mit einem Triebmagneten, dessen Kraftfluß durch in Nuten eingebettete Kurzschlußringe, die nur einen Teil des Magneteisens umgeben, in phasenverschobene Teilflüsse zerlegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschluß ringe so angeordnet sind, daß außer den von den Kurzschlußringen umfaßten Blechen des Magneteisens auf jeder Seite der Triebscheibe je ein größeres und kleineres Blechpaket vorhanden ist und daß der magnetische Widerstand des Luftspaltes zwischen den kleineren Blechpaketen verringert ist, so daß die Motordrehzahl mit zunehmendem Erregerstrom ansteigt.

3. Ferrarismotor mit einem Triebmagneten, dessen Kraftfluß durch in Nuten eingebettete Kurzschlußringe, die nur einen Teil des Magneteisens umgeben, in phasenverschobene Teilflüsse zerlegt wird, dadurch gekennzeichnet, idaß außer den Hauptkurzschlußringen Nebenschlußringe vorgesehen sind, die kleinere Blechpakete umfassen, und daß der magnetische Widerstand des Luftspaltes zwischen den kleineren Blechpaketen verringert ist, so daß die Motordrehzahl mit zunehmendem Erregerstrom ansteigt.

4. Ferrarismotor nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verringerung des magnetischen Widerstandes des Luftspaltes Polschuhe vorgesehen sind, die sich an die kleineren Blechpakete anschließen. '

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen