DE852573C

DE852573C - Elektromotor

Info

Publication number: DE852573C
Application number: DES22417A
Authority: DE
Inventors: Kurt Koelmel; Georg Michalek
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1951-03-20
Filing date: 1951-03-20
Publication date: 1952-10-16

Description

Elektromotor In der Praxis sind aus verschiedensten Gründen Kupplungen zwischen elektrischen Antrieben und deren Last erforderlich. Eine ganz wesentliche Bedeutung kommt hierbei den Kupplungen dann zu, wenn es erforderlich ist, bei schwachen Netzen und schweren Lasten die Stromspitzen beim Anlaufen auf eine kleinste Zeit zu beschränken. Dies ist beispielsweise bei Dreschmaschinenantrieben der Fall. Eine ähnliche Bedeutung haben Kupplungen für sanften Anlauf in der Werkzeugmaschinenindustrie, Faserstoffbearbeitung usw. Hierfür werden möglichst billige, sichere und möglichst selbsttätig wirkende Kupplungen gewünscht, damit jeglicher Schaltaufwand in Wegfall kommen kann.
Gemäß der Erfindung wird ein Motor geschaffen, der die genannte Aufgabe in einfachster Weise dadurch erfüllt, daß der Läufer auf seiner Welle drehbar gelagert ist und zwischen Welle und Läuferjoch magnetische Mittel angeordnet sind, die eine in Abhängigkeit von der Änderung des magnetischen Flusses zwischen Stillstand und hochgelaufenem Zustand in ihrem Moment sich ändernde Kupplung zwischen Welle und Läufer bewirken. Es ist bekannt, daß bei der Nenndrehzahl ein gewisser Teil der Läuferjochkraftlinien, je nach Sättigungsgrad des Joches und synchroner Drehzahl der Maschine, in die massive eiserne Welle eindringen und somit eine magnetische Entlastung des Läuferjoches darstellen. Dieser Kraftlinienweg in der Welle kann als magnetischer Nebenschluß zum Läuferjoch angesehen werden, wobei die Größe des Wellenflusses bei gleichbleibender relativer Geschwindigkeit außerordentlich abhängig ist vom Sättigungsgrad des Läuferjoches sowie der jeweiligen Permeabilität der Welle. Außerdem ist die Größe dieses Entlastungsflusses weiterhin bedingt durch die relative Umlauffrequenz zwischen Läuferjochfeld und mechanischer Umdrehungszahl der Welle, d. h. daß bei höheren Frequenzen mit den bekannten starken Verdrängungseffekten zu rechnen ist. Eine weitere grundlegende Bedeutung hat nun auch die Tat-` sache, daß der gesamte Hauptfluß der Maschine bei Nennlast nahezu doppelt so groß wie bei Stillstand ist. Aus diesen Faktoren ergibt sich, daß bei Lauf gegenüber Stillstand durch sehr klein gewordene Umlauffrequenz des Feldes durch Verdoppelung des Hauptflusses und von dem des mit steigender Sättigung unproportional stark angewachsenen Entlastungsflusses der letztere bei Nenndrehzahl ein Vielfaches gegenüber dem bei Stillstand darstellt. Wenn man nun andererseits beachtet, daß die magnetische Anzugskraft zwischen zwei ferromagnetischen Körpern von .dem Quadrat der Flußdichte bzw. bei gleichen Flächen von dem Quadrat des Flusses selbst abhängig ist, so ergibt sich, daß die erfindungsgemäße Ausbildung des Motors die eingangs geschilderten Forderungen ohne weiteres erfüllen kann.
Gemäß der weiteren Erfindung sind zwischen Läuferjoch und Welle radial oder axial bewegliche magnetische Kupplungsteile angeordnet. Es können hier beispielsweise auf der Welle Kupplungsteile in Form von Halbschalen angeordnet werden, die mit der Welle durch Zapfen oder Nuten verbunden, aber radial beweglich sind. Es ist auch möglich, das Läuferjoch vorzugsweise an beiden Seiten mit konischen Ausnehmungen zu versehen, in welchen auf der Welle axial bewegliche, befestigte konische Kupplungsteile gegen die Wirkung einer Feder hineingezogen werden. An Stelle von festen, radial oder axial beweglichen, magnetischen Kupplungsteilen können auch zwischen Welle und Läuferjoch magnetische Flüssigkeiten, Pasten oder Pulver angeordnet sein.
In den Fig. i bis 5 der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Die Fig. i und 2 zeigen den Läufer i eines Motors, der auf der Welle 2 beweglich gelagert ist. Zwischen Welle 2 und dem Läufer i sind eiserne Halbschalen 3, 4 auf der Welle angeordnet und auf dieser mittels Zapfen 5, 6 radial beweglich befestigt. Beim Anlaufen des Motors werden die Halbschalen 3, 4 mit steigendem Entlastungsfluß, der durch sie mit fortschreitendem Hochlaufen der Maschine hindurchgeht, stärker an die Läuferjochinnenfläche 7 angezogen werden und dadurch zwischen Stillstand und Nennlast des Motors verschieden starke Mitnahmemomente hervorrufen. Die Fliehkräfte wirken hierbei unterstützend.
Fig.3 zeigt eine Ausbildung, bei der zwischen Läuferjoch i und Wellet eine magnetische Flüssigkeit 8, z. B. aus einer Mischung aus 01 und Eisenpulver, angeordnet ist. Die Kupplungswirkung beruht auf der gleichen Erscheinung wie zu Fig. i erläutert, wobei die unter Einfluß des variablen Entlastungsflusses stehenden Eisenfeilspäne mehr oder weniger starre Brücken zwischen Läufer und Welle ergeben.
In Fig.4 ist eine Ausbildung gezeigt, bei der das Läuferjoch an beiden Seiten mit konischen Ausnehmungen 9, io versehen ist, in welche auf der Welle axial beweglich befestigte konische Kupplungsteile 11, 12 'hineingezogen werden. Die Kupplungsteile können aus geblechtem Sinter- oder homogenem Eisen bestehen. Im Stillstand des Motors können evtl. die Konusteile 11, 12 durch eine Feder nach außen gerückt werden, um eine Entkupplung sicherzustellen. Die Befestigung der Konusteile 11, 12 auf der Welle erfolgt durch Zapfen 13, 14.
Fig. 5.zeigt eine ähnliche Ausbildung wie Fig. 4 mit dem Unterschied, daß zur Vergrößerung des Kupplungsmomentes die konischen Kupplungsteile 15, 16 an ihren Außenteilen mit Reibflächen 17, 18 versehen sind, die gegen entsprechende Reibflächen 19, 2o an der Stirnwand des Läuferjoches oder am Läuferkäfigring angebracht sind.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Elektromotor, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer auf seiner Welle drehbar gelagert und zwischen dieser und dem Läuferjoch magnetische Mittel angeordnet sind, die eine in Abhängigkeit von der Änderung des magnetischen Flusses zwischen Stillstand und hochgelaufenem Zustand in ihrem Moment sich ändernde Kupplung zwischen Welle und Läufer bewirken.
2. Elektromotor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Läuferjoch und Welle radial oder axial bewegliche, magnetische Kupplungsteile angeordnet sind.
3. Elektromotor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Welle und Läuferjoch die magnetischen Mittel in Form einer Flüssigkeit, Paste oder Pulver (Mischung aus 01 und Eisenpulver oder Graphit mit Eisenpulver) angeordnet sind.
4. Elektromotor nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Welle mit dieser durch Zapfen oder Nuten verbundene magnetische Halbschalen radial beweglich angebracht sind.
5. Elektromotor nach Anspruch i und 2-, dadurch gekennzeichnet, daß das Läuferjoch vorzugsweise an beiden Seiten an der Bohrung für die Welle konische Ausnehmungen aufweist, in welche auf der Welle axial beweglich befestigte, entsprechend geformte konische Kupplungsteile gegen die Wirkung einer Feder hineingezogen werden.
6. Elektromotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die konischen Kupplungsteile mit insbesondere außerhalb des Läuferjoches liegenden zusätzlichen Reibflächen versehen sind.