DEP0045815DA - Kleiner Elektromotor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf kleine Elektromotoren, bis zu einer Leistung von 1 kW, vorzugsweise auf Universal-Motoren.

Die im Elektromotorenbau gültige Regel, dass die Leistung des Elektromotors umso höher wird, je enger der Luftspalt zwischen Ständer und Läufer ist, wurde bisher vorbehaltlos auch für Klein- und Kleinstmotoren übernommen. Um die Leistung beispielsweise kleiner Kollektormotoren so hoch wie möglich zu bringen, wählte man den Luftspalt in solchen Motoren so eng, wie er aus Gründen eines zuverlässigen Laufes und einer gerade noch wirtschaftlich durchführbaren Fabrikation und Montage vertretbar erschien.

Richter (Kurzes Lehrbuch der elektrischen Maschinen, Verlag Springer, 1949, Seite 182/83) gibt z.B. als Regel an, dass der Luftspalt für 2 polige Elektromaschinen = zu wählen sei und dass er bei 4 - 12 poligen Maschinen etwa 70% davon betrage.

Versuchsreihen zur Ermittelung der Erwärmung und der durch die zulässige Grenztemperatur im Kupfer und im Eisen noch vertretbaren Belastung kleiner Kollektormotoren in Abhängigkeit von der Spaltbreite zwischen Anker und Polring führten nun zu dem überraschenden Ergebnis, dass bei gleichbleibender Stromaufnahme des Motors eine Vergrösserung des bisher fabrikationsmässig vorgeschriebenen Luftspaltes einerseits eine nur geringe Leistungsminderung, andererseits infolge verbesserter Lüftungsverhältnisse eine erhebliche Erhöhung der zulässigen Strombelastung und damit eine erhebliche Leistungssteigerung ergab.

Nahm man eine schrittweise Vergrösserung des Luftspaltes von ursprünglich 0,3 mm um jeweils 0,1 mm vor, so zeigte sich, dass bei gleichbleibender Stromaufnahme des Motors die abgegebene Leistung zunächst nur ganz bedeutungslos abnahm und erst bei einer Verbreiterung des Luftspaltes auf 0,5 mm überhaupt ein messbarer Leistungsverlust von ca. 2% feststellbar war. Eine Verbreiterung des Luftspaltes auf 0,6 mm führte schliesslich zu einem Leistungsverlust von ca. 6% und eine Verbreiterung auf 0,85 mm zu einem Leistungsverlust von 14%. Ein weiteres Ergebnis der Luftspaltvergrösserung war andererseits eine ganz entscheidende Herabsetzung der sich im Dauerbetrieb einstellenden Endtemperatur des Eisens und des Kupfers. Während beispielsweise bei einer Luftspaltbreite von 0,3 mm und einer Belastung des Ankerdrahtes mit 5,6 A/mm(exp)2 der Motor schon eine Übertemperatur von annähernd 100°C annahm, konnte bei Vergrösserung des Luftspaltes auf 0,85 mm die Stromdichte im Ankerdraht auf 7,2 A/mm(exp)2 gesteigert werden, ohne dass der Motor eine unzulässig hohe Temperatur im Dauerbetrieb annahm. Dieses Versuchsergebnis, das an einem Motor mit einem Polringdurchmesser von 87 mm und einem Ankerdurchmesser von 43 mm gewonnen wurde, bestätigt sich auch bei kleineren ebenso wie bei grösseren Motoren bis zu 1 kW Leistungsabgabe.

Die oben dargelegten Versuche beweisen, dass bei einer Vergrößerung des Luftspaltes die Endtemperatur des Motors stärker herabgesetzt werden kann, als seine Leistung abfällt. Da demnach der Motor bei grösserem Luftspalt eine stärkere Belastung als bei kleinem Luftspalt zulässt, lässt sich durch die Luftspaltvergrösserung im Endeffekt statt einer Leistungsherabsetzung eine Leistungssteigerung, zumindest bei Kleinmotoren, erzielen. Dieses Ergebnis ist zu einem grossen Teil auf eine Verbesserung der Belüftungsverhältnisse durch die Luftspaltverbreiterung zurückzuführen. Der Einfluss eines verbreiterten Luftspaltes ist demnach etwa demjenigen eines Kühlflügels ähnlich.

Es wird daher erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Leistungsfähigkeit von Elektromotoren und insbesondere von kleinen Universalmotoren bis zu 1 kW dadurch zu erhöhen, dass die Spaltbreite des Luftspaltes zwischen Feld und Anker auf mindestens 0,5 mm vergrössert wird.

Claims (1)

1. Kleiner Elektromotor bis zu 1kW-Leistung, insbesondere Universalmotor, dadurch gekennzeichnet, dass die Spaltbreite des Luftspaltes zwischen Stator und Motor mindestens 0,5 mm beträgt.