NO126295B - - Google Patents

Description

Synkronmotor som er selvstartende i en retning.

Foreliggende oppfinnelse angår en

synkronmotor som er selvstartende i en retning, og som har permanentmagnetisk rotor med avvekslende poler på omkretsen, og en stator som omgir en magnetiserings-spole, og som er forsynt med et stort antall poltenner som avvekslende fra to sider av spolen strekker seg inn i denne, idet grupper av poltenner danner hovedpoler som veksler med grupper av poltenner som ved hjelp av en felles kortslutningsvikling danner hjelpeelektroder med faseforskjøvne flukser. Ved disse kjente motorer er hjelpepolene forskjøvet en vinkel a = 120 til 150°, fortrinnsvis = 135 til 140 elektriske grader, i forhold til foranliggende hovedpoler med samme polaritet i retning av hjelpepolenes fluksforskyvning, dvs. målt i rotorens dreieretning. Vinkelen a er da = 180 minus qp elektriske grader, hvor

cp betegner faseforskyvningen mellom fluksene i hovedpolene og fluksene i hjelpepolene med samme polaritet, cp er da lik 30 til 60 elektriske grader.

En slik motor anvendes særlig som

småmotor med en ytre diameter på f. eks.

50 mm, en tykkelse på 12 mm og en ytelse på mindre enn 2 Watt og er kjent fra U.S. patenskrift nr. 2 437 142 (britisk patentskrift 642 477). Ved denne motor er hovedpolene rettet radialt i forhold til rotoren som følge av den spesielle sammenbygning, mens hjelpepolene strekker seg parallelt med rotoroverflaten. Derved er den virk-somme overflate av hovedpolene, der hvor fluksen trer frem, mindre enn for hjelpepolene slik at fluksen fra hjelpepolene er større enn for hovedpolene. For å gjøre

fluksene lik hverandre er noen hjelpepoler forlenget så langt i aksial retning at de berører eller nesten berører statorplaten på den andre side av spolen, slik at endel av fluksen mer eller mindre kortsluttes. Videre er antallet av hovedpoler og hjelpepoler det samme.

Ifølge oppfinnelsen er en motor av ovenfor nevnte art karakterisert ved at hjelpepolene i forhold til foran liggende hovedpoler med samme polaritet, er for-skjøvet en vinkel på 360 + a elektriske grader målt i rotorens omdreiningsretning, at alle poltennene strekker seg i aksial retning, og at antallet hovedpoler er mindre enn antallet hjelpepoler, mens antallet rotorpoler er større enn antallet statorpoler.

På denne måte oppnår man for det første en enklere sammenbygning av statoren med poltennene, og for det annet er det på denne måte mulig å gjøre fluksen lik i hovedpolene og hjelpepolene, da fluksen i hjelpepolene er mindre som følge av tap som frembringes av kortslutningsvik-lingen, og lik fluksen i det mindre antall hovedpoler.

Motoren egner seg særlig for innbyg-ning i ur og koblingsur.

Ifølge et ytterligere trekk ved oppfinnelsen muliggjør den aksiale retning av poltennene at diametralt overfor hverandre beliggende hjelpepoler av samme polaritet kan omsluttes av en kortslutningsvikling i form av en plate, og at der i denne plate er anordnet et lager for rotorakslen.

Rotoren, som ikke har noen utpregede poler, består fortrinnsvis av et materiale som hovedsakelig inneholder ikkekubiske krystaller av polyoksyder av jern og et av metallene barium, strontium, bly og eventuelt kalsium, og som leverer et betydelig større moment enn andre permanentmag-netiske materialer, da materialet tillater at nord- og sydpoler anordnes nær hverandre, idet fluksen i polstedet har en skarp spiss, hvilket er fordelaktig under hensyntagen til de smale statorpoler.

Et utførelseseksempel på oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til tegningen. Fig. 1 og 2 viser motorens to stator-halvdeler sett innenfra. Fig. 3 viser et snitt langs linjen I—I i fig. 1.

Ifølge fig. 1 er en statorhalvdel i form av et eskeformet hus 1 forsynt med et antall av den midtre del 2 utstansede, like lange poltenner 3 til 6 som er bøyet i rett vinkel med husets bunn.

De to diametralt overfor hverandre liggende grupper, hver bestående av tre poltenner 3, danner seks hovedpoler med samme polaritet, mens de to diametralt overfor hverandre liggende grupper hver på tre poltenner 4, 5 og 6 danner seks hjelpespoler med faseforskjøvne flukser, da disse poler er forsynt med en felles kortslutningsvikling i form av en kobber-plate 7, som har åpninger gjennom hvilke hjelpepolene 4—6 rager. Denne plate er i midten forsynt med et lager 8 med en åp-ning 9 for rotorakslen. Mellom innerveggen av huset 1 og poltennene 3—6 er anordnet en spole 10.

Hovedpolene med samme polaritet i hver gruppe er innbyrdes forskjøvet 360 elektriske grader Dette gjelder også for hjelpepolene med samme polaritet. Hovedpoler med motsatt polaritet er innbyrdes forskjøvet 180 elektriske grader, like-som hjelpepolene med motsatt polaritet.

Rotorens dreieretning er i fig. 1 angitt med en pil.

De to hjelpepoler 6 er i forhold til den direkte foranliggende hovedpol 3 med samme polaritet, forskjøvet en vinkel på 360 + a elektriske grader i rotorens dreieretning. Her er a = 180° minus cp elektriske grader, hvor cp er faseforskyvningen av fluksen mellom hjelpepolen 6 og hovedpolen 3. Da cp i praksis er ca. 40—45 elektriske grader, er derved a lik 135—140 elektriske grader.

Som følge av forskyvningen av hjelpepolen 6 360 + a elektriske grader i forhold til den foranliggende hovedpol 3, får man en forskyvning av hjelpepolen 4 i forhold til den dernest følgende hovedpol 3 på 360 minus a elektriske grader i rotorens dreieretning. Polene 3 og 4 ligger altså nær hverandre.

Den annen statorhalvdel ifølge fig. 2 er bygget opp på lignende måte, men med den forskjell at den bare har fire hovedpoler 11 og seks hjelpepoler 12, 13 og 14 som alle har samme lengde. Alle poler er således forskjøvet at ved legning av statorhalvdelen ifølge fig. 1 på statorhalvdelen ifølge fig. 2 stikker polene i fig. 1 inn mellom polene i fig. 2 når statorhalvdelen i fig. 1 skyves inn i statorhalvdelen i fig. 2, hvilket er mulig ved at ytterveggen i den første halvdel klemmes inn innenfor innerveggen i den siste halvdel.

Da der ifølge fig. 2 bare er to hovedpoler på hver side av kortslutningsplaten 7, står rommene 15 og 16 til rådighet for anordning av de i 360 minus a elektriske grader innbyrdes nær hverandre liggende poler 3, 4 i fig. 1.

Dette skal forklares som følger:

Hvis der i fig. 2 også var to diametralt overfor hverandre liggende grupper, hver på tre hovedpoler 11 (slik som angitt på høyre side med strekede hovedpoler 11', som ikke skal omgis av kortslutningsplaten) ville forskyvningen av hjelpepolen 12 i forhold til hovedpolen 11' i dreieretningen (retningen av pilen i fig. 2) bli a elektriske grader slik det er gjort i nevnte U.S.A. patentskrift.

Ifølge oppfinnelsen er polen 11' imid-lertid utelatt, slik at forskyvningen mellom hjelpepolen 12 og den foran liggende pol 11 oppnås kunstig på 360 + a elektriske grader. I dette rom kan der ved sammen-setning av de to rotorhalvdeler den nedre hovedpol 3 anbringes på den venstre side av statorhalvdelen ifølge fig. 1. Hvis hovedpolen 11' var tilstede, ville det ikke være tilstrekkelig rom for anordning av kortslutningsplaten rundt hjelpepolen 12 mellom 12 og 11'.

Da de diametralt overfor hverandre liggende hjelpepoler 12 er forskjøvet i forhold til hverandre en polbue med seks pol-par lik 6 x 360 elektriske grader, er polbuen mellom 12 og 14 lik 2 x 360 elektriske grader og polbuen mellom to hovedpoler

11 lik 360 elektriske grader, omfatter den

blivende del mellom 14 og 11 pluss mellom

11 og 12 3 x 360 elektriske grader. Polbuen

mellom 14 og 11 er således 3 x 360 minus

(360 + a) lik 720 minus a elektriske grader.

Når der i rommet 15 ifølge fig. 1 er anbragt poler 3 og 4, er polbuen mellom polene 11 og 3 av motsatt polaritet 180°, mellom 3 og 4 360 minus a, mellom 4 og 14 180, altså tilsammen lik de nevnte 720

minus a elektriske grader.

På denne måte oppnås således to diametralt overfor hverandre liggende grupper, hver på fem hovedpoler, og to diametralt overfor hverandre liggende grupper

hver på seks hjelpepoler, altså tilsammen

22 poltenner.

Innenfor poltennene er anordnet en

permanentmagnetisk rotor i lagrene 8 med

tolv nordpoler og 12 sydpoler, da statoren

hovedsakelig tilsvarer en stator med 24

poltenner av hvilke som nevnt to, dvs. i

rommet mellom 11 og 12 er utelatt, hvilket

ikke påvirker momentet merkbart.

Claims (5)

1. Synkronmotor som er selvstartende

i en retning, og som har permanentmagnetisk rotor med avvekslende poler på omkretsen, og en stator som omgir en mag-netiseringsspole, og som er forsynt med et stort antall poltenner som avvekslende fra to sider av spolen strekker seg inn i denne, idet grupper av poltenner danner hovedpoler som veksler med grupper av poltenner som ved hjelp av en felles kortslutningsvikling danner hjelpepoler med faseforskjøvne flukser, karakterisert ved at hjelpepolene i forhold til foran liggende hovedpoler med samme polaritet er for-skjøvet en vinkel på 360° + a elektriske grader målt i rotorens dreieretning, hvor a er lik 180 elektriske grader minus faseforskyvningen cp mellom fluksene i hoved- polene og fluksene i hjelpepolene med sam me polaritet, at alle poltennene strekker seg i aksial retning, og at antallet hovedpoler er mindre enn antallet hjelpepoler, mens antallet rotorpoler er større enn antallet statorpoler.

2. Synkronmotor ifølge påstand 1, karakterisert ved at motorens ene statorhalvdel er forsynt med seks hoved- og seks hjelpepoler med samme polaritet, og den andre statorhalvdel er forsynt med fire hoved- og seks hjelpepoler med motsatt polaritet.

3. Synkronmotor ifølge påstand 1 eller 2, karakterisert ved at statorhalvdelen med det minste antall hovedpoler er forskjøvet med disse poler 720 + a elektriske grader i dreieretningen i forhold til en foran liggende hjelpepol, og at rotoren er forsynt med 24 poler.

4. Synkronmotor ifølge påstand 1, 2 eller 3, karakterisert ved at diametralt overfor hverandre beliggende hjelpepoler av samme polaritet er omgitt av en kortslutningsvikling i form av en plate, og at der i denne plate er anordnet et lager for rotorakslen.

5. Synkronmotor ifølge en av de fore-gående påstander, karakterisert ved at den sylindriske rotor består av et materiale med hovedsakelig ikke-kubiske krystaller av polyoksyder av jern og inneholder ett av metallene barium, strontium, bly og eventuelt kalsium.