DE1287199B - Synchronkleinstmotor - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf einen Synchronkleinstmotor, dessen Ständer aus unbelasteten Hauptpolen, durch Kurzschlußelemente belasteten Hilfspolen und einer konzentrischen Erregerspule besteht. Die Kurzschlußelemente sind nur für eine Ständerpolarität vorgesehen. Haupt- und Hilfspole sind räumlich um einen (180-99)1 el. entsprechenden Winkel versetzt, wobei p der Winkel der zeitlichen Phasenverschiebung zwischen Haupt- und Hilfspolfluß ist. Die Pole unterschiedlicher Polarität sind auf Kreisen mit unterschiedlichen Radien angebracht, und der aus hartmagnetischem Werkstoff- bestehende reifenförmige Läufer ist im Luftspalt zwischen den Ständerpolen unterschiedlicher Polarität angeordnet.
• Ein bekannter Motor dieser Art ist mit einem Hystereseläufer ausgerüstet und weist in dernicht mit Kurzschlußelementen versehenen Polarität einen in Umfangsrichtung vergrößerten Pol auf, durch welchen die an sich üblichen zwei Pole (Haupt- und Hilfspol) zu einem -emeinsamen Pol zusammengefaßt sind. Dieser gemeinsame Pol liegt in Umfangsrichtung gesehen, zwischen dem Hilfspol und dem in Drehrichtung folgenden Hauptpol der anderen Polarität. Daraus ergibt sich eine im wesentlichen tangentiale Magnetisierung des Läufers.
• Es ist weiterhin ein Synchronkleinstmotor bekanntgeworden, der ganz ähnlich aufgebaut ist, wie es eingangs geschildert wurde, bei welchem jedoch die Kurzschlußelemente für beide Polaritäten vorgesehen sind. Auch bei diesem Motor ergibt sich durch eine Anordnung von Haupt- und Flilfspol der einen Polarität zwischen Hilfspol und in Drehrichtung folgendem Hauptpol der anderen Polarität eine im wesentlichen tangentiale Magnetisierung des Läufers-.- Bei diesem bekannten Motor sind also die Ständerpole beider Polaritäten in Haupt- und Hilfspole unterteilt und die jeweiligen Hilfspole mit Kurzschlußelementen belastet. Der Aufwand an Kurzschlußelementen für einen derartigen Motor ist insbesondere für diejenigen Hilfspole, welche auf dem größeren Kreisdurchmesser liegen, größer als bei einem Motor der zuerst genannten Art, Die gesamte Motorkonstruktion ist dadurch nicht nur aufwendiger, sondern auch teurer, da die Kurzschlußelemente einen erheblichen Kostenanteil am Gesamtmotor haben. Derartige Hysteresemotoren laufen immer in der gewünschten Richtung an, auch wenn das Drehfeld schlecht ist. Sie haben aber ein nur sehr geringes synchrones Drehmoment.
• Bekanntlich läßt sich mit Dauermagnetläufem ein wesentlich stärkeres synchrones Drehmoment erzielen. Das Problem, welches bei derartigen Motoren aber gelöst werden muß, besteht darin, den Selbstanlauf in einer gewünschten Richtung zu ermöglichen. Bei einem bekannten Motor dieser Art, bei welchem ebenfalls die Pole unterschiedlicher Polarität auf Kreisen mit unterschiedlichen Radien angebracht sind und dessen reifenförmiger Läufer im Luftspalt zwischen den Ständerpolen unterschiedlicher Polarität angeordnet ist, wird ein radial magnetisierter Dauermagnetläufer verwendet, und es sind demehtsprechend die Ständerpole unterschiedlicher Polarität einander am Luftspalt direkt gegenüberstehend angeordnet. Bei diesem bekannten Motor sind zur Sicherstellung des Selbstanlaufes in einer gewünschten Richtung außer dem Dauermagnetläufer noch ein mit diesem zusammengefaßter Hystereseläufer und dem Hystereseläufer gesondert zugeordnete Ständer-C pole vorgesehen. Der Dauermagnetteil dieses bekannten Motors übernimmt nur den synchronen Betrieb, so daß für diesen Teil keine Kurzschlußelemente zwecks Erzielung des Selbstanlaufes vorgesehen zu werden brauchen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Synchronkleinstmotor der eingangs geschilderten Art so aufzubauen, daß er durch die Verwendung eines Dauermagnetläufers ein hohes Drehmoment erhält und dennoch ebenso einfach aufgebaut ist, also keine aufwendigen Mittel benötigt, um einen Anlauf in der gewünschten Drehrichtung sicherzustellen. Gelöst wird diese Aufgäbe- gemäß der Erfindung dadurch, daß bei Verwendung eines radial magnetisierten Dauermagnetläufers und bei entsprechend einander am Luftspalt direkt gegenüberstehender Anordnung der Ständerpole unterschiedlicher Polarität auch die Pole der nicht mit Kurzschlußelementen ver's'#henen Ständerpolarität in Hauptpole und Hilfspole aufgespalten sind. Dadurch, daß entsprechend der Erfindung auch die Ständerpole derjenigen Polarität in welcher keine Kurzschlußeleinente vorgesehen sind, in Haupt- und Hijfspole aufgeteilt sind, wirken diejenigen Pole dieser Polarität, welche den Hilfspolen der anderen Polarität am Luftspalt direkt gegenüberstehen, ebenso als wären sie mit Kurzschlußelementen belastet. Der Hilfspolfluß kann sich durch die. direkt gegenüberstehende Anordnung auf dem kürzestmöglichen Wege schließen und tritt dementsprechend durch den nicht direkt belasteten Hilfspol mit der gleichen Phasenverschiebung hindurch wie durch den Pol, welcher durch das Kurzschlußelement direkt belastet ist. Ein derartiger Motor hat ein ebenso gutes Drehfeld, als wenn die Hilfspole nicht nur einer Polarität, sondern beider Polaritäten mit Kurzschlußelementen belastet wären. Er wird daher immer in der gewünschten Richtung anlaufen und durch den Einsatz des Dauermagnetläufers ein hohes- Drehmoment entwickeln. Durch die Anordnung des Kurzschlußelements nur auf einer Seite ist es möglich, dieses Kurzschlußeläment in an sich bisher nur bei Hysteresemotoren bekannter Weise konzentriert und kompakt aufzubauen, was fertigungstechnisch günstig ist.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt.
• Die F i g. 1 und 2 zeigen zwei Schnitte durch einen Motor nach der Erfindung, welche entsprechend den Linien I-1 und 11-II verlaufen.
• Mit 1 und 2 sind zwei Ständerhälften des Motors bezeichnet. Der Läufer 3 trägt über ein Zwischenteil den radial macrnetisierten dauermagnetischen Ring 4. Die radiale Magnetisierung geht aus F i g. 1 genauer hervor und ist mit NS bezeichnet. Gelagert ist der Läufer auf der Welle 5 des Motors, welche ihrerseits von dem Ständerblech 1 über einen Lagerkörper gehalten ist. Die Erregerspule des Motors ist mit 6 bezeichnet. Aus dem Ständerblech 1 sind Polzacken 7 abgebogen, welche gemeinsam mit den Polzacken 12, die von einem gesonderten Polblech 11 abgebogen sind, die Ständerpole der einen Polarität bilden. Die Polzacken 12 sind dabei durch das kompakte Kurzschlußelement 13 belastet und bilden dementsprechend Hilfspole, während die Polzacken 7 die Hauptpole bilden. Aus der anderen Ständerhälfte 2 sind die Polzacken 9 und 10 herausgebogen, durch welche entsprechend der Erfindung Haupt- und Hilfspole der anderen Ständerpolarität sind, ohne daß hierzu besondere Kurzschlußelemente für die Hilfspole 10 erforderlich wären.
• Die Pole der beiden Polaritäten sind, wie es in bekannter Weise durch die radiale Magnetisierung des Läufers bedingt ist, so angeordnet, daß sie sich am Luftspalt direkt gegenüberstehen. Aus der F i g. 1 geht dies genauer hervor. Es stehen sich also beispielsweise die Hauptpole 7 und 9 direkt gegenüber, so daß der Hauptpolfluß sich vom Pol 7 zum Pol 9 schließen kann, wobei er zwischendurch durch den Ring 4 des radial magnetisierten Dauermagnetläufers hindurchtritt. Das gleiche gilt in bezug auf die beiden Hilfspole 12 und 10 der beiden Polaritäten, wobei der Hilfspol 12 durch das Kurzschlußelement 13 direkt belastet ist und dementsprechend der Fluß durch den Hilfspol 10 die gleiche Phasenverschiebung gegenüber dem Hauptpolfluß haben muß wie der Fluß durch den Hilfspol 12.
• Die Hilfspole sind in bekannter Weise zwecks Erzielung eines guten Drehfeldes gegenüber den Hauptpolen um einen Winkel von 1800-q" verschoben, wobei q, den Winkel der zeitlichen Phasenverschiebung zwischen Hauptpolfluß und Hilfspolfluß angibt. Die Größe dieses Phasenwinkels liegt bei praktischen Ausführungen zwischen 30 und 45'.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Synchronkleinstmotor, dessen Ständer aus unbelasteten Hauptpolen, durch nur für eine Ständerpolarität vorgesehene Kurzschlußelemente belasteten Hilfspolen, welche gegenüber den Hauptpolen um einen (180-T)' el. entsprechenden räumlichen Winkel verschoben sind, wobei T der Winkel der zeitlichen Phasenverschiebung von Haupt- und Hilfspolfluß ist, und einer konzentrischeu Erregerspule besteht, bei welchem die Pole unterschiedlicher Polarität auf Kreisen mit unterschiedlichen Radien angebracht sind, und dessen aus hartmagnetischem Werkstoff bestehender reifenförmiger Läufer im Luftspalt zwischen den Ständerpolen unterschiedlicher Polarität angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines radial magnetisierten Dauermagnetläufers (3, 4) und bei entsprechend einander am Luftspalt direkt gegenüberstehender Anordnung der Ständerpole (7, 9, 10, 12) unterschiedlicher Polarität auch die Pole (9, 10) der nicht mit Kurzschlußelementen (13) versehenen Ständerpolarität in Hauptpole (9) und Hilfspole (10) aufgespalten sind.