DE2040630A1 - Synchroner Elektromotor - Google Patents

Description

Patentanwalt

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RathauMtraß· 14 Garmisch-Partenkirehen, 28. JuIx iy/U

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Electromotorenfabriek "Bordt", Dordrecht /Holland

Synchroner Elektromotor

Die Erfindung betrifft einen synchronen Elektromotor mit' einem Stator„ versehen mit einer Drehstromwickluag und einer Wicklung zur Erzeugung· eines koaxialen Grleich-feldes,. und einem Kotor* dessen Pole in zwei axial im Abstand voneinander liegenden Querebeaen. angeordnet sind»

Bei einem Motor dieser Art wird angestrebt,- die Foria der von den Polen in der Drehetrosnri-cklung induzierten Spannung'so viel wie möglich der Form der Speisespannung entsprechen zu lassen, Falls dies nicht der Fall ist und die eine Spannung z.B..eine Blockform

und die anders eine Sinus-form aufweist, entstehen höhere harmonische ä

Auagleiohastrbee, Äie einen zusätzlichen Energieverbrauch verursachen· Wean der Motor sieh in belastete» Zustand befindet, ist dieser lusgleichestroa im Vergleiok ssU den Sesamtstroa relativ kleiner als ia'Sfullaetzustand. Bei Anwendung in Arbeitsprozessen» ζ.·Β· in der fextilinduetrie, bei danen die Motoren sich während eines relativ grossen Seiles dor Betriebszeit in Nullast befinden, macht der Ausgleich» etro» einen relativ %-ross«n Prozentsatz des Gesamt strorafts aus und beeinflusst somit den Gesamtverbrauch in ungünstigem Sinne»

Sine läsung 'dieses Problems könnte durch Ativmnduns· der Form der

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Speisespannung gefunden werden, aber zu diesem Zweck sind komplizierte Massnahmen erforderlich, die kostenerhöhend wirken". Insbesondere wenn der Motor aus statischen Frequenzumformern gespeist wird, tritt das obenerwähnte Problem auf. In der einfachsten Ausführung liefert ein derartiger Umformer eine blöckförmige Spannung.

Mit der Erfindung soll ein Motor der eingangs erwähnten Art geschaffen werden, der mit einer blockförmigen Spannung gespeist werden kann und in flullast nur geringe Ausgleichströme herbeiführt.

Die Erfindung erreicht dies dadurch, dass die Polbreite nahezu gleich der Polteilung ist. Durch diese Massnahme wird ein Motor erzielt, in dem eine blöckförmige Spannung in der Drehstromwicklung erzeugt werden kann. Die vorgeschlagene Massnahme ist bei einem Motor, in dem die Pole in axial im Abstand liegenden Ebenen angeordnet sind, im Gegensatz zu einem Motor, bei dem dies nicht der Fall ist, leicht durchführbar. Bei einem Motor, bei dem die Pole in einer gemeinsamen Ebene liegen, wäre die Durchführung der erfindungsgemSssen Massnahrne nicht möglich, weil die ToIe des Rotors aneinanderliegen würden und somit nicht . mehr von gesonderten Polen die Rede sein könnte.Dagegen tritt P dieses Problem bei einem Motor, bei dem die Pole in verschiedenen, axial im Abstand liegenden Ebenen liegen, nicht auf. Die erfindunga^emässe Massnahme erbringt den meisten Vorteil bei einem Motor, bei dem die Drehstromwicklung mit einer Nute pro Pol und pro Phase ausgebildet ist.

Als zweite Lösung zur Erreichung des Ziels der Erfindung, kann

die Polbreite ungefähr 2/3 der Polleitung sein, wobei dann die

Drehstromwicklung mit zwei Spulen pro Nute ausgebildet und wobei

die Weite jeder Spule mit 1/3 in bezug auf die ..olteilung herab-

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gesetzt ist.

Die Erfindimg ist anhand einer Zeichnung eines AuafWarwigabeispiels erläuert»

Fig· 1 ist ein Längschnitt eines erfindungsgemässen 4-poligen Motors;

Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht des Rotors des erffindungsgemSssen Motors}

Fig. 5 ist ein Schnitt nach der Linie HI-III in Fig. 1| Fig. 4 ist ein Längschnitt einer Variante.

Der ortsfeste Teil oder der Stator des Motors enthält ein nahezu zylindrisches Gehäuse 1, an dessen beiden Seiten ScM.13.eic 2 und 3 angeordnet sind. Die Schilder 2, 5 sind mit Hilfe -vom. Bolzen 4, 5 mit dem Gehäuse 1 verbunden"'und sind mit Bohrungen stör Durchführung der Rotorachse 6 versehen. Kugellager %₉ B lagern die Achse 6 in den Schildern 2 bzw. 5. Die Kugellager f» © sind von einem Ring 9 bzw. 10 verschlossen. Zwischen ctem Ming und dem Schild 2 befindet sich ein Filzring 11, währeaafl sswischen dem Ring 10 und dem Schild 3 ein Filzring 12 angeordnet isst.

Der in der Zeichnung gesehen linke Teil der Achse weist ein ä

Schatfelrad 13 auf, dns als -ReTvIaSO dient. Oas 3ο1ι«ιΓ«1γι4 13 ist durch eine Platte I4 abgeschirmt die mittels Bolzen 15 am Gehäuse 1 befestigt ist. Im rechten Teil der Achse Ist eine Keilnute 16 angeordnet. Die Gleichstromwicklung 17 erregt den Motor. An beiden Seiten eines die Wicklung IT umgebejajleai Albstandringes sind lamellierte Statorkerne 18 und I9 die mit einer Ein- oder Mehrphasenwicklung 20 versehen Diese Wicklung 20 ist aus Spulen oder Gruppen von Spulen aufgebaut.

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deren Abmessungen in Umfangsrichtunft nateu der Polteilung unterschiedlicher Polartität entsprechen. Mit Hilfe dieser Wicklung 20 wird ein Wechsel - oder Drehfeld erzeugt.

Die beiden Endteile der Achse 6 bestehen aus nicht magnetieierbarem Material, während der Mittelteil 6' von grösserem Durchmesser aus magnetisierbarem Material besteht. Auf dem Mittelteil sind in zwei axial im Abstand liegenden Ebenen mit Käfigen versehene lamellierte Pole angeordnet. Der in der Zeichnung gesehen linke Käfig mit Stäben 2^ ist axial durch Ringe 50 bzw. 32 begrenzt, während die Stäbe 27' des rechten Käfigs in die Ringe 54 bzw. 36 enden. Zwischen jedem Ringenpaar ist ein einen Pol bildendes Blechpaket angeordnet. Jedes Blechpaket weist einen ringförmigen Hauptkörper und einen oder mehrere radial vorspringende Teile auf, die die eigentlichen Pole 23 und 24 bzw. 23 und 26 bilden. Erfindungsgemäss ist von diesen Polen die Breite gleich der Polteilung, was impliziert, dass die Punkte eines Pols in der einen Ebene nahezu auf einer gemeinsamen axialen Linie mit den entsprechenden Punkten eines Pols in der anderen, axial versetzten Ebene liegen. Die Pole in der einen Ebene liei
versetzt.

Ebene liegen dabei um 90 . zu den ^oIeη in der anderen Ebene

. Die Au'ssenseite des Hauptkörpers der Pole sind zur Aufnahme ^ der inneren Teile der Stäbe 27 und 27* mit Nuten versehen. Die axiale Breite der Pole entspricht der axialen Breite der zugehörigen Statorkerne 16 und 19* Zwischen den beiden Polen ist ein Abstan^iring 22 von magnetieierbaraa Material auf dem Mittelteil 6· angeordnet, der den gewünschten Abstand zwischen den Polen bestimmt.

Die konzentrisch verlaufende Erregerwicklung 17 wird während dee Betriebes von Gleichstrom durchlaufen und erzeugt ein axial gerichtetes Gleichfeld im Gehäuse und in der Achse, das von den

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'Statorkernen und den Polen geschlossen wird. Die Polarität der Pole wird von der Richtung dieses Feldes bestimmt. Ein wichtiger Vorteil des Motors besteht, neben dem schon erwähnten niedrigen Energieverbrauch namentlich in Nullast, aus der Tatsache, dass ohne mitrotierende Wicklungen und Schleifringe und Bürsten ein regelbares Feld erzeupt werden kann.

I*ig. 4» in der entsprechende Teile durch dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 angedeutet sind, zeigt eine andere Anordnung der Erregungswicklung. Es sind zwei axial getrennte Erregungsspulen 17 und I7¹ seitlich eines mittleren, gemeinsamen Statorkerns 28 angeordnet. Innerhalb der drei Statorkerne sind drei entsprechende Λ Pole 24', 25 und 25' angeordnet, wobei der mittlere Pol 25 und der dazugehörige mittlere Kern 28 eine doppelte axiale Breite aufweisen und somit für einen doppelten Fluss bemessen sind. Zwischen den Kurzschlüssen 50/32, 38/4Ο und 34/36 sind Stäbe 27, 27" bzw. 27· angeordnet. Diese Ausführung ist besonders für höhere Ledstungen geeignet und wird angewandt, wenn die Grosse des Äussendurchmessers des Motors Beschränkungen unterliegt. Es ist einleuchtend, dass anstelle von drei Statorkernen und Polen auch eine Bauart mit mehr als drei Statorkernen und Polen möglich ist.

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Claims (1)

1. Ansprüche

   Synchroner Elektromotor mit einem Stator, versehen mit einer SrehBtromwicklung und einer Wicklung zur Erzeugung eines
   koaxialen Gleichfeldes, und einem Rotor, dessen Pole in axial
   im Abstand voneinander liegenden Querebenen angeordnet sind,
   dadurch gekennzeichnet, dass die Polbreite im wesentlichen
   gleich der Polteilung ist·

   2, Synchroner Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehstromwicklung mit einer Nute pro Pol und pro Phase ausgebildet ist.

   3. Synchroner Elektromotor mit einem Stator, versehen mit einer Drehstromwicklung und einer Wicklung zur Erzeugung eines koaxialen Gleichfeldes und einem Rotor, dessen Pole in axial im Abstand
   voneinander liegenden Querebenen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Polbreite ungefähr 2/3 der Polteilung ist und die Drehstromwicklung mit zwei Spulen pro Nute ausgebildet ist, wobei die Weite jeder Spule mit 1/3 in bezug auf die Polteilung herabgesetzt ist.

   4· Synchroner Elektromotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass drei ringförmige Statorkerne vorhanden sind, von denen der mittlere eine axiale Länge aufweist, die der Summe der axialen Längen der übrigen Kerne entspricht, wobei zwischen dem mittleren Statorkern und jedem der äuseeren Statorkerne eine
   Peldwioklung angeordnet ist, und der Rotor drei Käfigwicklungen und Pole aufweist.

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