DE2527499A1

DE2527499A1 - Self-starting single phase induction motor - has non-circular air-gap widening for each pole

Info

Publication number: DE2527499A1
Application number: DE19752527499
Authority: DE
Inventors: Gerald Dr Ing Altenbernd
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-06-20
Filing date: 1975-06-20
Publication date: 1977-01-13

Abstract

A self starting single phase induction motor for household apparatus, tape recorder, record players, etc. has an axis passing through the greatest air-gap widening which forms an angle of less than 90 deg. with the winding magnetic axis. The winding (4) is placed in closed slots (5, 6) of the stator lamination pack (1, 2). A magnetic narrowing (12, 13) is made in the stator lamination stack for each pole outside the above angle between the two axes (9, 14). The lamination stack consists of two sets of symmetrical shape and the portions carrying the windings act as a cushion. The stack is push fitted inside the yoke (2).

Description

Selbstanlaufender Einphasen-Induktionsmotor Die Erfindung bezieht sich auf einen seibstanlaufenden Einphasen-Induktionsmotor, bestehend aus einem eine Wicklung tragenden Ständerblechpaket und einem in einer Bohrung desselben drehbar angeordneten Läufer, bei welchem durch eine von der Kreisform abweichende Luftspaltaufweitung pro Pol, die durch den Höchstwert der Luftspaltaufweitung verlaufende Leitwertachse mit der magnetisch wirksamen Wicklungsachse einen Winkel von weniger als 90° elektrisch bildet. Self-starting single phase induction motor The invention relates to on a self-running single-phase induction motor, consisting of a a stator core carrying a winding and one rotatable in a bore of the same arranged rotor, in which by an air gap widening deviating from the circular shape per pole, the leading value axis running through the maximum value of the air gap widening with the magnetically effective winding axis an angle of less than 90 ° electrically forms.

Derartige Einphaseji-Motoren werden wegen ihres einfachen Aufbaus und ihres betriebssicheren Verhaltens in großer Stückzahl als Kleinantriebe eingesetzt, insbesondere in Geräten des Haushaltssektors. Auch für Tonbandgeräte und Plattenspieler werden diese Motoren verwendet. Da die Motoren möglichst billig sein sollen, treten sowohl mechanische als auch elektrische Probleme auf.Such single-phase ji engines are because of their simple structure and their operationally reliable behavior used in large numbers as small drives, especially in household appliances. Also for tape recorders and record players these motors are used. Since the engines should be as cheap as possible, pedal both mechanical and electrical problems.

Es muß trotz einfachen Aufbaus ein sicherer Anlauf aus jeder Stellung des Läufers heraus gewährleistet sein und eine zu große Erwärmung bzw. thermische Belastung muß vermieden werden.Despite the simple structure, it must be a safe start-up from every position of the rotor can be guaranteed and excessive heating or thermal Stress must be avoided.

Es sind bereits selbstanlaufende Einphasen-Induktionsmotoren bekanntgeworden, welche als sogenannte Spaltpolmotoren in groer Stückzahl seit Jahren verwendet werden. Der erforderliche sichere Anlauf dieser Motore wird durch eine zusätzliche im Kurzschluß arbeitende Hilfswicklung erreicht, die in Verbindung mit der Hauptwicklung ein elliptisches Drehfeld aufbaut.Self-starting single-phase induction motors have already become known, which have been used in large numbers as so-called shaded pole motors for years. The required safe start-up of these motors is ensured by an additional short-circuit working auxiliary winding reached that in connection with the main winding an elliptical rotating field builds up.

Der Nachteil dieser Motore besteht einerseits in dem Aufwand für die zusätzliche Hilfswicklung und andererseits in einer relativ großen Erwärmung, da die Hilfswicklung auch während des Betriebes dauernd im Kurzschluß arbeitet.The disadvantage of these motors is on the one hand in the effort for the additional auxiliary winding and on the other hand in a relatively large heating, there the auxiliary winding works continuously in short circuit even during operation.

Durch die DT-PS 720 789 ist bereits ein Motor bekannt geworden, wie er eingangs beschrieben ist, bei dem am Ständerblechpaket zwischen den bewickelten Hauptpolen unbewickelte Nebenpole angeordnet sind. Durch den spitzen Winkel zwischen der Feldachse der Nebenpole und der Wicklungsachse ist bei diesem Motor auch ohne Hilfswicklung der Anlauf aus jeder Läuferstellung heraus sichergestellt. Die Wicklung muß hier von der Bohrungsseite her in entsprechende Nuten des Ständerblechpaketes eingelegt werden1 was nicht nur fertigungstechnisch erhebliche Schwierigkeiten mit sich bringt, sondern auch zu unerwünschten Oberfeldern führt, welche infolge dieser relativ großen Nuten kaum zu beeinflussen sind.With the DT-PS 720 789 an engine has already become known, such as it is described at the beginning, in which on the stator core between the wound Main poles are arranged unwound secondary poles. Because of the acute angle between the field axis of the secondary poles and the winding axis is also without in this motor Auxiliary winding ensures the start-up from every rotor position. The winding must be inserted into the corresponding grooves of the stator core from the bore side be inserted1 which not only caused considerable difficulties in terms of production technology brings itself, but also leads to undesirable upper fields, which as a result of this relatively large grooves can hardly be influenced.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen selbstanlaufenden Einphasen-Induktionsmotor anzugeben, der einfach aufgebaut und einfach herzustellen ist und der eine Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie ohne unerwünschte Oberfeldeinflüsse aufweist.The invention is based on the object of a self-starting To specify single phase induction motor that is simple in construction and easy to manufacture and which has a torque-speed characteristic curve without undesired upper field influences having.

Diese Aufgabe wird mit einem Motor der eingangs geschilderten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Wicklung in geschlossenen Nuten des Ständerblechpakets angeordnet ist, und daß im Ständerblechpaket pro Pol ein magnetischer Engpaß angebracht ist, der außerhalb des durch den Winkel zwischen Leitwertachse und Wicklungsachse begrenzten Bereichs liegt.This task is carried out with a motor of the type described above solved according to the invention in that the winding in closed slots of the Stator core is arranged, and that in the stator core per pole a magnetic Bottleneck is attached to the outside by the angle between the master value axis and winding axis is limited area.

Der Vorteil eines solchen Motors besteht in mechanischer Hinsicht darin, daß durch die Einbringung der Wicklung in geschlossene Nuten des Ständerblechpakets eine Veränderung der Bohrungsoberfläche für das Anbringen nicht erforderlich ist.The advantage of such a motor is from a mechanical point of view in that by introducing the winding in closed grooves of the stator core it is not necessary to change the surface of the bore for the attachment.

Die Fertigung ist dadurch vereinfacht und es können auch vorgefertigte Wicklungen verwendet werden. Die Bohrung selbst weist für die Wicklung keinerlei Nuten auf. Die Aufweitungen zur Verschiebung der Wicklungsachse gegenüber der Leitwertachse können so gestaltet werden, daß unerwünschte Oberfelder nicht auftreten, so daß neben dem Anlauf des Motors auch ein einwandfreier Hochlauf sichergestellt werden kann. Das Anlaufmoment des Motors läßt sich außerdem durch die Größe des Winkels zwischen der Leitwertachse und der Wicklungsachse in relativ weiten Grenzen einstellen.The production is simplified and it can also be prefabricated Windings are used. The hole itself does not have any for the winding Grooves on. The expansions for shifting the winding axis relative to the master value axis can be designed in such a way that undesired upper fields do not occur, so that In addition to the start-up of the motor, a flawless run-up can also be ensured can. The starting torque of the motor can also be determined by the size of the angle Set between the master value axis and the winding axis within relatively wide limits.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in den Zeichnungen dargestellt.Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawings shown.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen Motor nach der Erfindung mit symmetrischem Aufbau und in Fig. 2 ist ein unsymmetrischer Motor dargestellt.Fig. 1 shows a section through a motor according to the invention symmetrical structure and in Fig. 2, an asymmetrical motor is shown.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Polstern eines Ständerblechpaketes bezeichnet, welcher in ein ringförmiges Joch 2 des Ständers eingepreßt ist. In der zentralen Bohrung des Polsterns 1 ist der Läufer 3 des Motors drehbar angeordnet. Der Aufbau dieses als Kurzschlußläufer ausgebildeten Läufers ist beliebig. Er kann auch als Hysteresläufer oder als permanentmagnetischer Läufer ausgebildet sein.In Fig. 1, 1 denotes a padding of a stator core, which is pressed into an annular yoke 2 of the stator. In the central Bore of the cushion 1, the rotor 3 of the motor is rotatably arranged. The structure this rotor, designed as a squirrel-cage rotor, is arbitrary. It can also be used as a Be designed as a hysteresis rotor or as a permanent magnet rotor.

Außen auf dem Polstern 1 ist die Wicklung 4 angebracht, welche als vorgefertigte Wicklung vor dem Einpressen des Polsternsin den Jochteil aufgebracht werden kann, welche jedoch auch nachträg]ich in die zwischen dem Polstern 1 und dem Joch 2 liegenden geschlossenen Nuten 5 und 6 eingewickelt werden kann.Outside on the pad 1, the winding 4 is attached, which as prefabricated winding before pressing in the upholstery the yoke part can be applied, which, however, can also be added to between the upholstery 1 and the yoke 2 lying closed grooves 5 and 6 can be wrapped.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Motor als zweipoliger Motor wiedergegeben. In der Bohrung des Polsterns 1 sind zwei einander gegenüberliegende Vertiefungen 7 und 8 angebracht, die die Luftspaltaufweitungen darstellen und durch welche die Leitwertachse 9 hindurchgeht. Die Form dieser Vertiefungen wird so gewählt, daß die unerwünschten Oberfelder sich nicht ausbilden können. Die Vertiefungen können beispielsweise auch so ausgeführt sein, daß sich insgesamt eine elliptische Bohrung ergibt. Außen am Polstern 1 befinden sich Ausnehmungen 10 und 11, welche an diesen Stellen magnetische Engpässe 12 und 13 im Polstern 1 bilden. Durch diese Ausgestaltung des Polsterns 1 schließt die mit 14 bezeichnete magnetisch wirksame Wicklungsachse mit der Leitwertachse 9 einen Winkelein, welcher kleiner als 900 elektrisch ist.In the illustrated embodiment, the motor is as a two-pole Engine reproduced. In the bore of the pad 1 are two opposite one another Wells 7 and 8 attached, which represent the air gap widening and through which the conductance axis 9 passes through. The shape of these depressions is chosen so that the undesirable upper fields cannot develop. The wells can for example, be designed so that a total of an elliptical bore results. On the outside of the upholstery 1 there are recesses 10 and 11, which are attached to these Make magnetic bottlenecks 12 and 13 in the pad 1 form. Through this design of the pad 1 closes the magnetically effective winding axis designated by 14 with the conductance axis 9 an angle which is smaller than 900 electrical.

Hierdurch ist sichergestellt, daß der Motor für den dargestellten Fall jederzeit in Richtung des Pfeiles 15 anläuft.This ensures that the engine for the illustrated Case starts at any time in the direction of arrow 15.

Die Ausnehmungen 10 und 11 können zur Bildung der magnetischen Engpässe 12 und 13 auch in der Bohrungsoberfläche liegen, jedoch wird dann das Feld verschlechtert. Wichtig ist nur, daß die Engpässe außerhalb des durch den WinkelN begrenzten Bereichs liegen.The recesses 10 and 11 can be used to form the magnetic bottlenecks 12 and 13 also lie in the bore surface, but then the field is deteriorated. It is only important that the bottlenecks are outside the area bounded by the angle N lie.

Die gleiche Wirkungsweise wie für den symmetrischen Motor nach Fig. 1 gilt auch für die unsymmetrische Ausführung nach Fig. 2, wo in der Wirkung gleiche Teile wieder mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die Wicklung 4 ist hier auf einem stabförmigen Anker 16 angebracht, welcher in das Joch 2 eingepreßt ist. Die Ausnehmungen 10 und 11 sind hier außen am Joch 2 angebracht. Auch hier ergeben sich die gleichen fertigungstechnischen Vorteile der leichten Anbringung der Wicklung 4 in der geschlossenen Nut 17 sowie die Möglichkeit zur gezielten Beeinflussung des Drehfeldes, welches keine unerwünschten Oberfelder aufweist.The same mode of operation as for the symmetrical motor according to Fig. 1 also applies to the asymmetrical design according to FIG. 2, where the same effect Parts are again provided with the same reference numerals. The winding 4 is on here a rod-shaped armature 16 is attached, which is pressed into the yoke 2. the Recesses 10 and 11 are here on the outside of the yoke 2 appropriate. Even the same manufacturing advantages of easy attachment result here the winding 4 in the closed groove 17 and the possibility of targeted influencing of the rotating field, which does not have any undesired upper fields.

Claims

1. Self-starting single-phase induction motor, consisting of a a stator core carrying a winding and one in a bore of the same an air gap from this separate rotatably arranged rotor, in which by an air gap widening per pole deviating from the circular shape, which is caused by the maximum value The master value axis running along the widening of the air gap with the magnetically effective winding axis electrically forms an angle of less than 90 °, characterized in that the winding (4) in closed slots (5,6, 17) of the stator core (1,2,6) is arranged, and that in the stator core per pole a magnetic bottleneck (12,13) is attached outside of the through the angle (i) between the master value axis (9) and winding axis (14) is limited area.

2. Motor according to claim 1, characterized in that the stator core consists of two parts and, with a symmetrical structure, the one carrying the winding (4) Part is designed as a cushion (1) in which the magnetic bottlenecks (12,13) are attached, and which is pressed into a yoke (2).

3. Rotor according to claim 1, characterized in that the stator core consists of two parts and, in the case of an asymmetrical structure, the one carrying the winding (4) Part designed as an anchor (16) and in the yoke (2), in which the magnetic bottlenecks (12,13) are attached, is pressed in.

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