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Polarisierter Synchronkleinmotor für Einphasenwechselstrom Bei den
polarisierten Synchronkleinmotoren für Einphasenwechselstroni besteht meist der
Läufer aus einem Dauermagnet, während der Ständer die Wechselstromwicklung trägt.
Oft werden, um kleinere Drehzahlen zu erhalten, der Läufer und der Ständer vielpolig
ausgeführt; namentlich in letzterem Fall macht die Herstellung des Läufers aus Dauermagnetbaustoff
Sc'hwierigkeiten,.da diese Baustoffe nur schwer bearbeitbar sind.
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Die Erfindung beseitigt diese Schwierigkeiten und gestattet, auch
Dauermagnetwerkstoff höchster Koerzitivkraft von einfachster Gestalt zu verwenden.
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Erfindungsgemäß ist in dem einen Magnetteil des Kleinmotors, vorzugsweise
dem feststehenden, wenigstens ein Dauermagnet und eine vom Wechselstrom gespeiste
Wicklung, deren Achse senkrecht zum Dauermagnetfeld steht, angeordnet, während der
andere Magnetteil, vorzugsweise der Läufer, aus weichem Magnetstoff, z. B. Weicheisen,
besteht. Am besten wird die Wechselstromwicklung in Nuten von Polschuhen eines oder
mehrerer Dauermagnete untergebracht.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. Zwischen
zwei Polschuhen i, z (Fig. i) sind Dauermagnete 3, 4 angeordnet. Die Polschuhe umschließen
einen Läufer 5 aus Weicheisen und haben zwei tiefere Nuten 6, 7, in denen zwei Hälften
einer Wechselstromwicklung 9 untergebracht sind. Der Läufer 5 ist über seinen ganzen
Umfang verzahnt, ebenso die gegenüberliegenden Teile der Polschuhe. Teilt man den
Läufer in vier Quadranten I bis IV, dann decken sich in der gezeichneten Läuferstellung
im Quadranten 1 die Polschu'hzähne 9
mit gegenüberliegenden
Läuferzähnen, während die mit einer Kurzschlußbrille io abgeschatteten Polschuhzähne
i i etwa um eine halbe Polteilung in der durch Pfeil angedeuteten Umlaufrichtung
des Läufers gegen die Läuferzähne versetzt sind. Entsprechendes gilt für den Quadranten
11I.
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Im Quadranten II stehen dagegen die Polschuhzähne 12 den Pollücken
des Läufers gegenüber, während die mit einer Kurzschlußbrille io abgeschatteten
Polschuhzähne 13 irr der Umlaufrichtung des Läufers um eine halbe Polteilung gegen
die Pollücke versetzt sind. Entsprechendes gilt für den Quadranten IV.
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Die Achse der Wech!eelstromwicklung 8 steht senkrecht zum Dauermagnetfeld
imLäufer. Der Läufür kann, wie bei 14 angedeutet, zwecks Selbstanlauf in der durch
Pfeil angedeuteten Richtung, mit einer Kurzschlußwicklung versehen sein.
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Der Motor arbeitet folgendermaßen: Der Fluß der Dauermagnete 3; 4
hat an sich das Bestreben, sich gleichmäßig auf die Polschuhzähne zu verteilen.
Nun wirkt aber die Wechselstromwicklung 8 wie eine Weiche für den Magnetfluß. Ist
sie>in dem einen Sinn erregt, dann haben die Flüsse der Dauermagnete den Verlauf
15, gehen also durch den ersten und dritten Quadranten. Ist sie im anderen Sinn
erregt, dann haben die Flüsse den gestrichelt gezeichneten Verlauf 16, gehen also
durch den zweiten und vierten Quadranten. Dieser Wechsel tritt bei jeder Periode
des Wechselstroms ein. Die Kurzschlußbrillen io haben die bekannte Wirkung, daß
z. B. der in den Bahnen 15 verlaufende Dauermagnetfluß sich zuerst vorwiegend über
die Polsc'huhzähne g und dann mit einer Phasennacheilung von etwa 9o° über die Polschuhzähne
ii schließt. Entsprechendes gilt für die Polschuhzähne 12 und 13. Das Wechselfeld
wird dadurch in ein elliptisches Drehfeld umgewandelt und übt ein asynchrones Drehmoment
auf die Kurzschlußwicklung 14 aus. Unter dem Einfluß dieses Drehmomentes kann der
Motor auch unter Last anlaufen. Sein;. höchste Drehzahl ist dadurch bedingt, daß
sich jeweils beim Maximum des Flusses die Läuferzähne mit den Polschuhzähnen zu
decken suchen.. Während der ersten Halbwelle des Wechselstroms kommen deshalb zuerst
die Polschuhzähne g, dann die Polschuhzähne i i mit den entsprechenden Läuferpolen
zur Deckung, während in der zweiten Halbwelle zuerst die Zähne 12, dann die Zähne
13 zur Deckung kommen.. Entsprechendes gilt für die Quadranten III und IV. Bei jeder
Halbwelle wandert somit der Läufer um einen Zahn weiter. Da er 18 Zähne hat, macht
er bei 5o-periodischem Wechselstrom 166 Umdrehungen in der Minute. Durch Verringerung
der Zähnezahl kann die Drehzahl erhöht, durch Vermehrung erniedrigt werden.
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Unter Umständen kann man auch die Kurzschlußwicklung 14 weglassen,
wenn ein Selbstanlauf unter Belastung nicht erforderlich ist. Auch kann der eine
der beiden Dauermagnete 3, 4 weggelassen werden, ebenso eine der Wechselstromwicklungshälften.
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Eine besonders raumsparende Anordnung erhält man, wie beispielsweise
Fig. 2 und '3 zeigt, wenn man den Magnetteil mit dem Dauermagneten und der Wechselstromwicklung
innen, den Läufer aber außen anordnet. Bei dieser Bauform empfiehlt sich die Anwendung
von Höchstleistungsdauermagneten kleinster Abmessung. Die Anordnung ist im wesentlichen
wie in Fig. i, nur daß jetzt die Polschuhzähne nach außen, die Läuferzähne nach
innen gerichtet sind. Die Polschuhe haben jetzt nur vier Zähne, die Kurzschlußbrillen
fehlen. Die Wicklung 8 wirkt wieder als magnetische Weiche und treibt den Fluß der
Dauermagnete 3,4 einmal durch die Quadranten I, 11I, das andere Mal durch die Quadranten
1I, IV hindurch. Auch hier wandert der Läufer hei jeder Wechselstromperiode um einen
Zahn weiter. Da er io Zähne hat, macht er also 300 Umdrehungen in der Minute.
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Die Erfindung bietet folgende Vorteile: Der Läufer kann in einfachster
Weise aus Weicheisen, also beispielsweise aus gestanzten Lamellen, hergestellt werden,
ebenso die Polschuhe. Die Dauermagnete haben denkbar einfachste Form, lassen sich
also leicht herstellen. Da man ihnen ganz kleine Abmessungen geben kann, ist die
Verwendung von Höchstleistungsdauermagneten möglich, die es gestatten, trotz großen
Drehmoments den Motor leicht und klein zu bauen. Da die Wech@selstromwicklung nur
als magnetische Weiche des Dauermagnetflusses wirkt, ist der durch einen Zahn gehende
Fluß etwa zweimal so groß als wenn die Wechselstromwicklung allein vorhanden und
als übliche Ständerwicklung ausgeführt wäre. Besonders ein Kleinmotor nach Fig.
2 und '3 zeichnet sich durch geringen Raumbedarf und kleines Gewicht aus, kann also
leicht in Uhren, Tarifgeräten, Relais usw., wo wenig Platz zur Verfügung steht,
eingebaut werden. Ein Vorteil besteht auch noch darin, daß die Dauermagnete und
die Wicklung auf ein und demselben Teil sitzen und dadurch leichter für sich zusammengebaut
werden können.