Synchronmotor mit einem Anker mit dauermagnetischen Polen Eines der Verfahren, die beim Fernsehen zum Abtalsten von Filmen Anwendung finden, ist das sogenannte Liehtpunktabtastverfahren. Bei dem hierbei verwendeten Filmprojektor fällt der Malteserkreuzmechanismus weg und der Film wird kontinuierlich mit einer kon stanten Geschwindigkeit von ?5 Bildern je Sekunde, der Fernsehnorm angepasst, fort bewegt.
Hierbei muss nicht nur die Bedingung, dass die Filmbewegung und die Bildsy nchro- ni:.sierungsimpulse des Fernsehsignals syn chron sind, erfüllt werden, sondern die Film- bewe-ung und die Synchronisierimpulse müssen auch im richtigen Phasenverhältnis zueinander stehen, während ausserdem der Film in 1 bis ? Sekunden rasch anlaufen muss. Bei Verwendung eines Synchronmotors für die Filmbewegung ist die erstere Bedin gung erfüllt (angenommen, die Synchronisier- üiipulse seien mit. dem Netz gekuppelt), die beiden andern jedoch nicht ohne weiteres.
Es kann beispielsweise ein Synchronmotor iriit einer Drehzahl von 1500 Umdrehun- geiijmin Verwendung finden (so dass die Pol zahl des Läufers und Ständers je vier be trägt.), wobei die vier aus weichen Eisen be stehenden Läuferpole (die also nicht erregt. sind) mit Iiurzschlussstäben versehen sind, so dass der Motor asynchron anläuft. Bei der Verwendung eines solchen Motors ist jedoch die Phase des Läufers gegenüber dem Netz nicht eindeutig bestimmt, weil in dein Augen blick, in dem der Läufer in Synchronismus gelangt, in einem Läuferpol entweder ein Nordpol oder ein Südpol induziert werden kann.
Hierbei sind vier verschiedene Läufer lagen gegenüber dem Drehfeld des Ständers möglich. Im Zusammenhang mit der Zeilen- aprungabtastung stellt sich jedoch heraus, dass, wenn eine bestimmte Lage dieses Läufers richtig ist, auch die Lage,- in der der Läufer eine Phasenverschiebung von 360 elektrischen Graden erfährt (was bei einem vierpoligen Motor einer halben Umdrehung des Läufers entspricht, zeitlich also 1/.0 Sekunde), richtig ist.
In diesem Falle kann das Ständergehäuse des Motors drehbar ausgebildet werden, so dass der Motor, wenn er in der Fehllage an läuft., durch Drehung des Ständergehäuses um 180 elektrische Grade (90 räumlich) eingeregelt werden kann. Der Nachteil dieses Verfahrens ist der, dass zunächst festgestellt werden muss, ob der Motor richtig oder ver kehrt läuft, wonach er erforderlichenfalls erst eingeregelt werden kann.
Bei einem Synchronmotor mit einem An ker mit dauermagnetischen -Polen werden diese Nachteile dadurch verringert, dass ge mäss der Erfindung der Anker auch einen. Teil aufweist, der mit einer Käfigwicklung versehen ist und der vorzugsweise eine An zahl ausgeprägter Pole aufweist, die gleich der Zahl der dauermagnetischen Pole ist.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der beiliegenden Zeichnung, in der ein Aus führungsbeispiel dargestellt ist, näher erläu tert.
Die Fig.l, 2 und 3 zeigen eine Seitenan sicht, eine Vorderansicht von rechts bzw. einen Schnitt gemäss der Linie I-I in Fig. 1 eines Ankers eines Synchronmotors.
Der Anker besteht aus zwei Teilen, einem Teil 1 mit. vier dauermagnetischen Polen N und S und einem Teil '\? mit vier ausgeprägten Polen 3 bis 6 auf Weicheisen, mit einer Käfigwicklung, deren Stäbe mit .7 bezeich net sind. Im dargestellten Ausführungsbei spiel decken sich die dauermagnetischen Pole mit Weicheisenpolen. In Fig.2 und 3 sind auch die Ständerpole 8 und 9 schematisch dargestellt. Diese Pole -sind in der üblichen Weise mit Wicklungen versehen, die mit Wechselstrom gespeist werden.
Der rasche Asynchron-Anlauf des Motors bis zum Synchronismus erfolgt unter der Ein wirkung der Käfigwicklung.
Das vom Motor gelieferte Drehmoment besteht aus der Summe 11Z der Drehmo mente :111, das von den ausgeprägten Weich eisenpolen 3 bis 6 geliefert wird, und 1T,, das von den dauermagnetischen Läuferpolen N und S geliefert wird.
Wenn an Stelle ausgeprägter Läuferpole ein normaler Käfiganker Verwendung findet, ist das Drehmoment 1311 bei Synchronisierung gleich Null, trägt also nicht zum Antrieb bei. Aus diesem Grunde finden vorzugsweise aus geprägte Pole Anwendung, die auch bei Syn- ehronismus zum Gesamtdrehmoment 3I bei tragen.
Die Drehmomente 1Z1 und<I>i11,</I> sind in Fig. 4 als Funktionen der Winkelverschie bung a (in elektrischen Graden) zwischen den Läufer- und Ständerpolen dargestellt, wobei der Einfachheit halber angenommen ist, dass 311 und JI, einen sinxisförmigen Verlauf und gleiche Amplitude besitzen.
Der Verlauf t an 1111 und JI, ist aul' einfache Weise wie folgt zu erklären: Angenommen, in einem bestimmten Au- genbliek bilden die Pole 1,# unter der Einwir <U>kung</U> der Speiseweelxselspannung einen N-Pol. und\ die Pole 9 einen S-Pol,
so werden in der dargestellten Lage in den Weieheisenpolen 3 und 4 ein S-Pol bezw. ein N-Pol induziert. Das Drehmoment JIl ist dann gleich Null, weil zwischen den Läufer- und den Ständer polen keine Winkelversehiebung besteht. und der Arm des Kräftepaares Null ist. Ange- noxnmen, der Läufer werde jetzt nach rechts gedreht, d. h.
gegen die Drehriehtung ab--e- bremst, :so nimmt das Drehmoment 1Z1 bis auf einen Höchstwert zxx, wonaelx es wieder ab nimmt, bis in der Lage 10 der Mittellinie 71 (las Drehmoment wieder Null ist.. In dieser Lage wird der Weieheisenpol 3 nämlich iln gleichen Masse durch den Pol. 8 und durch den Pol 9 beeinflusst, so dass er keine Polarität aufweist.
Die Linien 1-0 und 11 schliessen elektrisch einen Winkel von 90" ein (räumlieb .15 ). In Fig. 4 geht das Drehmoment 111 daher bei 0 elektrischen Graden durch Null, erreicht einen Höchstwert und geht, bei<B>90</B> elektrischen (sraden wiederum durch Null (Kraft - 0), und kehrt dann seine Richtung um, weil bei weiterer Drehung des Läufers nach rechts der Pol 3 (Fig. ?)
vom S-Pol 9 beeinflusst wird, bis bei 1.80 elektrischen Gra den gerade dem Pol 9 -,e-,exiüber das Dreh moment 1I1 wiederum gleich Null ist (Hebel arm = 0).
Das Drehmoment JI, besitzt. nur die halbe Frequenz von J11. Wenn in Fig. 3 der Läufer auf entsprechende Weise nach rechts gedreht wird, nimmt das Drehmoment 1I, des Läufer pols S bis auf einen Höchstwert in der Lage genau in der Mitte zwischen den Polen 8 und 9 zu, wonach es wiederum abnimmt, bis nach<B>180</B> elektrischen Graden (90" räumlich) in der Lage gerade dein Pol 9 -egexxüber das Dreh moment 0 ist (IIebelarxxx = 0).
Der erste Null durchgang von :1I, liegt in Fi-.1-, somit bei 0 elektrischen Graden, und der zweite Null durchgang bei 180 elektrischen Graden. Die Nulldurchgänge von<B>31,</B> und JI, decken sieh hei 0, 180, 360 elektrischen Graden und so weiter.
Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass die dauerniagnetisehen Pole S und N sich mit den Weieheisenpolen 3 bis 6 decken.
Durch Summierung von aIl und<I>%6I.,</I> in Fig- . 4 erhält man das Gesamtdrehmoment JI als Funktion von u. Hieraus ergibt, sich, dass, weil eine halbe L=mdrehun-- des Rotors 360 elektrischen Graden entspricht, bei einem bestinimt.en Belastungsdrehmoment zwar noch zwei verschiedene Scheitel 12 und 13 der 1>relnnonieutenkuiTe äIZ vorhanden sind,
bei denen das Drehmoment 1I positiv ist und zu- nimmt, wobei jedoch nur der Scheitel 12 einen ;:(,wissen Vorzug hat. Wenn das Belastungs- drehinoment des Motors, wie durch die Linie 1.4 angegeben ist" den Höchstwert des Dreh- i>>oments Il im Scheitel 13 übersteigt, bleibt iiiir- der Scheitel 1'3 übrig,
und es sind die gestellten Anforderungen erfüllt. Der :Motor läuft ausreichend raseli an, läuft synchron, während ausserdem beispielsweise der ausge- l,rä-te Pol 2 stets dem. Stä.nderpol 8 gegen übersteht, wenn der Synchronismus erreicht ist.
Ist jedoch das Belastungsdrehmoment kleiner, so dass die Linie 14 den Scheitel 13 " s( -Iiiiei(let, so kann. der Motor dennoch in der erkehrten Phase laufen.
In einem solchen Fall ist jedoch mög lich, den positiven Scheitel 7.3 herabzusetzen und sogar völlig zu beseitigen, indem nämlich das Feld der Dauermagnete stärker gewählt wird. Hierbei nimmt die Amplitude des Dreh- ,tionieirtes JIz in Fig. 4 zu, wodurch die Ampli- tride des Scheitels 13 abnimmt und gegebenen falls auf Null sinkt.
\\ enn jedoch ein vorliegender Iiäfiganker- motor zu einem Motor gemäss der Erfindung unil("ehaut werden soll und somit ein Teil des Ankers, zum Anbauen der Dauermagneten entfernt werden muss, ist eine solche Nlassna.hme häufig nicht möglich, weil der ülmin@e Teil des häfioankers kein hinreichen des :
Anlatifdrelimoment zum Erreichen der erforderlichen Anlaufgeschwindigkeit liefert. In diesem Falle kann die folgende Lösung gewählt werden: In Fig. 5 ist die sinusförmige Drehmomentenkurve IIz der Dauermagnete um 45 elektrische Grade nach links verscho ben.
Aus dieser Figur ist ohne weiteres er sichtlich, dass der Scheitel 13 verschwunden und nur der positive Scheitel 12 übriggeblie ben ist. Dies ist dadurch erzielt, dass die dauermagnetischen Pole S und N gegenüber den aus Weicheisen bestehenden Läuferpolen 3 bis 6 so verdreht werden, dass der erste Null durchgang von 1112 um 45 elektrische Grade weiter nach links verlegt wird, wodurch sich die Höchstwerte der Amplituden decken. Folg lich werden die dauermagnetischen Pole gegen die Drehrichtung verschoben.
Weil 45 elek- trische Grade der vierte Teil von 180 elek trisehen Graden sind, bedeutet dies eine räumliche Drehung des Dauermagneten von r. X 90 - 22,5 , d. h. eine Drehung der Mittellinie 11 in Fig. 3 in die Lage 15, wobei der Winkel ssj22,5 räumlich beträgt.
Die Am plitude von IIz darf auch jetzt diejenige von 1I1 übersteigen, weil JI dann im Punkte 22:5 elektrische Grade in Fig. 5 sogar null oder negativ wird und im Punkte f . = 45 ellektrische Grad positiver.
Die vorstehend beschriebenen Massnah men können auch bei 2-, 6-, 8- usw. Polmoto ren Anwendung finden. Der beschriebene Motor kann nicht nur beim. Fernsehen, sondern auch bei Filmpro jektoren Verwendung finden, bei denen das Bild durch Lichtblitze abgebildet wird und die Bilder im richtigen Phasenverhältnis zu den Lichtblitzen stehen müssen. Dies ist da durch erzielbar, dass der Film durch den er wähnten Motor angetrieben wird.