DE1538180A1 - Einphasen-Synchronmotor mit Dauermagnetlaeufer - Google Patents

Description

• Einphasen-Synchronmotor mit Dauermagnetläufer Die Erfindung zielt darauf ab, einen Einphasen-Synchronmotor mit Dauermagnetläuferder ein starkes Anzugsmoment hat, möglichst-klein und in einer kompakten, kreiszylindrischen-Form auszubilden. Er soll insbesondere als Antrieb für Steuereinrichtungen, Zählwerke und dergleichen Verwendung finden.
• Y.ennzeichnend für den Motor nach der Erfindung ist, daß zwei magnetisch in Reihe geschaltete Klauenpolsysteme vorgesehen sind und der Rotor.zwei Polrläder aufweist, zwischen denen ein in Achsrichtung magnetisierter Dauermagnet angeordnet ist und daß jedem Klauenpolsystem ein Polrad zugeordnet Ist, wobei die Polbreiten so bemessen sind, daß ein Rotorpol mit zwei benachbarten Klauenpolen etwa bündig ist.
• Das Statormagnetsystem besteht aus einer zylindrisellen Innenwand, einer dazu konzentrischen, zylindrischen Außenwand und z wei Seitenwänden, so daß ein Ringraum gebildet wird, welcher die Wicklung enthält. Vorzugsweise sind die Klauenpolsysteme an-der Innenwand des Magneten ausgebildet in der Weise, daß die Innenwand zwei schlangenförmig gewundene Durchbrüche aufweist und dadurch in drei klauenartig Ineinandergreifende Zahnkronen geteilt ist. Der Rotor liekt hierbei im Innern des Magnetsystems und coaxial zu diesem, so daß die Rotorpole auf den Klauenpolen senkrecht stehen. Der Rotor kann mittels zweier-Lagerdeckel gelagert sein, die an den Stirnseiten In das Magnetsystem eingepaßt sind.
• Eine andere Ausilihrungsform ergibt sIch, wenn die Klauenpole einerseits an den Rändern der Innenwand und andererseits an den Innenrändern der SeitenwUnde ausgebildet sind, wobei die Pole entgegengesetzter Polarität aufeinander senkrecht stehen. Die Polräder des Rotors rücken in diesem Fall weiter auseinand-er und die Rotorpole stehen den Klauenpolen teils direkt gegenüber und teils auf diesen senkrecht.
• Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in allen Einzelheiten erläutert. Gleiche Teile sind in den verschiedenen Figuren mit gleichen 3ezugsziffern versehen.
• Fig. 1 stellt einen Längsschnitt durch den erfindun3sgemäßen Motor dar.
• Die Figuren 2 und 35 zei,--"en 'Leilschnltte gemäß den Schnittlinien A-B und C-D der Fig. 1.
• Fig. 4-ist eine perspektivi-sche Darstellung des aufgeschnittenen Magnetsystems ohne Lager und Fig. 5 eine entsprechende Darstellung des Rotors.
• Die Figuren 6 bis 9 zeigen 31ruchstücke der Abwicklung der Innenwand des Magnetsystems, wobei je zwei Rotorpolflächen schraffiert mit eingezeichnet sind. Die vier Darstellungen veranschaulichen das Wandern der Rotorpole im Laufe einer Wechselstromperiode. Gemäß Fig. 1 bis Ist die Auslenwand des Magnetsystems mit 1 bezeichnet. Seitenwände 2 und 3 sind mit nach innen weisenden Zahnkronen versehen und bilden damit Teile der Innenwand. Das doppelseitig gezahnte Mittelstück 4 der Innenwand bildet mit den dem ihr Abstand und ihre gegenseitige Winkelstellung juntiert sind, wird auf die entstandene Spule-gegebenenfalls unter Zwischenlage von Isoliermaterial die Wicklung aufgewickelte, Die Wicklung wird nun mit einer härtbaren Vergußmasse, bölspielnweise einem Gießharz, getränkt. Nach dem Aushärten sind Wicklung, Isollermaterial und die drei Einzelteile der Spule zu einem Block veifestigt. Abschließend wird die Außenwand 1 aufgesteckt. Eine Abwandlung dieses Verfahrens besteht darin, die Spuleninnenseite beispielsweise in einem Spritzvorgang mit Kunststoff zu bes.chichten. Die Spule ist dadurch schon vor dem Wickeln in sich verfestigt und kann schon vom 15orn abgenommen werden. Auch die schlangenförmig verlaufendelSpalte 6 und 7 sind In jedem Fall mit der Vergußmasse oder dem Kunststoff iusgefüllt. Insoweit ist also die Bezeichnung Luftspalt nicht zutreffendd Die Wirkungsweise des Motors wird durch diese Füllung nicht beeinträchtigt. Nach Art eines Schemas Ist in den Figuren 6 bis 9 die Wanderung der Rotorpole In vier verschiedenen Phasenstellungen dargestellt. Es wird jeweils dasselbe StUck der Abwicklung der beiden Klauenp61systeme betrachtet. Relativ zu dieser Abwicklung bewegen sich die Rotorpole. In schraffierter Darstellung sind die Polflächen 16a und 17a (vergleiche Fig. 5) je eines Poles der beiden Polräder 16 und 17 wiedergegeben. Wie übrigens auch aus Fig. 2 er-» sichtlich, sind die Rotorpole mit zwei benachbarten Klauenpolen etwa bündig, d. h. die Polflächen überdecken zwei benachbarte Klauenpole und den dazwischen liegenden Luftspalt. Fig. 6 gibt die Ruhestellung wieder, In der die Wicklung nicht erregt ist. Die.Rotorpole nehmen die Stellung ein, In der *ich der Fluß des Dauermagneten auf dem Weg des geringsten an gne tischen Widerstandes schließen kann. Dies ist die-gezeichnete Stellung. Ein Teil des Dauermagnettlumm geht den kurzen Weg über das MittelstUck 4 und der andere Teil den 19 ffl ren Weg über Zahnkrone 2a, Seitenwand 2, Außenwand 1, Seitenwand 3 ed Zahnkrane 3a. Es Ist angenommen, daß der Dauermagnet auf der dem Ritzel zugewandten Seite einen Nordpol besitzt. Der Dauermagnetfluß tritt also an der Polfäche 16a (Nordpol) aus und an der-Polfläche 17a (Südpol) wieder ein.
• Wird nun die Wicklung erregt, so mögen sich gemftß Fig. 7 an der Zahnkrone 2a Nordpole.und an der Zahnkrone _3a Südpole ausbilden. Demgemäß stellen die Klauenpole an der linken Seite des MittelstUckes 4 Südpole und an der rechten S'elte'Nordpole dar, wie eingezeichnet. Da sich gleichnamige Pole abstoßen und ungleichnamige anziehen, setzen sich die Rotorpole in Richtung der Pfeile 23 und 24 (Fig. 6) in Bewegung und nehmen-beim Stroinmaximum die in Fig. 7 gezeigte Stellung.ein.
• WUhrend sich im folgenaen der von der Erregerwicklung herrührende Magnetfluß abbaut, wandern die Rotorpole Infolge der Trägheit der Rotormasse über die in Fig. 7 gezeigte Stellung hinaus. Die Krart des Dauermagneten tritt immer stärker in Erscheinung, bis sich beim Nulldurchgang des Erregerstromes die Pole gemäß Fig. 8 eingestellt haben.
• Der Wirkungsmechanismus setzt sich nun mit umgekehrtem Vorzeichen fort. In Fig. 9 ist das negative Strommaximum dargestellt, bei dem sich die Polarität der Klauenpolsysteme gegenüber Fig. 7 umgekphrt hat. Der Rotor ist inzwischen um zwei Klauenpolzähne und eine Lücke weitergewandert. Beim nächsten-Nulldurchgang des Erregerstromes wird die Stellung des Rotors gegenüber Fig. 6 um eine Polteilung verschoben sein.

Claims (1)

1. Patentansprüche Einphasen-Synchronmotor mit Dauerwagnetläufer, dadurch gekennzeit2hnet.. daß zwei magnetisch In Reihe geschaltete Klauenpolsysteme vorgesehen sind und der Rotor zwei Polräder (16, 17) aufweist, zwischen denen ein In Achsrichtung magnetisierter Dauermagnet (15) angeordnet ist und daß jedem Klauenpolsystem ein Polrad zugeordnet ist, wobei die Polbreiten so bemessen sind, daß ein Rotorpol (13) mit zwei benachbarten Klauenpolen etwa bündig ist. 2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Statormagnetsystem aus einer zylindrisenen 1nnenwand (#--,a, --a, 4) einer dazu konzentrischen, zylindrischen Außenwand (1) und zwei seitenwänden besteht, so daß ein Ringraum gebildet wird, welcher die Wicklung (5) enthält. blotor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hlauenpolsysteme in der Weise an der InnenWand ausgebildet sind, daß diese durch zwei schlangenförmige Durchbrüche (6, 7) in drei klauenartig ineinandergreifende Zahnkronen geteilt ist. 4. Motor nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere, zweiseitig gezahnte Krone (4) mittels einer h4rtbaren Vergußmasse, welche auch die Wicklung durchtränkt, an dieser befestigt ist. 51 Motor nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Polräder ebene Kreisscheiben sind, an denen durch Einkerb'ungen des Randes zahnförmige Pole ausgebildet sind. j6. Motor nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rücklaufsperre (20, 21) vorgesehen ist, welche Umdrehungen des Rotors in nur einer Richtung gestattet.