DE2222244C2 - Synchronmotor - Google Patents

Description

1. Die Hauptpole (12) des ersten Hauptstatorteils (10) und die Hauptpole (12) des zweiten Hauptstatorteils (11) bilden eine bogenförmig Gruppe, die einen Winkel von weniger als 180° überdeckt.

2. Die Hilfspole (16) des ersten Hilfsstatortei's (14a) >md die Hilfspole (16) des zweiten Hilfsstatorteils (14ö) bilden eine bogenförmige Gruppe mit gleichem Radius wie die Gruppe der Hauptpole (12), jedoch ihr gegenüberliegend und mit einem Winkel von mehr als 180°.

3. Die Hilfsstatorteile (14a, 14£>) weisen Bohrungen auf, in welche an den Bohrungen der Hauptstatorteile (10, 11) ausgebildete Flansche (21) berührend hineinragen.

4. Der Außendurchmesser jedes Abschirmringes (18a, 186) ist kleiner als der Durchmesser des Kreises, auf dem die Hauptpole (12, 16) angeordnet sind.

2. Synchronmotor nach Ansf "uch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ring (20a, 2Oi^aUS magnetisch leitfähigem Material im Zwischenraum zwischen jedem Abschirnring (18a, 18£>) und dem Flansch (21) angeordnet ist.

3. Synchronmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsstatorteile (14a, 146) relativ zu den Hauptstatorteilen (10, 11) begrenzt drehbar sind.

Die Erfindung betrifft einen Synchronmotor mit Permanentmagnetrotor wechselnder Polarität gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs I.

Bei Synchronmotoren, insbesondere bei kleinen Synchronmotoren tritt die Schwierigkeit auf. den gesamten F'uß in den Hilfspolen in bezug auf den Fluß in den Hauptpolen in der richtigen Größe und richtigen teitlichen Verschiebung zu erzeugen.

Bei einem bekannten Motor der eingangs genannten Art (DE-OS 19 23 586) wird zur Erzielung eines kräftigen, richtungsbestimmten Anlaufdrehmoments jeweils nur eine Gruppe von Hauptpolen und Hilfspolen torgesehen, wobei sich die Gruppen jeweils annähernd ttbef die Halfie des Statorumfanges erstrecken.
- ,,Aus der DE-PS 7 37 990 ist ein Motor bekannt, bei dem Zur Erzielung der Phasenverschiebung Kürzschlußringe vorgesehen sind;

Die bekannten Motoren weisen den Nachteil auf, daß »je einen "zu geringen Wirkungsgrad aufweisen. Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Motor der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß sein Wirkungsgrad gesteigert wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Aufgrund der Tatsache, daß die Hauptpole des ersten Hauptstatorteils und die Hauptpole des zweiten Hauptstatorteils eine bogenförmige Gruppe bilden, die einen Winkel von weniger als

ίο 180° überdeckt, und, daß die Hilfspole des ersten Hilfsstatorteils und die Hilfspole des zweiten Hilfsstatorteils eine bogenförmige Gruppe mit gleichem Radius wie die Gruppe der Hauptpole, jedoch ihr gegenüberliegend und mit einem Winkel von mehr als 180° bilden, und daß die Hilfsstatorteile Bohrungen aufweisen, in weiche an den Bohrungen der Hauptstatorteile ausgebildete Flansche berührend hineinragen, und daß der Außendurchmesser jedes Abschirmrings kleiner als der Durchmesser des Kreises ist, auf dem die Hauptpole angeordnet sind, wird der Wirkungsgrad des Motors aufgrund eines verbesserten Kraftflusses gesteigert

Der erfindungsgemäße Synchronmotor ist insbesondere zur Verwendung als langsam laufende Vorrichtung geeignet,welche zum Beispiel 250 Umdrehungen pro Minute bei einer Speisung mit 50 Hz/sec durchführt. Die Größe kann 35 mm Durchmesser mal 10 mm Höhe betragen. Der Motor kann zum Beispiv.1 in Schaltuhren, Uhren und ähnlichen Instrumenten verwendet werden und kann in bezug auf seine Leistung als aus zwei Motoren bestehend betrachtet werden, wobei sich das Feld des einen Mo;ors synchron mit der Wechselstromspeisung befindet und das Feld des anderen Motors durch Stufenringe verzögert wird. Eine derartige Anordnung läuft in einer Richtung und ist selbstanlaufend, wenn der elektrische Winkel zwischen den entsprechenden Polen 180°-0° beträgt, wobei 0° dem Nacheilungswinkel des zweiten Feldes im betreffenden Motor entspricht.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt unu .vird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Explosionsansicht des Synchronmotors.

F i g. 2 eine Schnittansicht des in F i g. 1 dargestellten Synchronmotors im zusammengebauten Zustand, und

F i g. 3 eine schematische Darstellung der Anordnung der Statorpole.

Um zuerst auf Fig. 1 und 2 Bezug zu nehmen, ist zu bemerken, daß der Stator ein erstes Hauptstatorteil 10 und ein zweites Hauptstatorteil 11 umfaßt, die nur jeweils vier Hauptpole !2 aufweisen. Das erste Haiiptstatorteil 10 und das zweite Hauptstatorteil 11 sind mit Hilfe von in Befestigungslöchern vorgesehenen Verlängerungen zusammengepaßt. Die Hilfspolteile sind als von den Hauptstatorteilen 10, 11 getrennte Einheiten hergestellt und bestehen aus zwei gleichen kleinen Hilfsstatorteilen 14a und 14f>, an deren Wänden jeweils sieben einzelne Hilfspole 16 ausgeschnitten sind. Eingebettet zwischen dem Hauptstatorteil 10 und dem Hauptstatorteil 11 und den ihnen zugeordneten Hilfsstatorteilen 14a, 14b ist ein Abschirmring 18a, 18ö aus Kupfer angeordnet. Damit der Kraftfluß in die

' 'gewünschte Richtung fließt, ist außerdem ein Ring 20a, 2ßb aus Eisen jeweils zwischen ersten und zweiten Hauptstatorteil 10, 11 und dem entsprechenden Hilfsstatorteii innerhalb deü Abschirmnngs 18a, 18b vorgesehen.
In zusammengebautem Zustand besteht dann jede

Statorhälfte aus einem ersten oder zweiten Hauptstatorteil 10, 11 und einem Hilfsstatortei! 14a oder 146, welche konzentrisch zueinander angebracht sind, und zwar mittels der Zentrierlöcher bildenden Flansche 21, wobei jeweils ein Abschirmring 18a, 186 und ein Ring aus Eisen 20a, 20Zj um die Flansche liegen. Dadurch, daß die Haupipoie 12 und die Hilfspole 16 an verschiedenen Teilen vorgesehen sind, kann der Winkel zwischen ihnen mit Leichtigkeit verstellt werden. Eine lange Lagerbuchse 24 :iit einer Kappe 23 ist in der Mitte des einen Flansches 21, hier des Flansches des ersten Hauptstatorteils 10, eingesetzt. Um Ausrichtungsschwierigkeiten zu vermeiden, wird nur ein Lager verwendet. Der Axialdruck der Welle 26 wird von einer Platte 25 aufgefangen. Zur Geräuschdämpfung ist eine kleine Blattfeder 27 vorgesehen, die mit einer kleinen Vorspannung auf die Platte 25 einwirkt. Der Rotor 28 wird von der glatten Rotorwelle 26 aus Stahl gehalten und besteht aus einem Ferritring, der von der Welle durch eine Kunststoffhülse getrennt ist, die in eingesetzter Stellung geformt werden kann, um die Konzenirizität der zylindrischen Oberfläche des Ringes zu erhalten. Die Spule 29 des Motors ist um o;e Hilfsund Hauptpole angeordnet, wie in Fig.2 am deutlichsten zu sehen ist. Beide Statorhälften sind in bezug auf Anordnung und Zusammenbau der Pole identisch, und wenn gemäß F i g. 2 zu einer Einheit zusammengebaut, an einer Statorhälfte um die halbe geometrische Polteilung symmetrisch voneinander weg verschoben.

Die Hilfsspule 16 an jedem Hilfsstatorteil 14a'ind 146 liegen vorzugsweise in enger Nachbarschaft zum Boden des gegenüberliegenden Hilfsstatorteils 146 und 14a. Da die Abschirmringe 18a und 186 innerhalb der Spule 29 liegen, sind diese äußerst wirksam, so daß diese mit kleinen Querschnitten ausgeführt werden können. Dies stellt sowohl in bezug auf Kosten als auch auf die Größe einen Vorteil dar.

Aus obigem und Fig. 3. in der die Anordnung der Statorpole als Ganzes gezeigt ist. kann entnommen wrden. daß die Hauptpole 12 und die hervorgehobenen oder Hilfspo.o 16 jeweils für sich innerhalb der diametral angeordneten Bögen enthalten sind, wobei der Bogen der Hilfspole mehr als 180° einnimmt. Dadurch ist die oben erwähnte Verstellung des Winkels zwischen Haupt- und Hilfspolen der beiden Statorhäiften leicht herzustellen, so daß zur Erzielung der besten Wirkung die Statorteile in geeigneter Weise befestigt werden können. Da weiterhin die Pole nicht untereinander abwechseln, braucht nmr eine minimale Anzahl bei jeder Statorhälfte weggelassen zu werden, um die mechanischen Beschränkungen bei der Anordnung der Pole auf einer gemeinsamen Ebene zu bewältigen.

In F i g. 3 bezeichnen die Quadrate die Pole der einen Polarität, d. h. die Pole auf der gleichen Statorhälfte, und

ίο die Kreise bezeichnen die Pole entgegengesetzter Polarität, die auf der anderen Statorhälfte liegen. Die Hauptpole sind alle leer und die Nebenpole schraffiert dargestellt. Es sollte vermerkt werden, daß jeweils Zahl und Anordnung von Kreis- und Quadratzeichen identisch ist, wobei die einen in bezug auf die anderen um eine halbe Polteilung einer Statorhälfte verschoben sind. Bei Haupt- und Nebenpolen gleicher Polarität beträgt die Verschiebung (ISO—0°) in der Drehrichtung des Motors, um den Bedingungen in bezug auf Selbstanlaufen in einer Richtung zu entsprechen.

Daraus folgt, daß es möglich ist, ^e Drehrichtung lediglich dadurch umzukehren, daß <iie Hilfspole in bezug auf die Symmetrielinie, d. h. spiegelbildlich zu F i g. 3 verschoben werden.

Auf diese Weise können Motoren der oben beschriebenen Bauweise hergestellt werden, bei denen beide Umdrehungsrichtungen möglich sind, und zwar ohne erhebliche Unterschiede zwischen den Stückteilen, abgesehen von der mechanischen Anpassung der getrennten Statorteile aneinander, z. B. ?0 und 14a oder 11 und 146, die die beiden Statorhälften bilden, wodurch die einzelnen Statorteile jeweils in einer der beiden, der jeweils gewünschten Drehrichtung entsprechenden Lagen angeordnet werden können.

Um eine solche Relativbewegung zwischen den Hauptpolen und den Hilfspolen der Statorhälften durchführen zu können, ist die Einrichtung zum Befestigen der Hauptstatorteile 10 und 11 an den entsprechenden Hilfsstatorteilen 14a und 14 k in geeigneter Weise abgewandelt

Daraus folgt, daß in einem vollständigen Motor die Hilfs tatorteile miteinander verbunden und mittels Sieuerung von außen von einem äußersten Punkt zum anderen bewegbar sind, wodurch ein Motor mit beliebig umkehrbarer Umdrehungsrichtung vorgesehen ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Synchronmotor mit Permanentmagnetrotor wechselnder Polarität, einem zweiteiligen Hauptstator mit ringförmiger Erregerspule, in deren Öffnung sowohl eine Vielzahl von sich in entgegengesetzten axialen Richtungen erstreckenden Hauptpolen als auch eine Vielzahl von sich in entgegengesetzten Richtungen erstreckenden Hilfspolen eines vom Hauptstator getrennten zweiteiligen Hilfsstators ragen, wobei zwischen jeden Haupt- und Hilfsstatorteil ein Kurzschlußring angeordnet ist, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: