DE611288C - Asynchron anlaufender Synchronmotor mit ausgepraegten Polen zur Erzeugung des synchronisierenden Momentes - Google Patents
Asynchron anlaufender Synchronmotor mit ausgepraegten Polen zur Erzeugung des synchronisierenden MomentesInfo
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- DE611288C DE611288C DEA67288D DEA0067288D DE611288C DE 611288 C DE611288 C DE 611288C DE A67288 D DEA67288 D DE A67288D DE A0067288 D DEA0067288 D DE A0067288D DE 611288 C DE611288 C DE 611288C
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K19/00—Synchronous motors or generators
- H02K19/02—Synchronous motors
- H02K19/14—Synchronous motors having additional short-circuited windings for starting as asynchronous motors
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Synchronous Machinery (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Description
DEUTSCHES REICH
AUSGEGEBEN AM
25. MÄRZ 1935
REICHSPATENTAMT
PATENTSCHRIFT
KLASSE 21 d2 GRUPPE
Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin
Patentiert im Deutschen Reiche vom 30. September 1932 ab
ist in Anspruch genommen.
Die Erfindung betrifft asynchron anlaufende Synchronmotoren. An derartige Motoren
werden bekanntlich einander im wesentlichen widersprechende Anforderungen gestellt.
Einerseits soll der asynchron anlaufende Synchronmotor während des synchronen Betriebes ein kräftiges synchronisierendes
Moment besitzen, andererseits aber von selbst anlaufen. Besitzt der Läufer ausgeprägte
Pole der bekannten Art, so· ist zwar das synchronisierende Moment sehr kräftig,
der Motor aber läuft dann sehr schwer an und es besteht die Gefahr, daß der Läufer bei
einer untersynchronen Geschwindigkeit hängenbleibt. Würde andererseits der Motor
mit einem gleichbleibenden Luftspalt ausgeführt werden, so würde kein ausreichendes
synchronisierendes Moment während des synchronen Betriebes vorhanden sein.
Man hat nun bereits zur Bildung der ausgeprägten Pole flach verlaufende Aussparungen
vorgeschlagen. Bei der bekannten Anordnung wird aber der flache Verlauf der
Aussparungen durch eine stufenweise "Vergrößerung des zwischen Läufer und Ständer
vorhandenen Luftspaltes erzielt. Zu diesem Zweck sind bei der bekannten Anordnung in
einem gewissen Bereich des Ständers die Zähne bis zur Hälfte und in einem anderen
Bereich ganz fortgenoimmen. Diese Maßnähme
hat den Nachteil, daß der Feldverlauf sich nicht nach einer glatten Kurve, sondern
stufenweise ändert und daß dadurch die Unterdrückung der Oberwellen schwierig ist.
Bei einer weiteren bekannten Anordnung sind schmale Einschnitte vorgesehen. Diese
Maßnahme allein genügt aber nicht, um ein genügendes synchronisierendes Moment zu
erhalten.
Die.Erfindung beseitigt alle Nachteile der bekannten Anordnungen dadurch, daß die ausgeprägten
Pole durch fläch verlaufende Aussparungen des sekundären Teiles gebildet und
mit tiefen, senkrecht zur Achse des größten magnetischen Widerstandes liegenden Nuten
versehen sind.
Die Erfindung ist in der Zeichnung in beispielsweiser
Ausführungsform veranschaulicht, und zwar stellen die Abb. 1, 2 und 3
verschiedene Ausführungsbeispiele dar.
Mit 10 ist der Primärteil und mit 11 sind
die Lamellen des Sekundärteiles des Motors bezeichnet. Der Sekundärteil besitzt Nuten 12
zur Aufnahme der Leiter stäbe der Sekundärwicklung, im gezeichneten Fall der Kurzschlußstäbe
14. Zwischen den Blechlamellen
Ii des Sekundärteiles und der Welle 15 ist,
sofern die Welle 15 aus magnetisierbarem Material besteht, eine unmagnetische Buchse
16 vorgesehen. Die ausgeprägten Pole des Sekundärteiles sind gemäß der Erfindung
durch die in einer sanften Kurve verlaufende Aussparung 17 gebildet. Jeder dieser Pole
besitzt eine tiefe Nut 18 bzw. 21. Die Nuten. 18 und 21 sind genügend breit und tief, so
Ό daß sie den Läufer in vier im wesentlichen
gleiche, gegeneinander um 180 elektrische Grade versetzte Teile spalten.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung· des Läufers wird die Bildung untersynchroner
»5 Drehmomente weitgehend hintangehalten. Das Auftreten weiterer unerwünschter Drehmomente
kann durch Verwendung von- ge1 wisse Flußharmonische unterdrückenden Primärwicklungen
verhindert werden. Die flache Aussparung 17 verbessert den Anlauf des
Motors wesentlich, da es durch die Art der Aussparung möglich ist, jene Harmonischen
des Luftspaltflusses zu beseitigen, die ein Hängenbleiben oder Schleichen des Läufers
bewirken könnten.
Die besten Ergebnisse erhält man, wenn die Kurve der Aussparung 17 gemäß folgender
Gleichung hergestellt ist:
— = P0H-P2.CQS20,
wobei g die Größe des Luftspalts zwischen Primär- und Sekundärteil, P0 die durchschnittliche
magnetische Leitfähigkeit, P2 die maximale Abweichung von der durchschnittlichen
magnetischen Leitfähigkeit und Θ die elektrischen Grade· am Umfang des Läufers gemessen
bedeuten.
Nimmt man an,- daß die magnetomotorische Kraft gleich ist
-Wt),
• cos
K-In,
wobei K eine Konstante, Imax den maximalen
Strom und Wt die Winkelgeschwindigkeit bedeuten, dann erhält man einen Fluß
(K-Im
cos Wt])- (P0 + P2. cos2 0)
oder
K-1"
COS I
) — Wt)+±K-Imax.P.2
-Wf) + ^
cos (
Wt).
Der erste Ausdruck dieser Gleichung stellt einen ein vorwärts gerichtetes Drehmoment
erzeugenden Fluß und der zweite Ausdruck eine dritte Harmonische des Flusses dar.
Diese dritte Harmonische könnte nun ein Hängenbleiben des Läufers bei einer untersynchronen
Drehzahl verursachen, wenn in der Flußverteilung des Primärteiles eine Harmonische
vorhanden sein würde, mit der sie zusammenwirken könnte. Dies kann aber
durch richtige Verteilung der Primärwicklung leicht vermieden werden; beispielsweise kann
das Auftreten der w-ten Harmonischen dadurch verhindert werden, daß eine Spule der
Primärwicklung nur -
• einer Polteüung umfaßt. Auf diese Weise wird der Motor dann,
ohne bei einer untersynchronen Drehzahl hängenzubleiben und ohne zu schleichen, anlaufen.
Hat er die synchrone Drehzahl erreicht, so wird der Strom stark vermindert,
und der Primärfluß wird in bezug auf den sekundären stationär. Die Kraftlinien haben
natürlich die Neigung, möglichst einen Pfad mit geringstem magnetischem Widerstand zu
benutzen und werden daher nach Möglichkeit die einen verhältnismäßig großen magnetischen
Widerstand besitzende Aussparung 17 vermeiden. Auf diese Weise erhält man infolgadessen
die für einen synchronen Betrieb nötigen scharf ausgeprägten Pole.
Die tiefen Nuten 18 erhöhen das synchronisierende Moment im synchronen Betrieb. Dies
zeigt ein Vergleich der Abb. 1 mit der Abb. 2. Die Abb. 1 und die Abb. 2 veranschaulichen ·
nämlich auch die Verteilung der Kraftlinien 19 und 20 bei Leerlauf und Vollast. Bei der
Abb. ι entspricht der Kraftlinienverlauf dem Weg des geringsten magnetischen Widerstandes
des Läufers. Bei der Abb. 2 dagegen, bei der der Motor belastet ist und infolgedessen
der Läufer hinter dem Drehfeld nacheilt, muß ein verhältnismäßig großer Teil der Kraftlinien
seinen Weg um die Nuten 18 und 21 nehmen. Der magnetische Widerstand dieses
Pfades ist verhältnismäßig groß, da der Querschnitt, der den Kraftlinien zwischen der unmagnetischen
Buchse 16 und dem unteren Teil der Nut 21 zur Verfügung steht, gering und
durch den normalen Läuferfluß bereits gesättigt ist. Die Folge des hohen magnetischen
Widerstandes dieses Pfades ist die Entstehung eines den Läufer in die in der Abb. 1
veranschaulichten Stellung bewegenden Drehmomentes. Der Motor kann daher dank der tiefen
Nuten verhältnismäßig hoch überlastet werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß er außer
Tritt fällt. Gegebenenfalls kann zur Erhöhung
des magnetischen Widerstandes zwischen dem inneren Durchmesser des Läufers und dem
unteren Teil der Nuten 18 bzw. 21 der Läufer
abwechselnd aus magnetischen und unmagnetischen Lamellen aufgebaut sein.
Die Abb. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Zahl der Nuten nicht genau ein
Mehrfaches der Polzahl ist und die tiefen Nuten nicht genau um 180 elektrische Grade
ίο gegeneinander versetzt sind. Auch dann kann
durch eine geeignete Wahl der Zahl der Aussparungen 17 und der tiefen Nuten 18 und 21
und durch eine geeignete Bemessung der Aussparungen und der Nuten ein guter Motorbetrieb
erzielt werden.
Die Erfindung kann sowohl bei Mehrphasen- als auch bei Einphasenmotoren Anwendung
finden. In den Abbildungen ist zwar ein vierpoliger Motor veranschaulicht, die Erfindung ist aber natürlich nicht auf
diese Polzahl beschränkt und auch nicht darauf, daß der Sekundärteil der Läufer und der
Primärteil der Ständer ist. Es könnte ebensogut der Primärteil der Läufer und der Sekundärteil
der Ständer sein.
Claims (5)
- Patentansprüche:i. Asynchron anlaufender Synchronmotor mit ausgeprägten Polen zur Erzeugung des synchronisierenden Momentes, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgeprägten Pole durch flach verlaufende Aussparungen des sekundären Teiles gebildet und mit tiefen, senkrecht zur Achse des größten magnetischen Widerstandes liegenden Nuten versehen sind.
- 2. Synchronmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die ausgeprägten Pole bildenden Aussparungen nach der Gleichung— = P0+ P20+ 2hergestellt sind, wobei g den Luftspalt zwischen Primär- und Sekundärteil, P0 die durchschnittliche magnetische Leitfähigkeit, P2 die maximale Abweichung von der durchschnittlichen magnetischen Leitfähigkeit und Θ die elektrischen Grade, gemessen am Umfang des Sekundärteiles, bedeuten.
- 3. Synchronmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten der ausgeprägten Pole abgerundet sind, die Zahl der tiefen Nuten gleich der Zahl der ausgeprägten Pole ist und die Achsen der tiefen Nuten mit den Achsen der ausgeprägten Pole zusammenfallen.
- 4. Synchronmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Lamellen des sekundären Teiles und der aus magnetischem Material bestehenden Welle eine unmagnetische Buchse vorgesehen ist.
- 5. Synchronmotor nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärteil abwechselnd aus magnetischen und unmagnetischen Lamellen besteht. "Hierzu ι Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US611288XA | 1931-09-29 | 1931-09-29 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE611288C true DE611288C (de) | 1935-03-25 |
Family
ID=22033772
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEA67288D Expired DE611288C (de) | 1931-09-29 | 1932-09-30 | Asynchron anlaufender Synchronmotor mit ausgepraegten Polen zur Erzeugung des synchronisierenden Momentes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE611288C (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1282161B (de) * | 1959-12-31 | 1968-11-07 | Allis Chalmers Mfg Co | Laeufer fuer einen asynchron anlaufenden Synchron-Reluktanzmotor |
-
1932
- 1932-09-30 DE DEA67288D patent/DE611288C/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1282161B (de) * | 1959-12-31 | 1968-11-07 | Allis Chalmers Mfg Co | Laeufer fuer einen asynchron anlaufenden Synchron-Reluktanzmotor |
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