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Wechselstrommotor
Die Erfindung bezieht sich auf einen Wechselstrommotor mit einem drei ausgeprägte Pole mit gleichen Oberflächen aufweisenden Stator, u. zw. sowohl auf einen Synchron- als auch auf einen Asynchronmotor.
Es sind bereits von einem Einphasennetz gespeiste Elektromotoren bekannt, bei welchen der Statorkern zwei- oder vierpolig ausgebildet ist und bei welchem sämtliche Polschenkel mit Wicklungen versehen sind. Bei diesen bekannten Elektromotoren werden in der Regel zwei Wicklungsgruppen vorgesehen, von welchen die eine Wicklungsgruppe unmittelbar vom Einphasennetz gespeist wird, wogegen die andere Wicklungsgruppe in Reihenschaltung mit einer Impedanz, beispielsweise eines
Kondensators, einer Drosselspule oder eines Widerstandes mit diesem Einphasennetz verbunden ist. Die Impedanz dient hiebei zur Phasenverschiebung des Stromes, wobei für einen optimalen Betrieb eines vier Pole aufweisenden Wechselstrommotors eine neunziggrädige Phasenverschiebung nötig ist.
Es ist somit eine Phasenverschiebungsimpedanz mit ziemlich grosser Leistung nötig, wodurch der Aufbau und die Herstellung des Motors verteuert werden.
Es ist weiters aus der österr. Patentschrift Nr. 190585 ein Elektromotor bekanntgeworden, der gezahnte Polplatten mit dazwischen angeordneten Spulen aufweist. Ein solcher Elektromotor ist jedoch infolge der komplizierten Ausbildung dieser Polplatten schwer herzustellen und daher teuer. Ein anderer bekannter Motor (vgl. franz. Patentschrift Nr. 1. 330. 011) weist ausser wicklungsfreien Polen zwei mit einer Wicklung versehene Polpaare auf, wobei der Magnetfluss in diesen Polpaaren um 600 gegeneinander phasenverschoben ist. Auch dieser Motor weist einen komplizierten Aufbau auf.
Es ist weiters aus der deutschen Patentschrift Nr. 880769 ein Wechselstrommotor bekanntgeworden, der parallele Polschenkel aufweist, die durch ein senkrecht dazu angeordnetes Joch miteinander verbunden sind. Bei dieser bekannten Ausführungsform sind jedoch sechs mit Spulen versehene Polschenkel vorgesehen, wobei jeweils immer drei dieser Polschenkel durch ein Joch verbunden sind.
Die Erfindung sucht einen Wechselstrommotor zu schaffen, der einfach in seinem Aufbau und billig in seiner Herstellung ist und der die Nachteile der bekannten Motore vermeidet. Die Erfindung geht hiebei aus von einem Wechselstrommotor mit einem drei ausgeprägte Pole mit gleichen Oberflächen aufweisenden Stator, wobei die in den Polen auftretenden Flüsse im wesentlichen um 1200 phasenverschoben sind, und besteht im wesentlichen darin, dass der Stator aus zueinander parallelen, in einer Ebene angeordneten Polen besteht, die durch ein senkrecht zu den Polen angeordnetes rechteckiges Joch miteinander verbunden sind.
Durch die erfindungsgemässe Ausbildung des Wechselstrommotors entstehen bei einfachstem Aufbau im Luftspalt drei Magnetfelder, die ein symmetrisches Dreiphasensystem bilden, so dass ein sicherer Anlauf des Motors und auch ein ruhiger Lauf während des Betriebes gewährleistet ist.
Bei Drehstromtransformatoren ist es beispielsweise aus der deutschen Patentschrift Nr. 391087 bereits bekannt, in einem Joch eine Ausnehmung für die Aufnahme eines Kurzschlussankers vorzusehen,
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durch welchen beispielsweise ein Lüfterflügel angetrieben wird. Das für die Drehbewegung dieses Kurzschlussankers erforderliche Magnetfeld wird dabei vom Transformatorfluss erzeugt. Abgesehen davon, dass es sich bei dieser Ausbildung um eine besondere Zusatzvorrichtung für einen Transformator handelt, entsteht bei einer solchen Konstruktion ein unsymmetrisches Drehfeld, welches Störungen im Betrieb des Motors hervorruft. Es kann daher diese Konstruktion lediglich als Zusatz für einen Transformator, nicht jedoch als selbständiger Motor verwendet werden.
Zweckmässig ist bei einem erfindungsgemässen Wechselstrommotor der Stator abwechselnd aus rechteckigen Blechen und aus E-förmigen Blechen gebildet, wobei einige der Bleche kreisförmige Löcher für den Rotor sowie zusätzliche Nuten aufweisen. Auf diese Weise ergibt sich eine Vereinfachung bei der Wicklungsaufbringung auf den Stator und vor allem eine grosse Ersparnis an Blech bei der Herstellung des Stators selbst gegenüber Statorkernen der bisher üblichen Ausführung.
Erfindungsgemäss kann der Stator lediglich zwei Wicklungen aufweisen, die an den beiden äusseren Polen vorgesehen sind, da bei der erfindungsgemässen Ausbildung und Anordnung der Pole des Wechselstrommotors diese beiden Wicklungen ausreichen, um ein symmetrisches Drehfeld zu erzielen.
In den Zeichnungen ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles schematisch erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäss aufgebauten Wcchselstrommotors und die Fig. 2 und 3 stellen die Blechzuschnitte für den Aufbau des Statorblechpaketes dar.
Der erfindungsgemässe Wechselstrommotor weist einen Stator auf, der drei ausgeprägte Pole --1,2 und 3-mit gleichen Oberflächen aufweist. Auf den beiden äusseren Polen-l und 2-sind
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magnetischen Flüsse zeitlich um 1800 phasenverschoben sind. Wird zu einer der beiden Wicklungen auch eine Impedanz zusätzlich in Reihe geschaltet, die eine weitere Phasenverschiebung um 60 bewirkt, so sind die Flüsse aller drei Pole um 1200 gegeneinander verschoben. Durch das so entstehende Drehfeld wird ein in üblicher Weise aufgebauter Rotor --6-- in Drehung versetzt.
In den Fig. 2 und 3 sind die Statorbleche dargestellt, aus welchen der Stator des erfindungsgemässen Wechselstrommotors aufgebaut ist. Dieser Stator besteht aus einzelnen Blechlagen, wobei eine dieser Blechlagen aus den Blechen-7 und 8-und die dieser Lage benachbarte Blechlage aus den Blechen --9 und 10-zusammengesetzt ist. In den Blechen-7 und 9-ist jeweils ein kreisförmiges Loch für den Rotor vorgesehen. Selbstverständlich kann auch der Statorkern entweder nur aus den Blechen --7 und 8-allein oder nur aus den Blechen --9 und 10-allein hergestellt werden. Nach dem Zusammenbau des Stators können die magnetischen Stege --11-- abgeschnitten werden.
Die erfindungsgemässen Wechselstrommotoren können eine Synchrongeschwindigkeit von 3000 Umdr/min erreichen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Wechselstrommotor mit einem drei ausgeprägte Pole mit gleichen Oberflächen aufweisenden Stator, wobei die in den Polen auftretenden Flüsse im wesentlichen um 1200 phasenverschoben sind,
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angeordneten Polen besteht, die durch ein senkrecht zu den Polen angeordnetes rechteckiges Joch miteinander verbunden sind.
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AC motor
The invention relates to an AC motor with a three salient poles with the same surfaces having stator, u. between both a synchronous and an asynchronous motor.
Electric motors fed by a single-phase network are already known, in which the stator core is designed with two or four poles and in which all pole legs are provided with windings. In these known electric motors, two winding groups are generally provided, of which one winding group is fed directly from the single-phase network, while the other winding group is connected in series with an impedance, for example one
Capacitor, a choke coil or a resistor is connected to this single-phase network. The impedance is used to phase shift the current, with a ninety-degree phase shift being necessary for optimal operation of an AC motor having four poles.
A phase shift impedance with a fairly large power is therefore necessary, which makes the structure and manufacture of the motor more expensive.
Furthermore, an electric motor has become known from Austrian patent specification no. 190585, which has toothed pole plates with coils arranged in between. However, due to the complicated design of these pole plates, such an electric motor is difficult to manufacture and is therefore expensive. Another known motor (cf. French Patent No. 1,330,011) has, in addition to winding-free poles, two pole pairs provided with a winding, the magnetic flux in these pole pairs being phase-shifted by 600 with respect to one another. This engine also has a complicated structure.
An alternating current motor has also become known from German patent specification No. 880769, which has parallel pole legs which are connected to one another by a yoke arranged perpendicular thereto. In this known embodiment, however, six pole legs provided with coils are provided, three of these pole legs being connected by a yoke.
The invention seeks to provide an AC motor which is simple in construction and inexpensive to manufacture and which avoids the disadvantages of the known motors. The invention is based on an alternating current motor with a stator having three salient poles with the same surfaces, the fluxes occurring in the poles being phase-shifted essentially by 1200, and essentially consists in the stator being made up of mutually parallel, in one plane Poles, which are connected to one another by a rectangular yoke arranged perpendicular to the poles.
The inventive design of the AC motor creates three magnetic fields in the air gap with the simplest structure, which form a symmetrical three-phase system, so that a reliable start of the motor and also a smooth run during operation is guaranteed.
In the case of three-phase transformers, it is already known, for example from German Patent No. 391087, to provide a recess in a yoke for receiving a short-circuit armature,
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by which, for example, a fan blade is driven. The magnetic field required for the rotary movement of this short-circuit armature is generated by the transformer flux. Apart from the fact that this design is a special additional device for a transformer, such a construction creates an asymmetrical rotating field which causes disturbances in the operation of the motor. It can therefore only be used as an add-on for a transformer, but not as a stand-alone motor.
In an alternating current motor according to the invention, the stator is expediently formed alternately from rectangular metal sheets and from E-shaped metal sheets, some of the metal sheets having circular holes for the rotor and additional grooves. This results in a simplification in the application of the windings to the stator and, above all, a large saving in sheet metal in the manufacture of the stator itself compared to stator cores of the conventional design.
According to the invention, the stator can have only two windings, which are provided on the two outer poles, since with the inventive design and arrangement of the poles of the AC motor, these two windings are sufficient to achieve a symmetrical rotating field.
The invention is explained schematically in the drawings using an exemplary embodiment.
Fig. 1 shows an embodiment of an alternating current motor constructed according to the invention and Figs. 2 and 3 show the sheet metal blanks for the construction of the stator core.
The alternating current motor according to the invention has a stator which has three distinct poles - 1, 2 and 3 - with the same surfaces. On the two outer poles - 1 and 2 - are
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magnetic fluxes are out of phase by 1800. If one of the two windings is also connected in series with an impedance that causes a further phase shift of 60, the fluxes of all three poles are shifted against each other by 1200. A rotor --6-- constructed in the usual way is set in rotation by the resulting rotating field.
2 and 3 show the stator laminations from which the stator of the alternating current motor according to the invention is constructed. This stator consists of individual sheet-metal layers, one of these sheet-metal layers being composed of sheets -7 and 8-and the sheet-metal layer adjacent to this layer is composed of sheets -9 and 10-. A circular hole for the rotor is provided in each of the plates 7 and 9. Of course, the stator core can also be made either only from the sheets -7 and 8-alone or only from the sheets -9 and 10-alone. After the stator has been assembled, the magnetic bars --11-- can be cut off.
The alternating current motors according to the invention can achieve a synchronous speed of 3000 rev / min.
PATENT CLAIMS:
1. AC motor with a stator having three salient poles with identical surfaces, the fluxes occurring in the poles being essentially out of phase by 1200,
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arranged poles, which are connected to one another by a rectangular yoke arranged perpendicular to the poles.
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