DE1048992B

DE1048992B - Pole system for an alternating current motor of low power

Info

Publication number: DE1048992B
Application number: DEA27224A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm H Petersen
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1956-05-29
Filing date: 1957-05-25
Publication date: 1959-01-22

Description

Polsystem für einen Wechselstrommotor niedriger Leistung Die Erfindung betrifft die Ausbildung und Anordnung der Pole eines Wechselstrommotors, vorzugsweise eines solchen Motors mit zweiphasigem Magnetsystem, für niedrige Leistung. Diese im wachsenden Maße zur Anwendung kommenden Motoren stellen große Anforderungen an ihre Gestaltung und Bemessung, weil ihre Fertigung sehr einfach und ihre Abmessungen sehr klein sein müssen, die Motoren aber trotzdem ein hohes Anzugsmoment und Drehmoment und einen guten Wirkungsgrad haben sollen. Für die genannten Eigenschaften der Motoren ist ausschlaggebend der Anteil der Oberwellen an der Grundwelle, und zwar für einen Motor mit rechteckigen Polschuhen im wesentlichen der Anteil der dritten Oberwelle. Dieser Anteil beträgt bei den üblichen Motoren dieser Art etwa 300/o der Grundwelle. Durch Herabdrücken dieses Anteiles können bekanntlich Anzugsmoment, Drehmoment und Wirkungsgrad wesentlich verbessert werden. Bekannte Wege zur Herabsetzung des Anteiles der Oberwellen bedingen eine Vergrößerung des Motors.Pole system for a low power AC motor The invention relates to the design and arrangement of the poles of an AC motor, preferably such a motor with a two-phase magnet system, for low power. These Motors that are being used to an increasing extent place great demands on them their design and dimensioning because their manufacture and their dimensions are very simple must be very small, but the motors still have a high starting torque and torque and should have a good efficiency. For the mentioned properties of the engines the decisive factor is the proportion of harmonics in the fundamental wave, for one Motor with rectangular pole pieces essentially the proportion of the third harmonic. In conventional motors of this type, this proportion is about 300 / o of the fundamental wave. By lowering this portion, as is well known, tightening torque, torque and Efficiency can be significantly improved. Known ways of reducing the percentage of the harmonics make the motor larger.

Um die Größe der dritten Oberwelle ohne Vergrößerung des Motors herabsetzen zu können, sind erfindungsgemäß die Polschuhe der Polkerne in Richtung der Motorlängsachse keilförmig ausgebildet und die abwechselnd an verschiedenen Phasen angeschlossene Wicklungen tragenden Polkerne in einem Statorring so angeordnet, daß die Spitzen der Polschuhe aufeinanderfolgender Polkerne in entgegengesetzte Richtung zeigen und die Polschuhe im wesentlichen den ganzen Rotor umschließen.Reduce the size of the third harmonic without increasing the size of the motor According to the invention, the pole pieces of the pole cores are in the direction of the longitudinal axis of the motor wedge-shaped and alternately connected to different phases Pole cores carrying windings are arranged in a stator ring so that the tips of the pole pieces of consecutive pole cores point in opposite directions and the pole pieces substantially enclose the entire rotor.

Ein Polsystem gemäß der Erfindung kann in verschiedener Weise hergestellt werden. Die Pole können einzeln aus Blechen geschichtet werden, die untereinander durch Kleben oder Nieten verbunden sind, oder das ganze Polsystem kann zunächst als Ganzes aus gestanzten Blechen zusammengesetzt sein, die aufeinandergestapelt und zu einem Blechpaket zusammengefügt sind und dann durch schräge Schnitte in die einzelnen Pole mit Keilform zerlegt werden. Man kann die Polkerne auch in bekannter Weise durch Zusammenpressen von flachen Eisenblättchen unter Zusatz von einem passenden Bindemittel herstellen. Mit dieser Methode kann man in einem Arbeitsgang Eisenkörner mit einer verhältnismäßig komplizierten Form so herstellen, daß eine formgeben-de Nachbearbeitung so gut wie überflüssig ist. Ein mehrpoliges Magnetsystem eines Motors kann in dieser Weise auf einmal gepreßt werden, es ist danach nur noch nötig, die einzelnen Pole durch Schnitte längs der Polschuhe zu trennen.A pole system according to the invention can be manufactured in various ways will. The poles can be layered individually from metal sheets, one below the other are connected by gluing or riveting, or the entire pole system can initially be composed as a whole of stamped metal sheets that are stacked on top of one another and are joined together to form a laminated core and then cut into the individual poles are disassembled with a wedge shape. One can also know the pole cores in Way by pressing flat iron sheets together with the addition of a suitable one Manufacture binders. With this method you can get iron grains in one operation produce with a relatively complicated shape so that a shaping-de Post-processing is practically unnecessary. A multi-pole magnet system of a motor can be pressed in this way all at once, afterwards only the separate poles by making cuts along the pole pieces.

Ein gemäß der Erfindung aufgebautes mehrphasiges Magnetsystem aus Polkernen mit in Richtung der Motorlängsachse keilförmigen Polschuhen, deren Spitzen abwechselnd in entgegengesetzte Riehtungen weisen, hat den Vorteil, daß die Polschuhe, abgesehen von den Trennfugen zwischen den Polschuhen, den ganzen Rotor umschließen. Das ergibt eine günstige Feldkurve des Motors und einen guten Wirkungsgrad- Bei der Fertigung der Polkerne ist es bei der zuletzt genannten Ausführung möglich, durch zur axialen Richtung der Maschine schräg geführte Schnitte die Pole voneinander zu trennen und durch die Breite der Schnitte die Trennfugen zwischen den Polschuhen bei der endgültigen Montage der Polkerne festzulegen. Durch Wahl der Rotorwicklung kann die Drehmomentkurve des Motors in weiten Grenzen geändert werden.A multi-phase magnet system constructed according to the invention Pole cores with wedge-shaped pole pieces in the direction of the longitudinal axis of the motor, the tips of which alternately point in opposite directions, has the advantage that the pole pieces, apart from the joints between the pole pieces, enclose the entire rotor. This results in a favorable field curve for the motor and a good efficiency ratio When manufacturing the pole cores, it is possible for the last-mentioned version to by cutting the poles at an angle to the axial direction of the machine to separate and through the width of the cuts the joints between the pole pieces to be determined during the final assembly of the pole cores. By choosing the rotor winding the torque curve of the motor can be changed within wide limits.

Die Zeichnung zeigt eine Ausführungsform eines Motors nach der Erfindung, und zwar zeigen die Fig. 1 und 2 einen Querschnitt und einen Längsschnitt des Motors und Fig. 3 perspektivisch einen Pol des Motors.The drawing shows an embodiment of a motor according to the invention, namely, Figures 1 and 2 show a cross section and a longitudinal section of the engine and FIG. 3 shows a pole of the motor in perspective.

In den Fig. 1 und 2 bezeichnet 1 das Gehäuse eines zweipoligen Wechselstrommotors und 2 und 3 die beiden Lagerschilde. Im Gehäuse sitzt ein Statorring 4, der im Ausführungsbeispiel aus geschichteten Blechen besteht. Diese sind durch Bolzen 5 bis 8 zusammengepreßt, die Bolzen sind in ,den Lagerschilden durch Muttern 9, 10 und Schrauben 11, 12 befestigt. In den Lagerschilden sind Lagerbuchsen 13, 14 angeordnet, die als Lager für die Welle 15 des hier als Kurzschlußanker ausgebildeten Rotors 16 dienen. In dem Statorring sind vier Polkerne 17, 18 und 19, 20 durch je ein Schraubenpaar 21 bis 24 befestigt, die Kerne sind nach einem der zuvor beschriebenen Verfahren hergestellt. Jeder Polkern trägt eine Spule 25 bis 28; der dem Luftspalt zugewendete Teil des Polkerns ist als Polschuh ausgeführt.In Figs. 1 and 2, 1 denotes the housing of a two-pole AC motor and 2 and 3 the two end shields. In the housing sits a stator ring 4, which in the exemplary embodiment consists of layered metal sheets. These are pressed together by bolts 5 to 8, the bolts are fastened in the end shields by nuts 9, 10 and screws 11, 12. In the end shields bearing bushes 13, 14 are arranged as a bearing for the Shaft 15 of the rotor 16, designed here as a short-circuit armature, are used. In the stator ring are four pole cores 17, 18 and 19, 20 through one pair of screws each 21 to 24 attached, the cores are according to one of the methods described above manufactured. Each pole core carries a coil 25 to 28; the one facing the air gap Part of the pole core is designed as a pole shoe.

Erfindungsgemäß sind die Polschuhe in axialer Richtung keilförmig ausgebildet und haben vorzugsweise die Form nach Fig. 3, die einen Pol von der Luftspaltseite her gesehen zeigt. Bei Anordnung der Polschuhe so, daß ihre Spitzen abwechselnd in der einen oder anderen Richtung der Motorwelle gerichtet sind, greifen die Polschuhe ineinander und umschließen den Rotor, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist.According to the invention, the pole shoes are wedge-shaped in the axial direction and preferably have the shape of FIG. 3, one pole from the air gap side seen from shows. When arranging the pole pieces so that their tips alternate are directed in one direction or the other of the motor shaft, grip the pole pieces one inside the other and enclose the rotor, as can be seen from FIG.

Die Spulen 25 und 26 bilden ein Polpaar, sie sind durch einen Leiter 29 in Reihe geschaltet und an Leitern 30, 31 angeschlossen, die mit der einphasigen Wechselstromleitung verbunden werden. In entsprechender Weise bilden die Spulen 27 und 28 ein zweites Polpaar, sie sind durch einen Leiter 32 verbunden und an den Leitern 30, 31 in Reihe mit einem Kondensator 33 angeschlossen, wodurch die notwendige Phasendifferenz zwischen den Polen erhalten wird.The coils 25 and 26 form a pole pair, they are through a conductor 29 connected in series and connected to conductors 30, 31 that match the single-phase AC line to be connected. The coils form in a corresponding manner 27 and 28 a second pair of poles, they are connected by a conductor 32 and to the Conductors 30, 31 connected in series with a capacitor 33, creating the necessary Phase difference between the poles is obtained.

Es ist möglich, sämtliche Pole gemeinsam aus flachen Eisenblättchen in einer Preßform herzustellen, wobei die Ebenen der Blättchen parallel zu dem in Fig. 1 dargestellten Schnitt liegen, d. h. senkrecht zur Mittellinie des Motors. Die Polschuhe werden dann durch Schnitte voneinander getrennt, die schräg zur Welle des Motors gerichtet sind, wie dies mit gestrichelten Linien am Rotor in Fig. 2 angedeutet ist.It is possible to make all poles together from flat iron sheets in a mold with the planes of the leaflets parallel to that in Fig. 1 are the section shown, d. H. perpendicular to the center line of the engine. The pole pieces are then separated from each other by cuts that are oblique to the shaft of the motor are directed, as indicated by dashed lines on the rotor in Fig. 2 is indicated.

In manchen Fällen kann es vorteilhaft sein, auch den Rotorring aus zusammengepreßten gleichen Eisenblättchen herzustellen. Statt durch einen Kondensator kann die Phasendifferenz zwischen den Polen auch durch andere für diesen Zweck bekannte Methoden herbeigeführt werden.In some cases it can be advantageous to also make the rotor ring pressed together like iron flakes. Instead of a capacitor The phase difference between the poles can also be known by others for this purpose Methods are brought about.

Die Erfindung ist auch bei Motoren mit einer größeren Anzahl von Polen anwendbar.The invention is also applicable to motors with a larger number of poles applicable.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Pole system with beveled pole shoe edges for one AC motor of low power, characterized in that the pole pieces the pole cores wedge-shaped in the direction of the longitudinal axis of the motor and the alternating Pole cores carrying windings connected to different phases in a Statozring are arranged so that the tips of the pole pieces on successive pole cores point in the opposite direction and the pole pieces essentially the whole Enclose the rotor.

2. Pole system according to claim 1, characterized in that all Pole cores including the pole pieces initially as a coherent, punched out Sheet metal stacked laminated core can be produced, which is subsequently carried through to the motor axis oblique cuts is broken down into individual pole cores.

3. Pole system according to claim 1, characterized in that the pole cores including the pole shoes are made from flat iron flakes compressed in a press mold, the planes of which are perpendicular to the motor axis. Considered publications: German Patent Nos. 336 507, 364 451, 561738, 629301; British Patent No. 439,439; Electrical engineering and mechanical engineering, 1926, p. 333.