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Ständerblech für kleine Wechselstrommotoren Die Erfindung betrifft
ein Ständerblech für kleine Wechselstrommotoren mit ausgeprägten Polen, insbesondere
für Einphasenwechselstrommotoren mit Hilfsphase und für Spaltmotoren. Die Erfindung
bezweckt, durch besondere Formgebung des Ständerbleches die Leistung dieser Motoren
zu steigern.
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Die Ständer der Wechselstrommotoren mit ausgeprägten Polen haben als
gemeinsames Merkmal häufig die magnetische Brücke von Pol zu Pol, die allgemein
als Streusteg bezeichnet wird. Hierfür sind verschiedene Ausführungen bekannt. Die
bekanntesten Ausführungen sind das als Blechstreifen zwischen die längs der Polkanten
verlaufenden Nuten eingeschobene Streublech und die in die Ständerbohrungen so eingepaßte
Zylinderhülse, daß sie an allen Polflächen eng anliegt und damit ebenfalls einen
Steg von Pol zu Pol bildet. In beiden Fällen wird meist zur Beschränkung des Streuflusses
von Pol zu Pol und dadurch zur Verbesserung der elektrischen Eigenschaften des Motors
das Streublech oder der Streusteg in achsparalleler oder etwas dazu geneigter Richtung
mit einem oder mehreren Schlitzen oder mit einer Lochreihe versehen. Das Einsetzen,
sowohl der Blechstreifen als auch des Zylinders, bereitet infolge der einzuhaltenden
engen Toleranzen Fertigungsschwierigkeiten. Jedes Ausbiegen der ohnehin durch Schlitze
oder Löcher geschwächten Streubleche bedeutet eine Luftspaltänd'erung und damit
eine ungewollte Änderung der Feldflußverteilung. Sitzen die Blechstreifen oder die
Zylinderhülse zuwenig fest, neigen sie außerdem zum Vibrieren.
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Diese Mängel will man bei einer anderen Ausführung dadurch beschränken,
daß man das Ständerblechpaket in Anlehnung an den außen genuteten Ständer aus einem
Polstern mit darübergeschobenem Außenjoch aufbaut. Bei dieser streublechlosen Ausführung,
bei der die Streubleche als Einzelteile vermieden sind, können jedoch die Streustege
als alleinige Verbindung von Pol zu Pol nicht unter einer bestimm- , ten Stärke
ausgeführt werden, weil sonst eine Deformierung beim Aufpressen des Jochringes zu
erwarten ist. Die dadurch für die elektrische Auslegung zu starken Streustege versuchte
man durch Verengung des Luftspaltes unter den Streustegen auszugleichen. Konstruktiv
verblieb die nachteilige Paßstelle zwischen Polstern und Jochring. Nachteilig auch,
weil der magnetische Übergangswiderstand infolge unvermeidbarer Toleranzen und bedingt
durch die Schichtung der Ständerbleche von Motor zu Motor nicht absolut ; gleichzuhalten
ist.
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Zu dieser Bauart ist auch jene bekanntgewordene Ausführung eines zweipoligen
Spaltpolmotors zu zählen, dessen rechteckiges Ständerblech etwa diagonal geteilt
ist. Die Spulen sind über Jochschenkel geschoben. Es ergeben sich nicht nur Stoßstellen
im Jochteil, sondern auch bei den Streustegen.
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Die Nachteile der vorgenannten Ausführung treten deshalb noch stärker
in Erscheinung. Dazu kommt der konstruktive Mehraufwand, um die beiden Ständerpaketteile
zusammenzuhalten. Die Ausführung ist praktisch beschränkt auf zweipolige Motoren.
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Schließlich ist hinsichtlich der Streustege als dritte prinzipielle
Ausführung und als zweite streublechlose das einteilig mit den Streustegen ausgestanzte
Ständerblech vorgeschlagen worden, wobei die Streustege zur Einführung der Wicklung
durch einen schmalen Schlitz unterbrochen sind. Es ergeben sich von Pol zu Pol erstreckende,
sich nahezu berührende Polzungen. Die günstige elektrische Auslegung des Motors
verlangt einen kleinen Querschnitt dieser Polzungen und eine so große gegenseitige
Annäherung, daß nur ein sehr enger Schlitz verbleibt. Während bei dieser Ausführung
gegenüber der vorerwähnten die fertigungstechnischen Paßschwierigkeiten vermieden
sind, ergeben sich solche für die Bewicklung des Ständers, da nun die Spulen nicht
mehr fertig gewickelt auf die Pole geschoben werden können, sondern in den Ständer
eingeträufelt werden müssen.
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Nach der Erfindung wird deshalb vorgeschlagen, bei Blechen der letzteren
Art die Verbreiterung des Schlitzes zwischen den Polzungen dadurch zu ermöglichen,
daß die Enden der Polzungen, die Polspitzen, so verbreitert werden, daß beim Ständerpaket
der Querschnitt an den Enden der Polzungen größer wird als der Querschnitt der Polzungen
an einer zur Polmitte dahinterliegenden Zone.
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Damit ist zur gewünschten konstruktiven Ausführung des einteiligen
Ständerbleches, des streublechlosen Ständerpaketes mit breitem Schlitz zur
Einführung
der Wicklungen ein weiteres Dimensionierungselement aufgezeigt, das erlaubt, eine
günstige Primärstreuung bei oberwellenarmer Feldverteilung zu erzielen. Die bei
nicht einteiligem Ständerblech, entweder durch den Einsatz der Streubleche oder
durch das auf den Polstern aufgepreßte Joch oder durch diagonale Teilung des Ständerpaketes
auftretenden Schwankungen in den magnetischen Verhältnissen sind gleichfalls vermieden.
Der hinter den Enden der Polzungen verengte Querschnitt stellt einen magnetischen
Engpaß dar, der zur Erzielung einer oberwellenarmen Feldverteilung in die günstigste
Lage außerhalb der magnetisch neutralen Zone gelegt und vorteilhaft dimensioniert
werden kann. Die Motoren streuen nicht mehr in ihrem Verhalten; die Verluste sind
auf ein Minimum beschränkt. Diese erfinderische Maßnahme kann in besonderen Fällen
mit Vorteil mit einem an sich bekannten ungleichmäßigen Luftspalt zwischen Läufer
und Ständer kombiniert werden, indem der Luftspalt zur Polspitze des Hauptpoles
hin enger gemacht wird. Es lassen sich so die Feldoberwellen und damit die Oberwellensattelmomente
in der Hochlaufkurve weiter verkleinern.
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Im allgemeinen wird es bei Spaltpolmotoren ausreichen, das Ende der
Polzunge, die Polspitze, am Hauptpol in ihrem Querschnitt zu vergrößern, d. h. zu
verbreitern. Nur bei größeren Motoren ist eine Verbreiterung an allen Polspitzen
erforderlich.
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In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Ständer für einen
Spaltpolmotor mit einem erfindungsgemäßen Ständerblech gezeigt, wobei die Ständerwicklungen
und die Kurzschlußringe auf den Spaltpolen eingetragen sind.
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In die Wicklungsnuten des Ständerpaketes 11 sind die Erregerwicklungen
12 eingelegt. Die ausgeprägten Pole teilen sich auf in den Hauptpol 14 und den Spaltpol
15. Über den Spaltpol 15 sind die Kurzschlußwindungen 13 gelegt. Die Hauptpole 14
sind, von der Polmitte aus betrachtet, zunächst zu einer , verhältnismäßig schmalen
Zone 16 eingeschnürt, die sich an den Polenden oder Spitzen 17 wieder erweitert,
so daß hier der Durchflußquerschnitt wieder größer ist als in der verengten Zone
16, Die Spaltpole 15 können, wie die Zeichnung zeigt, in ähnlicher Weise gestaltet
sein. Insbesondere bei kleineren Motoren genügt jedoch oft die erfindungsgemäße
Ausführung der Hauptpole, während die Zunge des Spaltpoles normal ausgeführt wird.