DE902643C - Elektrische Masschine - Google Patents

Description

• Elektrische Maschine Von den heute für die verschiedensten Zwecke, insbesondere als Kleinmotoren, in sehr großen Stückzahlen zum Einsatz gelangenden elektrischen Maschinen wird vor allem hohe Leistung bei möglichst geringem Aufwand verlangt.
• Das Gewicht der Maschine ist im wesentlichen bedingt durch das Eisengewicht, d.h. durch das Gewicht dies Magnetgestells. Da die Induktion im Eisen wegen der Sättigungserscheinungen nicht beliebig hoch getrieben werden kann, ist zur Fortleitung des vom Hauptfeld erzeugten Flusses ein gewisser Eisenquerschnitt notwendig. Das Eisenvolumen und damit das Eisengewicht sind gleich dem Produkt aus Eisenquerschnitt und Kraftlinienlänge. Da der Querschnitt festliegt, läßt sich eine Verringerung des Eisengewichts nur durch Verkürzung des Eisenweges erzielen.
• Die Leistungsfähigkeit der Maschine ist um so größer, je geringer die auftretenden Verluste sind. Bei Maschinen normaler Bauart treten, im Feldkreis insbesondere an der Stoßstelle zwischen Pol und Joch Verluste auf. Will man diese Verluste durch entsprechende bauliche Ausgestaltung des Magnetgestells vermeiden, so wird der Aufwand infolge der dann erforderlichen Auslegung der Wicklung entsprechend größer. Weiterhin wird durch das Ankerfeld d-er Maschine eine Verzerrung des Hauptfeldes hervorgerufen, die eine Schwächung dieses Feldes bewirkt. Diese kann durch Compound- oder Kompensationswicklungen mehr oder weniger ausgeglichen werden. Diese Wicklungen bedeuten indes einen erheblichen Aufwand nicht nur in baulicher Hinsicht, sondern auch an zusätzlicher, der Maschine zuzuführender Leistung.
• Bei den bekannten Maschinen mit ausgeprägten Polen verlaufen die Kraftlinien von Pol zu Pol durch die Polkerne und den diese verbindenden magnetischen Rückschluß, der durch ein in sich geschlossenes Eisenjoch gebildet ist. Die Erfindung geht nun in der Ausbildung elektrischer Maschinen mit ausgeprägten Polen durch besondere Ausgestaltung des Magnetgestells der Maschine von der Erkenntnis aus, daß durch im Polkern vorgesehene Luftspalte die vom Ankerfeld herrührende Ankerrückwirkung herabgesetzt werden kann.
• Gemäß der Erfindung sind die Pole vorzugsweise in ihrer Mittelebene in der Weise unterteilt, daß die beiden Teilschenkel des Polkerns gegenüber der Richtung der Feldachse jeweils unter einem Winkel geneigt Liegen, derart, daß der Kraftlinienweg in dem durch benachbarte Teilschenkel eines Polpaares und das diese Schenkel verbindende Joch gebildeten Eisenkreis möglichst kurz ist.
• Mit Vorteil werden die Pole vollkommen unterteilt, derart, daß die beiden Polfschuhteile sich an den die engste Stelle des Luftspaltes bildenden Trennstellen in äquidistanten Kanten gegenüberstehen.
• Das Wesen der Erfindung ist im folgenden an dem Beispiel einer zweipoligen Gleichstrommaschine näher erläutert. Die beiden Feldpole sind in einer durch die Achse des Hauptfeldes, das durch den Pfeil F versinnbildlicht ist, bestimmten Ebene vollkommen unterteilt, so daß jeder der beiden Pole aus zwei gleichen Teilschenkeln I', I" bzw. 2', 2" besteht. Die beiden Teilschenkel liegen jeweils unter einem Winkel, der im Ausführungsbeispiel ein spitzer Winkel ist, gegen die Richtung der Feldachse geneigt und sind hier gleichzeitig am Ankerumfang auseinanidergerückt. An den beiden Teilschenkeln sind Polschuhunterteile 3', 3" bzw. 4', 4'' angeordnet, die von den Schenkeln ausgehend sich mit abnehmender Polschuhhöhe einseitig gegen die Ebene der Feldachse hin erstrecken. Die Polschuhe stehen sich jeweils in der Mitte des Polbogens 5', 5" bzw. 6', 6" in äquidistanten Kanten 7', 7" bzw. 8', 8" gegenüber, so daß die engste Stelle des Luftspalts zwischen den beiden Polteilen sich jeweils zwischen diesen Kanten befindet.
• Die beiden Teilschenkel jedes Pols sind so weit am Ankerumfang auseinandergerückt, daß der durch die benachbarten Schenkel der unterteilten Feldpole und das diese Schenkel verbindende, den magnetischen Rückschluß darstellende Jochstück gebildete, zur Aufnahme der Feldwicklungen 9, IO dienende Wickelraum nicht größer als der Querschnitt der Feldwicklungen ist. Dadurch erhalten das Jochstück und damit der Weg für die in diesem Joch verlaufenden Kraftlinien die kürzestmögliche Länge.
• Durch die vollkommene Unterteilung der beiden Pole wird die Ankerrückwirkung weitgehend herabgesetzt, so daß die Kommutierung der Maschine wesentlich besser wird als bei Maschinen mit ungeteiltem Pol. Dadurch ist es möglich, den Polbogen, der jeweils durch die beiden Polschuhteile eines Pols gebildet wird, verhältnismäßig groß zu machen, so daß die Flußverhältnisse in der Maschine sich besonders günstig gestalten Im Ausführungsbeispiel ist das Magnetgestell in einem Träger II aus nicht magnetisierbarem Werkstoff befestigt, der seinerseits mit einer Grundplatte I2 fest verbunden ist.
• Die Erfindung bezieht sich selbstverständlich auch auf Maschinen, bei dienen die Pole geschränkt angeordnet sind, die Fuge zwischen den einzelnen Polen also nicht achsparallel verläuft. Die Unterteilung der Pole verläuft dann nicht in einer Mittelebene des einzelnen Pols, sondern nach einer jeweils durch die Hauptachse des Feldes bestimmten Fläche. Es ist zweckmäßig, aber keineswegs notwendig, die Unterteilung in der Mittelebene vorzunehmen, so daß die Polbogen der beiden Polschuhteile eines Pols gleich groß sind. Der Zweck der Erfindung wird indes auch erreicht, wenn der Luftspalt gegenüber der Mitte verschoben ist. Ebenso ist es zweckmäßig, den Spalt äquidistant auszubilden. Der Zweck der Erfindung wird indes auch erreicht, wenn der Luftspalt in anderer Weise, z. B. keilförmig, ausgebildet ist. Der Erfindungsgedanke ist nicht beschränkt auf zweipolige Ausführungen, er gilt gleichermaßen für Maschinen mit beliebig vielen Polpaaren. Zweckmäßig bestehen die benachbarten Teilschenkel eines Polpaares mit dem sie verbindenden Joch und den an den Teilschenkeln angeordneten Polschuhteilen aus einem Stück, wobei das Eisen für den Kraftlinienweg aus einzelnen Blechen aufgebaut sein kann.
• Der Aufbau der Maschine ist sehr einfach. Die Feldwicklungen werden in bekannter Weise wickelt und geformt, und über die fertigen Wicklungen werden dann die Polstücke von außen übergeschoben. Zum Zusammenbau der Maschine kann gegebenenfalls ein Dorn, beispielsweise aus Stahl, verwendet werden, auf dem dann, wenn die Feldspulen erregt sind, die Polstücke festhaften. Zusammen mit den Wickli-ngen'können diiie Polstücke soiäann in einen Träger eingeführt und mit diesem fest verbunden werden. Der Montagedorn läßt sich nach. dem Entregen edier Feldwicklung leicht entfernen.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Eleiktrische Maschine mit ausgeprägten Polen, @dadurch gekennzeichnet, @diaß die Pole vorzugsweise in (ihrer Mittelebene in der Weise unterteilet sind, da3 die beiden Teilschenkel dies Pols gegenüber &r Richtung der Feldachse jeweils unter einem Winkel geneigt liegen, derart, daß der Kraftlinienweg in dem durch benachbarte Teilschenkel eines Polpaares und das diese Schenkel verbindende Joch gebildeten Eisenkreis möglichst kurz ist.
2. 2. Maschine nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Pole vollkommen unterteilt sind, derart, daß die beiden Polschuhteile sich an den Trennstellen in vorzugsweise äquidistanten Kanten gegenüberstehen.
3. 3. Maschine nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilschenkel derart gegen die Feldachse geneigt liegen, daß der von den Teilschenkeln und dem diese Schenkel verbindenden Joch umschlossene Wickelraum in seinem Querschnitt im wesentlichen gleich dem Querschnitt der in dem Wickelraum unterzubringenden Wicklungen ist.
4. 4. Maschine nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilschenkel mit dem sie verbindenden Joch und den Polschuhen aus einem Stück bestehen, wobei das gesamte Magnetgestell aus geschichteten, Blechen aufgebaut sein kann.
5. 5. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Polschuhteile zweier Teilischenkel eines Polkerns von. dien. Schenkeln ausgehend sich einseitig mit abnehmender Polschuhhöhe gegen die Ebene der Feldlachse 'hin erstrecken.