DE2702747A1 - Selbstanlaufender synchronmotor - Google Patents

Description

MATSUSHITA ELECTRIC WORKS, LTD., OSAKA (JAPAM) Selbstanlaufender Synchronmotor

Di· Erfindung betrifft «inon selbstanlaufenden Synehronnotor ait magnetischen Polzihnon an Joch oinos Stindors und mit einen scheibenförmigen Läufer, dessen Drehvelle einen von einer Spule umgebenen Magnetkern durchsetzt.

Bei einem aus der US-PS 3 614 499 bekannten Synchronmotor dieser Art sind die magnetischen Polzlhne an einem bezüglich des Jochs separaten Teil ausgebildet, so daB es bei der Montage des Motors erforderlieh wird, für die Anordnung dieser PolzMhne am Joch des Stander* einen eigenen Handgriff oder einen entsprechenden maschinellen !«griff vorzusehen. Sofern dabei veiter diese Montage der Polzlhne

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nicht hinreichend präzise ist, so kann es an der Montageatelle zu einer ungleichmäßigen Verteilung des Magnetischen Widerstandes körnen, mit der Folge möglicher Schwankungen in dem ron dem Motor gelieferten Drehmoment, und solchen Schwankungen oder Veränderungen kennen auch die maßgeblichen magnetischen Luftspalte unterworfen sein, sofern bei dieser Montage die Polzähne bei einer unsachgemäßen Handhabung verformt werden.

Mithin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen solchen selbstanlaufenden Synchronmotor so auszubilden, daß er mit einem geringeren Aufwand zusammengebaut werden kann und daß bei diesem Zusammenbau auch eine geringere Gefahr hinsichtlieh der Schaffung möglicher Quellen für einen gestörten Lauf eines solchen Synchronmotors besteht.

Diese Aufgabe wird erflndungsgemäß dadurch gelöst, daß das Joch eines Synchronmotor dieser Art ein zu einem U-Profil rerformtes Stanzteil ist, dessen beide Schenkel mit axial fluchtenden SteckOffnungen für die axialen Enden des zwischen den Schenkeln angeordneten Magnetkerns und dessen dem Läufer zugeordneter einer Sehenkel mit den bezüglich der zugeordneten einen SteckOffnung radial ausgerichteten Polzähnen versehen ist.

Das Hauptmerkmal der vorliegenden Erfindung 1st damit die Ausbildung des Jochs als ein Stanzteil, an welchem noch vor der Verformung zu dem U-Profil neben den beiden SteckOffnungen für den Magnetkern die für einen ungestörten Lauf des Synchronmotor* besonders wichtigen Pelzlhne durch einen Stanzvergamg erzeugt werden. Beim Zusammenbau des Motors ist es mithin nicht mehr erforderlieh, diese PoI-zlhne in Verbindung mit einer entsprechend aufwendigen Handhabung gesondert mit dem Joch zu verbinden, so daß aus diesem über die Integrierung der Polzthne In das Joch des Standers ermöglichten Wegfall einer besonderen Montagestelle auch nicht mehr die Gefahr besteht, daß es im

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Betrieb des Motors zu den geschilderten Unregelmäßigkeiten koset. Die Integrierung der PolzlMne in das Joch bringt selbstverständlich neben einer doch beträchtlichen Verkürzung der Montagezeit für den Stander eine beträchtliche Kosteneinsparung in der eigentlichen Herstellung der PoI-zlhne und des Jochs, wobei in dieser Hinsicht noch der Vorteil hinzukommt, daB diese Fertigung unter Einhaltung sehr enger Fertigungstoleranzen durchgeführt werden kann und mithin so die Voraussetzung für einen Motor geschaffen wird, dessen Leistungsgrenzen entsprechend präzise angegeben werden kennen.

Weitere zweckmäßige und in dieser Umgebung als vorteilhaft angesehene Ausbildungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen erfaßt. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung 1st in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigt

Flg. 1 einen Längsschnitt durch einen selbstanlaufenden Synchronmotor gemäß Erfindung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Stanzteil in vergrößertem Maßstab, aus welchem das Joch dieses Motors geformt wird,

Fig. 3A bis 3E Perspektivansichten zur Veranschaulichung

der verschiedenen Schritte beim Zusammenbau des Motors gemäß Flg. 1 und

Fig. 4 einen der Fig. 1 entsprechenden Schnitt

eines Synchronmotor gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

Der in einer Drehrichtung selbstanlaufende Synchronmotor umfaßt einen ichelbenfSrmlgen Läufer 1, der zur Erm0gllehung des Selbstanlaufs nach dem bekannten Prinzip mit bezüglich seiner Mitte 2 radial ausgerichteten und abwechselnd zuein-

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ander angeordneten N- und S-Nagnetlslerungen versehen ist, deren Anzahl übereinstimmt mit der Anzahl von magnetischen Polzthnen 6 und 7, die an einem Joch 4 des Ständers des Motors ausgebildet sind. Der Läufer 1 durchsetzt mit seiner Drehwelle 3 eine zentrale Bohrung in einem Nagnetkern 17» der mit seinen beiden axialen Enden in SteckOffnungen 5 und 11 eingesteckt ist, die in den beiden Schenkeln des als ein mit den magnetischen Polzähnen 6 und 7 einstttckiges Stanzteil ausgebildeten und zu einem U-Profil verformten Jochs 4 für eine Anordnung des Nagnetkerns 17 zwischen diesen Schenkeln vorgesehen sind.

Oemäe Fig. 2 sind die magnetischen Polzähne 6 und 7 nahe dem einen Ende des flachgelegten und im wesentlichen einen elliptischen UrnriB aufweisenden Stanzteils ausgebildet, aus welchem bei dessen Verformung zu einem U-Profil dessen einer Schenkel gewonnen wird, der bei dem zusammengebauten Hotor gemäB Fig. 1 unterhalb des Läufers 1 liegt. Dabei sind die einen Polzähne 6 an ihrem inneren Ende Jeweils mit einem geschlossenen Ring verbunden, welcher die kreisrunde Stecköffnung 5 für das eine axiale Ende des Nagnetkerns 17 umgibt und bezüglich welcher sich alle Polzähne radial erstrecken. Die anderen Polzähne 7 haben hingegen mit diesem Ring keine Verbindung und sind statt dessen über ihr äufieres Ende einstückig mit dem Haterial des Stanzteils verbunden, wobei gleichzeitig für eine einstückige Verbindung des Ringes und der damit verbundenen Polzähme 6 ebenfalls mit diesem Material auch noch einige radial ausgerichtete Verbindungsstege 8 vorhanden sind. Die Formgebung und Anordnung der magnetischen Polzähne 6 und 7 1st im übrigen so gewählt, dafl sich daraus der Selbstanlauf in einer Drehrichtung des Läufers 1 ergibt, wie es grundsätzlich in der einleitend bereits erwähnten US-PS 3 614 499 beschrieben ist. Im Bereich zwischen den beiden SteckOffnungen 5 und 11, die im übrigen vorzugsweise gleich ausgebildet sind, sind noch zwei randaeitige Ausschnitte 9 und 10 vorgesehen, über

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welche die Anschlußklemmen 14 und 15 der Spule 13 zum Vorstehen nach außen gebracht werden können, wie es la folgenden noch nlher erläutert wird. An dieser Stelle sei lediglich darauf hingewiesen, da8 sich diese Einschnitte zwischen den beiden Biegelinien a und b befinden, ua welche das flachgelegte Stanzteil zu der Fora eines U-Profll umgebogen wird, bei den dann dieser Abschnitt zwischen den beiden Biegelinlen den Steg des U-Proflls bildet, während dessen Schenkel durch die an diese Biegelinien anschließenden Enden gebildet werden. Das U-Profil des fertigen Jochs geht außer aus Fig. 1 noch aus Fig. 3B deutlich hervor und es unterscheidet sich in dieser AusfUhrungsform alt den beiden Biegelinien a und b nur darin von dea Joch 4' der nur in diesea Umfang abgewandelten Ausftlhrungefora des Motors geaiS Fig. 4, da0 dabei der Steg alt einer Kruaaung versehen ist, welche nur eine einzige, virtuelle Biegelinie aufniaat.

Für den Zusammenbau des Motors kann mithin von folgenden Einzelschritten ausgegangen werden. Das Joch 4 ist zu dem U-Profil verforat, wie es in Fig. 3B dargestellt 1st. Dabei sind dann die beiden krelsföralgen Stecköffnungen 5 und 11 axial fluchtend zueinander ausgerichtet und der die aagnetischen Polzlhne 6 und 7 aufnehmende eine Schenkel des U-Profil· liegt auf der Seite, von welcher her die Montage des Liufers 1 erfolgt. Aus einer getrennten Fertigungsstufe liegt andererseits die auf einen Wickelkörper 12 aufgewickelte Spule 13 mit den AnschluBklemmen 14 und 19 vor, wobei in ein axiales Joch 16 des Wickelkörper 12 der Magnetkern 17 eingefügt ist. Der Wickelkörper 12 der Spule 13 ist mit Flanschen versehen, welche im wesentlichen der Form der beiden Sehenkel des Jochs 4 entsprechen, so daß damit diese Schenkel eine satte Anlage an diese Flansche erfahren kennen, wenn der Wickelkörper mit der Spule 13 und dem Magnetkern 17 so zwischen die Schenkel eingesetzt ist, daß die axialen Enden des Magnetkerns 17 in die beiden dafür vergesehenen Stecköffnungen 9 und 11 einfassen. Die beiden Aa-

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schlußklemaen 14 und 15 durchgreifen dann die Einschnitte 9 und 10 u Steg des U-Profils, wobei mit 19 noch auf ein angeklemmtes Element zur Spannungsverringerung, wie ein Kondensator, ein Widerstand oder ein Halbleiterelement, hingewiesen ist, das an dem einen Flansch des Wickelkörpers befestigt ist.

Wenn die Spule 13 zwischen den beiden Schenkeln des Jochs montiert ist, dann wird in die Bohrung 18 des Magnetkerns die Welle 3 des Läufers 1 hineingesteckt, zweckmäBig unter Zwischenfügung einer Ringscheibe 20 aus isolierendem Kunststoff. Über diese in Fig. 3C festgehaltene Anordnung wird dann ein Gehäuse 21 aufgeschoben, das U-förmig gestaltet ist und Muten 22 und 23 aufweist, in welchen die Rinder der beiden Schenkel des Jochs 4 einfassen, wenn das Gehäuse auf die Anordnung gemä0 Fig. 3C aufgeschoben wird. Das Gehäuse 21 weist noch eine weitere Nut 24 auf, in welche schließlich noch ein Deckel 25 randseitig eingeschoben werden kann, so daB damit dann auch der Läufer 1 schmutzsicher abgeschirmt ist. Wird mithin an die beiden Anschlußklemmen 14 und 15 eine Wechselspannung angelegt, dann ist mit dieser Anordnung ein selbstanlaufender Synchronmotor bereitgestellt, bei dem eine gleiche Betriebsweise wie bei den bekannten Motoren vorliegt, Jedoch wegen des vereinfachten Zusammenbaus insbesondere im Umfang der Polzähne aus den einleitend geschilderten Gründen mit wesentlich weniger Unregelmäßigkeiten gerechnet werden kann. Dabei gilt abschließend noch hinsichtlich der magnetischen Kennlinien des Jochs, daß dieselben bei der Aüsführungsform gemäß Fig. 4 etwas gümstiger liegen, weil die beiden Biegelinien a und b bei der Ausftthrungsform gemäß Fig. 1 doch diesbezüglich einen gewissen Einfluß nehmen.

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Claims (6)

DIPL.-ING. HANS-PETER GAUGER TAL 71 8OOO MÜNCHEN 2 IHK ZEICHENt * * YOUI REF.. Patentansprüche unser zeichen. Mat-2622

1.) Selbstanlaufender Synchronmotor alt magnetischen PoI-zMhnen an Joch eines Ständers und alt eines scheibenförmigen Läufer, dessen Drehwelle einen von einer Spule umgebenen Magnetkern durchsetzt, dadurch gekennzeichnet, daß das Joch (4) ein zu einem Ü-Profil verTormtes Stanzteil ist, dessen beide Schenkel mit axial fluchtenden SteckSffnungen (5, 11) für die axialen Baden des zwischen den Schenkeln angeordneten Magnetkerne (17) und dessen dem Läufer (1) zugeordneter einer Schenkel mit den bezüglich der zugeordneten einen SteckOffnung (5) radial ausgerichteten Polzähnen (6, 7) versehen ist.

2. Synchronmotor nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bei dem Joch (4, 4·) verwirklichte Steg des U-Proflls mittels zweier Biegelinien (a, b) rechtwinklig zu dessen Schenkeln ausgerichtet oder mit einer im wesentlichen nur eine Biegelinie aufnehmenden Krümmung versehen ist.

3. Synchronmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die den Magnetkern (17) umgebende Spule (13) einen Wickelkörper (12) mit Flanschen umfaßt, die im wesentlichen die gleiche Umrißform haben wie die beiden Schenkel des U-Profils, an deren Innenseite die Flansche außenaeitig anliegen.

4. Synchronmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß ein Gehäuse (21) vor- γ

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gesehen let, das mittels Innennuten (22, 23) auf die freien Rinder der beiden Schenkel des U-Profils aufgeschoben 1st.

5. Synchronmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Gehäuse (21) alt einer weiteren Innennut (24) versehen 1st, in welche ein den Läufer (1) abdeckender Gehäusedeckel (25) einschiebbar ist.

6. Synchronmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet , daß an dem Wickelkörper (12) für die Spule (13) ein zur Spannungsverringerung eingerichtetes Element (19), wie ein Kondensator, ein Widerstand oder ein Halbleiterelement, angeordnet und an die Spule angeklemmt 1st.

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