DE2253044A1

DE2253044A1 - HYSTERESIS ENGINE

Info

Publication number: DE2253044A1
Application number: DE19722253044
Authority: DE
Inventors: Karl Hanns Dipl Ing Meyer
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1972-10-28
Filing date: 1972-10-28
Publication date: 1974-05-09
Also published as: DE2253044C2

Description

Hysteresemotor Die Erfindung bezieht sich auf einen Hysteresemotor mit einem genuteten Stator und einem Rotor, dessen dem Stator zugewandte zylindrische Wandung aus Eisen mit hysteretischen Eigenschaften besteht. Hysteresis motor The invention relates to a hysteresis motor with a grooved stator and a rotor, the stator facing cylindrical Wall is made of iron with hysteretic properties.

Bei einem Hysteresemotor weicht das vom Stator erzeugte elektromagnetische Drehfeld infolge der Wicklungs- und Nutungsoberwellen von der Idealform, der idealen Kreisdrehfeldform, sehr stark ab. Die auftretenden Oberwellen beeinflussen die Motoreigenschaften sehr ungünstig, da sowohl die abgegebene Leistung und der Wirkungsgrad als auch die Laufruhe des Motors weit unter den Werten liegen, die sich bei der Ausbildungveines idealen Kreisdrehfeldes ergeben würden.With a hysteresis motor, the electromagnetic generated by the stator gives way Rotating field as a result of the winding and slot harmonics of the ideal shape, the ideal Circular rotating field form, very strongly. The harmonics that occur influence the motor properties very unfavorable, since both the output power and the efficiency as well the smoothness of the engine is far below the values that are found in the training vein would result in an ideal rotating field.

Es hat sich gezeigt, daß die Feldlinien der Feldoberwellen nur in eine Oberflächenschicht des Rotors eindringen. Das bedeutet aber, daß die störenden Oberwelleneffekte auch nur in der äußersten Rotorringzone zur Wirkung kommen. Während des synchronen Umlaufens des Rotors verursachen die Feldoberwellen sehr große Ummagnetisierungsverluste und Bremsmomente, welche letztlich die abgegebene mechanische Leistung wesentlich verringern oder, anders ausgedrückt, die abgegebene mechanische Leistung entspricht der Grundwellenleistung abzüglich der Verluste durch die Oberwelleneffekte.It has been shown that the field lines of the field harmonics only in penetrate a surface layer of the rotor. But that means that the disturbing Harmonic effects only come into effect in the outermost rotor ring zone. While Due to the synchronous rotation of the rotor, the field harmonics cause very large magnetic reversal losses and braking torques, which ultimately determine the mechanical power output or, in other words, corresponds to the mechanical power output the fundamental wave power minus the losses due to the harmonic effects.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Hysteresemotor zu schaffen, bei dem die störenden Oberwelleneffekte im Rotor keine Bremswirkung verursachen. It is the object of the invention to create a hysteresis motor at because the disruptive harmonic effects in the rotor do not cause a braking effect.

Die gestellte Aufgabe ist bei einem Hysteresemotor der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß gemäß der Erfindung die äußere Rotorringschicht, in welche außer der elektromagnetischen Grundwelle auch die höher harmonischen Oberwellen eindringen, vom Rotor getrennt und an den Stator angelegt ist, wobei diese am Stator festliegende äußere Rotorringschicht die Statorspule überbrückt.In the case of a hysteresis motor, the task set is the one mentioned at the beginning Type solved in that, according to the invention, the outer rotor ring layer in which In addition to the basic electromagnetic wave, there are also higher harmonic harmonics penetrate, is separated from the rotor and applied to the stator, this being on the stator fixed outer rotor ring layer bridges the stator coil.

Bei einem derartig ausgebildeten Hysteresemotor sind die höher harmonischen Oberwellen nur in der am Stator festliegenden Rotorringschicht wirksam und können deshalb in der Rotorwandung keine störenden Bremseffekte hervorrufen.With a hysteresis motor designed in this way, the higher harmonics Harmonics are only effective in the rotor ring layer fixed on the stator and can therefore do not cause any disruptive braking effects in the rotor wall.

Der wesentliche Teil der elektromagnetischen Oberwellenfelder erstreckt sich über die Spalte zwischen den Magnetpolen hinweg, und zwar durch die festliegende Rotorringschicht. Die Oberwellen erreichen den Rotor nicht mehr und können ihn folglich nicht mehr ummagnetisieren und Bremsmomente erzeugen. Die Grundwelle dagegen erreicht aufgrund ihrer großen Eindringtiefe den Rotor und kann ohne Störung durch Oberwellen das Antriebsdrehmoment erzeugen.The essential part of the electromagnetic harmonic fields extends across the gap between the magnetic poles, through the fixed one Rotor ring layer. The harmonics no longer reach the rotor and can consequently no longer remagnetize and generate braking torques. The fundamental wave, however, is reached due to their great penetration depth the rotor and can without interference from harmonics generate the drive torque.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die am Stator festgelegte Rotorringschicht eine radiale Stärke auf, welche der Statornutschlitzbereite entspricht. Es hat sich gezeigt, daß eine solche Stärke der am Stator festgelegten Rotorringschicht etwa der Tiefe entspricht, in welche die Oberwellen einzudringen vermögen.According to a further embodiment of the invention, the on the stator defined rotor ring layer on a radial thickness, which the stator groove slot prepares is equivalent to. It has been found that such a strength of the stator fixed The rotor ring layer corresponds approximately to the depth into which the harmonics penetrate capital.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung bestehen die am Stator festgelegte Rotorringschicht und die zylindrische hysteretische Wandung des Rotors aus den gleichen Hysteresewerkstoffen. Weim also die Statorwandung -aus hartmagnetischem Eisen besteht, dann wird auch die Rotorringschicht aus eben demselben hartmagnetischen Material bestehen. Zwingendznotwendig ist jedoch die Verwendung gleicher Materialien nicht.According to a further embodiment of the invention, there are those on the stator fixed rotor ring layer and the cylindrical hysteretic wall of the rotor from the same Hysteresis materials. So weim the stator wall - consists of hard magnetic iron, then the rotor ring layer is also made of flat consist of the same hard magnetic material. However, this is absolutely necessary Do not use the same materials.

Bei dem Hysteresemotor nach-der Erfindung ist also die äußere Motorzone, im vorliegenden Fall als äußere Rotorringschicht bezeichnet, mechanisch von der Rotorwandung getrennt, so daß sich das Bremsmoment der Oberwellen nur im Stator bemerkbar macht, während die Beschleunigungsmomente im Rotor wirksam sind. Der Motor kann damit ohne Bremsung durch die Oberwellen sein volles Drehmoment abgeben.In the hysteresis motor according to the invention, the outer motor zone is in the present case referred to as the outer rotor ring layer, mechanically from the Rotor wall separated so that the braking torque of the harmonics is only in the stator makes noticeable, while the acceleration torques are effective in the rotor. The motor can thus deliver its full torque without braking by the harmonics.

Es ist an sich bei Asynchronmotoren bekannt, Störfeldervon einem Rotor fernzuhalten. Um dies zu bezwecken, wird unmittelbar anschließend an die Magnetpole des Stators in den Luftspalt ein zylindrischer Ring eingesetzt, welcher aus gesintertem Eisen mit einem weiten Bereich magnetischer Permeabilität bestehen kann (britische Patentschrift 783 249). Dieser britischen Patentschrift ist aber nicht zu entnehmen, auf welche Weise bei einem Hysteresemotor das im Rotor auftretende Bremsfeld eliminiert werden kann.It is known per se in asynchronous motors to generate interference fields from a rotor keep away. To do this, the magnetic poles are immediately followed of the stator a cylindrical ring is inserted into the air gap, which is made of sintered Iron can exist with a wide range of magnetic permeability (British Patent 783,249). However, this British patent does not reveal how the braking field occurring in the rotor is eliminated in a hysteresis motor can be.

Weiterhin ist es aus der britischen Patentschrift 629 897 bekannt, die Pole gegenseitig zu verbinden, gegebenenfalls unter Einfügung eines durchgehenden Zylinders. Die Brücken zwischen den Polen sollen dabei so dünn wie möglich sein, da es darauf ankommt, die-störenden Hystereseverluste zu vermindern.It is also known from British patent specification 629 897, to connect the poles to each other, if necessary with the addition of a continuous one Cylinder. The bridges between the poles should be as thin as possible, since it is important to reduce the disturbing hysteresis losses.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is based on the embodiment shown in the drawing explained in more detail.

In der Zeichnung ist ein Teil eines Schnittes durch einen Hysteresemotor wiedergegeben. Die Eisenpole sind dabei mit 1 bezeiciinet. Zwischen den Polen 1 befinden sich die Nutschlitze 3. Die Nuten 5 sind mit Wicklungen 7 angefüllt.In the drawing is part of a section through a Hysteresis motor reproduced. The iron poles are denoted by 1. Between the poles 1 the slot slots 3 are located. The slots 5 are filled with windings 7.

Gegen die Polflächen 9 der Pole 1 ist ein ing 11 gelegt, der sich längs des ganzen Motorluftspaltes 13 erstreckt.Against the pole faces 9 of the pole 1 an ing 11 is placed, which extends along the entire engine air gap 13.

Der Ring 11 besteht ebenso wie die äußere Wand 15 des Rotors 17 aus hartagnetichem Material.The ring 11, like the outer wall 15 of the rotor 17, consists of hard magnetic material.

Der Ring 11 liegt am Stator (1 bis 9) fest, während die äußere Rotorwandung 15 umlaufen kann.The ring 11 is fixed to the stator (1 to 9), while the outer rotor wall 15 can circulate.

Der Stator (1 bis 9) enthit eine Drehstromwicklung. Wird diese von einem Drehstromsystem gespeist, dann bildet sich eine magnetische Grundwelle aus, die huber die Pole 1 und den Ring 11 sowie den Luftspalt 13 in die äußere Wandung 15 des Rotors 17 eindringt. In der Wandung 15 des Rotors 17 bildet sich damit ein Drehmoment aus, welches den Rotor 17 in Umlauf versetzt. Die Oberwellen, welche ein bremsmoment erzeugen, bleiben in dem Ring 11, der eigentlich ein Teil des Rotors 17 Jst Wie die dargestellten Pfeile 19 wiedergeben, ersxlwecken sich die Oberwellenfelder im wesentlichen über die Nutschlitze 3 hinweg. An der inneren Wand 21 des Ringes 11 hat sich das Feld der elektromagnetischen Grundwelle nach dem Abnehmen des Oberwellengehaltes derart vergleichmäßigt, daß die Feldlinien 23 der Grundwelle im wesentlichen radial in den Luftspalt 13 eintreten und diesen durchqueren.The stator (1 to 9) contains a three-phase winding. Is this from fed by a three-phase system, then a magnetic fundamental wave is formed, the hub over the pole 1 and the ring 11 and the air gap 13 in the outer wall 15 of the rotor 17 penetrates. In the wall 15 of the rotor 17 is thus formed Torque from, which sets the rotor 17 in rotation. The harmonics, which Generate a braking torque, stay in the ring 11, which is actually a part of the rotor 17 Jst As shown by the arrows 19, the harmonic fields are awakened essentially across the slot 3. On the inner wall 21 of the ring 11 the field of the electromagnetic fundamental wave has decreased after the harmonic content has decreased equalized in such a way that the field lines 23 of the fundamental wave are essentially radial enter the air gap 13 and traverse it.

Das Innere des Rotors kann entweder mit Luft oder Eisen ausgefüllt sein.The inside of the rotor can be filled with either air or iron be.

Patentansprüche: Patent claims:

Claims

Claims: 1. Hysteresis motor with a grooved stator and a rotor, whose cylindrical wall facing the stator is made of iron with hysteretic Properties, characterized in that the outer rotor layer (11), in which besides the electromagnetic fundamental wave also the higher harmonic harmonics penetrate, separated from the rotor (1) and attached to the stator (1 to 9>, whereby this outer rotor ring layer fixed on the stator bridges the stator poles Ci).

2. Hysteresis motor according to claim 1, characterized in that the the rotor ring layer (11) fixed on the stator (1 to 9) has a radial thickness, which corresponds to the width of the stator slot slot.

3. Hysteresis motor according to Claims 1 and / or 2, characterized in that that the stator (1 to 9) fixed rotor ring layer (11) and the cylindrical hysteretic wall t13) of the rotor (17) made of the same gysteresis materials exist.

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