NL8200070A - Twee-fase motor. - Google Patents

Description

i · -¾ * PHN 10.231 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Twee-fase motor.

De uitvinding heeft betrekking op een twee-fase motor met een stator en een rotor. Twee-fase motoren worden vaak toegepast in plaats van êên-fase motoren, cndat êên-fase motoren ten opzichte van twee-fase motoren onder andere de bezwaren hebben, dat deze 5 motoren niet zonder meer een vaste draairichting vertonen, last kunnen hebben van instabiliteiten en relatief sterk trillen.

Een bekend type êên-fase motor dat omwille van zijn relatief gering volume bij een bepaald afgegeven vermogen en eenvoudige konstruktie erg voordelig is in kleine apparatuur, zoals bijvoorbeeld scheer-10 apparaten, vertoont een diametraal gemagnetiseerde permanent-magne-tische rotor, die omgeven is door twee diametraal tegenover elkaar gelegen en zich over nagenoeg 180° uitstrekkende polen, welke polen via een in hoofdzaak dwars op de rotoras geplaatst U-vormig magnetisch circuit verbonden zijn. Dat circuit is daarbij omsloten door 15 een statorwikkeling.

Een methode cm een dergelijke êên-fase motor met behoud van de konstruktieve eenvoud cm te zetten in een twee-fase motor is het plaatsen van een tweede stator onder 90° met de andere stator en axiaal verschoven ten opzichte van die andere stator rond een 20 verlengde rotor. Deze oplossing heeft als bezwaar dat de axiale hoogte van zo een twee-fase motor nagenoeg het dubbele is van de axiale hoogte van de êên-fase motor.

De uitvinding beoogt een motor van het in de aanhef genoemde type, die nauwelijks meer volume bij eenzelfde af gegeven 25 vermogen vereist dan genoemde êên-fase motor en konstruktief nauwelijks komplexer is dan die êên-fase versie.

De uitvinding wordt daartoe gekenmerkt, door een eerste statorwikkeling, een tweede statorwikkeling en een statorlicbaam dat in rotoramtreksrichting gezien achtereenvolgens een eerste, tweede, 30 derde en vierde statorpool vertoont en dat zich vanaf de eerste, tweede, derde respektievelijk vierde statorpool uitstrekkende eerste, tweede, derde respektievelijk vierde magnetisch geleidende delen omvat, waarbij een eerste magnetisch geleidend circuit tussen * 8200070 ί -ί* ♦ ΡΗΝ 10.231 2 de eerste en tweede statorpool enerzijds en de derde en vierde statorpool anderzijds gevormd is via de eerste en tweede delen enerzijds en de derde en vierde delen anderzijds, welke eerst magnetisch geleidende circuit via de eerste statorwikkeling-verloopt 5 en waarbij een tweede magnetisch geleidend circuit tussen de tweede en derde statorpool enerzijds en de eerste en vierde statorpool anderzijds gevormd is via de tweede en derde delen anderzijds en de eerste en vierde delen anderzijds, welke tweede magnetisch geleidend circuit via de tweede statorwikkeling verloopt.

10 Op deze wijze uitgevoerd vormen de genoemde statorpolen telkens twee aan twee per statorwikkeling een poolpaar, welke beide aldus ontstane poolparen onderling 90° verschoven zijn.

De aldus ontstane motor is qua werking equivalent met de genoemde uitvoering met twee soortgelijke statoren die onder 90° ten opzichte 15 van elkaar op verschillende hoogte geplaatst zijn. Voor de vorming van de twee magnetische circuits behorende bij de twee aldus ontstane poolparen behoeven de genoemde delen niet te kruisen en kunnen dus konstruktief eenvoudig uitgevoerd worden.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van deze motor volgens de 20 uitvinding kan worden gekenmerkt, doordat de eerste stator wikkeling is aangebracht rond een magnetisch geleidend verbindingsdeel dat de eerste en tweede delen enerzijds verbindt met de derde en vierde delen anderzijds en dat de tweede statorwikkeling cm de tweede en derde delen is aangebracht. Deze voorkeursuitvoeringsvorm 25 kan nader worden gekenmerkt, doordat de eerste, tweede, derde en vierde delen zich in hoofdzaak in onderling gelijke richtingen dwars op de rotoras uitstrekken en op in hoofdzaak gelijke hoogten ten opzichte van die rotoras zijn gelegen, dat het genoende verbindingsdeel zich in hoofdzaak dwars op die richtingen uitstrekt, dat 30 het tweede en derde deel zich bevinden tussen de eerste en vierde delen en dat de tweede statorwikkeling tussen de eerste statorwikkeling en de statorpolen is aangebracht rond de tweede en derde delen met een wikkelingsas die in hoofdzaak dwars staat op de wikkelingsas van de eerste wikkeling.

35 De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de tekening, waarin figuur 1 een doorsnede van een uitvoeringsvorm van de motor volgens de uitvinding langs een vlak loodrecht op de rotoras 8200070 v EHN 10.231 3 toont, figuur 2 een doorsnede langs de lijn II-II van de motor volgens figuur 1 toont, figuur 3 de doorsnede volgens figuur 1, met daarin het 5 rotorfluxpatroon bij een eerste stand van de rotor toont, figuur 4 de doorsnede volgens figuur 1, met daarin het rotorfluxpatroon bij een andere stand van de rotor toont, figuur 5 een variant van de uitvoering volgens figuur 1 toont, en 10 figuur 6 een variant van de motor volgens figuur 1 met een rotor met twee poolparen toont.

Figuur 1 toont een doorsnede van een uitvoeringsvorm van een motor volgens de uitvinding langs een vlak loodrecht op de rotoras (langs de lijn I-I in figuur 2) en figuur 2 toont 15 een doorsnede van die motor langs een vlak door de rotoras (langs de lijn II-II in figuur 1).

De motor onvat een permanent-magnetische rotor 2, welke diametraal twee-polig (N,S) is gemagnetiseerd. De stator 1 omvat vier polen 5,6,7 en 8, welke rondom de rotor zijn gegroepeerd en 20 elk in hoofdzaak 90° van de rotoromtrék beslaan. Het statorlichaam vertoont vier delen 9,10,11 respektievelijk 12, die uitmonden in de statorpolen 5,6,7 respektievelijk 8. De delen 9 en 10 zijn via een eerste statorspoel 4 verbonden met de delen 11 en 12, waarbij een tweede statorspoel 3 om beide delen 10 en 11 is aangebracht.

25 Ter verklaring van de werking van de motor volgens de uitvinding vertonen figuren 3 en 4 de rotorfluxpatronen bij twee standen van de rotor. In figuur 3 is de rotormagnetisatie gericht van polen 7 en 8 naar polen 5 en 6. De door polen 5 en 6 ingevangen flux vloeit via delen 9 en 10 door de statorspoel 4 en via de delen 30 11 en 12 naar polen 7 en 8. Binnen spoel 3 is de flux door deel 10 tegengesteld gericht aan de flux door deel 11. Bij deze weergegeven stand van de rotor 2 is de rotorflux volledig gekoppeld met spoel 4 en niet gekoppeld met spoel 3. Na een draaiing over 90° van de rotor .is de rotor 2 van polen 6 en 7 gericht naar de polen 5 en 8.

35 De door pool 5 ingevangen flux vloeit via deel 9 en deel 10 binnen spoel 3 door naar pool 6 en de door pool 8 ingevangen flux vloeit via deel 12 en deel 10 binnen spoel 3 door naar pool 7. Met spoel 4 is geen rotorflux gekoppeld omdat de uit deel 9 kamende rotorflux 8200070 <· PHN 10.231 4 tegengesteld gericht is aan de uit deel 12 kanende rotorflux, terwijl de rotorflux maximaal gekoppeld is met spoel 3. Uit het voorgaande volgt, dat bij rotatie van de rotor in de spoelen 3 en 4 twee onderling 90° in fase verschoven spanningen geïnduceerd worden. Omgekeerd 5 geldt dan, dat bij het aanleggen van 90° in fase verschoven wisselspanningen aan spoelen 3 en 4 de rotor gaat draaien, welke 90° in fase verschoven wisselspanningen uit een êên-fase wisselspanning met een kondensator verkregen kunnen worden. De motor volgens de uitvinding werkt dus als twee-fasige motor en is te beschouwen als twee onder 10 90° ten opzichte van elkaar verschoven statoren, een eerste stator met enerzijds een pool die gevormd wordt door de polen 7 en 8 samen en anderzijds een pool die gevormd wordt door de polen 5 en 6 samen, welke polen aldus samenwerken met spoel 4, en een tweede stator met enerzijds een pool die gevormd wordt door de polen 5 en 8 en anderzijds 15 een pool die gevormd wordt door de polen 6 en 7, welke polen aldus samenwerken met spoel 3.

Op de in figuur 1 getoonde uitvoeringsvorm zijn vele variaties mogelijk. Zo toont figuur 5 een variant, waarbij spoel 4 ten opzichte van de rotor 2 tegenover spoel 3 is aangebracht.

20 Figuur 6 toont een variant, waarbij de rotor vier-polig gemagnetiseerd is en de 4 statorpolen 5,6,7 en 8 rond in hoofdzaak 180° van de rotorairtrek zijn aangebracht en elk in hoofdzaak 45° beschrijven. Deze variant draait bij eenzelfde frequentie van de aangelegde wisselspanning met de helft van het toerental van de motor 25 volgens figuur 1 bij die frequentie. De variant volgens figuur 4 kan ook symnetrisch, dus met 8 polen en vier spoelen uitgevoerd worden.

Wanneer in de beschreven motor spoel 3 wordt weggelaten en de delen 9 en 10 en statorpolen 5 en 6 enerzijds en de delen 11 en 12 en de statorpolen 7 en 8, anderzijds als één geheel warden 30 uitgevoerd, dan ontstaat een bekend type êên-fase synchroonmotor. Hieruit blijkt duidelijk dat de beschreven motor nauwelijks meer volume vergt dan die bekende êên-fase synchroonmotor.

Alhoewel de motor volgens de uitvinding beschreven aan de hand van uitvoeringsvoorbeelden waar de rotor permanent-mag-35 netisch is, en de motor dus een synchroonmotor is, kan het principe volgens de uitvinding ook voor asynchoonmotoren toegepast worden alsook bij variabele-reluktantiemotoren.

8200070

Claims (2)

1. 2. Twee-fase motor volgens konklusie 1, met het kenmerk, dat de eerste statorwikkeling is aangebracht rond een magnetisch geleidend verbindingsdeel, dat de eerste en tweede delen enerzijds 20 verbindt met de derde en vierde delen anderzijds, en dat de tweede statorwikkeling om de tweede en derde delen is aangebracht.
2. 3. Twee-fase motor volgens konklusie 2, met het kenmerk, dat de eerste, tweede, derde en vierde delen zich in hoofdzaak in onderling gelijke richtingen dwars op de rotoras uitstrekken en op 25 in hoofdzaak gelijke hoogten ten opzichte van die rotoras zijn gelegen, dat het genoemde verbindingsdeel zich in hoofdzaak dwars op die richtingen uitstrekt, dat het tweede en derde deel zich bevinden tussen de eerste en vierde delen en dat de tweede statorwikkeling tussen de eerste statorwikkeling en de statorpolen is aangebracht 30 rond de tweede en derde delen met een wikkelingsas die in hoofdzaak dwars staat op de wikkelingsas van de eerste wikkeling. 35 8200070