CH389763A - Drehfeldmotor zum Antreiben eines schnell drehenden Körpers - Google Patents

Description

      Drehfeldmotor    zum Antreiben eines schnell drehenden Körpers    Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehfeld  motor zum Antreiben eines schnell drehenden Kör  pers, z. B. der Trommel einer Ultrazentrifuge zum  Scheiden eines gasförmigen Gemisches; versehen mit  einem     Stator    aus     ferromagnetischem    Material mit  Wicklungen, einer in dem oder um den     Stator    kon  zentrisch angebrachten drehbaren     Rotorhülse    aus  elektrisch gut leitendem Material und einem in der  oder um die     Rotorhülse    konzentrisch angeordneten  Kern (im letzteren Fall ist der Kern ein Ring) aus       ferromagnetischem        Material.     



  Zum Antreiben der Trommel einer Ultrazentri  fuge hat man bereits einen     Drehfeldmotor    dieser     Art     vorgeschlagen, wobei man den Kern an der Rotor  hülse befestigte und aus magnetischem Material mit  starker     Hysteresis    herstellte. Dieser Motor läuft  durch die in der     Rotorhiilse    erzeugten Wirbelströme  wie ein     Ferraris-Motor    an und rotiert nach dem  Anlaufen synchron zum Drehfeld infolge des     Hyste-          resis-Effektes    des Kernes, durch welchen     Effekt    feste  magnetische Pole im Kern geschaffen werden.  



  Bei sehr schnell drehenden     Zentrifugetrommeln,     deren Lager hochbelastet werden, kann durch kleine  Ursachen der Verschleiss der Lager sehr schnell zu  nehmen. Die erhöhte Reibung in den Lagern infolge  dieses Verschleisses kann nun leicht eine Kalamität  veranlassen, wenn nicht augenblicklich die Drehzahl  der Trommel herabgesetzt wird. Ein synchron dre  hender Motor hat aber den Nachteil, dass eine er  höhte Lagerreibung sich erst     manifestiert,    wenn der  Rotor ausser Tritt fällt. Anfänglich wird der Motor  versuchen, den Synchronismus dadurch aufrechtzu  erhalten, dass er mehr Leistung aus dem Generator  aufnimmt.

   Eine Überwachung der aufgenommenen  Leistung des Motors zur Bestimmung des Zustan  des der Lager ist bei Motoren dieser Art schwer zu  verwirklichen, da durch den erforderlichen verhält-         nismässig    breiten Luftspalt und die niedrige Nutz  leistung des Motors die     aufgenommene    Leistung nur  für einen kleinen Teil aus Watt-Leistung besteht.  



  Gebraucht man zum beabsichtigten Zweck einen       Asynchronmotor,    so manifestiert sich eine     Änderung     der Lagerreibung in eine     Änderung    des Schlupfes,  d. h. der Drehzahl der     Zentrifugetrommel.    Die Er  findung hat den Zweck, einen Motor zu     schaffen,    der  sich als     Asynchronmotor        verhält.    Sie besteht darin,  dass der Kern     durch    einen Spalt von der Rotor  hülse getrennt und in bezug auf den     Stator    fest an  geordnet ist und dass das magnetische Material des  Kernes eine sehr geringe     Hysteresis    hat.

   Dadurch,  dass der Kern stillstehen bleibt, wenn der Körper  dreht, wird der bei einem     mitdrehenden    Kern erfah  rene Nachteil vermieden, dass durch ungleichmässige  Verteilung der auf den Rotor ausgeübten magneti  schen Kräfte ein ungünstiger     Einfluss    auf die Dre  hung des Körpers, z. B. der     Zentrifugetrommel,    aus  geübt wird. Ein anderer Vorteil des     stillstehenden     Kernes ist, dass er keine den sehr grossen Zentri  fugalkräften gewachsene     mechanische    Festigkeit zu  besitzen braucht.  



  Für das Material des Kernes haben     Ferrite    sich  sehr geeignet gezeigt.  



  Zur Erläuterung dient die Zeichnung.     Darin     zeigen       Fig.    1 teilweise einen Durchschnitt und teilweise  eine Ansicht einer beispielsweisen Ultrazentrifuge,  und       Fig.    2 in grösserem Masstabe einen Durchschnitt  des unteren Endes dieser Zentrifuge mit einem     er-          findungsgemässen    Motor zum Antreiben der Zen  trifugentrommel.  



  In der     Zeichnung    ist 1 ein festes     geschlossenes     Gehäuse. In diesem ist eine     Zentrifugentrommel    2  zentral angeordnet. Im Raum 3 zwischen der Trom-           mel    2 und dem Gehäuse 1 wird ein hohes Vakuum       aufrechterhalten.    Mit 4 sind     Schraubenabdichtungen     angegeben, die nach dem Prinzip der     Holweck-Mo-          lekularpumpe    arbeiten.

   Die     Zentrifugentrommel     wird durch einen elektrischen     Drehfeldmotor    5, 6  angetrieben und steht mit einem Stift 7 auf einer an  einem Block 8a angeordneten     Stiftlagerpfanne    8       (Fig.    2). Am oberen Ende der Trommel 2 ist ein  permanenter Magnet 9 befestigt, der durch einen in  einem Block 10     angeordneten    magnetischen Körper,  z.

   B. einem     permanenten    Magneten     (nicht    sichtbar),       angezogen    wird und die Trommel 2 in der senkrech  ten Lage     hält.    Das zu scheidende     Gemisch    wird  durch das feste Rohr 11 hindurch in die     Trommel    2  geführt und die voneinander     geschiedenen    Bestand  teile dieses     Gemisches    werden bei 12 aus dem Raum  13 bzw. bei 14 aus dem Raum 15     abgeführt.     



  Der Motor ist     mit    einem     Stator    6 aus     ferromagne-          tischem    Material mit Wicklungen versehen, die in  nerhalb des     Stators    ein Drehfeld erzeugen. Der Ro  tor dieses Motors besteht aus einer an der     Zentri-          fugentrommel    gebildeten     Rotorhülse    5 aus elektrisch  gut leitendem Material, z. B. Aluminium,     innerhalb     welcher Hülse ein     Kern    16 aus     ferromagnetischem     Material mit sehr geringer     Hysteresis    angeordnet ist.

    Der     Kern    16 ist fest angebracht und die     Rotorhülse     5 kann frei im Spalt zwischen dem     Stator    6 und dem  Kern 16 drehen. Diese feste Anordnung des     Kernes     16 macht es notwendig, dass das Material des Ker  nes eine sehr geringe     Hysteresis    und eine niedrige  elektrische     Leitfähigkeit    hat, so dass die     Hysteresis-          und        Wirbelstromverluste    infolge des Drehfeldes ver-         nachlässigbar    klein sind.

   Der Vorteil dieser Ausfüh  rung ist, dass keine einseitigen und veränderlichen  radialen magnetischen Kräfte infolge des Drehfeldes  und gegebenenfalls schwingender Bewegungen der       Zentrifugentrommel    2 auf die     Rotorhülse    5 ausgeübt  werden. Durch diesen     Drehfeldmotor    wird daher die  Stabilität der     Zentrifugetrommel    nicht gefährdet.  Ausserdem wirken auf den Kern keine Zentrifugal  kräfte, so dass seine mechanische Festigkeit diesen  Kräften nicht angepasst zu sein braucht. Der Kern  kann mit Vorteil aus     Ferriten    hergestellt sein oder  diese Eisenverbindungen enthalten.    PATENTANSPRUCH

Claims (1)

1. Drehfeldmotor zum Antreiben eines schnell dre henden Körpers, z. B. der Trommel einer Ultrazen trifuge zum Scheiden eines gasförmigen Gemisches, versehen mit einem Stator aus ferromagnetischem Material mit Wicklungen, einen in dem oder um den Stator konzentrisch angebrachten drehbaren Rotor hülse aus elektrisch gut leitendem Material und einem in der oder um die Rotorhülse konzentrisch angeordneten Kern aus ferromagnetischem Material, dadurch gekennzeichnet,

   dass der Kern durch einen Spalt von der Rotorhülse getrennt und in bezug auf den Stator fest angeordnet ist und dass das magne tische Material des Kernes eine sehr geringe Hyste- resis hat. UNTERANSPRUCH Drehfeldmotor nach dem Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Kern Ferrite enthält.