CH363078A - Gleichstommaschine nach dem Magnetmotor-Prinzip mit einem Läufer aus Dauermagnetwerkstoff - Google Patents

Gleichstommaschine nach dem Magnetmotor-Prinzip mit einem Läufer aus Dauermagnetwerkstoff

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CH363078A
CH363078A CH6264858A CH6264858A CH363078A CH 363078 A CH363078 A CH 363078A CH 6264858 A CH6264858 A CH 6264858A CH 6264858 A CH6264858 A CH 6264858A CH 363078 A CH363078 A CH 363078A
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K25/00DC interrupter motors or generators

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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  • Dc Machiner (AREA)

Description


      Gleichstrommaschine    nach dem     Magnetmotor-Prinzip          mit        einem        Läufer    aus     Dauermagnetwerkstoff       Die     Erfindung    bezieht sich auf eine Gleichstrom  maschine nach dem     Magnetmotor-Prinzip    mit einem       Läufer    aus     Dauermagnetwerkstoff    und ist gekenn  zeichnet durch das Merkmal, dass die Pole des     Stators          vormagnetisiert    sind und die elektromagnetisch er  zeugte Felderregung der     Vormagnetisierung    entgegen  gerichtet ist.

   Hierdurch     wird    erreicht, dass im Gegen  satz zu den bekannten     Gleichstrommaschinen    dieser       Bauart    die     Richtung    des in der     Feldspule    fliessenden  Stromes immer gleichbleibend ist. Es ist also nicht  mehr notwendig, durch ein Polwechsel Schaltwerk  die Felderregung in dem geeigneten     Augenblick,    be  zogen auf die Stellung des Läufers,     umzuschalten,     sondern es genügt ein einfacher Schalter, der die       Spannung    phasenrichtig an die Feldspule an- bzw.  abschaltet.

   Die Ausführungsformen, die nach diesem       Prinzip        möglich    sind, unterscheiden sich     im    wesent  lichen durch die     Polzal    sowohl auf der     Ständer-    wie  auf der     Läuferseite.    Bei     vielpoligen    Anordnungen  wird das Drehmoment über eine Umdrehung gleich  mässiger, so dass eine derartige     Ausführungsform        für     viele Anwendungszwecke besondere     Vorteile    bietet.

    Bei vergrösserter     Polzahl    des Ständers muss     natürlich     auch die Zahl der Schalter     vergrössert        werden,    wenn  die     auf    den Polen angebrachten Erregerspulen nach  einander geschaltet werden sollen.  



  In     einer,    besonderen Ausgestaltung der. Erfindung       erfolgt    die     Vormagnetisierung    des Feldmagneten  durch     Dauermagnete;    sie     kann    aber auch durch eine  gesonderte gleichstromgespeiste Wicklung bewirkt  werden.

   Letztere ist dann     zweckmässig,    wenn starke       Spannungsschwankungen    auftreten, da in diesem  Falle sowohl der ständig fliessende     Vormagnetisie-          rungsstrom,        als    auch der über den Schalter     zuge-          führte        Felderregungsstrom    in gleicher Weise mit der  Spannung schwanken.    . In einer     vorteilhaften    Ausgestaltung der Erfindung  erfolgt die Betätigung eines Schalters zur Steuerung  des     Statorfeldstromes    über Nocken von der umlau  fenden Läuferachse.

   Eine solche Anordnung     kann    als  Motor oder Gleichstrom-Generator in der üblichen  Weide Verwendung finden.  



  In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung  kann aber die     Steuerung    des Feldstromes auch durch  elektronische Schalter, wie Stromtore, Transistoren       od.    dgl. bewirkt werden, welche ihre Steuerspannung  von der Erregerwicklung     bzw.    von     gesonderten,    vom  umlaufenden     Dauermagnetanker    erregten Hilfswick  lungen beziehen. Dabei     können    die Hilfspole so an  geordnet     sein,    dass sie nach Art der Bürstenanordnung  bei einer     Gleichstrommaschine    gegenüber dem Feld  magneten     verdrehbar    sind.

   Auf diese Weise ist eine  saubere Einstellung des Schaltzeitpunktes, bezogen  auf die Stellung des Läufers, möglich. Diese Aus  führungsform ist besonders dann von Vorteil, wenn  der Motor für höhere Leistungen bzw. für hohe  Drehzahlen     ausgelegt    wird. Auch bei     Verwendung     dieser     Anordnung    als Generator bietet diese Art der  Steuerung Vorteile.  



  Die Steuerung des Feldstromes der erfindungs  gemässen     Maschine        kann    aber auch durch     Kontakt-          einrichtungen    bewirkt werden, welche     unabhängig     von der Läuferachse betätigt werden. Diese Art der  Steuerung des Feldstromes gibt die Möglichkeit, den  Motor     synchron    mit derjenigen Achse laufen zu  lassen, welche die Kontakteinrichtung antreibt. Auf  diese Weise     können    drehzahlgenaue Fernantriebe,  beispielsweise zum Zwecke der Drehzahlmessung  oder     ähnliches,    gebaut werden.

   Bei     derartigen        An-          ordnungen    ergibt sich aber auch die     Möglichkeit,    das  Drehzahlverhältnis zwischen der die Kontakteinrich  tung antreibenden Achse und dem Motor anders als      1 zu wählen, so dass sowohl über- als auch Unter  setzungen     möglich    sind.  



  Es ist aber auch möglich, durch diese Betätigung  der Kontakteinrichtung Fernzählwerke aufzubauen,  bei welchen der Feldstrom nicht durch eine um  laufende, periodisch arbeitende Kontakteinrichtung,  sondern durch     einzelne    Impulse gleicher Richtung  gebildet wird. Diese Ausführungsform     lässt    sich z. B.  zum Zählen von Impulsen in der Nachrichtentechnik,  beispielsweise als Gesprächszähler, oder in der all  gemeinen Technik bei     Lichtschranken,    als Hubzähler  für Maschinen oder dergleichen, zur Anwendung  bringen.

   Gegenüber den     bekannten    Anordnungen,  die dem gleichen Zweck dienen, bei welchen Schalt  klinken,     malteserkreuzartige    Anordnungen oder der  gleichen Verwendung finden, ist durch die erfindungs  gemässe Lösung ein Gerät gegeben, das in seinem  Antriebsteil völlig ohne Verschleissteile arbeitet.  



  In einer weiteren Ausgestaltung der     Erfindung     ist die Kontakteinrichtung als mechanisches oder elek  trisches     schwingfähiges    Gebilde ausgebildet, wodurch  die     Konstanthaltung    der Drehzahl der Maschine vor  zugsweise in     ihrer    Anwendung     als    Motor ermöglicht  wird. Gleichstrommaschinen mit konstanter Drehzahl  werden in der Technik an vielen Stellen benötigt,  wie beispielsweise als Antrieb für schreibende Mess  geräte, Nachrichtengeräte usw. Eine besonders     vor-          teilhafte    Anwendung der erfindungsgemässen Ma  schine mit     Drehzahlregelung    liegt. auf dem Gebiet der  Kreiselgeräte.

   Der erfindungsgemässe Motor ist näm  lich besonders geeignet zur Erzielung höchster Dreh  zahlen, ein Gesichtspunkt, der ihn für das vorgenannte  Anwendungsgebiet besonders vorteilhaft     erscheinen     lässt. Da aber bei derartigen Geräten gute Konstanz  der Drehzahl eine weitere Bedingung ist, erscheint  der     erfindungsgemässe    Motor mit Drehzahlregler für  diesen Zweck besonders geeignet, zumal er mit elek  tronischem Schalter, wie z. B. Transistor, frei von  allen     beweglichen    Schaltorganen ist. Auch als Kraft  maschine für hochtourig arbeitende Werkzeugma  schinen und     ähnliche    Zwecke ist aus den vorstehenden       Gründen    die neue Maschine besonders geeignet.  



       In    den Figuren -sind zwei     Ausführungsbeispiele     der     erfindungsgemässen    Gleichstrommaschine in     ver-          einfachter    Darstellung veranschaulicht, und zwar  zeigen:

         Fig.    1 in schematischer Darstellung einen Motor  mit     zweipoligem        Stator        und        zweipoligem    Rotor,       Fig.    2 ebenfalls schematisch einen Motor mit     vier-          poligem        Stator        und    sechspoligem Rotor, und       Fig.    3 eine Tabelle, aus der entnommen werden  kann, in welcher     zeitlichen    Reihenfolge die vier       Statorspulen    des Motors gemäss     Fig.2    eingeschaltet  sind.  



  Der Magnetmotor gemäss     Fig.    1 besteht aus einem       Stator    und einem Rotor 2. Der magnetische Kreis des       Stators    wird aus dem     Rückschlussjoch    1 aus     ferro-          magnetischem    Werkstoff und den beiden Polschuhen  4 und 5,     ebenfalls    aus     ferromagnetischem    Werkstoff,  gebildet.

   Sowohl das     Rückschlussjoch    1 als auch die    Polschuhe 4 und 5 werden zweckmässig aus voneinan  der isolierten dünnen Blechen, die     aufeinanderge-          schichtet    werden, wie bei     Wechselstrommotoren,    her  gestellt. Zwischen dem     Rückschlussjoch    1 und den Pol  schuhen 4 und 5 sind Dauermagnete 6 bzw. 7 aus     hoch-          koerzitivem        Dauermagnetwerkstoff,    wie beispielsweise       anisotropes        Barium-Ferrit,    vorgesehen, deren Polarität  durch die Buchstaben  N  und  S  angedeutet ist.

   Die  Polschuhe 4 bzw 5 weisen     sichelartige    Verlängerungen  8 bzw. 9 auf, durch die in bekannter Weise ein ein  deutiger Drehsinn des Rotors     festgelegt    wird. Auf  den Polschuhen 4 bzw. 5 sind Wicklungen 10 bzw. 11  angebracht, die aus einer Gleichstrom-Batterie 12  über     Leitungen    13, 14 gespeist werden. Der Rotor  2 aus     hochkoerzitivem        Dauermagnetwerkstoff    ist in  Richtung eines Durchmessers     magnetisiert,    wie eben  falls durch Buchstaben<I> N </I> und<I> S </I> angedeutet. Er  ist auf der Welle 15 drehbar gelagert. Auf der Welle  15 befindet sich ein Nocken 16, der den Kontakt 17  bei jeder Umdrehung einmal betätigt.

   Die beim Öff  nen dieses Kontaktes entstehenden Funken können  durch einen Kondensator 18 gelöscht werden. Die  Wirkungsweise ist aus der vorstehenden allgemeinen  Beschreibung ohne weiteres verständlich.  



  Der Magnetmotor gemäss     Fig.    2 besteht aus einem  sechspoligen Rotor 20 und einem     vierpoligen        Stator.     Der magnetische Kreis des     Stators    wird aus dem       Rückschlussring    22, den vier Polschuhen 23 aus     ferro-          magnetischem    Werkstoff, die ebenfalls zweckmässig  aus     einzelnen    Blechen aufgeschichtet werden, und  den dazwischen angeordneten vier Dauermagneten  24 aus     hochkoerzitivem        Dauermagnetwerkstoff,    deren  Polarität durch die Buchstaben  N  und  S  ange  deutet ist, gebildet.

   Die Polschuhe 23 tragen je eine  Wicklung 25, die aus einer nicht dargestellten Gleich  strom-Batterie gespeist werden. Der     sechspolige    Rotor  aus     hochkoerzitivem        Dauermagnetwerkstoff    ist auf  der Welle 26 drehbar     gelagert.    Auf dieser Welle ist  eine nicht dargestellte     Nockenscheibe    mit drei um  120  versetzten Nocken angebracht. Diese Nocken  scheibe betätigt vier ebenfalls nicht dargestellte, um  90  gegeneinander versetzte Schalter, die die vier  Spulen 25 in bestimmter Reihenfolge an die Gleich  strom-Batterie schalten.

   Die Reihenfolge, in der die  vier zur Unterscheidung mit den Buchstaben<I>a</I> bis<I>d</I>  gekennzeichneten Spulen geschaltet werden, ist aus       Fig.    3     ersichtlich.    Dabei     entspricht    die Stellung Null  dem ausgeschalteten Zustand. Wird der Motor einge  schaltet, so werden nach jeweils<B>30 </B> Drehung zwei  der Feldspulen<I>a</I> bis<I>d zu-</I> bzw. abgeschaltet.     Im.    ein  geschalteten Zustand     ändert    sich die Polarität des  jeweiligen     Poles    unter     Einfluss    der eingeschalteten  Feldspule.

   Diese     geänderten    Polaritäten sind durch  einen Kreis um den     jeweiligen    Buchstaben  N , bzw.   S  gekennzeichnet. Die nach einer Drehung um je  weils 30  erreichten Stellungen sind mit 1 bis 12  bezeichnet. Die vier Schalter mit der     Nockenscheibe     wurden, um die Darstellung nicht zu komplizieren, in       Fig.    2 nicht eingezeichnet, da eine     derartige    Anord  nung jedem Fachmann geläufig ist. Insbesondere      erübrigte sich die     Einzeichnung,    weil die Wahl der  Schaltmittel, wie z. B. Schalter, Transistoren oder  Röhren, dem jeweiligen Verwendungszweck angepasst  werden kann, wie dies in der Einleitung bereits er  wähnt ist.

   Während bei dem Magnetmotor nach     Fig.    1  die Drehrichtung durch den mechanischen Aufbau  festgelegt ist, kann sie bei dem Motor nach     Fig.    2  durch die Schaltfolge der vier Spulen 25 verändert  werden.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH Gleichstrommaschine nach dem Magnetmotor- Prinzip mit einem Läufer aus Dauermagnetwerkstoff, dadurch gekennzeichnet, dass die Pole des Stators vormagnetisiert sind und die elektromagnetisch er zeugte Felderregung der Vormagnetisierung entgegen gerichtet ist. UNTERANSPRÜCHE 1. Gleichstrommaschine nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Vormagnetisierung der Statorpole durch Dauermagnete bewirkt wird. 2.
    Gleichstrommaschine nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Vormagnetisierung durch eine gleichstromgespeiste Wicklung bewirkt wird. 3. Gleichstrommaschine nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Steuerung des Stator- Feldstromes über Nocken von der umlaufenden Läuferachse mittels mechanischer Kontakte bewirkt wird. 4.
    Gleichstrommaschine nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Steuerung des Stator- Feldstrom_es durch elektronische Schalter, wie Strom tore und Transistoren, welche ihre Steuerspannung von der Erregerwicklung oder gesonderten, vom um laufenden Dauermagnetanker oder von einem oder mehreren hierfür besonders vorgesehenen Dauer magnetankern erregten Hilfspolen beziehen, bewirkt wird. 5.
    Gleichstrommaschine nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Steuerung des Stator- Feldstromes durch Kontakteinrichtungen bewirkt wird, welche von der Läuferachse unabhängig betätigt werden: 6. Gleichstrommaschine nach Patentanspruch und Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakteinrichtung als mechanisches oder elektri sches, schwingfähiges Gebilde im Sinne der Konstant haltung der Drehzahl der Maschine ausgebildet ist.
CH6264858A 1957-08-10 1958-08-06 Gleichstommaschine nach dem Magnetmotor-Prinzip mit einem Läufer aus Dauermagnetwerkstoff CH363078A (de)

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