CH397061A - Selbstanlaufender Universalmotor geringer Leistung, insbesondere Schrittmotor - Google Patents

Description

  Selbstanlaufender     Universalmotor    geringer Leistung,  insbesondere Schrittmotor    Die Erfindung betrifft einen selbstanlaufenden  Universalmotor, insbesondere einen Schrittmotor,  geringer Leistung, mit zwei koaxial angeordneten     Sta-          toren    und Spulen, die beiderseits Polplatten mit     Sta-          torpolen    besitzen,

   wobei die     Statorpole    mit dauerma  gnetischen N- und     S-Polen    wenigstens eines Rotors  zusammenwirken und die Phasenverschiebung zwi  schen dem Fluss der     Rotorpole    und dem der zugeord  neten Pole des ersten     Stators    um etwa 90  gegenüber  der Phasenverschiebung zwischen dem Fluss der       Rotorpole    und dem der Pole des zweiten     Stators    ver  schoben ist. Die Erfindung weist das Kennzeichen  auf, dass jede Spule aus zwei     Spulenhälften    besteht.  



  Hierdurch ergibt sich     ein    Universalmotor, der  sowohl als Synchronmotor,     als    auch     als    Schrittmotor  mit     n-Schritten    und mit 2     n-Schritten    dienen kann.  



  Im ersten Falle kann der Motor als ein mit Wech  selstrom gespeister     Kondensatormotor    wirken, wenn  jede zwei     Spulenhälften    in Reihe geschaltet werden.  



  Im zweiten Falle können die in Reihe geschalteten       Spulenhälften    mit Impulsen gespeist werden.  



  Im dritten Falle können die vier     Spulenhälften     mit gleichgerichteten Impulsen gespeist werden, die  um 90  zueinander verschoben sind. Die Impulse  können entweder elektronisch, oder auf mechani  schem Wege, z. B. durch Kollektoren oder Schalter  zugeführt werden.  



  Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung bei  spielsweise näher erläutert.  



  In     Fig.    1 ist der Motor nach der Erfindung darge  stellt.  



  In     Fig:    2 ist die Speisung und die Wirkungsweise  des Motors veranschaulicht.    In     Fig.    1 sind die linken und rechten     Statoren        mit     einem Kern 3 bzw. 4 versehen. Jeder Kern trägt zwei       Spulenhälften    5 und 6 bzw. 7 und 8, die an den Sei  ten der Polplatten 9 und 10 bzw. 11 und 12 mit Pol  zähnen 13 und 14 bzw. 15 und 16 versehen     sind.     



  Der dauermagnetische Rotor ist mit 17 bezeich  net, die Zahl der Polpaare ist gleich derjenigen der       Statoren.     



  Im dargestellten Falle     sind    die     Statorzähne    der       Statoren    1 und 2 um 90      zueinander    verschoben,  aber es ist     einleuchtend,    dass die     Statorzähne    der     Sta-          toren    auch gefluchtet sein können, wenn zwei Roto  ren verwendet werden, deren Pole um 90  zueinander  verschoben sind.  



  Die     Spulenhälften    5 und 6 bzw. 7 und 8 können  auch durch zwei gemeinsam auf die Kerne gewickelte  (oder geschobene) Drähte erzielt werden, wobei jede  Hälfte also zwei Anschlussklemmen hat.  



  In     Fig.    2     sind    die     Statorzähne    der     Statoren    1 und  2 entwickelt und sechs Lagen des Rotors 17 von       Fig.    1 für einen Schrittmotor mit     2n-Schritten    darge  stellt.  



  Die     Spulenhälften    der     Statoren    sind mit 1 und     III     bzw. Il und IV bezeichnet, wobei     Mittelanzapfungen     angewendet sind.  



  Weiterhin sind zwei Drehschalter oder Drehkol  lektoren 18 und 19 dargestellt, die je mit einem  Schaltarm 20 bzw. 21 und zwei     Kontaktringen    22  und 23 bzw. 24 und 25 versehen     sind,    welche je  einen Bogen von 135  umfassen. Die Schaltarme sind       miteinander    gekuppelt und um 90      zueinander    ver  schoben. Sie sind z. B. mit der negativen Klemme  und die     Mittelanzapfungen    der Spulen mit der positi-           ven    Klemme einer     Gleichspannungsquelle    verbun  den.

   Die Wirkungsweise ist wie folgt:  In der dargestellten Lage werden die Pole 26 und  27 von den     Spulenhälften    infolge I und     IV    z. B.       derart    erregt, dass sie beide Südpole und die Pole 28  und 29 Nordpole sind. Der     N-Pol    des Rotors in der  Lage a befindet sich also in der dargestellten Zwi  schenlage zwischen 26 und 27.  



  Angenommen ist, dass die Schaltarme im     Uhrzei-          gersinne    verdreht werden.  



  In der nächsten Lage des Armes 20 ist der Pol 26  infolge der     Spulenhälfte    I noch stets Südpol, wäh  rend der Arm 21 den Ring 24 verlässt und die     Spu-          lenhälfte    IV stromlos ist. Dadurch wird der Rotor     in     die Lage b mit seinem     N-Pol    dem Pol 26 gerade ge  genüberliegend gedreht.  



  In der dritten Lage des Armes 20 ist der Pol 26  noch stets S und der Pol 28 N, und durch den Kon  takt des Armes 21 mit dem Ring 25 wird die Spule     II     erregt, so dass der Pol 29 eine Polarität S statt N er  hält und der     N-Pol    des Rotors sich also in eine mit c  bezeichnete Zwischenlage verschiebt.  



       In    der vierten Lage des Armes 20 verlässt er den  Ring 22, so dass die     Spulenhälfte    I stromlos wird,  wobei der Pol 29 infolge der     Spulenhälfte        II    noch  stets ein     S-Pol    ist, so dass der     N-Pol    des Rotors sich  in die Lage d dem Pol 29 gerade gegenüber verschiebt.  



  In der fünften Lage schliesst der Arm 20 Kontakt  mit dem Ring 23, so dass die     Spulenhälfte        III    erregt  wird und die zugeordneten     Statorpole    umgepolt wer  den, d. h. dass der Pol 28 ein     S-Pol    wird, während  der Pol 29 noch     S-Pol    bleibt. Folglich verdreht sich  der Rotor in die mit e bezeichnete Lage, in der der       N-Pol    eine Zwischenlage zwischen den     S-Polen    28  und 29 annimmt.  



  In der sechsten Lage des Armes 20 ist der Pol 28  infolge der     Spulenhälfte        III    noch     S-Pol.    Der     Arm    21  verlässt den Ring 25, so dass     die        Spulenhälfte        II     stromlos wird und der Pol 29 nicht mehr erregt wird,  so dass der Rotor die Lage     f    mit seinem     N-Pol    dem  Pol 28 gerade gegenüber annimmt.  



  Nacheinander sind also die     Spulenhälften        I-IV,    I,       I-II,        II,        II-III    und     III    erregt worden und, in gleicher  Weise weitergehend, werden die     Spulenhälften        III-          IV,    IV und     IV-I        erregt,    wodurch der Zyklus vervoll  ständigt ist.  



  Durch die Zwischenlage wird also erreicht, dass  statt     n-Schritte,    bei Anwendung nur einer Spule für  jeden     Stator,        2n-Schritte    möglich sind, da die beiden       Statoren    die Arbeit von 4     Statoren    leisten.  



  Bei Verwendung zweier getrennter Rotoren kann  der     Stator    2 mit den Polen in gleicher Richtung wie  die des     Stators    1 umgedreht werden.    Der Drehungswinkel der Arme 20 und 21 kann  im Zusammenhang mit der gewünschten Schrittzahl  bestimmt werden.  



  Es ist einleuchtend, dass die     Statorpole    auch in  bekannter Weise am Innenumfang der Spulen ange  bracht werden können.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Selbstanlaufender Universalmotor geringer Lei stung, mit zwei koaxial angebrachten Statoren und Spulen, die beiderseits Polplatten mit Statorpolen besitzen,

   wobei die Statorpole mit dauermagnetischen N-Polen und S-Polen wenigstens eines Rotors zusam menwirken und die Phasenverschiebung zwischen dem Fluss der Rotorpole und dem der zugeordneten Pole des ersten Stators um etwa 90 gegenüber der Phasenverschiebung zwischen dem Fluss der Rotor pole und dem der Pole des zweiten Stators verscho ben ist, dadurch gekennzeichnet, dass jede Spule aus zwei Spulenhälften besteht. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Universalmotor nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind für aufeinanderfolgende Speisung der ersten Spulenhälfte des ersten Stators, gleichzeitig der ersten Spulenhälfte des ersten Stators und der ersten Spulenhälfte des zweiten Stators, der ersten Spulenhälfte des zweiten Stators, gleichzeitig der ersten Spulenhälfte des zwei ten Stators und der zweiten Spulenhälfte des ersten Stators,

   der zweiten Spulenhälfte des 1. Stators, gleichzeitig der zweiten Spulenhälfte des ersten Sta- tors und der zweiten Spulenhälfte des zweiten Stators, gleichzeitig der zweiten Spulenhälfte des zweiten Sta- tors und der ersten Spulenhälfte des ersten Stators, wobei die Polarität der speisenden Impulse so ge wählt ist hinsichtlich der Stromrichtung durch die Spulen,

   dass der Strom durch die erste Spulenhälfte jedes Stators denselben in einer Richtung magneti siert, die der Magnetisierungsrichtung durch den Strom durch die zweite Spulenhälfte jedes Stators entgegengesetzt ist. 2. Universalmotor nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die Impulse eine gleiche Polarität haben. 3. Universalmotor nach Patentanspruch oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Statorpole mit einer Mittelanzapfung versehen sind. 4.

   Universalmotor nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die vier Spulenhälften aus getrennten Spulen bestehen, wobei jede Spulen hälfte zwei Anschlussklemmen besitzt.