DE102010004877A1 - Elektromotor - Google Patents

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DE102010004877A1
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commutator
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winding
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DE102010004877A
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Rui Feng Qin
Ling Yang
Bao Ting Liu
Cang Jin Zhou
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Johnson Electric International AG
Original Assignee
Johnson Electric SA
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K23/00DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors
    • H02K23/26DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by the armature windings
    • H02K23/28DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by the armature windings having open windings, i.e. not closed within the armatures
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K23/00DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors
    • H02K23/26DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by the armature windings
    • H02K23/30DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by the armature windings having lap or loop windings

Abstract

Ein Gleichstrommotor 12 hat ein Statorgehäuse 16 zur Aufnahme eines Permanentmagnetstators und eines gegenüberliegend dem Stator befestigten Rotors 15. Der Rotor 15 hat eine Welle 21, einen an der Welle angebrachten Rotorkern 22 und vorspringende Pole oder Zähne 27 bildende Ankerkerne. Ein Kommutator 23 ist benachbart zu einem Ende des Rotorkerns an der Welle befestigt und Wicklungen 24 sind um die Zähne gewickelt und an Lamellen des Kommutators 23 angeschlossen. Die Wicklungen werden durch eine Anzahl von Wicklungen gebildet, wobei jede Wicklung um einen einzelnen Zahn des Rotors gewickelt ist und jeder Zahn eine einzelne Wicklung hält. Ein Bürstenträger weist eine Mehrzahl von Bürsten 26 in Gleitkontakt mit dem Kommutator 23 auf und überträgt elektrische Energie auf die Wicklungen.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit einem gewickelten Rotor mit einem Kommutator und insbesonder einen Multipol-Permanentmagnet-Gleichstrom(englisch: permanent magnet direct current, PMDC)-Motor mit einer gebündelten Wicklung und ein Kühlgebläsemodul, das einen solchen Motor einschließt. Der Ausdruck „Multipol” wird hier mit der Bedeutung verwendet, dass Motoren vier oder mehr Statorpole haben. Die Erfindung findet insbesondere Anwendung bei PMDC-Motoren mit sechs oder acht Statorpolen.
  • Hintergrund der Erfindung
  • PMDC-Motoren sind gut bekannt und werden vielfach angewendet. Der durch Kundenwünsche angetriebene gegenwärtige Trend geht in Richtung kleinerer, leichterer und/oder leistungsfähigeren Motoren. Eine solche Anwendung liegt in dem Gebläsemotor eines Kühlmoduls für einen Fahrzeugmotor. In dem modernen Fahrzeugmotorraum ist Raum immer wichtig und Gewicht ist ein grundlegendes Ziel zur Verringerung von Kraftstoffverbrauch. Daher besteht der Wunsch nach einem kleineren, leichteren Motor ohne eine Verringerung der Leistungsfähigkeit.
  • Ein Vergrößern der Anzahl der Statorpole von beispielsweise zwei Polen auf vier Pole vergrößert die Leistungsdichte, was wichtig ist, wenn versucht wird, die Leistungsfähigkeit des Motors zu vergrößern. Andere Faktoren werden jedoch ebenfalls beeinflusst. Normalerweise wird, wenn die physikalische Größe eines Motors verringert wird, die Leistungsfähigkeit herabgesetzt, wenn keine anderen Gestaltungsänderungen gemacht werden.
  • Gewickelte Rotoren mit Kommutatoren werden häufig in PMDC-Motoren verwendet. Dieser Rotortyp hat eine Anzahl von vorspringenden Polen oder Zähnen, um die die Ankerwicklungen gewickelt sind. Die Wicklungen bilden Wicklungen um die Zähne und der Rotor hat eine Anzahl von Schlitzen zum Bilden von Wicklungstunneln, durch die sich die Wicklungen erstrecken. Daher haben die Wicklungen zwei sich axial erstreckende Bereiche, die in den Schlitzen liegen, und zwei Endbereiche, bekannt als Köpfe, die sich quer zu der axialen Richtung jedes axialen Ende des Rotorkerns erstrecken. Die Köpfe stellen keine Kraft bereit und dienen nur zum Schaffen von elektrischen Verbindungen zwischen den sich axial erstreckenden Bereichen der Wicklung. In den meisten Rotoren bedecken oder kreuzen manche der Köpfe andere Köpfe wegen der Anordnung der Wicklungen und der Wicklungstechnik. Daher müssen sich manche Köpfe axial über eine beträchtliche Distanz aus dem Rotorkern heraus erstrecken, um einen, zwei oder mehr zuvor gewickelte Köpfe zu queren. Die Distanz trägt zu der Motorleistungsfähigkeit nichts bei, aber vergrößert die axiale Länge des Motors und selbstverständlich die Gesamtmenge des zur Bildung der Wicklungen verwendeten Drahtes.
  • Ein bekannter Weg zur Verringerung der Kopfhöhe ist in dem europäischen Patent EP 109 32 08 von Gate SPA beschrieben und zeigt einen vierpoligen, zwanzigschlitzigen Motor mit einem als assymetrischem Kern bekannten Ankerkern. Der assymetrische Kern wurde zur Verringerung der Wicklungskopfhöhe gebildet, indem ein Wicklungskopfüberlapp verringert oder beseitigt wurde. Diese Ausgestaltung jedoch ist wegen der komplexen Schlitzformen schwer erfolgreich zur Produktion zu bringen.
  • Ein anderer Weg ist die Verwendung einer Wicklungstechnik, die bekannt ist als Bündelwicklung. Eine Bündelwicklung ist eine Wicklung, die um einen einzelnen Pol gewickelt ist. Auf diese Weise wird die Kopfhöhe auf einem Minimum gehalten, weil keine Wicklungen mit Wicklungen eines anderen Poles überlappen. Für einen Anker jedoch mit vielen Rotorpolen sind Bündelwicklungen gewöhnlich keine Option, insbesondere für Miniatur-PMDC-Motoren und PMDC-Motoren mit kleiner Größe.
  • Wenn Rotorpole dadurch hergestellt werden, dass Schlitze in den Rotorkern gemacht werden, wird die Anzahl der Rotorpole häufig als Rotorschlitzanzahl bezeichnet oder einfach als die Schlitzanzahl, um eine Verwechslung mit der Anzahl der Statorpole zu verringern, die dann einfach als Polanzahl bezeichnet wird. Kommutatorlamellen werden allgemein als Stäbe bezeichnet. Daher wird ein Motor mit sechs Statorpolen, neun Rotorpolen und einem Kommutator mit achtzehn Lamellen als 6-Pol-9-Schlitz-18-Stab-Motor bezeichnet. Diese Konvention wird dort, wo es angemessen ist, in dieser Beschreibung verwendet. Wenn die Anzahl von Stäben gleich ist der Anzahl der Schlitze, ist es üblich, die Anzahl der Stäbe nicht zu erwähnen. Um eine Verwechslung zwischen Statorpolen und Rotorpolen zu vermeiden, werden die Ausdrücke Zahn und Zähne mit Bezug auf die Rotorpole verwendet.
  • Darstellung der Erfindung
  • Es besteht somit der Wunsch nach einer Verringerung des Gewichtes und der Größe eines PMDC-Motors ohne Verringerung seiner Leistungsfähigkeit oder Kraft. Weiter ist es wünschenswert, dieses sogar für einen PMDC-Motor mit mehr als vier Statorpolen zu erreichen. Multipol-Motoren (d. h. Motoren mit mehr als vier Statorpolen) werden als Lösungsweg zur Handhabung von hohen Kraftdichteanwendungen immer häufiger verwendet.
  • Ein bevorzugter Weg, dieses zu erreichen, ist die Reduzierung der axialen Länge des Motors, die kompaktere und leichtere Fertigung des Motors und die Verringerung der Menge von verwendetem Draht, wodurch Materialkosten eingespart werden. Ein Weg, dieses durchzuführen, ist die Verwendung eines Rotors mit gebündelten Wicklungen.
  • Die vorliegende Erfindung hat die Reduktion der mit bekannten Bündelwicklungsmotoren in Verbindung stehenden Problemen durch Bereitstellen eines einfachen Wicklungsschemas, das in einem Multipol-PMDC-Motor eine verbesserte Motorleistungsfähigkeit ergibt, zum Ziel.
  • Demgemäß schafft die vorliegende Erfindung in einem Aspekt davon einen Gleichstrommotor, umfassend: ein einen Permanentmagnetstator mit 2n Statorpolen beherbergendes Statorgehäuse; einen drehbar gegenüberliegend dem Stator befestigten Rotor, wobei der Rotor eine Welle, einen an der Welle angebrachten Rotorkern, einen benachbart zu einem Ende des Rotorkerns an der Welle angebrachten Kommutator und um Zähne des Rotorkerns gewickelte und elektrisch mit Lamellen des Kommutators verbundene Wicklungen; und einen Bürstenträger, der eine Mehrzahl von Bürsten in Gleitkontakt mit dem Kommutator zur Übertragung von elektrischer Kraft auf die Wicklungen umfasst, wobei der Rotorkern m Rotorzähne hat und die Rotorwicklungen m Wicklungen haben, wobei jede Wicklung um einen entsprechenden Rotorzahn gewickelt ist und jeder Rotorzahn eine der Wicklungen hält und wobei der Kommutator 2m Lamellen hat, wobei jede Wicklung mit einem entsprechenden Paar von Kommutatorlamellen verbunden ist und wobei wenigstens eine Lamelle direkt mit nur einer der Wicklungen verbunden ist, wobei wenigstens eine Lamelle direkt mit zwei der Wicklungen verbunden ist und wenigstens eine Lamelle direkt mit keiner der Wicklungen verbunden ist.
  • Vorzugsweise ist jede der Wicklungen mit einem entsprechenden Paar von benachbarten Kommutatorlamellen verbunden.
  • Vorzugsweise ist die Wicklung derart angeordnet, dass jede Wicklung an einem Ende mit einer in der gegenüberliegenden Richtung gewickelten Wicklung verbunden ist.
  • Vorzugsweise sind die beiden Wicklungen, die mit einer gleichen Kommutatorlamelle direkt verbunden sind, in entgegengesetzte Richtungen gewickelt.
  • Vorzugsweise ist jede Wicklung mit einer weiteren Wicklung, die um einen benachbarten Zahn gewickelt ist, verbunden.
  • Vorzugsweise sind die beiden mit einer gleichen Kommutatorlamelle direkt verbundenen Wicklungen jeweils um zwei benachbarte Zähne gewickelt.
  • Vorzugsweise ist m gleich 3n.
  • Vorzugsweise hat der Bürstenträger weniger als n Paare von Bürsten.
  • Vorzugsweise hat der Rotor eine Mehrzahl von Ausgleichern, die ausgewählte Lamellen des Kommutators elektrisch miteinander verbinden; die wenigstens eine mit keiner der Wicklungen direkt verbundene Lamelle ist mit wenigstens einer der Wicklungen über einen entsprechenden Ausgleicher verbunden.
  • Vorzugsweise hat der Motor sechs Statorpole, neun Zähne und vier ungleichmäßig um den Kommutator in Umlaufrichtung beabstandete Bürsten, und der Kommutator hat achtzehn Lamellen und sechs Ausgleicher, wobei jeder der Ausgleicher eine entsprechende Gruppe aus vier der Lamellen elektrisch miteinander verbindet, wobei die vier Lamellen gleichmäßig in Umlaufrichtung um den Kommutator beabstandet sind.
  • Alternativ hat der Bürstenträger vier oder sechs Bürsten, der Rotor hat zwölf Zähne und der Stator hat acht Statorpole, wobei die Bürsten ungleichmäßig um den Kommutator beabstandet sind, und der Kommutator hat Lamellen und sechs Ausgleicher, wobei jeder Ausgleicher eine entsprechende Gruppe aus vier der Lamellen elektrisch miteinander verbindet, wobei die vier Lamellen gleichmäßig in Umlaufrichtung um den Kommutator beabstandet sind.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung weiter ein Kühlgebläsemodul für einen Verbrennungsmotor eines Fahrzeuges, umfassend: ein Gebläse; ein Gehäuse; und einen Gleichstrom-Motor, wie oben beschrieben, wobei das Gebläse durch den Motor angetrieben wird und der Motor durch das Gehäuse gehalten wird.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden exemplarisch mit Bezug auf die Figuren der beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den Figuren sind identische Strukturen, Elemente oder Teile, die in mehr als einer Figur erscheinen, im allgemeinen mit einem gleichen Bezugszeichen in all den Figuren, in denen sie erscheinen, gekennzeichnet. Abmessungen von Bauteilen und Merkmalen, die in den Figuren gezeigt sind, sind im allgemeinen zur Übersichtlichkeit der Darstellung gewählt und nicht notwendigerweise maßstabsgetreu. Die Figuren sind im Folgenden aufgelistet.
  • 1 zeigt ein Kühlgebläsemodul für einen Kühler eines Autos, das einen Motor gemäß der vorliegenden Erfindung einschließt;
  • 2 ist eine Explosionsansicht des Motors des Kühlgebläsemoduls von 1;
  • 3 ist ein schematischer Querschnitt eines 6-Pol-9-Schlitz-18-Stab-Motors gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform;
  • 4 ist ein Wicklungsschema des Motors aus 3;
  • 5 ist ein Querschnitt, ähnlich zu 3, eines 8-Pol-12-Schlitz-24-Stab-Motors gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform; und
  • 6 ist ein Wicklungsschema des Motors von 5.
  • Detailbeschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • 1 zeigt ein Kühlgebläsemodul 10, wie es beispielsweise zur Kühlung eines Kühlers eines Fahrzeuges verwendet wird. Das Modul hat ein eine Gebläsehaube bildendes Gehäuse 11, das zum Zusammenpassen mit dem Kühler oder dergleichen ausgelegt ist. Das Gehäuse hält einen elektrischen Motor 12 zum Antreiben eines Gebläses 13 zum Erzeugen des Durchflusses von Kühlluft.
  • 2 ist eine Explosionsansicht des Motors 12. Der Motor hat eine erste Endkappe 14, einen Rotor 15, ein Statorgehäuse 16, einen Bürstenträger in der Form einer Bürsten 26 tragenden Bürstenkarte 17 und eine zweite Endkappe 18, die Befestigungsvorsprünge 19 zum Befestigen des Motors an dem Modulgehäuse hat. Das Statorgehäuse 16 trägt einen Permanentmagnetstator, der in diesem Fall sechs Permanentmagnete 20 aufweist. Das Statorgehäuse hat offene Enden, die durch zwei Endkappen 14, 18 geschlossen sind. Der Rotor 15 hat eine Welle 21, einen an der Welle 21 befestigten Kern 22, einen an der zu einem Ende des Kerns benachbarten Welle befestigten Kommutator 23 und Wicklungen 24, die um Zähne (vorspringende Rotorpole) des Kerns gewickelt und an dem Kommutator angeschlossen sind. Der Rotor 15 ist in dem Gehäuse befestigt, wobei der Kern dem Stator gegenüber liegt und die Welle 21 drehbar in durch die Endkappen 14, 18 gehaltene Lagern 25 gehalten wird.
  • Die Welle 21 erstreckt sich durch die erste Endkappe 14 zum Erfassen des Gebläses. Die Bürstenkarte 17 ist benachbart zu der zweiten Endkappe 18 angeordnet und wird vorzugsweise durch diese gehalten. Die Bürstenkarte 17 hält gleitbar in Bürstenkäfigen aufgenommene Bürsten zum Herstellen eines Gleitkontaktes mit dem Kommutator 23. In diesem Beispiel gibt es sechs Permanentmagneten zur Bereitstellung von sechs Statorpolen und vier Bürsten in Eingriff mit dem Kommutator an in Umlaufrichtung beabstandenden Stellen.
  • Rotorwicklungen sind in 2 durch die Masse 24 an dem Kern 22 gezeigt. In der Praxis werden die Wicklungen, die Wicklungen eines Drahtes sind, um individuelle Zähne des Kerns gewickelt, eine Wicklung pro Zahn. Jede Wicklung hat zwei axiale Bereiche und zwei Querbereiche. Die axialen Bereiche erstrecken sich axial durch den Rotor. Die Querbereiche erstrecken sich in einer Richtung quer zu der Achse des Rotors und verbinden lediglich die axialen Bereiche. Die Querbereiche sind auch als die Wicklungsköpfe bekannt.
  • Wie in 3 gezeigt, weist der Stator das Statorgehäuse 16 und sechs die Statorpole bildende Magnete 20 auf. Der Rotor 15 weist auf: einen Rotorkern 22, der neun T-förmige Zähne 27 hat, Rotorwicklungen 24, die an jedem Zahn gewickelt sind, und einen 18-Lamellen-Kommutator 23.
  • Der Rotorkern 22 wird durch Zusammenstapeln einer Anzahl von Ankerkernen gebildet, die aus Metallblechmaterial wie Baustahl oder Siliciumstahl ausgestanzt sind. Eine isolierende Schicht, bekannt als Spinne, die nicht gezeigt ist, ist an beiden axialen Enden des Stapels von Ankerkernen zum Abschirmen der Wicklungen von jeglichen scharfen Kanten des Rotorkerns angeordnet. Jede Spinne ist aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigt und ist vorzugsweise ein spritzgegossenes Kunststoffteil. Eine Alternative zu der Spinne ist eine Epoxy-Beschichtung, die vor Wicklung der Wicklungen auf den Kern aufgebracht wird. Die Epoxy-Beschichtung ist jedoch teurer und zeitaufwändiger in ihrer Aufbringung.
  • Jeder Zahn 27 ist identisch und hat eine Fläche, die dem Stator über eine Luftlücke hinweg gegenüber liegt. Jeder Zahn 27 hat zwei Nuten 28, die sich axial entlang der Fläche des Zahnes erstrecken. Jedes Paar von Nuten 28 ist in Umlaufrichtung von der Mittellinie des Zahnes gleichmäßig beabstandet.
  • 4 ist ein weiter entwickeltes Wicklungsdiagramm des Motors von 3, wobei die Bauteile des Rotors linear ausgebreitet sind. Die Zähne, Kommutatorlamellen, Bürsten und die Wicklungen sind schematisch gezeigt. Die Zähne T1 bis T9 sind entlang der oberen Reihe flach ausgelegt. Die Kommutatorlamellen C1 bis C18 sind entlang der zweiten Reihe flach ausgelegt. Kommutatorlamellen C1 bis C3 werden an den Enden der Reihe zur Vereinfachung der Zeichnung der Wicklungen wiederholt. Jeder Zahn hat eine Einzelwicklung. Die Wicklungen sind durch Linien W1 bis W9 dargestellt. Bürsten B1 bis B4 sind zwischen den Kommutatorlamellen an dicht beabstandeten Stellen gezeigt.
  • Das Wicklungsverfahren wird im Folgenden beschrieben. Eine Wicklung wird durch Verbindung eines Endes des Ankers mit der Kommutatorlamelle, beispielsweise C1, gestartet. Der Draht wird dann um den Zahn T1 in Uhrzeigerrichtung (englisch: clockwise, CW) gewickelt und an die Kommutatorlamelle C2 angeschlossen, wobei die Wicklung W1 gebildet wird. Der Draht wird dann mit der Lamelle C3 verbunden und zum Bilden der Wicklung W2 in Uhrzeigerrichtung um den Zahn T2 gewickelt und an der Lamelle C4 angeschlossen. Der Draht wird dann mit der Lamelle C5 verbunden, in Umlaufrichtung zum Bilden der Wicklung W3 um den Zahn T3 gewickelt und an die Lamelle C6 angeschlossen. Der Draht wird dann mit der Lamelle C10 verbunden, entgegen dem Uhrzeigersinn (englisch: counter-clockwise, CCW) zum Bilden der Wicklung W4 um den Zahn T4 gewickelt und an die Lamelle C11 angeschlossen. Der Draht wird dann mit der Lamelle C12 verbunden, gegen den Uhrzeigersinn um den Zahn T5 zum Bilden der Wicklung W5 gewickelt, mit der Lamelle C13 verbunden, im Uhrzeigersinn zum Bilden der Wicklung W7 um den Zahn T7 gewickelt, mit der Lamelle C14 verbunden, gegen den Uhrzeigersinn um den Zahn T6 zum Bilden der Wicklung W6 gewickelt, mit der Lamelle C15 verbunden, im Uhrzeigersinn um den Zahn T8 zum Bilden der Wicklung W8 gewickelt und an der Lamelle C16 angeschlossen. Der Draht wird dann mit der Lamelle C17 verbunden, im Uhrzeigersinn um den Zahn T9 zum Bilden der Wicklung W9 gewickelt und an die Lamelle C18 angeschlossen.
  • Wie in 4 gezeigt, sind alle Wicklungen jeweils mit zwei benachbarten Lamellen verbunden. Sechs der Wicklungen sind in einer Vorwärtsrichtung gewickelt, während drei der Wicklungen in der entgegengesetzten Richtung gewickelt sind. Eine der entgegengesetzt gewickelten Wicklungen W6 ist zwischen zwei benachbarten Lamellen C14, C15 verbunden, die mit vorwärtsgewickelten Wicklungen W7, W8 verbunden sind, und eine der vorwärts gewickelten Wicklungen W7 ist zwischen zwei benachbarten Lamellen C13, C14 verbunden, die mit entgegengesetzt gewickelten Wicklungen W5, W6 verbunden sind. Anders ausgedrückt ist die Lamelle C13 sowie die Lamelle C14 direkt mit zwei Wicklungen verbunden. Die beiden direkt mit der Lamelle C13 verbundenen Wicklungen sind jeweils im Uhrzeigersinn bzw. gegen den Uhrzeigersinn gewickelt. Die beiden direkt mit Lamelle C14 verbundenen Wicklungen sind jeweils im Uhrzeigersinn bzw. gegen den Uhrzeigersinn gewickelt.
  • Die Bürsten B1 bis B4 sind nicht gleichmäßig um den Kommutator beabstandet. Für einen 6-Pol-Motor würde man sechs Bürsten erwarten, d. h. drei Paare. Dies ist jedoch teuer und die vorliegende Ausführungsform verwendet vier Bürsten, d. h. zwei Bürstenpaare. Als solche sind die Bürsten in diametrisch gegenüberliegenden Paaren beabstandet, wobei die Paare so beabstandet sind, als ob drei Bürstenpaare vorhanden seien und dann ein Bürstenpaar entfernt wurde, d. h. ein Paar, B1 und B3, ist von dem zweiten Paar, B2 und B4, durch 60° beabstandet. D. h. B1 ist 60° von B2 beabstandet, das 120° von B3 beabstandet ist, das 60° von B4 beabstandet ist, das 120° von B1 beabstandet ist. Die Bürsten B1 und B4 haben die gleiche Polarität und sind elektrisch miteinander verbunden und können beispielsweise die positiven Bürsten sein. Ähnlich haben die Bürsten B2 und B3 die gleiche Polarität und sind elektrisch miteinander verbunden und können beispielsweise die negativen Bürsten sein.
  • Zum Ausgleichen des Verlustes des dritten Bürstenpaares werden sechs Ausgleicher E1 bis E6 verwendet. Jeder Ausgleicher verbindet elektrisch drei gleichmäßig beabstandete Kommutatorlamellen miteinander, wobei dem Motor erlaubt wird, zu arbeiten, als ob er drei Bürstenpaare hätte. Jede der Lamellen, einschließlich der Lamellen C7, C8 oder C9, die nicht direkt mit einer der Wicklungen verbunden sind, ist mit einem Ausgleicher verbunden, wobei die Lamellen C7, C8 und C9 indirekt mit Wicklungen über die Ausgleicher verbunden sind. In der vorliegenden Ausführungsform sind drei Lamellen C1, C7 und C13 mit Ausgleicher E1 verbunden und drei Wicklungen W1, W5 und W7 sind mit drei Lamellen verbunden. Drei Lamellen C2, C8 und C14 sind mit Ausgleicher E2 verbunden und drei Wicklungen W1, W6 und W7 sind mit den drei Lamellen verbunden usw. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Anzahl von Lamellen, die mit dem gleichen Ausgleicher verbunden ist, drei, was gleich ist zu der Anzahl der Wicklungen, die mit den Lamellen verbunden sind.
  • Obwohl theoretisch ein Einzelpaar von Bürsten verwendet werden könnte, verringert die Verwendung von zwei Bürstenpaaren den maximalen durch jede Bürste fließenden Strom, was die Verwendung von Bürsten mit kleineren Querschnittsflächen erlaubt oder einfach die Stromdichte in den Bürsten verringert. Die Ausgleicher können extern sein, aber sie sind vorzugsweise in dem Körper des Kommutators angeordnet.
  • 5 und 6 zeigen eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Motor ist ein 8-Pol(8 Stator-Pole)-12-Schlitz(12 Rotor-Pole)-24-Stab(24 Kommutatorlamellen)-PMDC-Motor. Bei einem 8-Pol-Motor würde man acht Bürsten erwarten, d. h. vier Paare. Diese Ausführungsform jedoch verwendet vier Bürsten, d. h. zwei Bürstenpaare. Die Bürsten sind in Umlaufrichtung um den Kommutator beabstandet und die diagonal gegenüberliegenden Bürsten sind elektrisch miteinander verbunden. Die Beabstandung der Bürsten ist so als gäbe es vier Paare diagonal gegenüberliegender Bürsten, die gleichmäßig um den Kommutator beabstandet sind und als wären dann zwei der Bürstenpaare entfernt worden. Daher können die übrigbleibenden Bürstenpaare, wie in 6 schematisch gezeigt, mit 45° beabstandet sein. Die diagonal gegenüberliegenden Bürsten sind elektrisch miteinander verbunden, d. h. Bürsten B1 und B3 haben dieselbe Polarität und sind beispielsweise die positiven Bürsten und Bürsten B2 und B4 sind elektrisch miteinander verbunden und sind beispielsweise die negativen Bürsten.
  • Der Stator weist ein Statorgehäuse und acht Magnetpole auf. Der Rotor weist einen Rotorkern auf, der zwölf Zähne, zwölf Wicklungen und einen Kommutator mit 24 Lamellen hat.
  • 6 ist ein weiterentwickeltes Wicklungsdiagramm des Ankers von 5, ähnlich zu dem von 4. Die Zähne, Kommutatorlamellen, Bürsten und die Wicklungen sind schematisch gezeigt. Die Zähne T1 bis T12 sind entlang der obersten Reihe flach ausgelegt. Die Kommutatorlamellen C1 bis C24 sind entlang der zweiten Reihe flach ausgelegt. Kommutatorlamellen C23 und C24 werden an dem Beginn der Reihe zur Vereinfachung der Zeichnungen der Wicklungen wiederholt. Die Wicklungen werden durch Linien W1 bis W12 dargestellt. Jeder Zahn hat eine Einzelwicklung und jede Wicklung ist um einen einzelnen Zahn gewickelt. Bürsten B1 bis B4 sind neben den Kommutatorlamellen an nah beabstandeten Stellen gezeigt.
  • Das Wicklungsverfahren wird im Folgenden beschrieben. Eine Wicklung wird durch Verbinden eines Endes des Ankersdrahts mit einer Kommutatorlamelle, beispielsweise C24, gestartet. Der Draht wird dann um den Zahn T2 entgegen dem Uhrzeigersinn zum Bilden der Wicklung W2 gewickelt, mit der Lamelle C1 verbunden, dann um den Zahn T1 im Uhrzeigersinn zum Bilden der Wicklung W1 gewickelt und dann an die Lamelle C2 angeschlossen. Der Draht wird dann mit der Lamelle C4 verbunden, um den Zahn T4 entgegen dem Uhrzeigersinn zum Bilden der Wicklung W4 gewickelt, mit der Lamelle C5 verbunden, dann um den Zahn T3 im Uhrzeigersinn zum Bilden der Wicklung W3 gewickelt und an die Lamelle C6 angeschlossen. Der Draht wird dann mit der Lamelle C8 verbunden, um den Zahn T6 entgegen dem Uhrzeigersinn zum Bilden der Wicklung W6 gewickelt, mit der Lamelle C9 verbunden, dann um den Zahn T5 im Uhrzeigersinn zum Bilden der Wicklung W5 gewickelt und an die Lamelle C10 angeschlossen. Der Draht wird dann mit der Lamelle C12 verbunden, um den Zahn T8 entgegen dem Uhrzeigersinn zum Bilden der Wicklung W8 gewickelt, mit der Lamelle C13 verbunden, dann um den Zahn T4 in Uhrzeigerrichtung zum Bilden der Wicklung W7 gewickelt und dann an die Lamelle C14 angeschlossen. Der Draht wird dann mit der Lamelle C16 verbunden, um den Zahn T10 entgegen dem Uhrzeigersinn zum Bilden der Wicklung W10 gewickelt, mit der Lamelle C17 verbunden, dann um den Zahn T9 im Uhrzeigersinn zum Bilden der Wicklung W9 gewickelt und an die Lamelle C18 angeschlossen. Der Draht wird dann mit der Lamelle C20 verbunden, um den Zahn T12 entgegen dem Uhrzeigersinn zum Bilden der Wicklung W12 gewickelt, mit der Lamelle C21 verbunden, dann um den Zahn T11 im Uhrzeigersinn zum Bilden der Wicklung W11 gewickelt und an die Lamelle C22 angeschlossen.
  • Zum Ausgleich des Verlustes des dritten und vierten Bürstenpaares gibt es sechs Ausgleicher E1 bis E6, wobei jeder vier Kommutatorlamellen miteinander verbindet. Daher ist jede Lamelle elektrisch mit einer anderen um 90° beabstandeten Lamelle verbunden, wobei dem Motor erlaubt wird, zu arbeiten, als ob er vier Bürstenpaare habe. Beispielsweise sind die Lamellen C1, C7, C13 und C19 über Ausgleicher E1 elektrisch miteinander verbunden und Wicklungen W1, W2, W7 und W8 sind mit vier Lamellen elektrisch verbunden usw.
  • Mit zwei Bürstenpaaren stellen die Ausgleicher den Lamellen, die in Kontakt mit den fehlenden Bürsten sein sollten, Energie zur Verfügung und erlauben so dem Motor, zu arbeiten, als ob er vier Bürstenpaare habe. Daher sind die Bürstenpaare elektrisch parallel verbunden, um die Ladung zu teilen, und die Ausgleicher verhindern, dass Probleme aufgrund zwischen den Bürsten fließendem Strom auftreten. Die Verwendung von Ausgleichern erlaubt dem Motor, ein, zwei oder drei Bürstenpaare zu verwenden, obwohl zwei Paare bevorzugt sind.
  • Wie in 6 zu sehen, sind die Wicklungen als sequenzielle Paare gewickelt, die mit sequenziellen Lamellen des Kommutators verbunden sind. Eine Wicklung jedes Paares ist im Uhrzeigersinn gewickelt, während die andere Wicklung des Paares gegen den Uhrzeigersinn gewickelt ist. Auch sind die Lamellen, mit denen die Wicklung jedes Wicklungspaares verbunden sind, physikalisch sequenziell gegenüberliegend. Die Wicklungspaare sind mit drei sequenziellen Lamellen verbunden und die linke Wicklung der Wicklungspaare ist mit den Lamellen auf der rechten Seiten der benachbarten Lamellen verbunden, mit welchen die Wicklungen verbunden sind.
  • Der Betrieb des Motors wird im Folgenden beschrieben. Wenn die Motoranschlüsse mit Energie versorgt werden, fließt Strom durch ausgewählte Wicklungen, weil die Bürsten ausgewählte Lamellen kontaktieren. Der Strom fließt durch eine Bürste, durch eine Lamelle und dann durch verschiedene Wicklungen zum Bilden der Magnetkraft, die zum Antreiben des Rotors in Verbindung mit dem Magneten des Stators benötigt wird. Während die Energie von den positiven Bürsten zu den negativen Bürsten fließt, werden manche Zähne (Rotorpole) zu Nordpolen und manche Zähne (Rotorpole) zu Südpolen, die mit den Statorpolen zum Antreiben des Rotors reagieren.
  • Nimmt man die erste Ausführungsform von 3 und 4 als erstes Beispiel und nimmt an, dass die Bürsten B1 und B4 die positiven Bürsten sind, wobei die Bürste B1 die Lamelle C1 kontaktiert und die Bürste B4 die Lamelle C13 kontaktiert, und dass die Bürsten B2 und B3 die negativen Bürsten sind, wobei die Bürste B2 die Lamelle C4 kontaktiert und die Bürste B3 die Lamelle C10 kontaktiert, werden die Stromwege und das resultierende magnetische Feld im Folgenden beschrieben.
  • Der Strom fließt durch die positiven Bürsten B1, B4 durch die Lamellen C1, C7, C13 in zwei parallele Pfade, einer durch die Wicklungen W1/W7 (W1 und W7 sind durch Ausgleicher E1, E2 parallel miteinander verbunden), W6, W2/W8 (W2 und W8 sind durch Ausgleicher E3, E4 parallel miteinander verbunden), der andere durch die Wicklungen W5, W3/W9 (W3 und W9 sind durch Ausgleicher E5, E6 parallel miteinander verbunden), W4 und durch die Lamellen C4, C10, C16 zu negativen Bürsten B2, B3.
  • Dies erzeugt die folgenden Magnetpole an dem Rotor. Die Zähne T3, T6, T9 werden zu Nordpolen und die Zähne T1, T2, T4, T5, T7 und T8 werden zu Südpolen, die mit den Statorpolen reagieren, um so den Rotor gegen den Uhrzeigersinn zum Drehen zu bringen.
  • Wenn der Rotor sich dreht, bewegen sich die Bürsten über den Kommutator, kommen in Kontakt mit aufeinander folgenden Lamellen und erzeugen den darauf folgenden Wechsel des Magnetfeldes des Rotors.
  • Wenn die Bürste B1 die Lamellen C1, C2 kontaktiert, die Bürste B4 die Lamellen C13, C14 kontaktiert, die Bürste B2 die Lamellen C4, C5 kontaktiert und die Bürste B3 die Lamellen C11, C12 kontaktiert, werden die Zähne T3, T6, T9 zu Nordpolen und die Zähne T2, T5, T8 werden zu Südpolen, die mit den Statorpolen reagieren, um weiterhin den Rotor entgegen dem Uhrzeigersinn anzutreiben.
  • Wenn die Bürste B1 die Lamelle C2 kontaktiert, die Bürste B4 die Lamelle C14 kontaktiert, die Bürste B2 die Lamelle C5 kontaktiert und die Bürste B3 die Lamelle C11 kontaktiert, werden die Zähne T1, T3, T4, T6, T7, T9 zu Nordpolen und die Zähne T2, T5, T8 werden zu Südpolen, die mit den Statorpolen reagieren, um den Rotor entgegen dem Uhrzeigersinn anzutreiben.
  • Wenn die Bürste B1 die Lamellen C2, C3 kontaktiert, die Bürste B4 die Lamellen C14, C15 kontaktiert, die Bürste B2 die Lamellen C5, C6 kontaktiert und die Bürste B3 die Lamellen C11, C12 kontaktiert, werden die Zähne T1, T4, T7 zu Nordpolen und die Zähne T2, T5, T8 werden zu Südpolen, die mit den Statorpolen reagieren, um den Rotor entgegen dem Uhrzeigersinn anzutreiben.
  • Wenn die Bürste B1 die Lamelle C3 kontaktiert, die Bürste B4 die Lamelle C15 kontaktiert, die Bürste B2 die Lamelle C6 kontaktiert und die Bürste B3 die Lamelle C12 kontaktiert, werden die Zähne T1, T4, T7 zu Nordpolen und die Zähne T2, T3, T5, T6, T8, T9 werden zu Südpolen, die mit den Statorpolen reagieren, um den Rotor entgegen dem Uhrzeigersinn anzutreiben.
  • Wenn die Bürste B1 die Lamellen C3, C4 kontaktiert, die Bürste B4 die Lamellen C15, C16 kontaktiert, die Bürste B2 die Lamellen C6, C7 kontaktiert und die Bürste B3 die Lamellen C12, C13 kontaktiert, werden die Zähne T1, T4, T7 zu Nordpolen und die Zähne T3, T6, T9 werden zu Südpolen, die mit den Statorpolen reagieren, um den Rotor entgegen dem Uhrzeigersinn anzutreiben.
  • Wenn die Bürste B1 die Lamelle C4 kontaktiert, die Bürste B4 die Lamelle C16 kontaktiert, die Bürste B2 die Lamelle C7 kontaktiert und die Bürste B3 die Lamelle C13 kontaktiert, werden die Zähne T1, T2, T4, T5, T7, T8 zu Nordpolen und die Zähne T3, T6, T7 werden zu Südpolen, die mit den Statorpolen reagieren, um den Rotor entgegen dem Uhrzeigersinn anzutreiben.
  • Wenn die Bürste B1 die Lamellen C4, C5 kontaktiert und die Bürste B4 die Lamellen C16, C17 kontaktiert, die Bürste B2 die Lamellen C7, C8 kontaktiert und die Bürste B3 die Lamellen C13, C14 kontaktiert, werden die Zähne T2, T5, T8 zu Nordpolen und die Zähne T3, T6, T9 werden zu Südpolen, die mit den Statorpolen reagieren, um den Rotor entgegen dem Uhrzeigersinn anzutreiben.
  • Wenn die Bürste B1 die Lamelle C5 kontaktiert, die Bürste B4 die Lamelle C17 kontaktiert, die Bürste B2 die Lamelle C8 kontaktiert und die Bürste B3 die Lamelle C14 kontaktiert, werden die Zähne T2, T5, T8 zu Nordpolen und die Zähne T1, T3, T4, T6, T7, T9 werden zu Südpolen, die mit den Statorpolen reagieren, um den Rotor entgegen dem Uhrzeigersinn anzutreiben.
  • Wenn die Bürste B1 die Lamellen C5, C6 kontaktiert, die Bürste B4 die Lamellen C17, C18 kontaktiert, die Bürste B2 die Lamellen C8, C9 kontaktiert und die Bürste B3 die Lamellen C14, C15 kontaktiert, werden die Zähne T2, T5, T8 zu Nordpolen und die Zähne T1, T4, T7 werden zu Südpolen, die mit den Statorpolen reagieren, um den Rotor entgegen dem Uhrzeigersinn anzutreiben.
  • Wenn die Bürste B1 die Lamelle C6 kontaktiert, die Bürste B4 die Lamelle C18 kontaktiert, die Bürste B2 die Lamelle C9 kontaktiert und die Bürste B3 die Lamelle C15 kontaktiert, werden die Zähne T2, T3, T5, T6, T8, T9 zu Nordpolen und die Zähne T1, T4, T7 werden zu Südpolen, die mit den Statorpolen reagieren, um den Rotor entgegen dem Uhrzeigersinn anzutreiben.
  • Wenn die Bürste B1 die Lamellen C6, C7 kontaktiert, die Bürste B4 die Lamellen C18, C1 kontaktiert, die Bürste B2 die Lamellen C9, C10 kontaktiert und die Bürste B3 die Lamellen C15, C16 kontaktiert, werden die Zähne T3, T6, T9 zu Nordpolen und die Zähne T1, T4, T7 werden zu Südpolen, die mit den Statorpolen reagieren, um den Rotor entgegen dem Uhrzeigersinn zum Drehen anzutreiben.
  • Wenn der Rotor sich weiter bewegt, kontaktiert die Bürste B1 die Lamelle C7, die Bürste B4 kontaktiert die Lamelle C1, die Bürste B2 kontaktiert die Lamelle C10 und die Bürste B3 kontaktiert die Lamelle C16 und der Kreislaufwiederholt sich aufgrund der Ausgleicher.
  • Betrachtet man nun die zweite Ausführungsform von 5 und 6 als zweites Beispiel und nimmt an, dass die Bürsten B1 und B3 die positiven Bürsten sind, wobei die Bürste B1 die Lamelle C1 kontaktiert und die Bürste B3 die Lamelle C13 kontaktiert, und die Bürsten B2 und B4 die negativen Bürsten sind, wobei die Bürste B2 die Lamelle C4 kontaktiert und die Bürste B4 die Lamelle C16 kontaktiert, werden im Folgenden die Stromwege und die resultierenden magnetischen Felder beschrieben.
  • Der Strom fließt durch die positiven Bürsten B1, B3 durch die Lamellen C1, C7, C13, C19 in vier parallele Pfade, einer durch die Wicklungen W1, W6, W5, ein anderer durch die Wicklungen W7, W12, W11, ein dritter durch die Wicklungen W2, W7, W10 und der vierte durch die Wicklungen W8, W3, W4, und durch die Lamellen C4, C10, C16, C22 zu den negativen Bürsten B2, B4.
  • Dieses erzeugt die nachfolgenden Magnetpole an dem Rotor. Die Zähne T3, T6, T9 und T12 werden zu Nordpolen und die Zähne T1, T2, T4, T5, T7, T8, T10 und T11 werden zu Südpolen, die mit den Statorpolen reagieren, um zu bewirken, dass der Rotor sich entgegen dem Uhrzeigersinn dreht.
  • Wenn der Rotor dreht, bewegen sich die Bürsten über den Kommutator dreht, schließen Kontakt mit aufeinander folgenden Lamellen und erzeugen den folgenden Wechsel in dem magnetischen Feld des Rotors.
  • Wenn die Bürste B1 die Lamellen C1, C2 kontaktiert, die Bürste B3 die Lamellen C13, C14 kontaktiert, die Bürste B2 die Lamellen C4, C5 kontaktiert und die Bürste B4 die Lamellen C16, C17 kontaktiert, werden die Zähne T3, T6, T9, T12 zu Nordpolen und die Zähne T2, T5, T8, T11 werden zu Südpolen, die mit den Statorpolen reagieren, um damit fortzufahren, den Rotor entgegen dem Uhrzeigersinn anzutreiben.
  • Wenn die Bürste B1 die Lamelle C2 kontaktiert, die Bürste B3 die Lamelle C14 kontaktiert, die Bürste B2 die Lamelle C5 kontaktiert und die Bürste B4 die Lamelle C17 kontaktiert, werden die Zähne T1, T3, T4, T6, T7, T9, T10, T12 zu Nordpolen und die Zähne T2, T5, T8, T11 werden zu Südpolen, die mit den Statorpolen reagieren, um den Rotor entgegen dem Uhrzeigersinn anzutreiben.
  • Wenn die Bürste B1 die Lamellen C2, C3 kontaktiert, die Bürste B3 die Lamellen C14, C15 kontaktiert, die Bürste B2 die Lamellen C5, C6 kontaktiert und die Bürste B4 die Lamellen C17, C18 kontaktiert, werden die Zähne T1, T4, T7, T10 zu Nordpolen und die Zähne T2, T5, T8, T11 werden zu Südpolen, die mit den Statorpolen reagieren, um den Rotor entgegen dem Uhrzeigersinn anzutreiben.
  • Wenn die Bürste B1 die Lamelle C3 kontaktiert, die Bürste B3 die Lamelle C15 kontaktiert, die Bürste B2 die Lamelle C6 kontaktiert und die Bürste B4 die Lamelle C18 kontaktiert, werden die Zähne T1, T4, T7, T10 zu Nordpolen und die Zähne T2, T3, T5, T6, T8, T9, T11, T12 werden zu Südpolen, die mit den Statorpolen reagieren, um den Rotor entgegen dem Uhrzeigersinn anzutreiben.
  • Wenn die Bürste B1 die Lamellen C3, C4 kontaktiert, die Bürste B3 die Lamellen C15, C16 kontaktiert, die Bürste B2 die Lamellen C6, C7 kontaktiert und die Bürste B4 die Lamellen C18, C19 kontaktiert, werden die Zähne T1, T4, T7, T10 zu Nordpolen und die Zähne T3, T6, T9, T12 werden zu Südpolen, die mit den Statorpolen reagieren, um den Rotor entgegen dem Uhrzeigersinn anzutreiben.
  • Wenn die Bürste B1 die Lamelle C4 kontaktiert, die Bürste B3 die Lamelle C16 kontaktiert, die Bürste B2 die Lamelle C7 kontaktiert und die Bürste B4 die Lamelle C19 kontaktiert, werden die Zähne T1, T2, T4, T5, T7, T8, T10, T11 zu Nordpolen und die Zähne T3, T6, T9, T12 werden zu Südpolen, die mit den Statorpolen reagieren, um den Rotor entgegen dem Uhrzeigersinn anzutreiben.
  • Wenn die Bürste B1 die Lamellen C4, C5 kontaktiert, die Bürste B3 die Lamellen C16, C17 kontaktiert, die Bürste B2 die Lamellen C7, C8 kontaktiert und die Bürste B4 die Lamellen C19, C20 kontaktiert, werden die Zähne T2, T5, T8, T11 zu Nordpolen und die Zähne T3, T6, T9, T12 werden zu Südpolen, die mit den Statorpolen reagieren, um den Rotor entgegen dem Uhrzeigersinn anzutreiben.
  • Wenn die Bürste B1 die Lamelle C5 kontaktiert, die Bürste B3 die Lamelle C17 kontaktiert, die Bürste B2 die Lamelle C8 kontaktiert und die Bürste B4 die Lamelle C20 kontaktiert, werden die Zähne T2, T5, T8, T11 zu Nordpolen und die Zähne T1, T3, T4, T6, T7, T9, T10, T12 zu Südpolen, die mit den Statorpolen reagieren, um den Rotor entgegen dem Uhrzeigersinn anzutreiben.
  • Wenn die Bürste B1 die Lamellen C5, C6 kontaktiert, die Bürste B3 die Lamellen C17, C18 kontaktiert, die Bürste B2 die Lamellen C8, C9 kontaktiert und die Bürste B4 die Lamellen C20, C21 kontaktiert, werden die Zähne T2, T5, T8, T11 zu Nordpolen und die Zähne T1, T4, T7, T10 werden zu Südpolen, die mit den Statorpolen reagieren, um den Rotor entgegen dem Uhrzeigersinn anzutreiben.
  • Wenn die Bürste B1 die Lamelle C6 kontaktiert, die Bürste B3 die Lamelle C18 kontaktiert, die Bürste B2 die Lamelle C9 kontaktiert und die Bürste B4 die Lamelle C21 kontaktiert, werden die Zähne T2, T3, T5, T6, T8, T9, T11, T12 zu Nordpolen und die Zähne T1, T4, T7, T10 werden zu Südpolen, die mit den Statorpolen reagieren, um den Rotor entgegen dem Uhrzeigersinn anzutreiben.
  • Wenn die Bürste B1 die Lamellen C6, C7 kontaktiert, die Bürste B3 die Lamellen C18, C19 kontaktiert, die Bürste B2 die Lamellen C9, C10 kontaktiert und die Bürste B4 die Lamellen C21, C22 kontaktiert, werden die Zähne T3, T6, T9, T12 zu Nordpolen und die Zähne T1, T4, T7, T10 werden zu Südpolen, die mit den Statorpolen reagieren, um den Rotor entgegen dem Uhrzeigersinn anzutreiben.
  • Wenn der Rotor fortfährt, sich zu bewegen, kontaktiert die Bürste B1 die Lamelle C7, die Bürste B3 kontaktiert die Lamelle C19, die Bürste B2 kontaktiert die Lamelle C10 und die Bürste B4 kontaktiert die Lamelle C22 und der Kreislauf wiederholt sich aufgrund der Ausgleicher.
  • Mit dieser einzigartigen und neuen Wicklungsgestaltung wird das Kupfergewicht verringert, die Effizienz wird verbessert oder das Stahlgewicht kann bei gleicher Leistungsfähigkeit weiter verringert werden, die axiale Länge des Ankers und des Motors werden verringert und die Gesamtmotorkosten werden minimiert.
  • Bestimmte Ausführungsformen dieser Erfindung sind insbesondere geeignet zum Gebrauch als Motoren zum Antreiben des Gebläses eines Kühlgebläsemoduls, das in Fahrzeugen zum Kühlen des Radiators und/oder des Kondensators einer Klimaanlageneinheit verwendet wird.
  • In der Beschreibung und den Ansprüchen der vorliegenden Erfindung werden die Verben „aufweisen”, „umfassen” und „haben” und ihre Abwandlungen verwendet, um anzuzeigen, dass ein Objekt oder Objekte des Verbes nicht notwendigerweise eine vollständige Auflistung von Elementen, Bauteilen, Bestandteilen und Teilen der Bedeutung oder Bedeutungen des Verbes sind.
  • Obwohl die Erfindung mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben ist, ist es für den Fachmann offensichtlich, dass verschiedene Modifikationen möglich sind. Daher wird der Rahmen der Erfindung nur durch Bezug auf die nachfolgenden Ansprüche bestimmt.
  • Beispielsweise kann die Erfindung, obwohl die Motoren der bevorzugten Ausführungsformen Bürstenträger mit nur vier Bürsten und der Verwendung von Ausgleichern zeigen, ohne die Verwendung von Ausgleichern und mit der gleichen Anzahl von Bürsten wie vorhandenen Statorpolen eingesetzt werden. In diesem Fall wären die Bürsten gleichmäßig um den Kommutator in Umlaufrichtung beabstandet.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - EP 1093208 [0005]

Claims (12)

  1. Gleichstrommotor mit: einem Statorgehäuse (16), welches einen Permanentmagnetstator mit 2n Statorpolen aufnimmt; einem drehbar gegenüberliegend dem Stator befestigten Rotor (15), wobei der Rotor eine Welle (21), einen an der Welle befestigten Rotorkern (22), einen an der Welle benachbart zu einem Ende des Rotorkerns (22) befestigten Kommutator (23) und um Zähne (27) des Rotorkerns (22) gewickelte Wicklungen (24) aufweist, die elektrisch mit Lamellen des Kommutators (23) verbunden sind; und einen Bürstenträger mit einer Mehrzahl von Bürsten (26) in Gleitkontakt mit dem Kommutator (23) zum Übertragen von elektrischer Energie auf die Wicklungen (24), dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorkern (22) m Rotorzähne (27) hat und die Rotorwicklung (24) m Wicklungen hat, wobei jede Wicklung um einen entsprechenden einzelnen Rotorzahn (27) gewickelt ist und jeder Rotorzahn (27) eine der Wicklungen hält und der Kommutator (23) 2m Lamellen hat, wobei jede Wicklung mit einem entsprechenden Paar von Kommutatorlamellen verbunden ist und wenigstens eine Lamelle direkt mit nur einer der Wicklungen verbunden ist, wobei wenigstens eine Lamelle direkt mit zwei der Wicklungen verbunden ist und wenigstens eine Lamelle mit keiner der Wicklungen direkt verbunden ist.
  2. Motor nach Anspruch 1, wobei jede der Wicklungen mit einem entsprechenden Paar von benachbarten Kommutatorlamellen verbunden ist.
  3. Motor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Wicklung (24) derart angeordnet ist, dass jede Wicklung an einem Ende mit einer in entgegengesetzter Richtung gewickelten Wicklung verbunden ist.
  4. Motor nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die beiden direkt mit einer gleichen Kommutatorlamelle verbundenen Wicklungen in entgegengesetzte Richtungen gewickelt sind.
  5. Motor nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, wobei jede Wicklung mit einer anderen um einen benachbarten Zahn (27) gewickelten Wicklung verbunden ist.
  6. Motor nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die beiden direkt mit einer gleichen Kommutatorlamelle verbundenen Wicklungen jeweils um zwei benachbarte Zähne (27) gewickelt sind.
  7. Motor nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei m gleich 3n ist.
  8. Motor nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der Bürstenträger weniger als n Bürstenpaare (26) hat.
  9. Motor nach Anspruch 8, wobei der Rotor (15) eine Mehrzahl von ausgewählten Lamellen des Kommutators (23) elektrisch verbindenden Ausgleichern hat und wobei die wenigstens eine mit keiner der Wicklungen direkt verbundene Lamelle mit wenigstens einer der Wicklungen über einen entsprechenden Ausgleicher verbunden ist.
  10. Motor nach Anspruch 9, wobei der Motor sechs Statorpole (20), neun Zähne (27) und vier ungleichmäßig in Umlaufrichtung um den Kommutator (23) beabstandete Bürsten (26) hat und der Kommutator achtzehn Lamellen und sechs Ausgleicher hat, wobei jeder der Ausgleicher eine entsprechende Gruppe von vier der Lamellen elektrisch miteinander verbindet, wobei die vier Lamellen in Umlaufrichtung um den Kommutator (23) gleichmäßig beabstandet sind.
  11. Motor nach Anspruch 9, wobei der Bürstenträger vier Bürsten (26) hat, wobei der Rotor zwölf Zähne (27) hat und der Stator acht Statorpole (20) hat, wobei die Bürsten ungleichmäßig um den Kommutator (23) beabstandet sind und der Kommutator vierundzwanzig Lamellen und sechs Ausgleicher hat, wobei jeder Ausgleicher eine entsprechende Gruppe aus vier der Lamellen elektrisch miteinander verbindet, wobei die vier Lamellen gleichmäßig in Umlaufrichtung um den Kommutator (23) beabstandet sind.
  12. Kühlgebläsemodul für einen Verbrennungsmotor eines Fahrzeuges mit einem Gebläse (13), einem Gleichstrommotor (12), einem Gehäuse (11) und einem Gleichstrommotor (12) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Gebläse durch den Gleichstrommotor angetrieben wird und der Motor durch das Gehäuse gehalten wird.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014010696A1 (de) * 2014-07-18 2016-01-21 Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg Kühlerzarge und Verfahren zur Herstellung einer Kühlerzarge

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102403858B (zh) * 2010-09-17 2016-01-06 德昌电机(深圳)有限公司 一种永磁直流有刷电机
CN102142723A (zh) * 2010-11-22 2011-08-03 常州市裕成富通电机有限公司 电动车用电机定子及其绕组的半匝绕制方法
DE102012100666A1 (de) * 2011-01-27 2012-08-02 Johnson Electric S.A. Elektromotor
CN201975875U (zh) * 2011-01-27 2011-09-14 德昌电机(深圳)有限公司 电动工具及其永磁电机
CN102280984B (zh) * 2011-08-11 2013-05-08 张家港朗信电气有限公司 汽车发动机冷却风扇用直流电机
CN102983645B (zh) * 2011-09-02 2017-09-01 德昌电机(深圳)有限公司 有刷电机、风扇、电机转子及其形成方法
TW201330466A (zh) * 2011-10-12 2013-07-16 Gogoro Inc 電裝置驅動總成及電裝置驅動之冷卻系統
JP2018529302A (ja) 2015-08-11 2018-10-04 ジェネシス ロボティクス エルエルピー 電気機械
US11139707B2 (en) 2015-08-11 2021-10-05 Genesis Robotics And Motion Technologies Canada, Ulc Axial gap electric machine with permanent magnets arranged between posts
US10404147B2 (en) * 2016-03-28 2019-09-03 Johnson Electric International AG Stator, single phase motor and fan
CN105790523A (zh) * 2016-05-11 2016-07-20 山东理工大学 电磁与内置径向永磁钢混合励磁发电机生产方法
US11043885B2 (en) 2016-07-15 2021-06-22 Genesis Robotics And Motion Technologies Canada, Ulc Rotary actuator
JPWO2018056318A1 (ja) * 2016-09-21 2019-03-28 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 電動モータ用のロータ
CN107104535A (zh) * 2017-05-19 2017-08-29 钱士祥 低压四极三段式直流电动机
US20200204026A1 (en) * 2018-12-20 2020-06-25 Massachusetts Institute Of Technology Asymmetrical Winding Configuration For An Electric Motor Drive
CN112910192B (zh) * 2021-02-25 2022-05-24 浙江宝捷机电有限公司 一种电机铁芯及其加工装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1093208A2 (de) 1999-10-11 2001-04-18 GATE S.p.A. Anker und Ankerblechzusammenbau für eine elektrische Maschine, insbesondere für einen Gleichstrommotor mit einem Kommutator

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4583016A (en) * 1983-06-28 1986-04-15 Itsuki Ban Direct current motor
JPS61112556A (ja) * 1984-10-11 1986-05-30 Mitsubishi Electric Corp 直流回転機
JP2535181B2 (ja) * 1987-09-30 1996-09-18 株式会社シコー技研 電機子巻線が重畳しない5相の直流電動機
US6891304B1 (en) * 2000-09-06 2005-05-10 Quebec Metal Powders Limited Brush DC motors and AC commutator motor structures with concentrated windings
CN1203604C (zh) * 2003-05-19 2005-05-25 清华大学 多相直流电动机的电源换向装置
JP4025250B2 (ja) * 2003-06-17 2007-12-19 ヤマハモーターエレクトロニクス株式会社 直流電動機
DE10361811A1 (de) * 2003-12-30 2005-07-28 Robert Bosch Gmbh Elektrische Maschine mit Kommutatorläufer
JP4768246B2 (ja) * 2004-09-24 2011-09-07 ヤマハモーターエレクトロニクス株式会社 ブラシ付きインナーマグネットモータ
DE102004055317A1 (de) * 2004-11-16 2006-05-24 Bosch Rexroth Aktiengesellschaft Elektrische Drehfeldmaschine und Primärteil
JP2007202391A (ja) * 2005-12-28 2007-08-09 Mitsuba Corp 速度切り替え式モータ
JP5032264B2 (ja) * 2006-10-23 2012-09-26 アスモ株式会社 直流モータ
JP4886469B2 (ja) * 2006-10-30 2012-02-29 株式会社ミツバ 直流モータのアーマチュア、直流モータ及び直流モータのアーマチュア巻線方法
CN101267130B (zh) * 2007-03-16 2013-03-13 德昌电机股份有限公司 电枢叠片

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1093208A2 (de) 1999-10-11 2001-04-18 GATE S.p.A. Anker und Ankerblechzusammenbau für eine elektrische Maschine, insbesondere für einen Gleichstrommotor mit einem Kommutator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014010696A1 (de) * 2014-07-18 2016-01-21 Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg Kühlerzarge und Verfahren zur Herstellung einer Kühlerzarge

Also Published As

Publication number Publication date
CN101783567A (zh) 2010-07-21
JP5743409B2 (ja) 2015-07-01
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US8125112B2 (en) 2012-02-28

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