DE1135083B

DE1135083B - Commutatorless electric direct current motor controllable with break contacts with a rotor made of permanent magnet material

Info

Publication number: DE1135083B
Application number: DEB45657A
Authority: DE
Inventors: Max Baermann
Original assignee: Max Baermann GmbH
Current assignee: Max Baermann GmbH
Priority date: 1957-08-10
Filing date: 1957-08-10
Publication date: 1962-08-23
Also published as: CH363078A

Description

Kollektorloser mit Unterbrecherkontakten steuerbarer elektrischer Gleichstrommotor mit einem Rotor aus Dauermagnetwerkstoff Die Erfindung bezieht sich auf einen kollektorlosen mit Unterbrecherkontakten steuerbaren elektrischen Gleichstrommotor mit einem Rotor aus Dauermagnetwerkstoff, der zwischen den elektromagnetisch erregten Feldpolen eines Stators drehbar angeordnet ist. Diese Motoren arbeiten nach dem Magnetmotorprinzip, das auf der Anziehung und Abstoßung von sich im Stator und Rotor gegenüberstehenden ungleichnamigen und gleichnamigen Polen beruht.Collectorless electrical controllable with break contacts DC motor with a rotor made of permanent magnet material The invention relates on a brushless electrical controllable with break contacts DC motor with a rotor made of permanent magnet material, which is placed between the electromagnetically excited field poles of a stator is rotatably arranged. These engines work according to the magnetic motor principle, which is based on the attraction and repulsion of itself in the stator and rotor is based on opposite poles of the same name and of the same name.

Es ist bereits bekannt, bei Sahrittschaltwerken, die durch elektrische Impulse betätigt werden und als Antriebe von Zeitmeßgeräten, Impulszählern u. dgl. Anwendung finden, im magnetischen Kreis des Stators einen Dauermagneten anzuordnen, der eine Vormagnetisierung hervorruft, die dem von den Feldspulen erzeugten Fluß entgegengerichtet ist. Wird eine derartige Vorrichtung mit Stromimpulsen gleicher Richtung betrieben, so erfolgt eine schrittweise Drehbewegung des Rotors, die sich aus einer Halbdrehung des Rotors, hervorgerufen durch den Stromimpuls, und einer weiteren Halbdrehung, hervorgerufen durch die Vormagnetisierung des Dauermagneten, zusammensetzt.It is already known in Sahrittschaltwerke that by electrical Pulses are actuated and used as drives for timing devices, pulse counters and the like. Find application to arrange a permanent magnet in the magnetic circuit of the stator, which causes a bias, the flux generated by the field coils is opposite. If such a device with current pulses becomes the same Direction operated, there is a gradual rotary movement of the rotor, which is from a half-turn of the rotor, caused by the current pulse, and one further half-turn, caused by the premagnetization of the permanent magnet, composed.

Bei derartigen Antrieben sind zur Erzeugung der Stromimpulse komplizierte Impulsgebevo:rrichtungen erforderlich. Eine bekannte Steuervorrichtung zur Erzeugung des intermittierenden Stromes besteht beispielsweise aus einer schwingenden Zunge, die auf einem Träger befestigt und an ihren freien Enden mit einem Permanentmagneten versehen ist. Die Polenden des Magneten schwingen im Innern von hohlen Spulen aus isoliertem Kupferdraht, wobei das eine Ende mit dem einen Pol einer Batterie und zwei Transistoren verbunden ist, während das andere Ende der Feldspule mit dem anderen Pol der Batterie und dem Kollektor der Transistoren in Verbindung steht.Such drives are complicated to generate the current pulses Impulse generators required. A known control device for generation of the intermittent current consists, for example, of a vibrating tongue, which are attached to a carrier and at their free ends with a permanent magnet is provided. The pole ends of the magnet oscillate inside hollow coils insulated copper wire, one end with one pole of a battery and two transistors are connected while the other end of the field coil is connected to the other Pole of the battery and the collector of the transistors is in connection.

Diese Antriebe sind nicht universell anwendbar, da stets eine Vorrichtung zur Verfügung stehen muß, die den intermittierenden Strom erzeugt. überdies sind sie empfindlich und können kein nennenswertes Drehmoment entwickeln.These drives are not universally applicable because they always have a device must be available that generates the intermittent current. moreover are they are sensitive and cannot develop any significant torque.

Es ist auch ein nockengesteuerter Magnetmotor bekanntgeworden, bei dem auf den aus Dauermagnetwerkstoff bestehenden Rotor außer dem elektromagnetisch erzeugten Feld überdies ein Dauermagnet einwirkt. Dieser Dauermagnet hat die Aufgabe, den Rotor in den stromlosen Pausen in eine solche Stellung hineinzuziehen, daß die Unterbrecherkontakte geschlossen sind. Bei diesem Magnetmotor ist je nach der Stellung des Rotors entweder nur der Fluß des Dauermagneten oder nur der von der Erregerspule erzeugte Fluß wirksam. Eine Ummagnetisierung der Statorpole, die bei der bekannten Ausführung nicht vormagnetisiert sind, tritt hierbei nicht ein, so daß nur die magnetischen Anziehungskräfte wirksam sind. Ein derartig aufgebauter Motor ist nicht in der Lage, ein großes Drehmoment zu erzeugen. Diese Motoren finden lediglich Anwendung als Stromzerhacker, wobei der Motor praktisch im Leerlauf betrieben wird.A cam-controlled magnetic motor has also become known at the one on the rotor made of permanent magnet material besides the electromagnetic one generated field also acts a permanent magnet. This permanent magnet has the task of to pull the rotor into such a position during the currentless pauses that the Breaker contacts are closed. This magnetic motor depends on the position of the rotor either only the flux of the permanent magnet or only that of the excitation coil generated flux effectively. A reversal of magnetization of the stator poles, which occurs in the known Execution are not premagnetized, does not occur here, so that only the magnetic Attractive forces are effective. An engine constructed in this way is not able to to generate a large torque. These motors are only used as Electricity chopper, with the engine practically idling.

Gegenüber den bekannten Anordnungen liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen robusten und betriebssicheren Gleichstrommotor zu schaffen, der ein hohes Drehmoment erzeugt und deshalb zum Antrieb der verschiedensten Geräte und Apparate Verwendung finden kann. überdies entwickelt der erfindungsgemäß vorgeschlagene Motor eine hohe Drehzahl bei einfachem Aufbau. Erfindungsgemäß besteht die Lösung dieser Aufgabe in einer Kombination, die dadurch gekennzeichnet isst, daß ein mit P oder P+1 Polpaaren (P>1) diametral aufmagnetisierter Rotor im Luftspalt eines mit P Polpaaren ausgebildeten Magnetjoches drehbar gelagert ist, wobei jeder Polschenkel des Joches mit einer mit Gleichstrom erregbaren Wicklung versehen ist und der Querschnitt des Polschenkels an dem dem Rotor abgewandten Ende auf mindestens das Dreifache vergrößert ist und an diesem Ende jedes Polschenkels ein hochkoerzitiver Dauermagnet anliegt, während die rückwärtigen Enden dieser Dauermagnete durch ein gemeinsames Rückschlußjoch aus ferromagnetischem Werkstoff verbunden sind und die Dauermagnete in radialer Richtung so magnetisiert sind, daßbenachbarte Polschenkel entgegengesetzte Polarität aufweisen und daß die auf der Rotorwelle angebrachte Nockenacheibe, die entsprechend der Anzahl der Polschenkel fest angeordneten Unterbrecherkontakte derart betätigt, daß die Erregerspulen polpaarweise abwechselnd in Umlaufrichtung fortschreitend an die Gleichstromquelle geschaltet werden.The present invention is in contrast to the known arrangements the task is to create a robust and reliable DC motor, which generates a high torque and therefore drives a wide variety of devices and apparatus can be used. In addition, the proposed according to the invention develops Motor has a high speed with a simple structure. According to the invention, there is the solution this task in a combination that is characterized by having a meal P or P + 1 pole pairs (P> 1) diametrically magnetized rotor in the air gap of a with P pole pairs formed magnetic yoke is rotatably mounted, each pole leg of the yoke is provided with a winding that can be excited with direct current and the cross-section of the pole leg at the end facing away from the rotor to at least three times is enlarged and at this end of each pole leg a high-coercive permanent magnet rests, while the rear ends of these permanent magnets through a common Yoke made of ferromagnetic material are connected and the permanent magnets are magnetized in the radial direction so that adjacent pole legs are opposite Have polarity and that the cam disk mounted on the rotor shaft, the fixedly arranged according to the number of pole legs Breaker contacts operated in such a way that the excitation coils alternate in pairs of poles in the direction of rotation progressively switched to the DC power source.

Durch die Erfindung ist es gelungen, einen Gleichstrommotor zu schaffen, bei dem die Richtung des in den Feldspulen fließenden Stromes immer gleichbleibend ist. Es ist nicht mehr erforderlich, durch einen Polwender die Felderregung in dem geeigneten Augenblick, bezogen auf die Stellung des Rotors, umzupolen, sondern es sind nur einfach ausgebildete Schaltkontakte angeordnet, welche die Spannung polrichtig an die Feldspulen anlegen. Durch den Fortfall des Stromwenders mit dem häufig auftretenden Bürstenfeuer wird eine hohe Betriebssicherheit erreicht. Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausführung besteht darin, daß der Motor mit einer sehr hohen Drehzahl läuft. Diese ist neben den mechanischen Erfordernissen nur durch die Induktivität der Statorspulen und die Schaltgeschwindigkeit der Unterbrecherkäntakte begrenzt.The invention made it possible to create a DC motor, in which the direction of the current flowing in the field coils is always constant is. It is no longer necessary to turn the field excitation into the appropriate moment, based on the position of the rotor, to reverse polarity, but it there are only simple switching contacts arranged, which the voltage with the correct polarity apply to the field coils. By eliminating the commutator with the frequently occurring Brush fire achieves a high level of operational reliability. A particular advantage the embodiment of the invention is that the engine with a very high Speed is running. In addition to the mechanical requirements, this is only due to the inductance the stator coils and the switching speed of the interrupter contacts are limited.

Nach dem erfindungsgemäßen Prinzip sind verschiedene Ausführungsformen möglich. Wird der vorgeschlagene Motor zweipolig ausgeführt, so wird man, um einen eindeutigen Drehsinn zu erhalten, die Statorpole unsymmetrisch ausbilden, z. B. durch Anbringung eines sogenannten Polhornes. Um jedoch über den gesamten Winkelbereich von 360° ein gleichmäßiges Drehmoment zu erzielen, ist es empfehlenswert, den Rotor und Stator mehrpolig auszubilden. Man wird hierbei vorzugsweise auf dem Rotor ein Polpaar mehr vorsehen, als auf dem Stator. Diese mehrpolige Ausführungsform ist für die verschiedensten Anwendungszwecke besonders vorteilhaft. Bei vergrößerter Polzahl des Ständers muß natürlich auch die Zahl der Schaltkontakte vergrößert werden, wobei die auf den Polschenkeln angebrachten Erregerspulen nacheinander geschaltet werden. In Kombination mit der auf der Rotorwelle angebrachten Nockenscheibe, welche die Schaltkontakte zur Zu-und Abschaltung der Erregerspule betätigt, sind zwischen den Enden der Polschenkel und dem Rückschlußjoch Dauermagnete aus hochkoerzitivem Dauermagnetmaterial angeordnet, die in radialer Richtung so magnetisiert sind, daß die benachbarten Polschenkel entgegengesetze Polarität aufweisen. Die Vormagnetisierung der Polschenkel, die der Felderregung entgegengerichtet ist, kann auch durch gesonderte, gleichstromgespeiste Wicklungen erzeugt werden. Letztere ist dann zweckmäßig, wenn starke Spannungsschwankungen auftreten, da in diesem Falle sowohl der ständig fließende Vormagnetisierungsstrom als auch der über den Schalter zugeführte Felderregerstrom in gleicher Weise mit der Spannung schwanken.There are various embodiments according to the principle of the invention possible. If the proposed motor is designed with two poles, you will be able to get one to get a clear sense of rotation, the stator poles form asymmetrical, z. B. by attaching a so-called polar horn. However, to over the entire angular range To achieve an even torque of 360 °, it is recommended to use the rotor and stator multi-pole. One is here preferably on the rotor Provide more pole pairs than on the stator. This multipolar embodiment is particularly advantageous for a wide variety of applications. With enlarged The number of poles of the stator must of course also be increased by the number of switching contacts. wherein the excitation coils attached to the pole legs are switched one after the other will. In combination with the cam disk attached to the rotor shaft, which the switching contacts for connecting and disconnecting the excitation coil are actuated between the ends of the pole legs and the yoke permanent magnets made of hochkoerzitivem Permanent magnet material arranged, which are magnetized in the radial direction so that the adjacent pole legs have opposite polarity. The bias the pole limb, which is directed in the opposite direction to the field excitation, can also be DC-fed windings are generated. The latter is useful when strong voltage fluctuations occur, as in this case both the constantly flowing Bias current as well as the field excitation current supplied via the switch fluctuate in the same way with voltage.

Die Steuerung des Feldstromes kann auch durch elektronische Schalter, wie Stromtore, Transistoren öd. dgl., bewirkt werden, welche ihre Steuerspannung von der Erregerwicklung bzw. von gesonderten, vom umlaufenden Dauermagnetanker erregten Hilfspolen beziehen. Dabei können die Hilfspole so angeordnet sein, daß sie nach Art der Bürstenanordnung bei einer Gleichstrommaschine gegenüber dem Feldmagneten verdrehbar sind. Auf diese Weise ist eine saubere Einstellung des Schaltzeitpunktes, bezogen auf die Stellung des Läufers, möglich. Diese Ausführungsform ist besonders dann von Vorteil, wenn der Motor für eine höhere Leistung bzw. für hohe Drehzahlen ausgelegt wird. Auch bei Verwendung dieser Anordnung als Generator bietet: diese Art der Steuerung Vorteile.The field current can also be controlled by electronic switches, like power gates, transistors dreary. Like., Which are their control voltage excited by the excitation winding or by separate, from the rotating permanent magnet armature Obtain auxiliary poles. The auxiliary poles can be arranged so that they after Type of brush arrangement in a DC machine opposite the field magnet are rotatable. In this way, a correct setting of the switching time is possible, based on the position of the rotor, possible. This embodiment is special advantageous when the engine is designed for higher performance or for high speeds is interpreted. Even if this arrangement is used as a generator, it offers: this Type of control advantages.

Die erfindungsgemäße Anordnung bietet auch die Möglichkeit, daß die Steuerung des Feldstromes durch Kontakteinrichtungen vorgenommen wird, die unabhängig von der Läuferwelle arbeiten. Durch diese Steuerung des. Feldstromes läuft der Motor synchron mit der Welle, welche die Kontakteinrichtung antreibt. Auf diese Weise können drehzahlgenaue Fernantriebe, beispielsweise zum Zwecke der Drehzahlmessung, gebaut werden. Bei derartigen Anordnungen ergibt sich aber auch die Möglichkeit, das Drehzahlverhältnis zwischen der die Kontakteinrichtung antreibenden Welle und :dem Motor anders als 1 zu wählen, so daß sowohl über- als auch Untersetzungen durchführbar sind.The arrangement according to the invention also offers the possibility that the Control of the field current is made by contact devices that are independent work from the rotor shaft. This control of the field current causes the motor to run synchronous with the shaft that drives the contact device. In this way speed-accurate remote drives, for example for the purpose of speed measurement, be built. With such arrangements, however, there is also the possibility of the speed ratio between the shaft driving the contact device and : to choose the motor other than 1, so that both step-ups and step-downs can be carried out are.

Der Vorteil der konstanten Drehzahl, verbunden mit der Möglichkeit, bei dem erfindungsgemäßen Motor höchste Drehzahlen zu erzielen, erschließt ein neues Anwendungsgebiet für Kreiselgeräte. Aber auch als Kraftmaschine für hochtourig arbeitende Werkzeugmaschinen und ähnliche Zwecke ist die neue Maschine besonders, geeignet.The advantage of the constant speed, combined with the possibility of Achieving the highest speeds in the engine according to the invention opens up a new one Application area for gyroscopes. But also as a power machine for those who work at high speed Machine tools and similar purposes, the new machine is particularly suitable.

An Hand der in den Zeichnungen und dem Schaltschema dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung nachstehend beschrieben, und zwar zeigt Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Motor mit zweipoligem Stator und zweipoligem Rotor, Fig.2 in schematischer Darstellung einen Motor mit vierpoligem Stator und sechspoligem Rotor, Fig. 3 ein Schaltschema, aus dem entnommen werden kann, in welcher zeitlichen Reihenfolge die vier Statorspulen des Motors gemäß Fig. 2 für eine Drehung im Uhrzeigersinn eingeschaltet sind, Fig.4 die auf der Rotorwelle befestigte Nockenscheibe mit den entsprechenden Schaltkontakten für das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel.With the aid of the ones shown in the drawings and the circuit diagram Embodiments of the invention will be described below, namely FIG 1 shows a schematic representation of a motor with a two-pole stator and a two-pole Rotor, Fig.2 in a schematic representation of a motor with a four-pole stator and six-pole rotor, Fig. 3 is a circuit diagram from which it can be seen in which chronological order the four stator coils of the motor according to FIG. 2 for one rotation are switched on clockwise, Fig. 4 the cam disk attached to the rotor shaft with the corresponding switching contacts for the embodiment shown in FIG.

Der Magnetmotor gemäß Fig. 1 besteht aus einem Stator und einem Rotor 2. Der magnetische Kreis des Stators ist aus dem Rückschlußjoch 1 aus ferromagnetischem 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 lamellierten Blechen, wie sie bei Wechselstrommotoren bekannt sind, hergestellt. Zwischen dem Rückschlußjoch 1 und den Polschuhen 4 und 5 sind Dauermagnete 6 bzw. 7 aus hochkoerzitivem Dauermagnetwerkstoff vorgesehen, deren Polarität durch die Buchstaben "N" und "S" angedeutet ist. Die Polschuhe 4 und 5 weisen eichelartige Verlängerungen 8 und 9 auf, durch die in bekannter Weise ein eindeutiger Drehsinn des Rotors festgelegt wird. Auf den Polschenkeln sind Erregerwicklungen 10 und 11 angebracht, die aus einer Gleichstrombatterie 12 über Leitungen 13, 14 gespeist werden.The magnetic motor according to FIG. 1 consists of a stator and a rotor 2. The magnetic circuit of the stator is made of the yoke 1 from ferromagnetic Material and the two pole pieces 4 and 5, also made of ferromagnetic material, educated. Both the yoke 1 and the pole shoes 4 and 5 are expedient made of laminated metal sheets, as they are known in AC motors. Between the yoke 1 and the pole pieces 4 and 5 are permanent magnets 6 and 7 made of hochkoerzitivem permanent magnet material is provided, the polarity of which is determined by the Letters "N" and "S" is indicated. The pole shoes 4 and 5 have acorn-like Extensions 8 and 9, through which a clear direction of rotation in a known manner of the rotor is set. There are excitation windings 10 and 11 on the pole legs attached, which are fed from a DC battery 12 via lines 13, 14 will.

Der Rotor 2, der aus Dauermagnetwerkstoff besteht, ist in Richtung seines Durchmessers magnetisiert, wie durch die Buchstaben "N" und "S" gekennzeichnet ist. Er ist auf der Welle 15 drehbar gelagert. Auf der Welle 15 befindet sich ferner eine Nockenscheibe 16, die den Kontakt 17 bei jeder Umdrehung einmal betätigt. Die beim Öffnen dieses Kontaktes entstehenden Funken können durch einen Kondensator 18 gelöscht werden.The rotor 2, which is made of permanent magnet material, is in the direction of its diameter is magnetized as indicated by the letters "N" and "S" is. It is rotatably mounted on the shaft 15. On the shaft 15 is also located a cam disk 16 which actuates the contact 17 once for each revolution. the When this contact is opened, sparks can be caused by a capacitor 18 can be deleted.

Bei offenem Erregerstromkreis: sind lediglich die durch Vormagnetisierung erzeugten Pole wirksam. Der Rotor wird sich hierbei so einstellen, daß ungleichnamige Pole gegenüberliegen. Hierbei ist der Unterbrecherkontakt 17 durch die Nockenscheibe 16 stets geschlossen. Wird nun die Gleichstromquelle 12 zugeschaltet, so wird ein der Vormagnetisierung entgegengesetzt gerichtetes Feld erzeugt, so daß an den Polschuhen entgegengesetzte Pole entstehen. Einem Südpol des Rotors steht jetzt ein Südpol des einen Polschuhes gegenüber, während auf der anderen Seite einem Nordpol des Rotors ein Nordpol des Polschuhes benachbart ist. Diese gleichnamigen Pole stoßen sich gegenseitig ab, so daß eine halbe Umdrehung des Rotors in der dargestellten Pfeilrichtung erfolgt. Wenig später wird die anziehende Kraft des anderen Polschuhes wirksam, da sich der Pol des Rotors auf diesen zu bewegt. Bevor sich jedoch die ungleichnamigen Pole gegenüberstehen, öffnet der Schaltkontakt 17 mittels der sich mitdrehenden Scheibe 16. Dadurch wird das Erregerfeld abgeschaltet und das durch Vormagnetisierung erzeugte Feld wiederum wirksam. Die Pole in den Polschuhen kehren sich um, so daß den Polen des Rotors nach der zurückgelegten halben Umdrehung wiederum gleichnamige Pole gegenüberstehen. Diese versetzen durch ihre abstoßende Wirkung den Rotor in weitere Drehung. Durch geeignete Zu- und Abschaltung des Erregerfeldes mit Hilfe der Nockescheibe 17 wird ein kontinuierlicher Umlauf des Rotors erzielt.With an open excitation circuit: are only those caused by premagnetization generated poles effectively. The rotor will adjust itself so that unlike Pole opposite. Here, the breaker contact 17 is through the cam disk 16 always closed. If the direct current source 12 is now switched on, a the bias is generated oppositely directed field, so that at the pole pieces opposite poles arise. There is now a south pole at a south pole of the rotor of the one pole piece opposite, while on the other side a north pole of the Rotor is a north pole of the pole piece is adjacent. Come across these poles of the same name from each other, so that half a turn of the rotor in the illustrated Direction of the arrow. A little later the attractive force of the other pole piece effective, as the pole of the rotor moves towards it. However, before the Opposite unlike poles, the switching contact 17 opens by means of the rotating disk 16. This switches off the excitation field and that through The field generated bias is in turn effective. Sweep the poles in the pole shoes so that the poles of the rotor turn again after the half-turn opposite poles of the same name. These move with their repulsive effect the rotor continues to turn. By suitably connecting and disconnecting the exciter field With the aid of the cam disk 17, a continuous rotation of the rotor is achieved.

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 ferromagnetischem Werkstoff, die ebenfalls zweckmäßig aus einzelnen Blechen geschichtet sind, und den dazwischen angeordneten vier Dauermagneten 24 aus hochkoerzitivem Dauermagnetwerkstoff, deren Polarität durch die Buchstaben "N" und "S" angedeutet ist, gebildet.The magnetic motor according to FIG. 2 consists of a six-pole rotor 20 and a four-pole stator. The magnetic circuit of the stator is made up of the Return ring 22, the four pole pieces 23 made of ferromagnetic material, which also are expediently layered from individual sheets, and those arranged in between four permanent magnets 24 made of high-coercivity permanent magnet material, their polarity indicated by the letters "N" and "S".

Die Polschuhe 23 tragen je eine Erregerwicklung 25, die aus einer nicht dargestellten Gleichstromquelle gespeist werden. Der sechspolige Rotor 20 aus Dauermagnetwerkstoff ist auf der Welle 26 drehbar gelagert. Auf dieser Welle ist eine nicht dargestellte Nockenscheibe angebracht. Diese Nockenscheibe betätigt die einer jeden Erregerwicklung zugeordneten Schaltkontakte, welche die vier Erregerspulen 25 nacheinander an die Gleichstromquelle schalten. Wie die Schaltfolge der vier zur Unterscheidung mit den Buchstaben a ... d gekennzeichneten Spulen erfolgt, ist aus Fig. 3 ersichtlich. Dabei entspricht die Stellung Null dem ausgeschalteten Zustand. In diesem Falle sind nur die durch die Vormagnetisierung erzeugten Pole wirksam. Wird der Motor eingeschaltet, so werden nach jeweils 30° Drehung zwei der Feldspulen a ... d zu- bzw. abgeschaltet. Im eingeschalteten Zustand ändert sich die Polarität des jeweiligen Poles unter Einfluß der eingeschalteten Erregerspule. Diese geänderten Polaritäten sind durch einen Kreis um den jeweiligen Buchstaben "N" bzw. "S" der Tabelle gemäß Fig. 3 gekennzeichnet. Die nach einer Drehung um jeweils 30° erreichten Stellungen sind mit 1 ... 12 bezeichnet.The pole shoes 23 each carry an excitation winding 25, which are fed from a direct current source (not shown). The six-pole rotor 20 made of permanent magnet material is rotatably mounted on the shaft 26. A cam disk, not shown, is attached to this shaft. This cam disk actuates the switching contacts assigned to each field winding, which switch the four field coils 25 one after the other to the direct current source. How the switching sequence of the four coils marked with the letters a ... d to distinguish them takes place can be seen from FIG. 3. The position zero corresponds to the switched-off state. In this case, only the poles generated by the premagnetization are effective. If the motor is switched on, two of the field coils a ... d are switched on or off after every 30 ° rotation. In the switched-on state, the polarity of the respective pole changes under the influence of the switched-on excitation coil. These changed polarities are identified by a circle around the respective letter "N" or "S" in the table according to FIG. 3. The positions reached after a rotation of 30 ° are marked 1 ... 12.

Durch die im Umlaufsinn fortschreitenden Zuschaltungen stoßen sich die jeweils im Polschuh und im Rotor gegenüberstehenden Pole ab, während der nächstfolgende Pol des Rotors angezogen wird. Bevor sich die beiden ungleichnamigen Pole gegenüberstehen, kehrt sich durch die Betätigung des Schaltkontaktes die Polarität wieder um, so daß der Rotor eine kontinuierliche Umlaufbewegung durchführt. Durch Änderung der Schaltfolge kann bei der Ausführung nach Fig. 2 die Drehrichtung umgekehrt werden.As the connections progress in the direction of rotation, they push each other the opposite pole in the pole piece and in the rotor, while the next one Pole of the rotor is attracted. Before the two opposite poles face each other, if the polarity is reversed by actuating the switch contact, see above that the rotor rotates continuously. By changing the Switching sequence can be reversed in the embodiment according to FIG. 2, the direction of rotation.

Die in Fig. 3 dargestellte Schaltfolge wird mit Hilfe der in Fig. 4 gezeigten Schalteinrichtung erreicht. Den jeweils um 90° versetzten Polschenkeln gemäß Fig. 2 sind die jeweils um 90° versetzten Schaltkontakte 28 zugeordnet. Diese -Kontakte werden von der auf der Motorwelle sitzenden Nockenscheibe 27 betätigt. Nach einer Drehung um 30° sind in Umlaufrichtung fortschreitend jeweils zwei Erregerspulen zu- bzw. zwei abgeschaltet. Durch die Buchstaben a ... d ist angegeben, welche der vier mit den gleichen Buchstaben gekennzeichneten Spulen von dem jeweiligen Kontakt geschaltet werden.The switching sequence shown in FIG. 3 is achieved with the aid of the switching device shown in FIG. The switching contacts 28, which are each offset by 90 °, are assigned to the pole legs according to FIG. 2, each offset by 90 °. These contacts are actuated by the cam disk 27 on the motor shaft. After a rotation of 30 °, two excitation coils are switched on and two are switched off, progressively in the direction of rotation. The letters a ... d indicate which of the four coils marked with the same letters are switched by the respective contact.

Die Erfindung ist nicht auf die beispielsweise dargestellten Ausführungen beschränkt. Die Zahl der Polpaare kann noch vergrößert werden, wobei der Rotor die gleiche Polpaarzahl oder ein Polpaar mehr als der Stator besitzt.The invention is not limited to the embodiments shown as examples limited. The number of pole pairs can be increased, the rotor being the same number of pole pairs or one pole pair more than the stator has.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Collectorless controllable with breaker contacts electric DC motor with a rotor made of permanent magnet material, which is between the electromagnetically excited field poles of a stator is rotatably arranged, thereby characterized in that one with P or P + 1 pole pairs (P is greater than or equal to 1) diametrically magnetized rotor in the air gap of a magnet yoke designed with P pole pairs is rotatably mounted, each pole leg of the yoke with a direct current excitable winding is provided and the cross section of the pole leg on which the The end facing away from the rotor is at least three times enlarged and at this At the end of each pole leg, a high-coercive permanent magnet is applied, while the rear Ends of these permanent magnets by a common yoke made of ferromagnetic Material are connected and the permanent magnets are magnetized in the radial direction are that adjacent pole legs have opposite polarity and that the The cam disk attached to the rotor shaft corresponds to the number of pole legs fixed interrupter contacts actuated in such a way that the excitation coils have pole pairs alternately connected progressively in the direction of rotation to the direct current source will.

2. DC motor according to claim 1, characterized in that the through the winding created on each pole leg by the the permanent magnets cause flooding in the opposite direction.

3. DC motor according to claim 1 and 2, characterized in that with the same number of pole pairs of Rotor and stator, the stator poles are asymmetrical.

4. DC motor according to claims 1 and 2, characterized in that if the number of pole pairs is unequal, Rotor and stator, the stator poles are symmetrical.

5. DC motor according to claim 1, characterized in that the control of the field current by electronic switches, such as current gates, transistors and the like, which control their tension from the excitation winding or separate, from the rotating permanent magnet armature or excited by one or more permanent magnet armatures specially provided for this purpose Relate auxiliary poles, is effected. 5

6. DC motor according to claim 1, characterized characterized that the control of the field current by independent of the rotor shaft, automatically driven contact devices takes place. Considered publications: German Patent No. 815,665; French patent specification No. 1092 41.1; french Supplementary Patent Specification No. 65,772; U.S. Patent No. 2,574,997.