DE1165735B

DE1165735B - Regelbarer Gleichstrommotor

Info

Publication number: DE1165735B
Application number: DET21371A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Horst Doepner; Werner Feist; Dipl-Ing Erich Rubel
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1962-01-04
Filing date: 1962-01-04
Publication date: 1964-03-19

Description

Regelbarer Gleichstrommotor Gleichstrommotoren haben im allgemeinen die Eigenschaft, daß das Drehmoment eine Welligkeit aufweist, die der Polteilung des Läufers bzw. des Ständers entspricht. Diese Eigenschaft wirkt sich unangenehm aus bei Verwendung solcher Motoren für den Wickelantrieb von batteriebetriebenen, transportablen Magnetbandgeräten. Da sich die Wickelgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Durchmesser des Bandwickels ändern muß und Magnetbandgeräte im allgemeinen für mehrere Bandgeschwindigkeiten eingerichtet sind, werden die Wickelmotoren auch bei kleineren Drehzahlen betrieben, bei denen sich die Welligkeit im Drehmoment besonders stark auswirkt. Diese Welligkeit bewirkt nämlich, daß das Band nicht stetig, sondern mit wechselndem Bandzug aufgewickelt wird. Die Bandzugschwankung greift durch die Antriebsstelle hindurch und erzeugt Bandzugschwankungen auch an den Magnetköpfen und führt so zu starken Tonhöhenschwankungen, insbesondere wenn die Bandgeschwindigkeit und damit die Drehzahl des aufwickelnden Motors sehr klein ist. Man könnte diese Drehmomentschwankungen durch eine Rutschkupplung am Aufwickelteller ausgleichen, jedoch wird dann sehr viel Reibarbeit in Wärme umgesetzt, d. h. Energie verbraucht, die die Kapazität der Batteriestromversorgung unnötig belasten würde. Das gleiche gilt für einen Wirbelstromantrieb, der ebenfalls Energie verbraucht.
Die Erfindung zeigt, wie sich dieser Nachteil vermeiden läßt. Gemäß der Erfindung sind in an sich bekannter Weise wenigstens zwei miteinander starr gekuppelte Anker vorgesehen, deren Pole, auf die Ständerpole bezogen, gegeneinander versetzt sind, und der Versatz ist so gewählt, daß die Summe der abgegebenen Momente bei gleichzeitiger Einspeisung aller Ankersysteme unabhängig vom Drehwinkel der Anker annähernd konstant ist.
Es ist bei einem Generator bekannt, einzelne Lamellen der Rotorpole bis zu maximal einer halben Polteilung versetzt zu schichten, um eine von der Drehzahl unabhängige Leistungsabgabe zu erzielen. Die Anwendung dieser Maßnahme bei einem Gleichstrommotor würde Schwierigkeiten hinsichtlich der Unterbringung der Wicklungen bereiten und auch nicht zu einem konstanten Moment über dem Drehwinkel führen.
Es ist weiterhin ein gleichstromerregter Schrittschaltmotor bekannt, bei dem zur Ermöglichung eines Anlaufes in beiden Richtungen drei Ankerpolsysteme in bezug auf die Ständerpolsysteme versetzt angeordnet sind. Dort sind aber keine einzelnen Kollektoren vorgesehen, sondern ein Nockenschaltwerk schaltet die Systeme zyklisch, also einzeln nacheinander ein. Auf die Welle werden somit während einer Umdrehung impulsartige Momente ausgeübt, so daß dem Bestimmungszweck gemäß ruckartige Bewegungen entstehen, die die Erfindung gerade vermeiden will. Bei gleichzeitiger Erregung aller Systeme würde wegen der gleichen Polzahl von Ständer und Anker das Summendrehmoment Null entstehen.
Im Gegensatz zu dem bekannten Schrittschaltmotor werden bei der erfindungsgemäßen Anordnung alle Systeme gleichzeitig über die mit den Ankersystemen versetzt angeordneten Kollektoren eingespeist. Der Versatz ist dabei so bemessen, daß zu jeder Zeit an die Welle ein Moment abgegeben wird.
Die Anker können verschiedenen Motoren zugeordnet sein und zum Beispiel über Zahnräder oder Zahnriemen miteinander starr gekuppelt sein. Günstiger ist es jedoch, die Anker auf einer gemeinsamen Achse anzuordnen.
F i g. 1 zeigt den Drehmomentverlauf eines Gleichstrommotors in Abhängigkeit vom Drehwinkel. Werden zwei Anker innerhalb eines Ständerpolsystems aus der Läuferachse so angebracht, daß ihre Pole um eine halbe Polteilung versetzt sind, so addieren sich, wie in F i g. 2 zu erkennen ist, die Einzelmomente Mdl und Mdll zu einem Summenmoment, das nur noch sehr geringe Schwankungen aufweist.
Um ein vollkommen konstantes Moment zu erzeugen, ist es zweckmäßig, drei Anker vorzusehen, die z. B. innerhalb eines Ständerpolsystems auf der Läuferachse mit um ein Drittel der Polteilung gegeneinander versetzten Polen angebracht sind, wobei die Ankerpole abweichend von der üblichen Ausbildung (F i g. 3 a) eine solche Form erhalten, daß die von den einzelnen Systemen abgegebenen Momente sinusförmig schwanken. Eine solche Ausbildung der Pole ist in F i g. 3 b angedeutet.

Claims

Patentansprüche: 1.. Regelbarer Gleichstrommotor, insbesondere Wickelmotor für batteriebetriebene Magnetbandgeräte mit mehreren voneinander stark abweichenden Bandgeschwindigkeiten, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise wenigstens zwei miteinander starr gekuppelte Anker vorgesehen sind, deren Pole, auf die Ständerpole bezogen, gegeneinander versetzt sind und daß der Versatz so gewählt ist, daß die Summe der abgegebenen Momente bei gleichzeitiger Einspeisung aller Ankersysteme unabhängig vom Drehwinkel der Anker annähernd konstant ist.
2. Gleichstrommotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb eines Ständerpolsystems zwei an der Läuferachse angebrachte Anker vorgesehen sind, deren Polsysteme gegeneinander um eine halbe Polteilung räumlich versetzt sind.
3. Gleichstrommotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb eines Ständerpolsystems drei auf der Läuferachse angebrachte Anker vorgesehen sind, deren Polsysteme gegeneinander um den dritten Teil einer Polteilung räumlich versetzt sind.
4. Gleichstrommotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerpole so ausgebildet sind, daß die von den einzelnen Systemen abgegebenen Momente sinusförmig schwanken. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 444 677; deutsche Auslegeschrift Nr. 1102 262.