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Aus einer Gleichstromquelle gespeister Motor F i g. 2 schematisch
die Schaltung des neuen Motors zeigt.
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Das Gehäuse des Motors besteht im wesentlichen aus einem weichmagnetischen
Eisenrückschluß 1,
welcher auf zwei Lagerschilde 2 und 3 aufgesetzt ist. Die
beiden Lagerschilde sind durch Schrauben festgehalten, deren nicht dargestellte
Muttern bzw. Köpfe auf den Lagerschildflächen 4 bzw. 5 aufliegen, und zwar etwa
um 90° aus der Zeichenebene herausgedreht. In den Lagerschilden ist die Welle 6
gelagert, welche den vorzugsweise lamellierten Weicheisenläufer 7 trägt. Der Läufer
besteht aus vier Polen 11 bis 14, welche von je zwei Spulen erregt werden. Jede
Spule ist jeweils nur in einer einzigen Richtung stromdurchflossen, so daß sie,
falls ein Strom durch sie fließt, den zugehörigen Pol stets in gleichem Sinne erregt.
Dementsprechend sind die Erregerwicklungen in der Zeichnung mit N bzw. S
bezeichnet, je nachdem, ob sie den Pol im Sinne eines Nordpols oder eines Südpols
erregen. Jeder Pol hat eine Wicklung für Süderregung und eine solche für Norderregung,
von welcher jeweils immer nur eine an Spannung liegt.
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Die Spannung wird den Wicklungen über Schleifringe 8, 9 und 10 zugeführt.
Die Schleifringe 9 und 10 liegen an zwei positiven Klemmen, während der Schleifring
8 an einer negativen Klemme liegt. Die Schleifringe 9 und 10 mit den Bürsten
19 und 20
führen also jeweils den Wicklungen das positive Potential
zu; sie sind in leitende und nichtleitende Sektoren unterteilt. Der Schleifring
10 hat beispielsweise zwei leitende Sektoren 15 und nichtleitende Sektoren 16. Die
letztgenannten bestehen aus Leitermaterial und sind an keine Wicklungen angeschlossen.
Sie können auch vollkommen aus nichtleitendem Material hergestellt werden. Entsprechend
ist der Schleifring 9 unterteilt. Der Schleifring 8 weist dabei keine Unterteilung
auf und ist auf seinem ganzen Um bei Gleichstrommotoren eine bestimmte Drehzahl
aufrechtzuerhalten, werden im allgemeinen Fliehkraftschalter benutzt. Fliehkraftschalter
sind sehr störanfällig, und außerdem ist im allgemeinen eine Regelung auf die Solldrehzahl
nicht möglich, sondern nur eine Regelung auf eine mittlere, zwischen den beiden
Ansprechwerten liegende Drehzahl.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Gleichstrommotor
anzugeben, welcher mittels elektronischer Elemente ohne Zuhilfenahme eines Fliehkraftschalters
auf eine beliebige Drehzahl eingeregelt werden kann. Die Drehzahlregelanordnung
für einen aus einer Gleichstromquelle gespeisten Motor mit dauernd magnetisierten
Ständerpolerl, insbesondere Dauermagnetpolen, ist derart ausgeführt, daß dem Läufer
der eine Pol der Stromquelle abwechselnd über zwei Leitungen mit einer vorgegebenen
Frequenz zugeführt wird und daß die Läuferspulen an rotierenden Kontaktlamellen
angeschlossen sind (leitende Lamellen), welche in an sich bekannter Weise mit ebenfalls
rotierenden nichtleitenden Lamellen abwechseln, und daß auf den Lamellen zwei an
die gleichpoligen Leitungen angeschlossene Bürsten gleiten, welche in einem solchen
Winkel gegeneinander versetzt angeordnet sind, daß jeweils eine Bürste mit einer
leitenden Lamelle Kontakt hat.
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Es ist bekannt, Wechselstrom-Schrittschaltmotoren mit einer bestimmten
Drehzahl zu betreiben-dadurch, daß man ihnen Wechselstrom mit einer entsprechenden
Frequenz zuführt. Man kann eine derartige Anordnung auch aus einer Gleichstromquelle
speisen, indem man mittels eines elektronischen Wechselrichters den erforderlichen
Wechselstrom von der gewünschten Frequenz erzeugt und an den Schrittschaltmotor
weitergibt. Diese Anordnungen sind jedoch nur für solche Antriebe geeignet, bei
denen es allein auf den zurückgelegten Weg (z. B. Zählwerke) ankommt, nicht aber
auf die Gleichmäßigkeit der Geschwindigkeit.
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Durch die Erfindung ist ein Weg gefunden, der es ermöglicht, durch
Verwendung eines neuartigen Motors die Frequenzgeberschaltung auch für Gleichstrommotoren
zu verwenden. Es wird ein mit großer Gleichförmigkeit arbeitender Gleichstrommotor
unter Vermeidung eines Fliehkraftschalters verwendet. Es wird hierbei eine Drehzahlregelung
ermöglicht, welche genauer ist als eine Regelung mit Fliehkraftschaltern, da sie
genau bei der Solldrehzahl arbeitet.
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Bei dem in der Zeichnung -dargestellten Ausführungsbeispiel stellt
F i g. 1 den Längsschnitt durch einen Motor gemäß der Erfindung dar, während
Umfang
leitend und an vier Stellen mit Ankerwicklungen verbunden. Die Bürsten
19 und 20 sind- mit positiven Klemmen 21 bzw. 22 verbunden.
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Wird nun an die Klemmen Spannung gelegt, dann fließen Ströme in folgender
Richtung: Von der Klemme 21 über die Bürste 19, den leitenden Sektor des Schleifringes@9,
die Spule 32 des Pols 12, die Spule 44 des Pols 14 zum Schleifring
$ und den negativen Pol. In ähnlicher Weise, werden von der positiven Klemme
22 die Spule 41 des Pols-11 und die Spule 33 des Pols 13 erregt. Es ergibt sich
nun folgender magnetischer Zustand des Motors: Pol _ __ @._...... _11-._ 12 13 14
Polarität . . . . . . . . . . N S S N
Dä' def -bauerrnagnetstänäerpol40 ein
Nordpol ist, wird der Nordpol 11 vom Nordpol 40 abgestoßen, der Südpol 12 von diesem
-angezogen, daraus ergibt sich ein Drehmoment in der Pfeilrichtung. Der Dauermagnetständerpol30,
welcher ein Südpol ist, stößt den Südpol 13 ab und zieht den Nordpol 14 an.
Daraus ergibtaich wiederuni eint Drehmoment in der Richtung des Pfeiles. Der Läufer
beginnt sich nun zu drehen; und die Bürste 19 läuft auf den nichtleitenden Belag
des Schleifringes 9 auf. Somit sind nur noch die @ Pole 11 und 13` erregt,
welche allmählich in den Bereich der ungleichnamigen Ständerpole 30 bzw. 40 gelangen
und von diesen angezogen werden.
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Nachdem sich der Läufer um etwas mehr als 90° aus der in der Zeichnung
dargestellten Lage bewegt hat, läuft die Bürste 20 auf den nichtleitenden
Belag 16 des Schleifringes 10 auf, während die Bürste 19 auf den leitenden Belag
des Schleifringes 9 aufläuft. Die Läuferpole 12 und 14 befinden sich dann etwa in
der Lage, in welcher sich gemäß der Zeichnung die Pole 11 bzw. 13 befinden: Über
die Bürste 19 und den Belag des Schleifringes 9 sind nunmehr die Spulen 34 und 42
erregt, so daß der Pol 12 ein Nordpol und der Pol 14 ein Südpol -ist. Nunmehr
bilden diese beiden Pole mit den Ständerpolen 30 bzw. 40 ein Drehmoment im Sinne
des Pfeiles, wie vorstehend für die Pole 11 und 13 beschrieben.
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Wenn man den positiven Pol der Stromquelle an die beiden Klemmen 21
und 22 anschließt, den negativen Pol an - die Bürstenklemme des Schleifringes 8,
dann läuft der Motor ungeregelt. Schaltet man an die positiven Klemmen 21 und 22
einen elektronischen Vibrator oder mechanischen Wechselschalter, dann läuft der
Motor mit einer konstanten Drehzahl entsprechend der ihm angebotenen Frequenz. Man
kann eine Steueranordnung durch eine Umschaltvorrichtung so gestalten, daß der Motor
mit hoher ungeregelter Drehzahl bzw. niedriger geregelter Drehzahl je nach Bedarf
läuft.