DE1263914B

DE1263914B - Electric motor, in particular DC motor

Info

Publication number: DE1263914B
Application number: DEF38181A
Authority: DE
Inventors: Robert Favre
Original assignee: Fabriques Movado
Current assignee: Movado Watch Co SA
Priority date: 1961-12-27
Filing date: 1962-10-29
Publication date: 1968-03-21

Description

Elektromotor, insbesondere Gleichstrommotor Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektromotor, insbesondere einen Gleichstrommotor, mit einem magnetisierten Läufer und einem mindestens eine Ständerwicklung aufweisenden Ständer sowie mit mindestens einer jede Ständerwicklung im Sinne eines antreibenden Drehmomentes auf den Läufer erregenden elektronischen Leistungsstufe, bestehend aus wenigstens einem ersten mit jeder Ständerwicklung in Reihe liegenden Leistungstransistor zur Speisung der Ständerwicklung in der einen Stromrichtung sowie wenigstens einem zweiten, ebenfalls mit jeder Ständerwicklung in Reihe liegenden Leistungstransistor zur Speisung der Ständerwicklung in der anderen Stromrichtung, mit einem im Basiskreis des ersten Leistungstransistors liegenden Steuerelement, dessen Betriebszustand durch ein von einem mit dem Läufer umlaufenden Organ steuerbaren Geberelement veränderbar ist, sowie mit einem im Basiskreis des zweiten Leistungstransistors liegenden Steuerelement, das den zweiten Leistungstransistor jeweils während eines innerhalb der Sperrperiode des ersten Leistungstransistors liegenden Zeitintervalls in den leitenden Zustand schaltet.Electric motor, in particular DC motor The invention relates on an electric motor, in particular a DC motor, with a magnetized Rotor and a stator having at least one stator winding and with at least one of each stator winding in the sense of a driving torque the runner exciting electronic power stage, consisting of at least one first power transistor for supply in series with each stator winding the stator winding in one current direction and at least one second, likewise with each stator winding in series power transistor for supplying the Stator winding in the other direction of current, with one in the base circle of the first Power transistor lying control element, whose operating state by one of a transmitter element that can be controlled with the rotor can be changed, as well as with a control element located in the base circuit of the second power transistor, that the second power transistor each during one within the blocking period of the first power transistor lying time interval in the conductive state switches.

Bei bekannten derartigen Motoren, bei denen jede Ständerwicklung zur periodischen Richtungsumkehr des betreffenden Ständermagnetfeldes abwechselnd in der einen und in der anderen Richtung vom Erregerstrom durchflossen wird, werden die beiden, den zwei Leistungstransistoren zugeordnete Steuerelemente jeweils durch das mit dem Motorläufer umlaufende Organ beeinflußt, so daß für jeden Leistungstransistor eine komplette, aus Geber- und Steuerelement bestehende Steuereinheit erforderlich ist. Da diese Einheiten längs des Umfangs des Motors verteilt angeordnet werden müssen, da ja alle Steuerelemente im Einflußbereich des mit dem Motorläufer umlaufenden Organs liegen müssen, bedeutet diese Lösung einen erhöhten Schaltungsaufwand und Raumbedarf, den man vor allem gern bei kleinen Motoren vermeiden möchte.In known such motors, in which each stator winding to periodic reversal of direction of the relevant stator magnetic field alternately in the one and in the other direction is traversed by the excitation current the two control elements assigned to the two power transistors influences the organ rotating with the motor rotor, so that for each power transistor a complete control unit consisting of a transmitter and control element is required is. Because these units are distributed along the circumference of the engine must, since all control elements are in the area of influence of the rotating with the motor rotor Organ must lie, this solution means an increased circuit complexity and Space requirements that one would like to avoid especially with small engines.

Es ist ferner bekannt, zur Aussteuerung der eine Ständerwicklung speisenden Leistungstransistoren Ständersteuerspulen zu verwenden, was jedoch, außer der entsprechend komplizierten Ausbildung des Ständers, den Nachteil hat, daß nur verhältnismäßig kurze Steuerimpulse erzielbar sind. Der gleiche Nachteil besteht bei denjenigen Motoren, bei welchen das mit der Läuferwelle umlaufende Geberelement ein magnetisches Teil oder ein Läuferpol selber ist, der beim Passieren der Steuerspule in dieser Impulse erzeugt; außerdem hängt in diesem Fall die Größe des Steuerimpulses wesentlich von der Motorgeschwindigkeit ab, so daß diese Maßnahme zur Steuerung der Leistungstransistoren nur bei höheren Motorgeschwindigkeiten anwendbar ist.It is also known to control the feeding of a stator winding Power transistors to use stator control coils, however, except that accordingly complicated design of the stand, has the disadvantage that only relatively short control pulses can be achieved. The same disadvantage exists with those Motors in which the encoder element rotating with the rotor shaft is a magnetic Part or a rotor pole itself is that when passing the control coil in this Pulses generated; in addition, the size of the control pulse depends significantly in this case on the motor speed, so that this measure to control the power transistors can only be used at higher engine speeds.

Andererseits ist es bei Mehrphasenmotoren, deren Ständerspulen nur jeweils in der einen Stromrichtung erregt werden, beispielsweise bei kleinen Dreiphasensynchronmotoren, bekannt, den jeweils die zeitlich folgende Erregung einer Wicklung steuernden Transistor in Abhängigkeit vom Schaltzustand des die vorangehende Wicklung speisenden Transistors unter Verwendung von Kippstufen, insbesondere nach Art eines Ringzählers, zu steuern. Diese Maßnahme, bei welcher der Basiskreis des folgenden Transistors jeweils galvanisch mit dem Arbeitskreis des vorangehenden Transistors gekoppelt sein muß, ist jedoch dann sehr ungünstig, wenn bei einem Elektromotor der eingangs beschriebenen Art die beiden zu koppelnden Leistungstransistoren zur Speisung ein- und derselben Ständerwicklung in verschiedenen Stromrichtungen dienen. Dann sind nämlich notwendigerweise die beiden Arbeitskreise der Transistoren bereits galvanisch über die Ständerspule gekoppelt, so daß je nach dem Schaltzustand beider Transistoren der eine Transistor immer auf höherem Potential als der andere liegt. Das erfordert, wenn man nicht den Aufwand mehrerer Spannungsquellen in Kauf nehmen will, eine verhältnismäßig komplizierte Schaltungsanordnung, um unerwünschte Rückwirkungen beim Schalten des einen Transistors auf den Steuerkreis des anderen möglichst zu vermeiden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Motor der eingangs beschriebenen Art sowohl die mit der galvanischen Kopplung zwischen dem Arbeitskreis des einen und dem Steuerkreis des anderen Transistors zusammenhängenden Nachteile als auch denjenigen Aufwand zu vermeiden, der in Kauf genommen werden muß, wenn für jeden einzelnen Leistungstransistor eine getrennte, aus Steuerelement und einem mit dem mit dem Motorläufer umlaufenden Organ zusammenarbeitenden Geberelement bestehende Steuereinheit vorgesehen werden muß.On the other hand, it is with polyphase motors whose stator coils only are excited in one current direction, for example with small three-phase synchronous motors, known, the transistor which controls the subsequent excitation of a winding in each case depending on the switching state of the transistor feeding the preceding winding using flip-flops, in particular in the manner of a ring counter. This measure, in which the base circuit of the following transistor in each case galvanically must be coupled to the working circuit of the preceding transistor, is then very unfavorable when in an electric motor of the type described above the two power transistors to be coupled to feed one and the same stator winding serve in different directions of current. Then there are necessarily those both working groups of the transistors already galvanically coupled via the stator coil, so that depending on the switching status of both transistors, one transistor is always on higher potential than the other. That requires, if not one, the effort wants to accept several voltage sources, a relatively complicated one Circuit arrangement to avoid undesirable effects when switching one transistor to avoid the control circuit of the other if possible. The invention is based on the task in a motor of the type described above both the one with the galvanic coupling between the working circuit of the one and the control circuit of the other transistor-related disadvantages as well as those costs to avoid, which must be accepted if for each individual power transistor a separate one from the control element and one with the one rotating with the motor rotor Organ cooperating donor element existing control unit are provided got to.

Ausgehend von einem Elektromotor des eingangs beschriebenen Typs ist die Erfindung zur Lösung dieser Aufgabe dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Steuerelement eine Spule ist, welche über einen an den Arbeitskreis des ersten Leistungstransistors angeschlossenen Oszillator erregbar ist, welcher nur während der Sperrung des ersten Transistors die zur Selbsterregung notwendige Betriebsspannung erhält.Starting from an electric motor of the type described above the invention for solving this problem, characterized in that the second control element is a coil, which is connected to the working circuit of the first power transistor connected oscillator is excitable, which only during the blocking of the first Transistor receives the operating voltage necessary for self-excitation.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich. aus den Unteransprüchen, wobei die Unteransprüche 5 bis 14, deren Merkmale im Prinzip an sich bekannt sind, nur in Verbindung mit Patentanspruch 1 Schutz genießen sollen.Further features of the invention result. from the subclaims, where the subclaims 5 to 14, the features of which are known in principle, should only enjoy protection in connection with claim 1.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt F i g.1 das Schaltschema zur Steuerung der Ständerwicklung AB eines sonst nicht näher dargestellten Motors gemäß der Erfindung, F i g. 2 das Schaltschema zur Speisung einer Motorständerwicklung über einen Transformator, F i g. 3 die teilweise im Schnitt dargestellte Ansicht einer aus Steuer- und Geberelementen bestehenden, elektromagnetisch arbeitenden Steuereinheit zur Steuerung des ersten Leistungstransistors, F i g. 4 eine der F i g. 3 entsprechende, photoelektrisch arbeitende Steuereinheit und F i g. 5 eine andere Ausführungsform einer photoelektrisch arbeitenden Steuereinheit, F i g. 6 das Schaltbild einer photoelektrisch arbeitenden Steuereinheit gemäß den F i g. 4 oder 5, F i g. 7 die schematische Darstellung eines Motors mit asymmetrisch zueinander ausgebildeten Ständerpolen, durch welche eine Ruhelage des Läufers in den sogenannten toten. Zonen verhindert und damit der Selbstanlauf des Motors gewährleistet wird, F i g. 8 die schematische Darstellung eines Motors mit Ständerhilfsmagneten, ebenfalls zur Erzielung eines Selbstanlaufs des Motors, und F i g. 9 die schematische Darstellung eines Motors mit zwei sich überlappenden Ständerwicklungen, die ebenfalls einen Selbstanlauf des Motors bei allen möglichen Ruhelagen. des Läufers ermöglichen.The invention is explained in more detail with reference to the drawing of exemplary embodiments. FIG. 1 shows the circuit diagram for controlling the stator winding AB of an otherwise not shown motor according to the invention, FIG. 2 the circuit diagram for feeding a motor stator winding via a transformer, FIG. 3 shows the partially sectioned view of an electromagnetically operating control unit consisting of control and transmitter elements for controlling the first power transistor, FIG. 4 one of the F i g. 3 corresponding photoelectrically operating control unit and FIG. 5 shows another embodiment of a photoelectrically operating control unit, FIG. 6 shows the circuit diagram of a photoelectrically operating control unit according to FIGS. 4 or 5, FIG. 7 shows the schematic representation of a motor with stator poles designed asymmetrically to one another, through which the rotor is in the so-called dead position. Zones prevented and thus the self-start of the motor is guaranteed, F i g. 8 the schematic representation of a motor with stator auxiliary magnets, also to achieve a self-start of the motor, and FIG. 9 shows the schematic representation of a motor with two overlapping stator windings, which also allow the motor to start automatically in all possible idle positions. enable the runner.

Nach F i g. 1 weist eine Ständerspule AB eines nicht näher dargestellten Motors eine Mittelanzap- ; fang auf, die an den einen Pol einer Speisespannungsquelle angeschlossen ist. Die eine Hälfte der Ständerspule kann in der einen Stromrichtung über den Leistungstransistor T1 und die andere Spulenhälfte über den Leistungstransistors T2 in der anderen Strom- i richtung gespeist werden, wobei die Emitter der beiden Leistungstransistoren an den anderen Pol der Spannungsquelle angeschlossen sind. Im Basiskreis des Leistungstransistors T I liegt eine mit S bezeichnete Steuereinheit, welche von einem mit dem Motor- i Läufer umlaufenden Organ als Funktion der Winkelstellung des Läufers beeinflußbar ist und den Leistungstransistor TI immer dann in den leitenden Zustand schaltet, wenn das Magnetfeld der durch diesen Transistor erregten Ständerwicklungshälfte ein antreibendes Drehmoment auf den Läufer auszuüben vermag. Ausführungsbeispiele für derartige Steuereinheiten werden an Hand der F i g. 3 bis 5 näher beschrieben.According to FIG. 1 has a stator coil AB of a motor not shown in detail a center tap; catch, which is connected to one pole of a supply voltage source. One half of the stator coil can be fed in one current direction via the power transistor T1 and the other half of the coil via the power transistor T2 in the other current direction, the emitters of the two power transistors being connected to the other pole of the voltage source. In the base circuit of the power transistor TI there is a control unit labeled S, which can be influenced by an organ rotating with the motor rotor as a function of the angular position of the rotor and always switches the power transistor TI into the conductive state when the magnetic field is passed through this transistor excited stator winding half is able to exert a driving torque on the rotor. Embodiments of such control units are shown on the basis of FIGS. 3 to 5 described in more detail.

Der Emitter-Kollektor-Strecke des Leistungstransistors T1 ist ein Oszillator parallel geschaltet, der im wesentlichen aus dem Transistor T0, der Schwingkreisspule L 1 und der Rückkopplungsspule L 0 be- steht. Mit den Oszillatorspulen L 1 und L 0 ist eine im Basiskreis des anderen Leistungstransistors T2 liegende Steuerspule L 2 induktiv gekoppelt.The emitter-collector path of the power transistor T1 is connected in parallel with an oscillator which essentially consists of the transistor T0, the resonant circuit coil L 1 and the feedback coil L 0 . A control coil L 2 located in the base circuit of the other power transistor T2 is inductively coupled to the oscillator coils L 1 and L 0.

Solange sich der Leistungstransistor T1 im leitenden Zustand befindet, liegt an seinem Kollektor praktisch das Pluspotential der Spannungsquelle, so daß der Oszillator mangels hinreichender Betriebsspannung nicht schwingen kann. Demzufolge kann auch der andere Leistungstransistor T2 nicht angesteuert werden. Wenn jedoch der Leistungstransistor T1 in. den Sperrzustand schaltet, erscheint an seinem Kollektor ein hinreichend negatives Potential derart, daß der Oszillator Betriebsspannung erhält und zu schwingen beginnt, wodurch infolge der Kopplung der Steuerspule L 2 mit den Oszillatorspulen der Transistor T2 in den leitenden Zustand geschaltet wird. Die erneute Sperrung des Transistors T2 erfolgt dann, wenn der Oszillator infolge erneuter Ansteuerung des Transistors T 1 durch die Steuereinheit S zu schwingen aufhört.As long as the power transistor T1 is in the conductive state, the positive potential of the voltage source is practically applied to its collector, so that the oscillator cannot oscillate in the absence of sufficient operating voltage. As a result, the other power transistor T2 cannot be activated either. If, however, the power transistor T 1 switches to the blocking state, a sufficiently negative potential appears at its collector such that the oscillator receives operating voltage and begins to oscillate, whereby, as a result of the coupling of the control coil L 2 with the oscillator coils, the transistor T2 switches to the conductive state is switched. The transistor T2 is blocked again when the oscillator stops oscillating as a result of the control unit S driving the transistor T 1 again.

Durch den Kondensator C und den Widerstand R im Emitterkreis des Transistors T0 läßt sich eine beliebig wählbare Zeitkonstante derart erreichen, daß der Oszillator nur im oberen Teil der Spannungshalbwelle, bei welcher die Klemme A der Ständerwicklung ein negatives Potential hat, erregt wird, so daß der Leitungstransistor T 2 im günstigsten Moment leitend wird, um dem Motor ein optimales Drehmoment zu erteilen.Through the capacitor C and the resistor R in the emitter circuit of the transistor T0 an arbitrarily selectable time constant can be achieved in such a way that the oscillator only in the upper part of the voltage half-wave at which terminal A of the stator winding has a negative potential, is excited, so that the line transistor T 2 in the most favorable Moment is conductive in order to give the motor an optimal torque.

In der Schaltung nach F i g. 2 speisen die Leistungstransistoren, die nur schematisch angedeutet sind, die Primärwicklung 1 eines Transformators abwechselnd in der einen und in der anderen Stromrichtung, während die Ständerwicklung AB des Motors in Reihe mit der Sekundärwicklung 2 des Transformators liegt. Diese Ausführungsform ist besonders dann von Interesse, wenn man eine von der Leistungsstufe galvanisch entkoppelte Erregerspannung für den Motor wünscht, die Spannung der Speisespannungsquelle und die Erregerspannung für den Motor unabängig voneinander wählen oder wenn man eine Geschwindigkeitsregelung des Motors vorsehen will.In the circuit according to FIG. 2 feed the power transistors, which are only indicated schematically, the primary winding 1 of a transformer alternately in one and the other current direction, while the stator winding AB of the motor is in series with the secondary winding 2 of the transformer. This embodiment is of particular interest if you want an excitation voltage for the motor that is galvanically decoupled from the power stage, choose the voltage of the supply voltage source and the excitation voltage for the motor independently of one another, or if you want to provide speed control for the motor.

Die auf F i g. 3 dargestellte Steuereinheit, welche der Einheit S nach F i g.1 entsprechen kann, weist einerseits als Geberelement eine Spule n 1 und als Steuerelement eine dieser gegenüberliegende, im Basiskreis des einen Leistungstransistors angeordnete Steuerspule h4 auf. Die Geberspule n1 wird über eine zu einem nicht dargestellten Hochfrequenzoszillator gehörende Spule m 1, die koaxial zur Geberspule h1 auf dem gemeinsamen Spulenkern angeordnet ist, ständig erregt. Insbesondere kann es sich bei den beiden Spulen n 1 und m 1 um die Schwingspule und Rückkopplungsspule des ständig schwingenden Hochfrequenzoszillators handeln, der beispielsweise eine Schwingungsfrequenz von größenordnungsmäßig 100 kHz haben kann. Koaxial zur Steuerspule n 4 ist auf dem gleichen Spulenkern ferner vorzugsweise eine'weitere Spule m4 angeordnet, die zu einem galvanisch sowohl vom Hochfrequenzoszillator als auch von der eigentlichen Steuerschaltung des Motors getrennten Resonanzkreis gehört. Auf diese Weise wird das in der Steuerspule durch die Geberspule induzierte Signal verstärkt.The on Fig. 3, which can correspond to the unit S according to FIG. 1, has, on the one hand, a coil n 1 as a transmitter element and, as a control element, a control coil h4 located opposite this and arranged in the base circuit of the one power transistor. The transmitter coil n1 is constantly excited via a coil m 1 belonging to a high-frequency oscillator (not shown), which is arranged coaxially to the transmitter coil h1 on the common coil core. In particular, the two coils n 1 and m 1 can be the voice coil and feedback coil of the constantly oscillating high-frequency oscillator, which can for example have an oscillation frequency of the order of 100 kHz. A further coil m4, which is part of a resonant circuit that is galvanically separated from both the high-frequency oscillator and the actual control circuit of the motor, is also preferably arranged on the same coil core coaxially to the control coil n 4. In this way, the signal induced in the control coil by the transmitter coil is amplified.

Zwischen den erwähnten Spulenpaaren rotiert eine mit dem Motorläufer fest verbundene Abschirmscheibe 3, welche einen eine Kopplungszone bildenden Sektor aufweist. Die Scheibe 3 kann beispielsweise aus einem elektrisch leitenden Material bestehen, so daß bei Gegenwart des Scheibenmaterials zwischen den beiden Spulenpaaren eine induktive Kopplung der Steuerspule n 4 mit der Geberspule n 1 unterbungen wird, während der Kopplungssektor einfach aus einem Ausschnitt besteht. Winkellage und Größe dieses Kopplungssektors sind derart gewählt, daß die betreffende, über diese Steuereinheit bzw. den zugehörigen Leistungstransistor gespeiste Ständerspule zu den gewünschten Zeitpunkten und während der gewünschten Periode erregt wird. Die anschließende Erregung in der umgekehrten Stromrichtung erfolgt dann, wie an Hand der F i g.1 erläutert, während der Periode der Entkopplung von Geber-und Steuerspule.A shielding disk 3, which is firmly connected to the motor rotor and has a sector forming a coupling zone, rotates between the mentioned coil pairs. The disk 3 can for example consist of an electrically conductive material, so that when the disk material is present between the two coil pairs, inductive coupling of the control coil n 4 with the transmitter coil n 1 is interrupted, while the coupling sector simply consists of a cutout. The angular position and size of this coupling sector are selected in such a way that the relevant stator coil fed via this control unit or the associated power transistor is excited at the desired times and during the desired period. The subsequent excitation in the reverse current direction then takes place, as explained with reference to FIG. 1, during the period of decoupling of the transmitter and control coil.

Auf F i g. 3 ist noch ein weiteres Geber-Steuer-Elementpaar angedeutet, das ebenfalls durch die Scheibe 3 beeinflußt wird und zu einer anderen Motorständerwicklung gehört.On F i g. 3 another encoder-control element pair is indicated, which is also influenced by the disc 3 and to another motor stator winding heard.

Die auf F i g. 4 dargestellte Steuereinheit arbeitet photoelektrisch derart, daß die Geberelemente aus Lampen 5 und die Steuerelemente aus Photozellen 6 bestehen, die wiederum in den Basiskreisen der direkt von den Steuereinheiten beeinflußten Leistungstransistoren liegen. Das mit dem Läufer umlaufende Organ ist in diesem Fall eine opake Scheibe 3, die entsprechende transparente Abschnitte oder einfach Ausschnitte aufweist.The on Fig. 4 shown control unit operates photoelectrically such that the transmitter elements from lamps 5 and the control elements from photocells 6 consist, in turn, in the base circles of the directly from the control units influenced power transistors lie. The organ revolving with the runner is in this case an opaque pane 3, the corresponding transparent sections or simply has cutouts.

Die auf F i g. 5 dargestellte Variante der photoelektrischen Steuereinheit weist an Stelle einer auf der Läuferwelle befestigten Scheibe einen Hohlzylinder 9 auf, dessen Achse mit der Achse 10 des Motorläufers zusammenfällt. Der Mantel des Hohlzylinders 9, durch dessen offene Stirnfläche eine Lampe 12 in das Innere des Zylinders hineinragt, weist als Kopplungszone einen Schlitz 11 auf, während außerhalb des Umfangs des Hohlzylinders eine Photozelle 13 angeordnet ist. Diese Photozelle ist in einem festen Flansch 14 montiert. Auf diese Weise wird nur eine einzige Lichtquelle benötigt, wenn der zu steuernde Motor mehrere abwechselnd in der einen und in der anderen Stromrichtung zu erregende Ständerspulen aufweist. Weitere Photozellen zur Steuerung entsprechender Leistungstransistoren können ohne weiteres über den Umfang des Flansches 14 verteilt angeordnet werden, wobei die Lichtstrahlen der Lampe 12 jeweils radial zur Motorwelle durch den Schlitz 11 auf diese Photozellen fallen. Der elektrische Kreis zur Speisung der Lichtquelle verläuft über die Masse des Flansches 14 und über einen Kontakt 15.The on Fig. 5 shown variant of the photoelectric control unit has a hollow cylinder instead of a disk attached to the rotor shaft 9, the axis of which coincides with the axis 10 of the motor rotor. The coat of the hollow cylinder 9, through its open end face a lamp 12 into the interior of the cylinder protrudes, has a slot 11 as a coupling zone, while a photocell 13 is arranged outside the circumference of the hollow cylinder. These The photocell is mounted in a fixed flange 14. This way there will only be one only light source required if the motor to be controlled is several alternately in which has stator coils to be excited in the other direction of current. Additional photocells for controlling the corresponding power transistors can be used without further distributed over the circumference of the flange 14, wherein the Light rays from the lamp 12 each radially to the motor shaft through the slot 11 these photocells fall. The electrical circuit for supplying the light source runs via the mass of the flange 14 and via a contact 15.

An Stelle der beschriebenen Steuereinheit zur Steuerung des einen Leistungstransistors durch ein mit der Läuferwelle umlaufendes Organ können auch andere, an sich bekannte Bauelemente bzw. Schaltungen verwendet werden, beispielsweise ein Kondensator, dessen Belegungen das Steuer- und das Geberelement bilden und der mit einer auf der Motorwelle sitzenden Scheibe zusammenarbeitet, welche die kapazitive Kopplung zwischen beiden Elementen ändernde Abschnitte aufweist. Auch können das Geberelement und das Steuerelement einen Hallgenerator bilden.Instead of the described control unit for controlling the one Power transistor through an organ rotating with the rotor shaft can also other components or circuits known per se are used, for example a capacitor, whose assignments form the control and the transmitter element and the cooperates with a disk seated on the motor shaft, which generates the capacitive Coupling between the two elements has changing sections. Can do that too Encoder element and the control element form a Hall generator.

Auch läßt sich die Oszillatorschaltung nach F i g.1 mit anderen geläufigen Schwingschaltungen realisieren.The oscillator circuit according to FIG. 1 can also be used with others Realize oscillating circuits.

Auf dem Schaltbild nach F i g. 6 ist ein Transistorverstärker für die Verwendung bei photoelektrisch arbeitenden Steuereinheiten nach den F i g. 4 und 5 dargestellt. Das photoempfindliche Element wird durch einen Phototransistor 19 gebildet, dessen Basis durch den Rückstrom einer Germaniurndiode 25 geeignet vorgespannt ist, wodurch insbesondere Temperatureffekte kompensiert werden. Zu diesem Zweck sind der Phototransistor und die Diode innerhalb der gleichen Metallverkleidung angeordnet, damit sie in engem Wärmekontakt stehen. Solange der Phototransistor 19 nicht beleuchtet wird, hat er einen hohen Widerstand, und der Spannungsabfall am Widerstand 26 ist nur gering. Daher befindet sich auch der nachgeschaltete Transistor 20 im Sperrzustand, und der Spannungsabfall am Widerstand 27 ist verschwindend klein. In diesem Betriebszustand wird der Leistungstransistor 21 durch die von der Hilfsspannungsquelle 23 gelieferte Vorspannung mit Sicherheit gesperrt.On the circuit diagram according to FIG. 6 is a transistor amplifier for the use in photoelectrically operating control units according to FIGS. 4th and 5 shown. The photosensitive element is made up of a phototransistor 19 formed, the base of which is suitable by the reverse current of a Germaniurndiode 25 is biased, whereby in particular temperature effects are compensated. To this The purpose is to have the phototransistor and the diode inside the same metal cladding arranged so that they are in close thermal contact. As long as the phototransistor 19 is not lit, it has a high resistance, and the voltage drop at resistor 26 is only small. This is why there is also the downstream transistor 20 in the blocking state, and the voltage drop across resistor 27 is negligibly small. In this operating state, the power transistor 21 is powered by the auxiliary voltage source 23 delivered preload locked with safety.

Die Betriebsspannung für den Phototransistor 19, den Vortransistor 20 und gegebenenfalls noch weitere, nicht dargestellte Vortransistoren sowie die Steuerspannung für den Leistungstransistor 21 wird von der Gleichspannungsquelle 24, die Betriebsspannung für den Leistungstransistor 21 von der Spannungswelle 22 geliefert. Bei Beleuchtung des Phototransistors 19 schaltet dieser in den leitenden Zustand, wodurch auch die folgenden Vortransistoren sowie der Leistungstransistor 21 stromführend werden. Die gezeigte Schaltung spricht bereits bei einer nur geringen Beleuchtung an, da ein Basisstrom von wenigen Miniampere im Basiskreis des Phototransistors 19 ausreicht, um die folgende Transistorskala in den leitenden Zustand zu schalten. Im Kollektorkreis des Leistungstransistors 21 liegt die Ständerwicklung 28 eines Motors, die im leitenden Zustand des Leistungstransistors 21 von der Spannungsquelle 22 erregt wird. Der zweite Leistungstransistor, über welche die Ständerwi.cklung im umgekehrten Sinne erregbar ist, sowie die Steuerschaltung für diesen Transistor ist auf F i g. 6 nicht dargestellt.The operating voltage for the phototransistor 19, the pre-transistor 20 and possibly further pre-transistors, not shown, as well as the control voltage for the power transistor 21 are supplied by the DC voltage source 24, the operating voltage for the power transistor 21 by the voltage wave 22. When the phototransistor 19 is illuminated, it switches to the conductive state, as a result of which the following pre-transistors and the power transistor 21 also become live. The circuit shown responds even to a low level of illumination, since a base current of a few mini amperes in the base circuit of the phototransistor 19 is sufficient to switch the following transistor scale into the conductive state. The stator winding 28 of a motor, which is excited by the voltage source 22 when the power transistor 21 is conductive, is located in the collector circuit of the power transistor 21. The second power transistor, via which the stator winding can be excited in the opposite direction, as well as the control circuit for this transistor is at FIG. 6 not shown.

Der auf F i g. 7 dargestellte Motor hat zwei halbkreisförmige Ständerpolflächen, die zueinander und in bezug auf den Läufer exzentrisch derart liegen, daß eine Ruhestellung des Läufers innerhalb einer toten Zone vermieden wird, d. h. also eine Winkelstellung des Läufers, in welcher das Ständermagnetfeld kein antreibendes Drehmoment auf den Läufer auszuüben vermag. Das ist immer dann der Fall, wenn in- der Ruhestellung des Läufers dessen magnetische Achse mit der magnetischen Achse des Ständers zusammenfällt, was bei üblichen, zueinander und in bezug auf den Läufer symmetrische Ständerpole aufweisenden Motoren möglich ist. Wegen der besonderen Ausbildung der Ständerpole wird jedoch der Motor nach F i g. 7 stets eine Ruhelage einnehmen, in der seine magnetische Achse schräg zur magnetischen Achse der Ständerpole liegt und der Luftspalt zwischen entgegengesetzten Polen des Läufers und des Ständers den kleinstmöglichen Wert erreicht, wie durch Pfeile auf F i g. 7 angedeutet. Auf diese Weise wird ein Selbstanlauf des Motors beim Einschalten des Erregerstromes garantiert.The on fig. 7 motor shown has two semicircular stator pole faces, which are eccentric to one another and with respect to the runner in such a way that a rest position the runner is avoided within a dead zone, d. H. so an angular position of the rotor, in which the stator magnetic field has no driving torque on the Runner able to exercise. This is always the case when in the rest position the rotor whose magnetic axis coincides with the magnetic axis of the stator, what is the case with conventional stator poles that are symmetrical to one another and to the rotor having motors is possible. Because of the special design of the stator poles however, the engine according to FIG. 7 always take a rest position in which his magnetic axis is inclined to the magnetic axis of the stator poles and the air gap the smallest possible between opposite poles of the rotor and the stator Value reached as indicated by arrows on F i g. 7 indicated. To this In this way, a self-start of the motor is guaranteed when the excitation current is switched on.

Der gleiche Effekt wird beim Motor nach F i g. 8 dadurch erreicht, daß im Raum zwischen den Stän.-derpolschuhen kleine Ferritmagnete angeordnet sind, deren einer mit seinem Südpol und deren anderer mit seinem Nordpol auf den Läufer gerichtet sind. Auch in diesem Fall können in der Ruhestellung des Läufers niemals die magnetischen Achsen von Läufer-und Ständerpolen zusammenfallen.The same effect is seen with the engine according to FIG. 8 achieved by that small ferrite magnets are arranged in the space between the stator pole shoes, one with its south pole and the other with its north pole on the runner are directed. In this case, too, the runner can never the magnetic axes of the rotor and stator poles coincide.

Eine weitere Möglichkeit, bei einem mit zwei Ständerwicklungen arbeitenden Motor einen Selbstanlauf derart zu erreichen, daß er auch unter Last in einem ganz bestimmten Drehsinne anläuft, besteht nach F i g. 9 darin, eine überlappung der beiden Ständerwicklungen vorzusehen. Die beiden Wicklungen mit den Anschlußklemmen A und B sowie C und D erstrecken sich jeweils über einen Winkel von etwa 180°, wobei sich jedoch beide Spulen innerhalb eines Winkelbereichs von etwa 90° überlappen. Der Ständer ist in diesem Fall vierpolig ausgebildet. Beide Ständerwicklungen werden durch je eine der vorangehend an Hand der F i g. 1 oder 2 beschriebenen Steuerschaltung abwechselnd in der einen und in der anderen Richtung erregt, wobei die Erregung der einen Wicklung jeweils entsprechend phasenverschoben in bezug auf die Erregung der anderen Wicklung erfolgt, was durch Anbringung zweier entsprechender Kopplungssektoren an dem mit der Läuferwelle umlaufenden Organ erreicht wird.A further possibility of achieving a self-start in a motor working with two stator windings in such a way that it starts in a very specific direction of rotation even under load, is shown in FIG. 9 is to provide an overlap of the two stator windings. The two windings with the connection terminals A and B as well as C and D each extend over an angle of approximately 180 °, but the two coils overlap within an angular range of approximately 90 °. In this case, the stator has four poles. Both stator windings are each one of the above with reference to the F i g. 1 or 2 alternately excited in one and in the other direction, the excitation of one winding taking place out of phase with the excitation of the other winding, which is achieved by attaching two corresponding coupling sectors to the organ rotating with the rotor shaft .

Eine weitere Möglichkeit, einen sicheren Selbstanlauf aus allen Ruhestellungen des Läufers auch unter Last zu gewährleisten, besteht darin, an Stelle eines Motors mit einer mehrphasigen Struktur mehrere einphasige Motoren mit auf einer gemeinsamen Welle angeordneten Läufern zu verwenden, wobei die toten Zonen jedes Läufers derart gegeneinander phasenverschoben sind, daß sich in allen Ruhelagen der Motorwelle wenigstens einer der Läufer außerhalb seiner toten Zone befindet. Bei derartigen Systemen lassen sich die bekannten Vorteile der einfach aufgebauten einphasigen Motoren ausnutzen.Another possibility for a safe self-start from all rest positions To ensure the rotor even under load, instead of a motor with a multi-phase structure several single-phase motors with on one common Shaft arranged runners to use, with the dead zones of each runner in such a way are out of phase with each other that in all rest positions of the motor shaft at least one of the runners is outside his dead zone. With such Systems can use the well-known advantages of the simply structured single-phase Exploiting engines.

Claims

Claims: 1. Electric motor, in particular DC motor, with a magnetized rotor and one having at least one stator winding Stator as well as with at least one of each stator winding in the sense of a driving force Torque on the rotor exciting electronic power level, consisting of at least one first power transistor lying in series with each stator winding for feeding the stator winding in one current direction and at least one second power transistor also in series with each stator winding for feeding the stator winding in the other current direction, with one in the base circuit of the first power transistor lying control element, its operating state by a donor element that can be controlled by a member rotating with the rotor Function of the angular position of the rotor is changeable, as well as with one in the base circle of the second power transistor lying control element, which the second power transistor each during one of the blocking periods of the first power transistor lying time interval switches to the conductive state, d a d u r c h g e -k It should be noted that the second control element is a coil (L2) which via one connected to the working circuit of the first power transistor (T1) Oscillator (T0, L0, L1) can be excited, which only during the blocking of the first power transistor (T1) receives the operating voltage necessary for self-excitation.

2. Electric motor according to claim 1, characterized in that the oscillator of the emitter-collector path of the first power transistor (T1) is connected in parallel.

3. Electric motor after Claim 1 or 2, characterized in that the coil (L2) in the base circle of the second power transistor (T2) with the resonant circuit and feedback coil (L 0, L 1) of the oscillator is inductively coupled.

4. Electric motor according to one of the preceding Claims, characterized in that the oscillation use of the oscillator after the blocking of the first power transistor (T1) by a timer (RC) by one predeterminable time is delayable.

5. Electric motor according to claim 1, characterized in that the stator winding (AB) is fed via a center tap, one half of which can be excited via the first and the other half via the second power transistor.

6. Electric motor according to claim 1, characterized in that the stator winding is fed via a transformer (1, 2).

7. Electric motor according to claim 1, characterized in that the transmitter element of the first power transistor is a coil (h1) continuously fed with high frequency, the control element is a control coil (n 4) excited inductively by this transmitter coil and the member rotating with the rotor is one between the two coils rotating shielding disk (3) made of electrically conductive material with at least one sector which effects the coupling between the two coils. B. Electric motor according to claim 7, characterized in that the control coil (n4) is coupled to a resonance circuit (coil m 4) which is matched to the frequency of the transmitter coil (n1). 9. Motor according to claim 1, characterized in that the transmitter element of the first power transistor is a light source (S, 12), the control element is a photosensitive member (6, 13) and the member rotating with the rotor is an opaque part with at least one transparent area . 10. Electric motor according to claim 9, characterized in that the part rotating with the rotor is a hollow cylindrical body (9) whose axis coincides with the rotor axis, the light source (12) inside the body and the photosensitive member (13) outside this Body are arranged and that the transparent area consists of at least one slot (11) in the jacket of the hollow cylindrical body such that the light from the light source falls through the slot directed radially to the rotor axis on the light-sensitive organ. 11. Electric motor according to claim 1, characterized in that the control and transmitter element of the first power transistor consist of the assignments of a capacitor and the organ rotating with the rotor has the capacitive coupling between the two elements changing sections. 12. Electric motor according to claim 1, characterized in that the transmitter and control element of the first power transistor form a Hall generator. 13. Electric motor according to claim 1, characterized in that the motor rotor is permanently magnetic. 14. Electric motor according to claim 1, characterized in that the motor rotor is magnetized electromagnetically. 15. Electric motor according to claim 1, characterized in that the curved pole faces of the stator are eccentric to one another and to the rotor. 16. Electric motor according to claim 1, characterized in that two permanent magnets are arranged in the space between the stator poles, each of which is directed to the rotor circumference with a pole of different polarity. 17. Electric motor according to claim 1, characterized in that in each case two stator windings overlap by a certain angle. 18. Electric motor according to claim 1, characterized in that several single-phase motors are arranged with their rotors on a common shaft, the dead zones of each rotor are shifted against each other in such a way that in all rest positions of the shaft at least one of the rotors is outside its dead zone is located. Considered publications: German Auslegeschriften Nos. 1049 788, 1050 812, 1060 327, 1099 628, 1 105 045; French Patent Nos. 1159 236, 1187 982, 1247 485; French Patent Specification No. 68,711; USA: Patent Nos. 2,753,501, 2,829,324, 2,867,762, 2,980,839, 2,995,690; Funk-Technik, 1961, No. 1, p. 29; Neues aus der Technik, 1960, No. 9, pp. 1, 2; Elektro-Welt / Industrie-Elektrik, Vol. 7, 1961, p.171. Older patents considered: German Patent No. 1168 549.