DE1488593A1 - Buerstenloser Gleichstrommotor mit einem permanenten Magneten als Laeufer - Google Patents

Description

Licentia Patent-Verwalbungs-GmbH G Frankfurt (Main) ?0, Theodor-5tern-£ai 1

Hcrrmnnn/ktz P Ή 38 595-9

^ril 1969 L 52 059

Bürstenloser Gleichstrommotor mit einem permanenten Magneten als Läufer

Die Erfindung "bezieht sich auf einen burstenl-osen Gleichstrommotor, dessen Läufer durch einen permanenten Magneten gebildet wird. Der Ständer wird durch einen felderzeugten Elektromagneten dargestellt, dessen Spulen mit einem von einer druckenrpf indlichen Halbleiteranordnung gesteuerten Strom versorgt T/erden. Die Halbleiteranordnung ist· vom Läufer des Motors beeinflußbar. Ss ist schon ein solcher Gⁿνichntrommotor vorgeschlagen worden, bei welchem die Halbleiteranordnung mit einer Feder zusammenarbeitet, welche von einer Hase betätigbar ist, die nn der Welle des LäuCers angebracht ist. Eine andere bereits vorgeschlagene Anordnung besteht darin, daß auf der Läuferwelle ein zusätzlicher Permanentmagnet angebracht ist, welcher ein u-förmiges magnetisches Joch beeinflußt, an welchem die Halbleiteranordnung angebracht ist. Die beiden vorgeschlagenen Anordnungen sind rein konstruktiv äußerst aufwendig

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und dement spx'echend für eine w ir t:.>chaf bliche iTerbigung nicht -/ervjendbar. Darüber hinaus wird dur?h .lie beiden vorgerchliigenen-Anordnungen nur da;.· Prinz ir. für einen Gleichstrommotor angegeben, G-U.t welchem· :.icli jedoch ohne er.fi:.iriericches Zutun koin funktionrfnlilgor Gleiche bxⁿommotoxⁱ herstellen läßt.

Weiterhin ist r-chor eine Ai-ord.vang 'bekr.nntgeworcien, br. '. wolcher ein druck^mpf Lndl lohe:- ISIg::: ent. ^äialich ein Piezolvir:tall, eingec-efczb icb. Allerdin^r; handelt e.- rieh bei dl;.-por bekannten Anordnung, nicht urr einen Kctcr, sondern vielirebr um ein Sch'/ingunynsystem. D'or Piezokrist.'ill liegt boi der bekannten Anordnung in Baciokreir: eines Tra^isiotorr und soll den Betrieb der, 3ohv;irigung:;r-,7^Totemo steuern bzw. aufrechterhalten·. Li ere bekannbe Ali" r Jr. Ling int z"ar Vferv/endvr.,5" i"ür einen bürctenlocen Gleiche tr α πιπί ο tor rieht geeignet, :ln die eingesetzten !Dranr-.istoren einen nioderohin Igen Eingang haben, während der ve/'w-i.-vlotn Piezokristall hochohniig ir.ü, ro daß zwischen diece beiden Glieder noch ei;: Verrbärkor zu schalten ist. Der Auf'.;and £ü.r ein-'r d'r-rbigen Kotox* w^:iro •;o hoch, diß eine -;:'.-^rit-ch?fbliche Firtirunj eine.⁰ rolclien Motor:: nicht in--ihr möglich '.;är-s. Ein -!---yrr tiger Ho tor häbbe aber auch noch einen anderen ITr.chtei!, dom: -ler Eingriff der Steuergröße würde bei einem solchen Kotor an einem Bauelement erfolgen, welcher noch lurch zwei oralere Bouelemente vom Spe'isekrei.'j den 'Hobor^ getrennt i.-.t, r^;o dt-3 die Genauigkeit dar Steuerung eine.· solchen H.jtor- r,tark herabgesetzt v/äre.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen bürstenlcnen Gleichstrommotor der eingangs gedchildertnn Ax^t mit w-.\- :;igoi": rilttcln ?30 aufzubauen, daß einerseits eine v/irtcchaftliche Fertigung ermöglicht v/ird und andererneibc ein funk-

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tionsfähiger Kctoi* gegeben ist. Diese Aufgabe wird gemäß der Ei'findung dadurch gelöst, daß die Halbleiteranordnung aus einem Piezo-Ixansistor für jede Spule des.Ständers aufgebaut iütv E- ergibt sich durch die Erfindung ein einfach aufgebauter Motor, bei welches die Steuerung der Stromzufulir an die Ständerspulen, über Elemente erfolgt, welche unmittelbar im Si-eisekreis. des Kot or« liegen und direkt an die Ständerspulen angeschlossen sind. Dadurch bedingt, geschieht die steuerung auf kürzestmöglich'iin Wege und ist dement sprechend sehr genau. Darüber hinaiir ergibt sich durch die Erfindung der Voi'teil, daP» vvenige Bauglieder für den Motor verwendet werden, da die Steuerung direkt auf die -Driu.sistoren einwirkt.

Ei:i Aurfünrungi~beispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dax"ge."?tel"! t.

■Fig. 1 zeigt schematisch die räumliche Anordnung der Piezo-Trriisi stören, './ährend in Fig. 2 ein Schaltbild des gesamten Kotors dargestellt ist.

Hit Ί, 2 und J sind die Piezo-Transistoren bezeichnet, welche an ihrem der Motorwelle -'l· 'zugekehrten Ende kleine Oxydnagnetc f·, 6 und 7 aufweisen. JtUf der Welle 4 fest angebracht ist die Chcvdmagnetrcheibe 8, wel,che mit dem Rotor de:; Hotors umläuft, Die Transistoren 1, 2 und 3 liegen in Reihe mi^ den Ständersrulen 9> 10 und i1, welche bei ge·^ schlossenem Schalter 12 aus der Batterie 13 gespeist werden. Die Basen der Ständertransistoren sind durch Spannungsteiler entsprechend vorgespannt.

Ll-- v/ix»kung;:i-;.;isc- des erf indungsgemäßen Motors, wird anhand

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von Fig. 1 im folgenden erläutert. Die Oxydmagnete 5, 6 und 7, Welche an den Transistoren angebracht sind, sind so magnetisiert, daß am Luftspalt zur Oxydinagnetscheibe 8 ein Südpol liegt* Die Öxydmagnetscheibe 8 selbst ist, wie aus Pig. Λ ersichtlich, über einen Bereich von ungefähr 120° mit Nordpolen versehen, während der andere Bereich Südpole aufweist. Die Piezo-»Transistoren haben nun die Eigenschaft, daß ihre Stromverstärkung mit zunehmendem Druck abnimmt, während sie bei größer werdenden Zugkräften steigt. Die verwendeten Transistoren sind pnp-Transistoren, und zwar sind sie so aufgebaut, daß auf die Emitter die Kraft ausgeübt wird. In der dargestellten Lage wird der Oxydmagnet 5 von der Magnetscheibe 8 gerade angezogen, so daß auf den Emitter des Transistors 1 eine Zugkraft ausgeübt und die Stromverstärkung des Transistors 1 groß wird, so daß dieser Transistor stromdurchlässig wird; die zugehörige Ständerspule 9 wird also mit Strom versorgt. Gleichzeitig wird auf die beiden anderen Transistoren 2 und 3 durch die den Magneten 6 und 7 gegenüberliegenden Südpole der Magnetreheibe 8 eine Druckkraft ausgeübt, so daß ihre Stromverstärkung sehr klein ist. Die Transistoren sind also ,mit Sicherheit gesperrt. Durch die Drehung der Motorwelle wird ebenfalls die Magnetscheibe 8 gedreht, eo daß nacheinander in zyklischer Reihenfolge Je einer der Piezo-Transistoren 1.» 2 oder 5 stromdurehläesig wird, während jeweils die beiden anderen Transistoren gesperrt sind.

Selbstverständlich können die Magnete 5, 6 und 7 much umgekehrt magnetisiert sein, wobei dann entsprechend die Magnetisierung der Oxydmagnet scheibe 8 auch umgekehrt wäre« Bei einer anderen Anzahl von Ständer-Piezo-Transistoren ändert sich auch die Zonenbreite der Magnetisierung auf der Magnetscheibe 8. . '

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Um die Hückv/jLrkung de? Druck- bzw. Zugkräfte auf die Welle M- so gering xiiie möglich, zu halten, wird die gesamte Anordnung möglichst nahe an einem Lager des Motors angebracht.

Die Drehzahlregelung der Motors kann auf übliche Weine . ^erfolgen·;,, indem bei einer AnsprecLdrehzahl der Speisekreis für die Ständerspulen unterbrochen wird oder durch enb-.7prechende Mittel die Basen der Piezo-Transistox'en co vorge.Tp.^rvnnt vjsr;len_r daß. die Transistoren nicht mehr stromdurehlassig werden. . _:

5 S.: Besehreibung ·
2 Patetitansprtielro
1 Bl-W Zei<?hng-.; m-, 2

Patentansprüche

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Claims (2)

- 6■ - . P 14- 88 Γ'93.9 Patentansprüche

1. Büratenloser Gleichstrommotor mit einem r,errr.aixenten Magneten als Läufer und einen felderzeugenden Elektromagneten al.i Ständer, dor..sen Spüler, nit < lueu. von einer drucken_/ f indl Icheri Hölbleiterariordnung ge.-beuertf-r. Strora vor.Torgt v/erden, Vielehe ■ von Lauf er <lfi.: Ko tor. "beeinflußbar ist", dadurch gekennzeichnet, dc.^ die Ilalbleiterancrdnung aus einem Piezo-Trn.&i.istor (1, 2, 3) für jede Γκ-ule (9,''1C, 11) des Ständers aufgebaut i:-t.

2. Gleichstrommotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dai an den Piezo-Transistoren (1, 2, 3) Dauermagnete (5j 6, 7) angebracht r.ind, v;elche zwischen den üransistoren und dem mit der Welle (4) umlaufenden Magneten (8) liegen.

Heu· Unterlagen«^ I^

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