DE1538893A1

DE1538893A1 - Buerstenloser Universalmotor

Info

Publication number: DE1538893A1
Application number: DE19661538893
Authority: DE
Inventors: Moczala Dr-Ing Helmut
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1966-08-16
Filing date: 1966-08-16
Publication date: 1970-04-23

Description

fusstonloser Universalmotor

.w--rw-ww-r---,w--rir---wrr- 'I)lo Zehndung bezieht sich auf.Universalmotoren. tishar sind.

derartige Motoren mit einem mechanischen IComm,#taaor ausge-

rüstet, auf welchem zur Stromabuahmo Bürsten ac"leifen. Der

go=utator mit den Bürsten stellt für den Nota.' eine stän-

dige Fehlerquelle dar. Beim Betrieb des Motoyß treten Rund.-

teuer auf, velche zur Zerstörung des Komeut@texs und auch

der Bürsten führen. Außerdem müssen: nach. eher bestimmten.

'No-triebezet die Bürsten wegen der Abnutymg erneuert wer-

.

Gien. Auch die am. Kommutator entstehen"" Geräusche machen'

sich störend bemerkbar. .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zW'`Unäe, einen ünivereal#

mo üor -ohne mechanischen Kommutatc*# anzugeben. Gelöst wird

diese Aufgabe für einen ünivercAotor mit

r

LRufer gemäß der Erfindung das@ch, da. die kotor@ricklung .

aus vier Spulen aufgebaut i,) die jede über einen Thyriator

mit. dem einen Pgl dar spe@/,önden Stromquelle verbunden. sind,

daß der.Zündzoitpunkt der Thyristoren in Abhängigkeit von der Läuferstellung von einem Steuerkreis gesteuert wird,und daß die Anoden des erstgn und dritten sowie des zweiten und vierten Thyri@tocs untereinander über je einen Löschkondensator verbunden sind. Ein Ausfülirurigsbeispiel der Erfindung ist in' den Zeichnungen dargestellt. fig. 1 zeigt das Schaltbild des Motors für eine ' Drehzahl, während in. pig., 2 ein Schaltbild für der Motor mit. zwei. Drehzahlen wiedergegeben ist. ' Mit 'i, 2, 3 und'4 sind die vier Spulen der St'dnderwicklung bezeichnet. Über die Thyristoren $, 6, 7 und 8 sind die Stiin:derapulen mit dem einen .1'o1 der speisenden Stromquelle 1? verbunden. Der Schalter 18 dient zum-Ein- und Ausschalten des Motors. :Die Anoden der Thyristoren ,5 und T sind über den Iöschkondensator g und, die Anoden der Thyristoren 6 und 8 über den Löschkondensator 'i0 miteinander verbunden. Die Gitter dar Thyristoren sind mit Steuerelementen verbunden, und zwar sind als Stouerelemente in der Zeichnung Hellgeneratoren.dargestellt. Die Gitter der Thyrigtoren 5 und sind mit dem gemeinsamen Hallg. enerätor 11 und die Gitter der'Thyristoren*6 und .ß mit dem gemeinsamen-Mallgenerator 12 verbunden. Die Hellgeneratoren sind einerseits direkt an

den einen Pol der speisenden Stromquelle 17 und andererseits

über Widerstände 13 und 14 sowie ein Gleiahrichterelement

15 an den anderen Pol der Stromquelle 17 angeschlossen. Der

dauermagnetische Läufer des Motors ist mit 16 bezeichnet

und in der Zeichnung schematisch angedeutet.

Die Wirkungsweise der Erfindung ist folgonde : . ' '.

Durch Schließen des. Schalters 18 wird der Motor en. Spannure

gelegt und durch eine der Spulen 1, 2, 3. oder 4 kann ein-

Strom fließen, wonn einer der Tbyristoren stromdurchlääsig

ist* Dazu aus einer der Thjriotordn einen Zündimpuls be-

kommen haben. Dieser Z'Lndimpuls. tixrd in Abh'engigkeit von der

Zäuferstellung'von den Hellgeneratoren 11 und 12 gegeben.

Im Einschaltaugenblick möge ein Pol des Läufers 16 gerade;

den Hellgenerator 1'i gegenüberstehen, so daß der Thyristor

5 einen Zündimpuls erhält. Es kann dann oin.Strom über die-

sen Thyristor und die Spule 1 fließen, so dal der Motor ein

Drabmoinent ontcriokelt. Durch die Drehung des *«'Läufers ge-

langt der Pol desselben in eine dem Hellgenerator 12 gegen--

überliegende Position, so daß jetzt der Thyristor 6 seinen

Zündimpuls erhält. Es fließt jetzt also auch über diesen

Thyristor 6 1rad die Spule 2 ein Strom. Durch die weitere

Drehung des Läufers wird der Thvristor 7 g®zündet, wobei

gleichzeitig über den Löschkondensator 9 der Thyristor 5

gelöscht wird. Es folgt die Zündung des Thyristors 8 mit gleichzeitiger Löschung des Thyristors K über den Kondensüdl. tor 10. Da die Ity.rstoren 5 und ? bzw. 6 und 8 einander gegenseitig löschen, dürfen die Steuerimpulse für die Thyristor. en 5 und ,? b w o 6 und 8 einander nicht überlappen. Da jedoch die Steuerippulse in der Reihenfolge 5, 6' ?, 8 einander überlappen, ist der Anlauf des Motors aus jeder Stellung gesichert. Wegen des Halbwellenbetriebes der Thyriatoren reicht für den Hallstronkreis ein Einweggleichrichter 15 aus. Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung von Haugeneratoren beschrÄnkt, sondern es ist auch möglich, den Motor mit Hilfe eines Hilfsfrequenzgeneriators zu betreiben, dessen Wechselspannung über ein mit der Welle umlaufendes weichmagnetisches Segment in Steuerspulen gekoppelt wird, welche ihrerseits mit den Gittern .der Thyristoren verbunden sind Zin weiterer Vorteil des Erfindungsgegenstandes besieht dar-:in, daß der Motor mit einfachen Mitteln reversiert werden kann. Dazu ist es erforderlich, die. Anschlüsse der Thyristoren 5.und ? b w. 6 und 8 miteinander zu vertauschen.

Es ist aber auch. möglich, den Haustram mit Hilfe eines einfachen Umschalters für die Diode 15 umzukehren oder eine zweite Diode mit umgekehrter Polarität einzuschalten. Da die Stromumkehr in diesem Falle zur Benutzung der zeitlich falsch liegenden Halewelle führen würde, ist dann eine Glättung der Gleichspannung mittels eines Kondensators notwendig. Eine Drehzahlregelung für-den Moor ist dadurch möglich, daß man, die Zündianpulse für die Thyristoren zeitlich verzögert. Das kann mit Hilfe der Gewinnung einer Tachometerspannung, welche über Dioden. von den Ständerspulen abgegriffen wird, geschehen. Bei der Verwendung des Hilfsgenerators kann derselbe als Eingriffspunkt verwendet werden. Bei dem Einsatz der Fallgeneratoren kann ein Thyristor anstelle des Gleichrichters '!5 eingesetzt werden, weicher den Halistrom in Ab- hängigkeit von der Drehzahl reguliert. Weiterhin lUt sich die Erfindung vorteilhaft auch für einen Motor anwenden, welcher zum Betrieb von Waschautomaten verwendet wird. Ein derartiger Motor für zwei Drehzahlen ist in Fig 6 2 wiedergegeben. Bisher werden für den Antrieb von Waschautomaten und ähnlichen Geräten mit zwei weit ausenanderliegenden Drehzahlen Asynchronmotoren vor.,dendet, welche wegen der weit auseinanderliegenden Drehzahlen und wegen der Forderung nach einer niedrigen Waschdrehzahl einen V'er-,hältnsmäßig großen Raumbedarf haben. Durch die Erfindung ist es möglich, einan@ bürstenlosen Universalmotor einzuseu- Zen, der infolge seines geringen Raumbedarfs von wesentlichem Vorteil gegenüber den bisherigen Mötoren ist. 3s wird dadurch die Möglichkeit geschaffen, einen Motor mit hoher Polzahl zu bauen und andererseits mit der Drehzahl soweit hinaufzugehen, daß gegenüber den bisherigen Motoren ein wesentlich kleineres Drehmoment benötigt wird. Außerdem kann der Unterschied zwischen den beiden Drehzahlen mit einfachen Mitteln in nahezu beliebigen Grenzen variiert werden. Der Aufbau des Motors ist der gleiche, wie schon in Pig. 1 beschrieben. Gleiche Teile, wie in Fxg. 1, sind daher mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die einzelnen Spulen der Ständerwicklung sind, im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, jedoch mit Anzapfungen versehen. Tiber die Umschalter 20, 2'!, 22 und 23, welche zu einem gemeinsamen Schalter zusammengefaßt werden können, ist es möglich, den Motor für beide Drehzahlen umzuschalten. Außerdem kann der Motor über den Schalter 24 leicht reversiert werden, wie es schon in der Beschreibung von Fig. °! angedeutet worden ist. Zu diesem Zweck ist zu dem Einweggleichrichter 15 ein zweiter umgekehi-fi gepolter Einweggleichrichter 25 geschaltet. Der Kondensator 26 ist notwendig, da sonst die falsche Halbwelle-für die Steuerung der Hallgeneratoren 11 und 12 verwendet würde und somit die Funktion des Motors aufgehoben wäre. Die Wirkungsweise des Motors ist die gleiche, wie schon in Fig. 1 beschrieben. Um eine Verstärkung des Steuereffektes zu erreichen, können zwischen den Haugeneratoren und den fhyristoren noch Transistoren eingeschaltet werden. Seiten Beschreibung 7 Patentansprüche 1 8l. Zeichng: m° 2 Fig. Patentansprüche

Claims

P a t e n t a n s,p r ü c h e@ (1 , Bürstenloser Universalmotor mit dauermagnetischem Läufer, dadurch gekennzeic.#uiet, daß die Notorwicklung aus vier Spulen (1, 2, 3, 4) aufgebaut ist, die jede über einen Thyri:stor (5, 6, 7, 8) mit dem einen Pol der speisenden Stromc9.ue17.e (17) verbunden sind, daß der Zündze3.tpunkt der Thyris cr en in Abhä, ngigkeit von der Läuferstellung von einem Steuerbeis gesteuert wird und daß die Anoden des ersten und Thyristors dritten sowie des zweiten und vierten/u,Itereinander über je einen Löschkondensator ('l0, 11) verbunden sind.
Unlversalmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chnet, daß als Steuerkreis ein Hilfsfrequenzgenerator eingesetzt is'c, dessen Wechsei Spannung in mit den Gittern der Thyristoren verbundene Steuerspulen über ein mit der Welle umlaufenc.es Steuerse;paent gekoppelt wird, It@_@.@Z'sa@Oi@r nach @L,ispruch `#, dadurch gekennzeichnet, daß mit der.
Gi ü Lern dar Thyr: :toten verbundene Hallgeneratoren (1Q, 11) mit vorgeschaltetem Einweggleichrichter (15) verwendet ainda 4.
Universalmotor nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Reversierbstrieb Umschalter zum Austausch der zu einer Spule gehörenden Thyristoren vorgesehen sind. 5. Universalmotor nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Reversierbetrieb die Polarität des Einweggleichrichters (15) umschaltbar ist. 6a Universalmotor nach Anspruch 1 bi: 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Reversierbetrieb statt des ,ersten Einweggleichrichters ein dazu parallel liegender, entgegengesetzt gepolter zweiter Einweggleichrichter einschaltbar-ist.
Universalmotor zum Antrieb von Geräten mit zwei Drehzahlen, insbesondere Waschautomaten, nach Anspruch 1 bis 5,: dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Ständerspulon mit Anzapfungen versehen und durch Umschalter teilweise oder ganz einschaltbar sind.