DE20115258U1

DE20115258U1 - Polplattenstruktur für den Stator eines Motors

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Publication number: DE20115258U1
Application number: DE20115258U
Authority: DE
Original assignee: Sunonwealth Electric Machine Industry Co Ltd
Current assignee: Sunonwealth Electric Machine Industry Co Ltd
Priority date: 2001-07-24
Filing date: 2001-09-15
Publication date: 2001-12-06
Anticipated expiration: 2011-09-16
Also published as: GB2378047A; US6686795B2; GB0118033D0; US20030020536A1; GB2378047B

Description

B/42.667/70-R1

Sunonwealth Electric Machine Industry Co.. Ltd.

12F-1. No. 120. Chung-Chens 1^st Road. Kaohsiung. Taiwan. R.o.C.

Poblattenstruktur für den Stator eines Motors

Die Erfindung betrifft eine Polplattenstruktur für den Stator eines Motors und insbesondere eine Polplattenstruktur für den Stator eines bürstenlosen Gleichstrommotors mit erhöhtem Rotationsdrehmoment des Motors, wobei ein einfacher und leichter Start des Motors ermöglicht und das Verzahnungsdrehmoment reduziert ist.

Die Figuren 1 und 2 zeigen einen bekannten Stator eines herkömmlichen Kühlventilator-Motors, bei dem es sich um einen bürstenlosen Gleichstrommotor handelt. Dieser bekannte Stator weist eine obere Polplatte 91 und eine untere Polplatte 92 auf, die am oberen und unteren Ende einer Statorwicklung 93 angebracht sind. Jede Polplatte 91, 92 weist eine Anzahl vertikal orientierte Magnetpolstirnflächen 94 auf, um das Rotationsdrehmoment des Rotors zu erhöhen. Um einen einfachen und leichten Start zu der möglichen und bei der Drehung des Rotors einen Totwinkel zu vermeiden, weist jede Magnetpolstirnfläche 94 eine abgeschrägte Ecke 95 auf. Nachdem der Permanentmagnet des Rotors alternierend

angeordnete Nordpole und Südpole aufweist und nachdem der Rotor durch alternierende Magnetfelder angetrieben wird, die durch die Statorwicklung erzeugt werden, ergibt sich während eines Übergangs von einem Nordpol zu einem Südpol des Permanentmagneten des Rotors relativ zu den Magnetpolstimflächen der oberen und der unteren Polplatte 91 und 92 eine Änderung des Rotationsdrehmomentes oder ein ungleichmäßiges Rotationsdrehmoment, das als &ldquor;Verzahnungsdrehmoment" bezeichnet wird.

Wie aus den Figuren 1 und 2 außerdem ersichtlich ist, ist mindestens ein Rand 96 der jeweiligen Magnetpolstirnfläche 94 geradlinig und senkrecht zu einer Hauptebene der jeweiligen Polplatte 91, 92 ausgebildet, wodurch während einer Drehung des Rotors ein signifikantes Verzahnungsdrehmoment erzeugt wird. Ein Zittern des Rotors als Ergebnis des Verzahnungsdrehmomentes tritt insbesondere bei niedrigen Drehzahlen des Rotors auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Polplattenstruktur für den Stator eines Motors zu schaffen, die zwischen dem Rotor und den Magnetpolen des Stators eine relativ große Induktionsfläche besitzt, um das Rotationsdrehmoment des Rotors zu erhöhen, wobei die Polplattenstruktur außerdem einen einfachen und leichten Start des Rotors ermöglicht und das Verzahnungsdrehmoment während einer Drehung des Rotors reduziert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Aus- bzw. Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Polplattenstruktur sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Der erfindungsgemäße Stator weist eine Spule mit einer Wicklung auf. Polplatten sind an den beiden Enden der Spule angebracht. Jede Polplatte weist eine Anzahl

Magnetpolstirnflächen auf, die sich vertikal erstrecken und von welchen jede einen Spitzenbereich und zwei Seiten aufweist. Der jeweilige Spitzenbereich ist nicht an einer zentralen Linie lokalisiert, die sich durch einen Mittelpunkt an der Bodenseite der jeweiligen Magnetpolstirnfläche erstreckt und die zur entsprechenden Polplatte senkrecht orientiert ist, d.h. der Spitzenbereich ist seitlich neben der besagten zentralen Linie lokalisiert. Die beiden Seiten der jeweiligen Magnetpolstirnfläche verbinden die Bodenseite der entsprechenden Magnetpolstirnfläche mit deren Spitzenbereich. Die beiden Seiten sind nicht geradlinig ausgebildet und differieren voneinander in ihrer Form.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsformen erfindungsgemäßen Polplattenstrakturen. Es zeigen:

Figur 1 eine räumliche Explosionsdarstellung eines bekannten Stators eines

Kühlventilator-Motors,

Figur 2

eine Seitenansicht einer Polplatte des Stators gemäß Figur 1,

Figur 3 eine räumliche Explosionsdarstellung einer ersten Ausfuhrungsform

eines erfindungsgemäßen Stators,

Figur 4 eine Seitenansicht des Stators gemäß Figur 3,

Figur 5 eine der Figur 4 ähnliche Seitenansicht einer zweiten Ausbildung des erfindungsgemäßen Stators,

Figur 6 eine der Figur 4 ähnliche Seitenansicht einer dritten Ausführungsform

des erfindungsgemäßen Stators.

Die Figuren 3 und 4 zeigen eine erste Ausbildung eines erfindungsgemäßen Stators für einen bürstenlosen Gleichstrommotor. Der Stator weist eine Spule 1 und mindestens zwei Polplatten 2 auf. Die Spule 1 weist eine Wicklung 11 mit zwei Anschlüssen 12 auf. Die Anschlüsse 12 dienen zur elektrischen Verbindung mit einer Energiequelle.

Die Polplatten 2 bestehen aus einem magnetisch leitenden Material. Bei dieser Ausbildung sind mindestens zwei Polplatten 2 vorgesehen, von welchen jeweils eine an einem der beiden Enden der Spule 1 angebracht ist. Jede Polplatte 2 am jeweiligen Ende der Spule 1 weist eine Anzahl sich vertikal erstreckende Polstirnflächen 21 auf. Jede Polplatte 2 am anderen Ende der Spule 1 weist eine Anzahl sich vertikal erstreckende Polflächen 21 auf, die sich zu den Polstirnflächen 21 der mindestens einen Polplatte 2 am ersten Ende der Spule 1 hin erstrecken. Die Polstirnflächen 21 der an den beiden Spulenenden vorgesehenen Polplatten 2 sind in Umfangsrichtung der Spule 1 alternierend angeordnet.

Jede Polstirnfläche 21 erstreckt sich in einer Ebene, die zur Hauptebene der jeweiligen Polplatte 2 senkrecht orientiert ist. Jede Polstirnfläche 21 weist einen Spitzenbereich 22 und zwei Seiten 23 auf, die sich am Spitzenbereich 22 treffen. Wie aus Figur 4 ersichtlich ist, ist der jeweilige Spitzenbereich 22 nicht an einer zentralen Linie y lokalisiert, die sich durch den Mittelpunkt 20 einer (nicht mit einer BezugszifFer bezeichneten) Bodenseite der entsprechenden Polstirnfläche 21 erstreckt und die zur entsprechenden Polplatte 2 senkrecht orientiert ist. Das heißt, der jeweilige Spitzenbereich 22 ist seitlich neben der besagten zentralen Linie y

lokalisiert. Die beiden Seiten 23 der jeweiligen Polstirnfläche 21, welche die Bodenseite der entsprechenden Polstirnfläche 21 mit ihrem Spitzenbereich 22 verbinden, sind nicht geradlinig ausgebildet. Bei dieser Ausbildung sind die beiden Seiten 23 der jeweiligen Polstirnfläche 21 als gekrümmte Seiten gestaltet, die voneinander verschiedene Formen bzw. Gestalten besitzen, wie aus Figur 4 deutlich ersichtlich ist. Daraus ergibt sich, daß keine Totecke bzw. Totwinkel existiert, wenn der alternierend angeordnete Nordpole und Südpole aufweisende Permanentmagnet und die Polstirnflächen 21 mit ihren gekrümmten Seiten 23 sich gegenseitig beeinflussen. Das Verzahnungsdrehmoment während einer Drehung des Rotors ist folglich weniger signifikant und ein Zitterproblem des Rotors als Resultat des Verzahnungsdrehmomentes tritt kaum auf.

Figur 5 zeigt eine zweite Ausbildung des erfindungsgemäßen Stators. Bei dieser Ausbildung weist jede Polstirnfläche 21 einen Spitzenbereich 22 und zwei Seiten 25 auf, die sich zum Spitzenbereich 22 erstrecken. Der Spitzenbereich 22 ist nicht an einer zentralen Linie y lokalisiert, die sich durch den Mittelpunkt 20 einer (nicht mit einer BezugszifFer bezeichneten) Bodenseite der entsprechenden Polstirnfläche 21 erstreckt und die zur entsprechenden Polplatte 2 senkrecht orientiert ist. Die beiden Seiten 25 der entsprechenden Polstirnfläche 21, die die Bodenseite der entsprechenden Polstirnfläche 21 mit ihrem Spitzenbereich 22 verbinden, sind abgewinkelt. Bei dieser Ausführungsform besitzen die beiden abgewinkelten Seiten 25 der jeweiligen Polstirnfläche 21 voneinander verschiedene Winkel und unterschiedliche Längen. Daraus ergibt sich, daß kein Totwinkel existiert, wenn der alternierend Nord- und Südpole aufweisende Permanentmagnet und die Polstirnflächen 21 mit ihren gekrümmten Seiten 23 sich gegenseitig beeinflussen. Ein Verzahnungsdrehmoment während einer Drehung des Rotors ist kaum vorhanden und das Zitterproblem des Rotors als Ergebnis dieses Verzahnungsdrehmomentes ist reduziert.

Figur 6 verdeutlicht eine dritte Ausbildung des erfindungsgemäßen Stators. Bei dieser Ausbildung weist jede Polstirnfläche 21 einen Spitzenbereich 22 und zwei Seiten 26 und 27 auf, die sich zum Spitzenbereich 22 erstrecken. Der Spitzenbereich 22 ist nicht an einer zentralen Linie y lokalisiert, die sich durch den Mittelpunkt 20 einer (nicht mit einer Bezugsziffer bezeichneten) Bodenseite der jeweiligen Polstirnfläche 21 erstreckt und die zur jeweiligen Polplatte 2 senkrecht orientiert ist. Die Seite 26 und die Seite 27 der jeweiligen Polstirnfläche 21, die die Bodenseite der jeweiligen Polstirnfläche 21 mit dem Spitzenbereich 22 verbinden, sind schräg geneigt bzw. bogenförmig gekrümmt, so daß keine Totecke bzw. kein Totwinkel existiert, wenn der alternierend angeordnete Nord- und Südpole aufweisende Permanentmagnet und die Polstirnflächen 21 mit ihren Seiten 26 und 27 sich gegenseitig beeinflussen. Das Verzahnungsdrehmoment während einer Drehung des Rotors ist weniger signifikant und das Zitterproblem des Rotors als Resultat des besagten Verzahnungsdrehmomentes ist reduziert.

Bei einer erfindungsgemäßen Polplattenstruktur des Stators ist an jeder Polstirnfläche der beiden an den Enden der Spule angebrachten Polplatten eine Spitzenzone bzw. ein Spitzenbereich vorgesehen, wobei sich die Polstirnflächen der Polplatten an den beiden Spulenenden einander zugewandt in einer Ebene vorgesehen sind, die zur Hauptebene der jeweiligen Polplatte senkrecht steht. Jede Polstirnfläche besitzt einen Spitzenbereich und zwei Seiten. Der Spitzenbereich ist nicht an einer zentralen Linie lokalisiert, die sich durch den Mittelpunkt der Bodenseite der jeweiligen Polstirnfläche erstreckt und zur jeweiligen Polplatte senkrecht orientiert ist. Die beiden Seiten der jeweiligen Polstirnfläche, die die Bodenseite der jeweiligen Polstirnfläche mit ihrem Spitzenbereich verbinden, sind nicht geradlinig gestaltet und in ihrer Form bzw. Gestalt voneinander verschieden ausgebildet. Die beiden Seiten der jeweiligen Polstirnfläche können zwei gekrümmte

• ·

i ·

Seiten, zwei abgewinkelte Seiten mit unterschiedlichen Neigungswinkeln oder eine schräg geneigte und eine bogenförmig gekrümmte Seite sein. Unabhängig von der jeweiligen konkreten Ausbildung ist das Verzahnungsdrehmoment während einer Drehung des Rotors weniger signifikant als bekannten Rotoren der gattungsgemäßen Art, wobei außerdem das Zitterproblem des Rotors als Resultat des reduzierten Verzahnungselementes reduziert ist.

Die Erfindung wird oben in Verbindung mit bevorzugten Ausbildungen beschrieben, es versteht sich jedoch, daß eine Vielzahl Modifikationen bzw. Variationen möglich sind, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen. Es wird deshalb festgehalten, daß alle Modifikationen und Variationen mit erfaßt sind, die durch die Ansprüche bestimmt sind.

Claims

1. Stator für einen Motor, mit einer Spule (1) mit einer Wicklung (11), die zwei Anschlußenden (12) aufweist, und mit zwei Polplatten (2), die an den beiden Enden der Spule (1) angebracht sind, wobei jede Polplatte (2) eine Anzahl Polstirnflächen (21) aufweist, die in einer Ebene angeordnet sind, die zu einer Hauptebene der jeweiligen Polplatten (2) senkrecht orientiert ist, wobei jede Polstirnfläche (21) einen Spitzenbereich (22) aufweist, der außerhalb einer zentralen Linie (y) vorgesehen ist, die sich durch den Mittelpunkt (20) an einer Bodenseite der jeweiligen Polstirnflächen (21) erstreckt und die zur jeweiligen Polplatte (2) senkrecht orientiert ist.

2. Stator für einen Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Polstirnfläche (21) zwei Seiten (23) aufweist, die zum Spitzenbereich (22) hin verlaufen, wobei die beiden Seiten (23) die Bodenseite der jeweiligen Polstirnflächen (22) mit deren Spitzenbereich (22) verbinden und nicht geradlinig mit voneinander verschiedenen Randkonturen ausgebildet sind.

3. Stator für einen Motor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Seiten der jeweiligen Polstirnflächen (21) als gekrümmte Seite (23) ausgebildet ist.

4. Stator für einen Motor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Seiten der jeweiligen Polstirnflächen (21) als abgewinkelte Seite (25) ausgebildet ist.

5. Stator für einen Motor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Seiten der jeweiligen Polstirnflächen (21) als schräg geneigte Seite (26) ausgebildet ist.

6. Stator für einen Motor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Seiten der jeweiligen Polstirnflächen (21) als bogenförmig gekrümmte Seite (27) ausgebildet ist.

7. Stator für einen Motor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Seiten der jeweiligen Polstirnflächen (21) als zwei gekrümmte Seiten (23) ausgebildet sind, die voneinander verschiedene Gestalten aufweisen.

8. Stator für einen Motor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Seiten der jeweiligen Polstirnflächen (21) zwei abgewinkelte Seiten (25) mit voneinander verschiedenen Neigungswinkeln aufweisen.

9. Stator für einen Motor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Seiten der jeweiligen Polstirnflächen (21) eine schräg geneigte Seite (26) und die andere Seite eine bogenförmig gekrümmte Seite (27) ist.