DE2104370A1 - Synchronmotor mit axial magnetisiertem Rotor - Google Patents

Description

• SYNCHRONMOTOR MIT AXIAL MAGNETISIERTEM ROTOR Die Erfindung betrifft einen Synchronmotor mit in Axialrichtung magnetisiertem Rotor. Derartige Motoren sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt und gewinnen insbesondere als Schrittmotoren deshalb immer mehr an Bedeutung, weil sie bei entsprechender Gestaltung der Statorpole und Verwendung von gezahnten Rotorpolscheiben die Einhaltung kleinster Schrittwinkel ermöglichen. Bei derartigen Motoren werden vorzugsweise Permanentmagnete im Rotor vorgesehen, doch sind auch elektromagnetisch erregte Rotorsystem bekannt.
• Für viele Anwendungsgebiete scheidet die Verwendung dieser Motoren jedoch infolge des herstellungsbedingten hohen Preises aus.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Bekannten zu vermeiden, insbesondere also einen Motor zu schaffen, der wesentlich einfacher und wirtschaftlicher herstellbar ist.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe in erster Linie dadurch gelöst, daß die Statorpole aus axial verlaufenden Blechen bestehen, so daß der magnetische Rückschluß der Rotormagneten ohne Unterbrechung und zusätzliche Rückschlußbleche direkt in den längsverlaufenden Statorblechen, welche sich jeweils mindestens von einer Rotor-Polscheibe zur anderen erstrecken, verläuft. Da bei den-bislang bekannten Motoren die Statorpole -generell in Radialrichtung geblecht sind und somit der magnetische Rückschluß in Axialrichtung durch Einpassen des geblechten und auf geringe Toleranzen geschliffenen Statorpakets in ein magnetisch leitfähiges Gehäuse erreicht wurde, ist ohne weiteres die erfindungsgemäß erreichbare Vereinfachung des Aufbaus und der Fertigung ersichtlich.
• Dazu kommt noch, daß durch Vermeidung von Obergängen und zusätzlichen Luftspalten zwischen dem erfindungsgemäß überflüssig gewordenen Gehäuse und den Statorblechen der magnetische Rückschluß und damit das Moment des Motors entscheidend verbessert wird. Bei Motoren mit mehreren Polscheiben und in Axialrichtung aufeinanderfolgenden Rotormagneten können sich die Statorbleche entweder über alle Systeme erstrecken oder in einzelne Stücke unterteilt sein, welche jeweils zwei Polscheiben eines Magnetsystems überdecken.
• Bei Klein- und Kleinstmotoren läßt sich die Erfindung besonders einfach realisieren, wenn jeder Statorpol lediglich ein einziges Blech aufweist. Bei größeren Motoren oder auch Kleinmatoren mit paketiertem Stator ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß die einzelnen Statorpakete in Axialrichtung geblecht sind.
• Besonders einfach läßt sich die Erfindung realisieren, wenn je zwei benachbarte Statorpole durch jeweils einen Schenkel eines im Querschnitt U-förmigen Blechs oder Blechpakets gebildet sind, wobei vorteilhafterweise die aneinandergrenzenden Schenkel zweier benachbarter U-Profile von einer gemeinsamen, axial verlaufenden Statorwicklung umgeben werden.
• Insbesondere bei Schrittmotoren mit kleinsten Schrittwinkeln und entsprechend fein gezahnten Rotorpol-Scheiben und Statorpolen läßt sich erfindungsgemäß eine weitere Vereinfachung erreichen, wenn die Statorbleche in einer der Zahnbreite entsprechenden Dicke gewählt werden und- die Verzahnung ohne jede zusätzliche Bearbeitung durch abwechselndes Schichten von Blechen mit unterschiedlicher Schenkellänge erreicht wird.
• Insgesamt ist die Erfindung sowohl in den beschriebenen neuen Einzelmerkmalen als auch in Kombinationen der Verwendung findenden Merkmale zu sehen.
• Die Erfindung ist im folgenden in einem Ausführungsbeispiel anhand der zeichnungen naher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Schrittmotor mit den Merkmalen der Erfindung, Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Abwicklung einer Stator-Polscheibe und des Rotors des Motors gemäß Fig. 1 über i800.
• Gemäß Fig. weist ein mit einem Permanentmagneten 2 versehenen Motor 1 zwei Polscheiben 3 und 4 auf, welche mit den elektromagnetisch erregten, in Längsrichtung geblechten Statorpolen 5 und 6 zusammenwirken. Die Funktionsweise des Motors entspricht bekannten Konstruktionen, wie sie z.B. in der Offenlegungsschrift beschrieben werden und allgemein gebräuchlich sind. Dabei sind -wie aus Fig. 2 ersichtlich wirdaufeinanderfolgende Statorpole 8 und 9 in Bezug auf Rotorzähne ii derart in der Zahnung versetzt, daß der Rotor um eine halbe Zahnbreite verdreht wird, sobald eine den Statorpolen 9 und 10 gemeinsame Erregerwicklung 12 derart von Strom durchflossen wird, daß die Pole 9a und 10a als magnetische Südpole wirken, während die Pole 9b und lOb Nordpole sind. Der nächste Schritt erfolgt durch entsprechendes Erregen der Statorpole 7 und 8, wobei jeweils die nicht dargestellten, den Statorpolen 7 und 8 bzw. 9 und 10 gegenüberliegenden Statorpole jeweils gleichzeitig erregt werden, so daß ein gleichförmiges Drehmoment auf die Rotorscheiben wirkt.
• Die Statorpole werden ersichtlicherweise durch längs verlaufende, U-förmige gebogene Bleche gebildet, welche einen einwandfreien Magnetfluß von der Polscheibe 3 zu Polscheibe 4 gewährleisten. Zur Herstellung können dabei einfach die gebogenen und paketierten Bleche mit vorbereiteten Erregerspulen versehen und sodann auf einen nicht dargestellten, vorzugsweise aus Kunststoff gefertigten Trägerkörper aufgesteckt werden, welche die Einzelteile solange in ihrer Lage hält, bls eine endgültige Fixierung, z.B. durch Umgießen mit Kunstharz erfolgt ist.
• Der Trägerkörper kann sodann z.B. durch Ausdrehen wieder soweit entfernt werden, daß ein Einschiekben des Rotors ermFglicht wird. Der beschriebene Herstellungsvorgang macht ersichtlicherweise weder einen großen Aufwand beim Zusammenbau notwendig noch erfordert er die Einhaltung geringer Toleranzen der Blechpakete, so daß eine einfache und wirtschaftliche Serienfertigung ermöglicht wird Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Stator bleche zur weiteren Rationalisierung in Zahnbreite dimensioniert, doch können ersichtlicherweise auch mehrere Bleche pro Zahn vorgesehen werden, ohne daß der Fertigungsaufwand entscheidend vergrößert wird.

Claims (6)

1. 9 Synchronmotor mit axial magnetisiertem Rotor

   da d u r c h g e bk e n n z e i c h n e t , d a ß die Statorpole aus axial verlaufenden Blechen bestehen.
2. 2.) Synchronmotor nach Anspruch 1 in Kleinstbauweise d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß jeder Statorpol ein einziges Blech aufweist.
3. 3.) Synchronmotor nach Anspruch 1 mit paketiertem Stator d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Statorpole in Axialrichtung verlaufenden Lamellen geblecht sind.
4. 4.) Synchronmotor nach e.d.v. Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß je zwei benachbarte Statorpole 7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b, 10a, 10b, durch jeweils einen Schenkel eines im Querschnitt U-förmigen Blechs oder Blechpakets gebildet sind.
5. 5.) Synchronmotor nach Anspruch 4 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß jeweils die aneinander angrenzenden Schenkel 7b, 8a, 9b, 10b, zweier benachbarter Bleche (7, 8 bzw. 9, 10) oder Blechpakete eine gemeinsame Ankerwicklung (12, 13) aufweisen.
6. 6.) Synchronmotor nach einem durch Anspruch 3 bis 6 mit Rotor-Polscheiben (3,4) mit kleiner Zahnteilung und gezahnten Statorpolen (7 bis 10) d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Blechdicke jeweils der Breite eines Statorzahns entspricht und die Verzahnung durch abwechselnd geschichtete Bleche unterschiedlicher Schenkellänge gebildet ist.