DE2105738B2 - Elektrischer schrittmotor - Google Patents

Description

raum zwischen den Statorteilen 4 und 5. hin U-förmiges Joch 7 ist an den Endstücken seiner Schenkel 8 und 9 an den Statorteilen 4 und 5 angebracht und im mittleren Teil 10 mit einer Erregerwicklung 11 versehen.

Das U-förmige Statorelement der entsprechenden Phasen ist somit aus den Statorteilen 4 und 5, dem Joch 7 und der Erregerwicklung 11 zusammengesetzt.

Die gesamten Statorelemente sind in Motorgehäusen 12 und 13 befestigt. Die Gehäuse 12 und 13 tragen mittels Lager Ii und 15 die Rotorwelle 1. In Fig. 1 ist lediglich das StatorelemiMi'. einer Phase sichtbar. Es ist jedoch eine vorgegebene Anzahl an Statorelementen vorgesehen, die das Rotorelement 2 umgeben und eine vorgegebene Anzahl von Phasen bilden.

F i 2. 2 zeist den Umriß des Rotorelements der Fig. 1.

F ig. 3 zeigt ein Beispiel einer Anordnung der Statorelemente im Falle eines Dreiphasenschritt- »o bzw. -impulsmotor. Das Rotore'.ement 2 besitzt in gleicher Teilung in Umfangsrichtung eine Vielzahl von Rotorzähnen 3. Die Statorelemente der betreffenden Phasen sind so angeordnet, daß die Phase der S'atorzähne zwischen den verschiedenen Phasen der Statorelemente räumlich in Umfangsrichlung verschoben ist. Die Statorteile 5/1 und 4Λ sind kreissektorförmig ausgebildet und erstrecken sich in Umfangsrichtung über einen Winkel von etwa 120°. Sie besitzen eine Vielzahl von Statorzä'nnen, die die gleiche Oberflächenbreite wie die Rotorzähne haben bzw. in derselben Winkelteilung wie die Rotorzähne angeordnet sind. In Fig. 3 sind auch die Statorteiie 4 B und 5 B der ß-Phase und die Statorteile 4 C und 5 C der C-Phase schematisch dargestellt.

Aus F i y. 4 ist ersichtlich, daß die Statorzähne der Statorelemente der ß-Phase und C-Phase räumlich in entgegengesetzten Richtungen um Vs der Teilung der Rotorzähne bezüglich der Statorzähne des Statorelements der A-Phase verschoben sind.

F i g. 5 zeigt ein Beispiel eines aus verschiedenen Stücken zusammengesetzten Konstruktion, die für das U-förmige Statorelement vorgesehen ist. Eines der U-förmigen Statorelemente, das zwei Statorteile 4 und 5 (magnetische Pole) enthält, kann längs einer oder einer Kombination der dargestellten Linien 16 bis 22 ge*rennt werden, so daß die Herstellung und der Zusammenbau des Statorelements und der Wicklungsanordnung für das Statorelement extrem einfach werden. Die Liuien 16 und 17 zeigen einen Fall, bei dem die magnetischen Pole von dem Jochteil getrennt sind. Die Linien 18 und 19 zeigen einen Fall, bei dem das Statorelement durch die Linien parallel zu seinem mittleren Teil 10 getrennt ist. Die Linien 20 und 21 zeigen einen Fall, bei dem das Statorelement durch Linien parallel zu seinen Schenkeln 8 und 9 getrennt ist. Die Linie 22 zeigt einen Fall, bei dem das Statorelement in der Mitte getrennt ist.

Im folgenden wird die Arbeitsweise des beschriebenen Schrittmotors erläutert.

Wenn bei der Darstellung nach F i g. 3 die Wicklung des Statorekments der /(-Phase erregt wird, dreht sich das Rotorelement 2 ^;n eine Lage, bei da die Rotorzähne 3 den Statorzahnen der Statorteile 4A und SA gegenüberliegen und mit diesen fluchter.. Daraufhin wird die Erregerwicklung der ß-Pha;e erregt, indem ihr ein elektrischer Strom zugeführt wird während gleichzeitig die Erregung der A -Phase unterbrochen wird. Das Rotoreleir.ent 2 dreht sich in eine Lage, in der die Rotorzähne 3 den Statorzähnen des Statorelements der ß-Phase gegenüberliegen und mit diesen fluchten. Wird dann die Erregerwicklung der C-Phase erregt, während gleichzeitig die Erregung der ß-Phase unterbrochen wird. so dreht sich das Rotorelement 2 in eine Lage, in der die Rotorzähne 3 den Statorzähnen der Statorteile 4 C und 5 C der C-Phase gegenüberliegen und mit diesen fluchten.

Zusätzlich zu der erwähnten Erregungsmethode ist es natürlich möglich, die bekannte Zweiphasen-Einphasen-Erregungsmethode oder irgend eine andere Methode zum Antreiben des erfindungsgemüßen Schrittmotors anzuwenden. Außerdem ist die Anzahl der Phasen nicht auf drei beschränkt und es ist die Anordnung der Erregerwicklung nicht auf die in Fig. 1 gezeigte Lage eingeschränkt. Zum Beispiel können Erregerwicklungen auf den Schenkeln des Statorelements angeordnet sein, so daß die Anzahl der Wicklungen auch nicht auf eine begrenzt ist.

Das einzelne Statorelement ist aus mehreren Stücken zusammengesetzt und hat einen: einfachen Aufbau, so daß auch der Zusammenbau des Elements extrem einfach wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

Berücksichtigung üblicher Fertigungstoleranzen der

Patentanspruch: einzelnen Teile der ringförmige Luftspalt zwischen

den äußeren und inneren Statorzähnen wesentlich

Elektrischer Schrittmotor mit einem rohrförmig größer gehalten werden muß als es der Dicke der ausgebildeten Rotor, der eine Anzahl in einem 5 Rotorzähne entspricht, damit mit Sicherheit nach vorgegebenen gleichmäßigen Abstand angeordne- dem Zusammenbau des Schrittmotors ein Anstoßen ter.~ in axialer Richtung vorstehender" Zähne der Rotoizähne an den inneren bzw. äußeren Statorbesitzt, sowie mit mehreren jeweils wenigstens an zähnen vermieden wird. Da bei dem bekannten einer Stelle unterteilten, kreissektorförmigen Schrittmotor der Ringluftspalt aus Toleranzgri-nden Statorelementen, von denen jedes eine Vielzahl io relativ groß gehalten werden muß, ist das erzielbare paarweise und in gleicher Teilung wie die Rotor- Drehmoment, welches von dem sich ausbildenden zähne angeordneter Statorzähne besitzt, die magnetischen Fluß zwischen den Zähnen abhängt, jeweils in radialer Richtung einander gegenüber- nicht so groß, wie es bei einem exakter bemessenen liegen und hierbei einen rii "."ürmigen Luftspalt Luftspalt sein könnte.

bilden, in den die Rotorzähne'eingreifen, und mit 15 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei am Umfang des Rotors derart angeordneten einem Schrittmotor der einleitend genannten Art das Statorelementen, daß jeweils die Phasen der Ausgangsdrehmoment zu vergrößern und einen ein-Statorzähne bezüglich der zugeordneten Zähne fächeren Zusammenbau zu ermöglichen,
de«; Rotors in U^fangsrichtung um einen Bruch- Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst. teil der Zahnteilung verschoben sind, dadurch 20 daß der Luftspalt zwischen den zusammengehörengekennzeichnet. daß der Luftspalt 7\vi- den Paaren der Statorzähne durch einen Abstandschen den zusammengehörenden Paaren der halter aus unmagnetischem Material bestimmt ist. Statorzähne durch einen Abstandhalter aus un- der sich zwischen den die Zähne tragenden Statormagnetischem Material (6) be>- mmt ist. der sich teilen befindet, und daß diese Statorteile magnetisch zwischen den die Zähne tragenden Stator- =5 mit den Schenke'n -ines einteiligen Jochs U-förmigen teilen (4. 5) befindet, und daß diese Statorteile Querschnitts verbunder sind, das auf seinem Rücken magnetisch mit den Schenkeln (8. 9) eines ein- die Erregerwicklung trägt.

teiligen Jochs (7) U-förmigen Querschnitts \vr- Hierdurch ist eine präzisere Herstellung des Ringbunden sind, das auf seinem Rücken die Erreger- Spaltes mit einfacher herstellbaren Elementen und wicklung (11) trag 30 durch einen einfacheren Zusammenbau möglich, als

bei dem bekannten Schrittmotor. Die Breite des Luftspaltes zwischen den zusammengehörenden

Paaren der Statorzähne wird hier nämlich ausschließlich durch ein einziges Element, dem Abstand-35 halter bestimmt. Damit kann sie ohne großen Aufwand äußerst exakt hergestellt werden. Die Ge-

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen stalt und der Zusammenbau der einzelnen Elemente

Schrittmotor mit einem rohrförmig ausgebildeten >;ind einfach, so daß bei kleinerem Fertigungsaufwand

Rotor, der eine Anzahl in einem vorgegebenen eine höhere Genauigkeit möglich und damit ein

gleichmäßigen Abstand angeordneter, in axialer 40 größeres Ausgangsmoment erzielbar ist.

Richtung vorstehender Zähne besitzt, sowie mit Die Erfindung wird durch Ausführungsbeispiele

mehreren jeweils wenigstens an einer Stelle unter- an Hand von fünf Figuren näher erläutert. Es zeigt

teilten, kreissektorförmigen Statorelementen, von Fi g. 1 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen

denen jedes eine Vielzahl paarweise und in gleicher elektrischen Schrittmotors.

Teilung wie die Rotorzähne angeordneter Stator- 45 F i g. 2 in perspektivischer Ansicht den Rotor der

zähne besitzt, die jeweils in radialer Richtung ein- Fig. 1.

ander gegenüberliegen und hierbei einen ringförmigen Fig. 3 eine schematische Ansicht, die die Anord-

Luftspalt bilden, in den die Rotorzähne eingreifen, nung des Rotors und des Stators der Fig. 1 dar-

und mit am Umfang des Rotors derart angeordneten stellt.

Statorclementen, daß jeweils die Phasen der Stator- so Fig. 4 eine teilweise abgewickelte Ansicht der

zähne bezüglich der zugeordneten Zähne des Rotors Rotor- und Statorzähne der Fig. 1,

in Umfangsrichtung um einen Bruchteil der Zahn- F i g. 5 ein Beispiel eines aus verschiedenen Stük-

teilung verschoben sind. ken zusammengesetzten Statorelements eines erfin-

Bei dem durch die deutsche Auslegeschrift dungsgemäßen Schrittmotors.

1 004 706 bekannt gewordenen Schrittmotor dieser 55 Wie in Fig. 1 dargestellt, enthält der Rotor des

Art sind die Statorzähne einerseits am Rand eines erfindungsgemäßen Schritt- bzw. Impulsmotors eine

topfförmigenStatorteils und andererseits amRandeines Rotorwelle 1 und ein kappenförmiges Rotorelement 2,

förmig ausgebildeten Statorteilen gebildet. Die das koaxial mit der Rotorwelle 1 verbunden ist.

segmentförmigen Statorteile sind mittels zylindrischer Das Rotorelement 2 besitzt eine Vielzahl von

Kerne, welche die Erregerspulen tragen, mit dem ⁶° Rotorzähnen 3, die in vorgegebener Teilung auf

topfförmigen Statorteil verbunden, wobei die zylin- einem Umfang angeordnet sind, wobei sie in axialer

drischcn Kerne an das topfförmige Statorteil Richtung aus diesem Umfang vorstehen,

angeschraubt oder angenietet sind. Die segment- Statorteile 4 und 5 sind so angeordnet, daß sie in

förmigen Statorteile stützen sich auf einem drei- radialer Richtung die Rotorzähne 3 umfassen. Sie

schenkligen Kern ab. 05 besitzen auf ihren Oberflächen, den Rotorzähnen 3

Der bekannte Schrittmotor ist aus Einzelteilen gegenüberliegend, Statorzähne, die die gleiche Tei-

aufgebaut, die nur aufwendig zu fertigen sind, außer- lung wie die Rotorzähne 3 haben. Unmagnetische

dem ist eine solche Anordnung gewählt, daß unter Abstandhalter 6 bestimmen den radialen Zwischen-