DE2254897C3 - Einphasiger Synchronmotor für Schrittschaltbetrieb - Google Patents
Einphasiger Synchronmotor für SchrittschaltbetriebInfo
- Publication number
- DE2254897C3 DE2254897C3 DE19722254897 DE2254897A DE2254897C3 DE 2254897 C3 DE2254897 C3 DE 2254897C3 DE 19722254897 DE19722254897 DE 19722254897 DE 2254897 A DE2254897 A DE 2254897A DE 2254897 C3 DE2254897 C3 DE 2254897C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- rotor
- auxiliary magnet
- torque
- poles
- magnet system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04C—ELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
- G04C13/00—Driving mechanisms for clocks by master-clocks
- G04C13/08—Slave-clocks actuated intermittently
- G04C13/10—Slave-clocks actuated intermittently by electromechanical step advancing mechanisms
- G04C13/11—Slave-clocks actuated intermittently by electromechanical step advancing mechanisms with rotating armature
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K37/00—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors
- H02K37/10—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type
- H02K37/20—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type with rotating flux distributors, the armatures and magnets both being stationary
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
- Control Of Stepping Motors (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen einphasigen Synchronmotor für Schrittschaltbetrieb, mit einem
einen Stator und einen Rotor aufweisenden Hauptmagnetsystem, in dem eine Antriebswicklung ein vom
Erregerstrom abhängiges Drehmoment erzeugt, bcr dem der Rotor einen dünnwandigen zylindrischen Teil
aus hartmagnetischem Material aufweist, der radial in solcher Weise magnetisiert ist, daß er N Paare
abwechselnd positiver und negativer Pole besitzt, und bei dem der Stator zwei Polstücke aufweist, die durch
den in der Antriebswicklung fließenden Erregerstrom positiv bzw. negativ polarisierbar sind und einen den
zylindrischen Teil des Rotors aufnehmenden Luftspalt bilden, wobei wenigstens eines dieser Polstücke N
Zähne aufweist, sowie mit einem stromunabhängigen Hilfsmagnetsystem, das einen feststehenden, einer
ringförmigen Zone des genannten zylindrischen Rotorteils gegenüberliegenden, magnetisch wirksamen Teil
zur Erzeugung eines sich mit der Winkelstellung des Rotors periodisch ändernden Restdrehmoments aufweist.
Ein derartiger Synchronmotor ist aus der US-PS 39 845 bekannt.
Bei diesem Motor besteht der feststehende Teil des Hilfsmagnetsystems aus weichmagnetischem Material
und hat die Form eines mit einer radial nach innen gerichteten Zähnung versehenen Ringes, wobei die
Anzahl Zähne dieses Ringes 2/V beträgt. Dieser feststehende, ringförmige Tei'; ist koaxial /u den
Polstiickcn des Stators angeordnet und wirkt mit einer
40
->o gegenüberliegenden magnetisienen Zone des Rotors
zur Bildung des Hilfsmagnetsystems zusammen.
Eine solche Anordnung erschwert einerseits die Herstellung der Motoren, insbesondere im Fall eines
innenverzahnten Teils des Hilfsmagnetsystems, sie besitzt andererseits auch entscheidende Nachteile im
Hinblick auf die Drehmoment-Eigenschaften des Motors, wie im folgenden eingehend erklärt wird. Für
den Betrieb mit Antriebsimpulsen gleichförmiger Polarität ist es zudem notwendig, eine zusätzliche
Magnetisierung auf dem Rotor vorzusehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Synchronmotor der eingangs genannten Art in seiner
Bauweise zu vereinfachen, seine Drehmoment-Eigenschaften zu verbessern und eine rationellere Herstellung
des Motors in größeren Serien zu ermöglichen.
Die Lösung dieser Aufgabe ist nach der Erfindung darin zu sehen, daß der feststehende Teil des
Hilfsmagnetsystems ein in der Umfangsrichtung des Rotors N Paare abwechselnd positiver und negativer
Pole besitzender Hilfsmagnet ist und daß die Pole des Hilfsmagneten um einen bestimmten Winkel gegenüber
den Polen des Rotors in dessen Ruhestellung versetzt sind.
Der Hilfsmagnet ist vorzugsweise eine dünne, radial magnetisierte, ringförmige Magnetschicht.
Die Erfindung ist im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels.ergänzend beschrieben.
Fig. 1 ist ein Radialschnitt eines Synchronmotors nach der Erfindung;
Fig. 2 ist eine graphische Darstellung der Drehmomente
des Motors in Abhängigkeit von der Winkelstellung Θ des Rotors.
Der in Fig. 1 dargestellte Motor gehört dem allgemeinen Typ der in der US-PS 35 39 845 beschriebenen
Motoren an. Er umfaßt eine Wicklung 1, die an eine Anschlußklemme 2 angeschlossen ist, die durch eine
Grundplatte 3 durchtritt und von dieser durch einen Isolierstein 3a isoliert ist. An dieser Grundplatte sitzt ein
Rohrstück 4, welches den Kern der Wicklung bildet, sowie ein Ring 5 mit glatter Innemlüche, der in einen
Deckel 5a übergeht, so daß das Ganze einen Käfig bildet. Der Ring 5 weist keine Zahnung auf.
Ein Polstück 7, welches eine Zahnung 7a mit N
Zähnen aufweist, ist mit einer Buchse 6 verbunden, die im Innern des Rohrstücks 4 angeordnet ist.
Der Rotor 9 ist glockenförmig ausgebildet und sitzt auf einer Welle 10, die in Lagern 10a und 106 im Stator
gelagert ist.
Der glockenförmige Rotor 9 ist wenigstens in einem dünnen zylindrischen Bereich 8 aus hartmagnetisehem
Material und radial derart magnetisiert, daß er N Polpaare mit abwechselnd positiver und negativer
Polarität in Umfangsrichtung aufweist.
Der zylindrische Bereich 8 setzt sich nach unten über die Zahnung Ta hinaus in einen überstehenden Bereich
8a fort, der außerhalb der Zahnung Ta liegt und
gegenüber einem dünnen Hilfsmagneten 86 von geringer Höhe, der an der Innenwand des Ringes 5
befestigt ist und also ringförmig und konzentrisch zu dem überstehenden Bereich 8a liegt.
Dieser Hilfsmagnet 86 ist als dünne* radial magnetisierte
Schicht mit N Paaren von in Umfangsrichtung abwechselnd positiven und negativen Polen ausgebildet.
F i g. 2 zeigt den Verlauf der verschiedenen im Motor auftretenden Drehmomente in Abhängigkeit von der
Winkelstellung H des Rotors. Das Hauptmagneisysiem
des Motors, in dem die den Stator bildenden Teile —
Ring 5 und Zahnung 7</ des Palstückes 7 — mil dem
Bereich 8 des Rotors 9 zusammenwirken, erzeugt beim Durchgang eines Erregerstroms durch die Wicklung I
ein Drehmoment Q, welches sich sinusförmig mit der Periode 2.τ//V ändert. Ferner erzeugt das Hauptmagnetsystem
in Abwesenheit eines Erregerstromes eine Restdrehmoment-Komponenie C12, welche sich ebenfalls
sinusförmig, aber mit der Periode n/N ändert. Die Stellen des Nulldurchganges von Ci decken sich
beispielsweise mit den unstabilen Gleichgewichtsstellungen im Verlauf von G12. Das Hilfsmagnetsystem
liefert ein zusätzliches Restdrehmoment Gn. das sich beispielsweise wie in Fig.2 dargestellt mit der
Winkelstellung des Rotors ändert und dessen Grundwelle die gleiche Frequenz wie das stromabhängige
Moment Ci besitzt.
Durch geeignete Einsteilung der Winkellage des Hilfsmagneten in bezug auf die Grundplatte 3 kann man
die Phase der Grundkomponente von Gn gegenüber Ci
und Co2 verschieben. Das gesamte Restdrehmoment
Co= Gh + Gk ist in F i g. 2 gestrichelt dargestellt. Dieses
Restdrehmoment ist in den Stellungen S\, S2 ■ .. des
Rotors, welche den stabilen Gleichgewichtss.'ellungen
bei Abwesenheit eines Erregerstroms entsprechen, gleich dem konstanten Nutzdrehmoment C welches
der Motor liefern soll.
Im Punkt S1 ist G>+C gleich Null, so daß das
Drehmoment Ci den Rotor in Drehung versetzt und dieser eine bestimmte kinetische Energie erreicht. In der
Stellung Ti, in der G) ein Maximum erreicht, wirkt Co- C1, bremsend, der Rotor hat jedoch eine genügende
Energie, um den Rest des Schrittes ohne Stromeinwirkung zurückzulegen. Jenseits der Stellung LJ\ wird G
größer als Cm wodurch der Rotor den nächsten Punkt
stabilen Gleichgewichts S2 leicht ohne Stromeinwirkung
erreichen kann.
Ein neuer Stromimpuls zwischen 52 und T2 bewirkt in
analoger Weise ein neuerliches Weiterschalten des Rotors um einen Schritt.
Fig. 3 zeigt zum Vergleich die Drehmomentverhältnisse
bei der bekannten Anordnung nach Fig. 6 und 7 der USA-Patentschrift 35 39 845. Das durch den
Erregerslrom erzeugte Drehmoment ist in Analogie zu Fig.2 mit C'\ bezeichnet. Der Rotor dieser bekannten
Anordnung besitzt neben der die Polpaare bildenden wechselnden Magnetisierung eine gleichförmige Magnetisierupgskomponente
(Spalte 6. Zeilen 57 — 60). •eiche in Abwesenheit eines Erregerstromes im
Zusammenwirken mit den Stator-Polstückcn des Hauptmagnetsystems eine Restdrehmomentkomponente
gleicher Frequenz wie C\ erzeugt und deshalb zum Vergleich mit Fig. 2 hier COi genannt wird. Es
handelt sich dabei jedoch um die Wirkung einer zusätzlichen Magnetisierung im Hauptmagnetsystem.
Die entsprechende Komponente Cn ist in ihrer Phase
unveränderlich gegenüber Ci.
Die wechselnde Magnetisierung des Rotors (unabhängig von der zusätzlichen gleichförmigen Magnetisierung
betrachtet) erzeugt im hkuiptmagnctsystcm eine Rcsidrehmomentkomponentu C'»>
it.m,», die der Komponente GjJ von F i g. 2 entspricht und in Frequenz und
Phase wie diese verläuft. Sie ist zur Vereinfachung der Darstellung in Fig. 3 nicht getrennt gezeigt.
"j Um nun bei der bekannten Anordnung die notwendige
Phasenverschiebung des gesamten Restdrehmoments C, zu erzielen, wird durch ein Hilfsmagnetsystem,
bei dem die Rotorpole mit einem Zahnkranz doppelter Zähnezahl wie die Statorzahnung des
in Hauptmagnetsystems zusammenwirken, eine Residrehmomentkomponente
C'iaiiiih erzeugt, die phasenverschoben
in bezug auf C'i,2uM,ni ist und ebenfalls die
doppelte Frequenz wie C'i besitzt. Die Resultierende dieser beiden Komponenten gleicher Frequenz ergibt
ι ·> die in F i g. 3 dargestellte Komponente
C1U2 = Ci12 //,,„,„ + C'o2 HiIh ■
Die damit erzielbaren Ergebnisse sind jedoch unbefriedigend. Je weiter nämlich Ci12 in bezug auf COi
verschoben wird, desto tiefer wird die Einsattelung im Gesamtresidrehmoment CO und damit auch die obere
Grenze C'u„u> für das Nutzdrehmoü.ent. Es IaBt sich
zeigen, daß der Optimalfall bei der bekannten
Anordnung dann eintritt, wenn C'02 um .τ/2 gegenüber
Cm verschoben ist und die Amplitude
beträgt.
κι Das ist der in Fig. 3 dargestellte Fall. Daraus ist ersichtlich, daß das Anfangsdrehmoment C-, am Beginn
eines Schrittes (Punkt S'\) relativ klein ist. während C1,
wie erwähnt begrenzt ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Motor ist die Kompo-
j-j nente Coi nicht zwangsläufig phasengieich mit G. so daß
der Punkt stabilen Gleichgewichts in eine Lage Si verschoben werden kann, wo C bereits einen großen
Wert besitzt. Die vom Hauptmagnetsystem gelieferte Restdrehmomentkomponente Ca2 braucht keine be-
4» stimmte Größe zu besitzen, da sie nicht zur Phasenverschiebung
des gesamten Restdrehmoments verwendet wird, und sie kann daher durch konstruktive Maßnahmcii
klein gehalten werden. Dies erlaubt es eine bessere Gleichmäßigkeit der Motorkennwerte zu erzielen.
4-) Bei dem erfindungsgemäßen Motor ist zudem, wie
sich aus dem Vorstehenden ergibt, das Hilfsmagnetsystem, welches die Komponente G>i erzeugt, praktisch in
magnetischer Hinsicht vom Hauptmagnetsystem getrennt. Dies ist ein großer Vorteil bei der Fertigung
->(i größerer Serien von Motoren, bei denen es sich in der
Praxis als schwierig erweist, genau gleiche Magnetisierungsbedingungen zn erreichen.
Ferner ist beim erfindungsgemäßen Motor das Drehmoment G in den Stromflußintervallen S\ Tu
■>) S' Ti .. bereits nahe seinem Maximum, wodurch das
vom Motor gelieferte Drehmoment sehr hoch ist. Das Anfangsdrehmome.it in den Punkten stabilen Gleichgewichts
(S1. S2...) hat ebenfalls einen entsprechend
hohen Wert.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
- Patentansprüche::1, Einphasiger Synchronmotor für Sehrittschaltbetrieb, mit einem einen Stator und einen Rotor aufweisenden Hauptmagneujystom, in dem eine Antriebswicklung ein vom Erregerstrom abhängiges Drehmoment erzeugt, bei dem der Rotor einen dünnwandigen zylindrischen Teil aus hartmagnetischem Material aufweist, der radial in solcher Weise magnetisiert ist, daß er Λ' Paare abwechselnd positiver und negativer Pole in Umfangsrichiung besitzt, und bei dem der Stator zwei Polstücke aufweist, die durch den in der Antriebswicklung fließenden Erregerstrom positiv bzw. negativ polarisierbar sind und einen den zylindrischen Teil des Rotors aufnehmenden Luftspalt bilden, wobei wenigstens eines dieser Polstücke N Zähne aufweist, sowie mit einem stromunabhängigen Hilfsmagnetsystem, das einen feststehenden, einer ringförmigen Zone des zylindrischen Rotorteils gegenüberliegenden, magnetisch wirksamen Teil zur Enieugung eines sich mit der Winkelstellung des Rotors periodisch ändernden Restdrehmoments aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der feststehende Teil des Hilfsmagnetsytems ein in Umfangsrichtung des Rotors (9) JV Paare abwechselnd positiver und negativer Pole besitzender Hilfsmagnet (Sb)ist und daß die Pole des Hilfsmagneten (86,/ um einen bestimmten Winkel gegenüber den Polen des Rotors (9) in dessen Ruhestellung versetzt sind.
- 2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsmagnet durch eine dünne, radial magnetisierte, ringförcviige IVr-.gnetschicht gebildet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7315267A FR2206619B2 (de) | 1972-11-09 | 1973-04-26 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7140377A FR2159753A6 (de) | 1971-11-10 | 1971-11-10 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2254897A1 DE2254897A1 (de) | 1973-05-17 |
DE2254897B2 DE2254897B2 (de) | 1978-03-02 |
DE2254897C3 true DE2254897C3 (de) | 1978-10-26 |
Family
ID=9085642
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19722254897 Expired DE2254897C3 (de) | 1971-11-10 | 1972-11-09 | Einphasiger Synchronmotor für Schrittschaltbetrieb |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
JP (2) | JPS4897010A (de) |
CH (1) | CH567827A5 (de) |
DE (1) | DE2254897C3 (de) |
FR (1) | FR2159753A6 (de) |
GB (1) | GB1416430A (de) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH619329A5 (de) * | 1977-07-15 | 1980-09-15 | Sodeco Compteurs De Geneve | |
DE3302839A1 (de) * | 1983-01-28 | 1984-08-02 | Arthur Pfeiffer Vakuumtechnik Wetzlar Gmbh, 6334 Asslar | Turbomolekularpumpe mit induktivitaetsarmem gleichstrommotor, bremseinrichtung und verfahren zum betrieb derselben |
JPH0815389B2 (ja) * | 1986-07-22 | 1996-02-14 | 日本電信電話株式会社 | ステップ型モータおよびその駆動回路 |
FR2648632B1 (fr) * | 1989-06-16 | 1991-10-04 | Moving Magnet Tech | Actionneur electromagnetique monophase de faible encombrement |
-
1971
- 1971-11-10 FR FR7140377A patent/FR2159753A6/fr not_active Expired
-
1972
- 1972-10-31 CH CH1583772A patent/CH567827A5/xx not_active IP Right Cessation
- 1972-11-09 DE DE19722254897 patent/DE2254897C3/de not_active Expired
- 1972-11-10 JP JP11222372A patent/JPS4897010A/ja active Pending
- 1972-11-10 GB GB5210672A patent/GB1416430A/en not_active Expired
-
1973
- 1973-07-20 JP JP48080739A patent/JPS5816026B2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CH567827A5 (de) | 1975-10-15 |
JPS4897010A (de) | 1973-12-11 |
FR2159753A6 (de) | 1973-06-22 |
JPS5069505A (de) | 1975-06-10 |
DE2254897B2 (de) | 1978-03-02 |
DE2254897A1 (de) | 1973-05-17 |
JPS5816026B2 (ja) | 1983-03-29 |
GB1416430A (en) | 1975-12-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2211780C3 (de) | Schaltungsanordnung zur Speisung eines Synchronmotors aus einer Gleichstromquelle | |
DE2225442B2 (de) | Kollektorloser Gleichstrommotor | |
DE2620935C3 (de) | Reluktanzmotor | |
DE2023225A1 (de) | Wechsel- bzw.Drehstromsynchronmaschine | |
DE2738789C3 (de) | Elektrischer Schrittmotor | |
EP0422539B1 (de) | Elektrische Maschine mit einem Rotor und einem Stator | |
DE2254897C3 (de) | Einphasiger Synchronmotor für Schrittschaltbetrieb | |
EP0614263A1 (de) | Einphasiger Reluktanzmotor zum Starten dieses Motors in einer gewünschten Drehrichtung | |
DE2314259A1 (de) | Kollektorloser gleichstrommotor | |
DE2452131A1 (de) | Elektrischer kleinmotor | |
DE1817496C3 (de) | Synchroübertrager | |
DE3506651A1 (de) | Wechselstrommotor | |
DE2341243A1 (de) | Elektrischer generator, insbesondere tachogenerator | |
DE3037724A1 (de) | Gleichstrommotor | |
DE3432372A1 (de) | Kollektorloser gleichstrommotor | |
DE2727471C3 (de) | Elektronisch kommutierter Reluktanzmotor | |
DE2634951A1 (de) | Generator zur erzeugung von wechselstrom konstanter frequenz bei veraenderlicher antriebsdrehzahl | |
CH665510A5 (de) | Einphasen-schrittmotor. | |
DE3718294C1 (de) | Schleifringlose elektrische Maschine | |
DE343560C (de) | Getriebe mit elektromagnetischer Kraftuebertragung | |
DE19955006A1 (de) | Gleichstrommaschine | |
DE1807477B2 (de) | Induktiver winkelabgriff und drehmomentenerzeuger fuer kreisel | |
DE97431C (de) | ||
DE61434C (de) | Dynamoelektrische Maschine mit dünnem, aufsen und innen mit Leitern bedeckter^ Ringanker | |
DE1487186A1 (de) | Magnetisches Decodiergeraet |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |