DE2346380B2 - Kollektorloser Gleichstrommotor - Google Patents

Kollektorloser Gleichstrommotor

Info

Publication number
DE2346380B2
DE2346380B2 DE2346380A DE2346380A DE2346380B2 DE 2346380 B2 DE2346380 B2 DE 2346380B2 DE 2346380 A DE2346380 A DE 2346380A DE 2346380 A DE2346380 A DE 2346380A DE 2346380 B2 DE2346380 B2 DE 2346380B2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
air gap
rotor
rotation
gaps
angle
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.)
Granted
Application number
DE2346380A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2346380C3 (de
DE2346380A1 (de
Inventor
Rolf Dipl.-Ing. 7742 St. Georgen Mueller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
Original Assignee
Papst Motoren GmbH and Co KG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US363290A external-priority patent/US3873897A/en
Application filed by Papst Motoren GmbH and Co KG filed Critical Papst Motoren GmbH and Co KG
Priority to FR7430553A priority Critical patent/FR2244290A2/fr
Publication of DE2346380A1 publication Critical patent/DE2346380A1/de
Publication of DE2346380B2 publication Critical patent/DE2346380B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2346380C3 publication Critical patent/DE2346380C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/08Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Brushless Motors (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Synchronous Machinery (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen kollektorlosen Gleichommotor mit einem zylindrischen Luftspalt und iem permanentmagnetischen Innen- oder Außenrotor, mit einer von einem Drehstellungsdetektor gesteuerten, im Betrieb ein Wechselfeld und damit ein Lücken aufweisendes elektromagnetisches Antriebsmoment erzeugenden Wicklung, mit einem durch Veränderung des Statorblechpaketdurchmessers verursachten, über den Drehwinkel unterschiedlichen Luftspalt, wobei in bestimmten Drehwinkelbereichen durch Zusammenwirken des permanentmagnetischen Rotors und des Stators magnetische Energie speicherbar und dann in darauffolgenden Drehwinkelbereichen zur Überwindung der Momentlücken des elektromagnetischen Antriebsmoments wieder abgebbar ist.
Ein derartiger kollektorloser Gleichstrommotor ist in der DT-OS 22 25442 vorgeschlagen worden. Diese DT-OS bezieht sich vor allem auf kollektorlose Gleichstrommotoren mit flachem Luftspalt, beschreibt aber auch Motoren mit zylindrischem Luftspalt und gibt für diese einen etwa sägczahnförmigen Durchmesserverlauf des Außenläufersstators und eine etwa rechteckförmige Magnetisierung des Rotors an. Die dort angegebenen Motoren haben sich in der Praxis wegen ihres sicheren Anlaufs in der richtigen Drehrichtung und wegen ihres auch für hochwertige Anhiebe geeigneten gleichförmigen Ausgangsmoments und ihres schaltung technisch sehr einfachen Aufbaus als sehr vorteilhaft erwiesen, doch hat es sich gezeigt, daß eine annähernd rechteckförmige Induktionsverteilung zur Erzeugung größerer Reluktanzmomente ungeeignet ist.
Es ist auch bereits bekannt (FR-PS 13 88 848), bei einem kollektorlosen Gleichstrommotor als Drehstellungsdetektoren zwei Hallgeneratoren zu verwenden, weiche insgesamt vier Motorwicklungen steuern, die im Betrieb ein Drehfeld erzeugen. Dabei möchte man durch sinusförmige Magnetisierung der Rotormagnete — vgl. auch die US-PS 33 83 574 — ein konstantes Drehmoment an der Ausgangswelle erhalten. Dieses Drehmoment wird durchgehend mit elektromagnetischen Mitteln, also durch Zusammenwirken einer oder mehrerer Statorspulen mit dem Rotormagnet erzeugt. Solche Motoren sind für hochwertige Antriebsaufgaben, z. B. in Datenverarbeitungsanlagen, bestens geeignet, sind aber für viele Anwendungsfälle einfach zu teuer, weil jedem der beiden Hallgenentoren normalerweise wenigstens vier Transistoren samt Widerständen usw. zugeordnet sind, wodurch sich ein relativ komplizierter Schaltungsaufbau ergibt. — Einen ähnlichen Motoraufbau mit zwei Hallgeneratoren zeigt auch die DT-OS 19 58 546, wobei sich bei einer der dort vorgeschlagenen Lösungen ein stark pulsierendes Drehmoment an der Ausgangswelle ergibt, dessen Pulsationen dadurch verringert werden sollen, daß man die Nuten schrägt.
Ferner kennt man (US-PS 32 64 538) einen kollektorlosen Gleichstrommotor mit in Durchmesrerrichtung polarisiertem permanentmagnetischen Rot ir, was ir der Praxis eine sinusförmige Rotormagnetisierung bedeutet. Zur Erzielung des Anlaufs in der richtiger Richtung ist der Luftspalt variabel ausgebildet, wöbe zwischen den — ausgeprägten — Statorpolen relativ große Lücken liegen, was heißt, daß der Luftspalt einer außerordentlich unstetigen Verlauf aufweist, so daß dei Rotor das Bestreben hat, in bestimmten Stellungen zi »kleben« und sich deshalb ein stark pulsierende; Drehmoment ergibt.
Die DT-OS 23 14 259 schlägt einen kolleklorloser Gleichstrommotor mit zylindrischem Luftspalt vor, be dem für den Rotor eine sinusförmige oder eine trapezförmige Magnetisierung angegeben ist. Wie siel aus den Unterlagen dieser DT-OS, insbesondere Fig.;
und dem dort angegebenen »konzentrierten Magnetpol« 35 klar erg'bt, ist hier an eine trapezförmige Magnetisierung mit einem konzentrierte!, also kurzen Abschnitt großer Induktion und daran anschließenden großen Pollücken gedacht, bei denen die Angaben dieser OS voll und ganz zutreffen. Eine solche Form der Rotormagnetisierung führt aber zu einer fü- die elektronische Kommutierung ungünstigen Form der vom Rotoreidgneten in der S'.atorwickiung induzierten Spannung, der sogenannten Gegen-EMK. und der Wirkungsgrad ist nicht optimal, da während eines großen Teils der Rotorumdrehung die Differenz zwischen dieser Gegen-EMK und der angelegten Gleichspannung groß ist, also relativ große ohmsche Verluste entstehen. ,5
Hs ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, einen kollektorlosen Gleichstrommotor der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen vom Rotormagnet in der Siatorwicklung induzierte Spannung einen für den Wirkungsgrad günstigen Verlauf hat und bei dem sich elektromagnetisches Antriebsmoment und Reluktanzmoment günstig erganzen.
Diese Aufgabe wird bei einem kollektorlosen Gleichstrommotor der eingangs genannten Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Rotormagnetpole jeweils eine etwa trapezförmige Magnetisierung mit schmalen Lücken zwischen den Polen aufweisen, der Drehwinkelbereich, in dem der Rotor im Betrieb ein elektromagnetisches Antriebsmoment erhält, etwa mit dem Winkelbereich zusammenfällt, in dem die Pollükken ein Gebiet in Drehrichtung abnehmenden magnetisch wirksamen Luftspalts durchlaufen, und daß der Drehwinkelbereich, in dem der Rotor in Betrieb kein elektromagnetisches Antriebsmoment erhält, etwa mit dem Winkelbereich zusammenfällt, in dem die Pollükkcn ein Gebiet in Drehrichtung zunehmenden magnetisch wirksamen Luftspalls durchlaufen. Auf diese Weise erhält man einen sehr günstigen Verlauf der induzierten Spannung, was die Kommutierung erleichtert und einen guten Wirkungsgrad ergibt, und das Rcluktanzmoment ist ausreichend groß und verläuft etwa gcgenphasig zum Wechselanteil des elektromagnetischen Antriebsmoments, wodurch sich ein sehr günstiger Verlauf des an der Motorwelle abgegebenen Moments ergibt. Die Erfindung geht dabei von der überraschenden Erkenntnis aus, daß anders als beim Motor nach der DT-OS 23 14 259, wo die Größe des Luftspalts unter den »konzentrierten Magnetpolen« des Rotors die Form des Reluktanzmoments bestimmt, bei einem Motor mit trapezförmiger, schmale Lücken zwischen den Polen .'" aufweisender Rotormagnetisierung es die Größe des Luftspalts unter den Lücken zwischen den Polen ist, die die Form des Reluktanzmoments bestimmt. (Im Gegensatz zur DT-OS 23 14 259 könnte man im vorliegenden Fall von »konzentrierten Pollücken« sprechen.) — Ferner erleichtert der günstige Verlauf der induzierten Spannung die elektronische Kommutierung, d.h. man muß die elektronischen Schaltelemente nicht überdimensionieren und kann den Strom über dem jeweiligen Stromflußwinkcl etwa konstant halten, kann also praktisch im Schaltbetrieb arbeiten.
Zum Begriff des »magnetisch wirksamen Luftspalts« wird auf die Statoriormen nach der US-PS 21 85 990 hingewiesen, wo erläutert ist, wie ein gewünschter Luftspaltverlauf auf die unterschiedlichsten Weisen realisiert werden kann, z. B. durch Schichten von Blechen mit unterschiedlichen Innendurchmessern. Auch die kompliziertesten Konstruktionen, z. B. nach Fig. 12 dieser US-PS, können aber durch magnetisch gleichwertige Blechpakete ersetzt werden, die aus identischen Blechschnitten aufgebaut sind und die dann praktisch den magnetisch wirksamen Luftspalt gemäß derjenigen Konstruktion darstellen, die sie ersetzen.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung geht man ferner so vor, daß zum Ausgleich des durch die Nutöffnungen des Statorblechpakets im Bereich derselben bewirkten Induktionsabfalls der tatsächliche Luftspalt dort so verkleinert ist, daß sich der erforderliche magnetisch wirksame Luftspalt ergibt. Die Nutöffnungen wirken nämlich magnetisch wie eine Vergrößerung des Luftspalts und würden daher unerwünschte Schwankungen des Reluktanzmoments hervorrufen; durch die genannte Maßnahme wird aber im Bereich der Nutöffnungen am Stator zusätzliches Eisen vorgesehen und daher dieser Effekt beseitigt, so daß auch in denjenigen Winkelbereichen, in denen die Podücken über die Nutöffnungen hinweglaufen, das Rclukianzmomcnt die gewünschte Form erhält.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines in erfindungsgemäßer Weise ausgebildeten zweipoligen Außenläufermotors und der zugehörigen Schaltelemente,
Fig. 2 eine Abwicklung des Luftspaltverlaufs über dem oberen Polbogen des Motors nach Fig. 1,
Fig. 3 und 4 zwei Schaubilder zum Erläutern einer stabilen und einer labilen Stellung des Rotors und
F i g. 5 Schaubilder zum Erläutern der Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 1.
F i g. 1 zeigt einen Außenläufermotor 10 mit einem äußeren, als durchgehender Magnetring ausgebildeten zweipoligen Rotor 11, dessen Magnetisierung etwa gemäß Fig. 5a ausgebildet ist, also mit einer praktisch konstanten Induktion B im Bereich der Pole und mit schmalen Pollücken. Ersichtlich entspricht die in Fig. 5a dargestellte Magnetisierung nicht genau der Trapezform, wird aber im Sprachgebrauch des Elektromaschinenbaus als trapezförmig bezeichnet. Die Breite der Pollücken kann mit Vorteil in der Größenordnung von 10 bis 20' elektrisch liegen. — In den Fig. 1 bis 4 sind die Stellen mit praktisch konstanter Induktion für den Nordpol mittels Schraffierung und für den Südpol mit grauer Farbe symbolisch angedeutet, um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern. Es ist aber ausdrücklich darauf hinzuweisen, daß der gesamte Rotor 11 beim Ausführungsbeispiel als radial magnctisiertes, permanentmagnetisches Teil. z. B. aus Bariumferrit, ausgebildet ist. Die beiden Pollücken sine ; henfalls symbolisch angedeutet und mit 12 und Ii bezeichnet. Fig. 1 zeigt den Rotor 11 in einer seinci beiden stabilen Ruhestellungen, die er bei stromlosen Zustand des Motors einnehmen kann. Diese Ruhestellungen sind durch die Form des Luftspults und die Forn ucr Magnetisierung B ( F i g. 5u) bestimmt. Im Betrieb läuft der Rotor 11 in Richtung des Pfeiles 14.
Der Stator 15 des Motors 10 ist als Doppel-T-Ankei mit einem oberen Pol 16 und einem unteren Pol Ii ausgebildet, welche beide etwa die Umrißform eine: Regenschirms haben, also jeweils fast den gesaintei Polbogen umspannen, und welche zwischen sich zwe Nuten 18 und 19 einschließen, in denen zwei in Rcihi geschaltete Wicklungshälften 20 und 21 einer einsträn gigcn Wicklung angeordnet sind, deren Mitielanzap
35
fung an einen Pluspol 22 geführt ist, und deren freie Enden mit 23 bzw. 24 bezeichnet sind. Ein Hallgenerator 25 (oder ein äquivalentes Kommutierglied) ist an der öffnung der Nut 19 oder einer elektrisch äquivalenten Stelle am Stator 15 angeordnet.
Der Luftspalt 26 über dem Pol 16 und der Luftspalt 27 über dem Pol 17 sind erfindungsgemäß jeweils in besonderer Weise ausgebildet. Dabei kommt es naturgemäß nur auf die magnetisch wirksame Luftspaltgröße an den einzelnen Stellen an, d. h., daß z. B. ein aus verschiedenen, an den einzelnen Stellen ungleiche Durchmesser aufweisenden Blechen geschichteter Stator, wie ihn z. B. Fig. 12 der US-PS 21 85 990 zeigt, an den einzelnen Stellen seines Umfangs jeweils eine gemittelte Spaltgröße entsprechend der Erfindung haben muß; aus diesem Grund wird der wirksame Luftspalt als »magnetisch wirksamer Luftspalt« bezeichnet, und zwar im Gegensatz zum tatsächlichen Luftspalt, wie er nach außen hin in Erscheinung tritt und z. B. mittels einer Lehre gemessen werden kann. Für die folgende Beschreibung wird ein Stator 15 vorausgesetzt, welcher aus untereinander identischen Blechen geschichtet ist. Auch hier ergeben sich noch Unterschiede zwischen dem tatsächlichen Verlauf des Luftspalts und dem Verlauf des magnetisch wirksamen Luftspalts, und zwar an den Öffnungen der Nuten 18 und 19, wie das im folgenden erläutert wird.
Fig.2 zeigt eine Abwicklung des oberen Luftspalts 26, welcher punktsymmetrisch zum unteren Luftspalt 27 verläuft. In F i g. 2 ist oben der Rotor 11 und unten der Stator 15 dargestellt, also ein Polbogen von 180° elektrisch. Ausgehend von der Nut 18 nimmt der tatsächliche Luftspalt 26 über einem ersten Winkel Alpha monoton bis zu einer Stelle 30 zu. an welcher der Maximalwert di des Luftspalts 26 erreicht wird. Von da an nimmt der tatsächliche Luftspalt 26 monoton ab bis etwa zur öffnung der Nut 19, wo der Minimalwert d\ des tatsächlichen Luftspalts 26 erreicht wird. Von hier aus nimmt der an den Luftspalt 26 anschließende Luftspalt 27 wieder monoton bis zur nächsten Stelle 30 hin zu.
Da die öffnungen der Nuten 18 und 19 zum Einbringen der Wicklung 20, 21 und ihrer Isolation eine bestimmte Größe haben müssen, bewirken sie, daß der magnetisch wirksame Luftspalt im Bereich dieser Nutöffnungen wesentlich größer ist und etwa den Verlauf hat, der in F i g. 2 mit 32 für die Nut 18 und mit 33 für die Nut 19 bezeichnet ist, d. h., der magnetisch wirksame Luftspalt hat sein Minimum di etwa an den beiden Stellen 34 und 35, welche jeweils um einen Winkel Gamma (z.B. 10 bis 40° elektrisch) vor der zugeordneten Nutöffnung und um einen Winkel Beta (z. B. 8Θ bis 170° elektrisch) hinter der Stelle 30 liegen. (Bei einem Motor mit geschlossenen Nuten 18 und 19 müßte der Luftspalt den durch die Linien 32 und 33 angegebenen tatsächlichen Verlauf haben.) Die beiden Winkel Alpha und Gamma ergeben also zusammen einen Winkel Delta, innerhalb dessen der magnetisch wirksame Luftspalt in Drehrichtung gesehen zunimmt. Dieser magnetisch wirksame Luftspalt ist für die Form des Reluktanzmoments maßgebend. Zweckmäßig legt man diesen Winkel Delta so, daß der Hallgenerator 25 etwa in seiner Mitte oder um n-180° gegenüber dieser
Mitte versetzt angeordnet ist, wobei η = 1.2 usw.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen übereinstimmend den Rotor 11 in seiner stabilen Ruhestellung, in der die beiden Pole des Rotors jeweils Gebieten kleinen Luftspalts gegenüberliegen und die Lage der Pollücken 12, 13 etwa mit den Stellen 30 größten Luftspalts übereinstimmt, da in dieser Lage der magnetische Widerstand des Luftspalts insgesamt am geringsten ist.
Verdreht man den Rotor 11 um den Winkel Beta in Drehrichtung 14 aus dieser stabilen Ruhelage, so muß man hierzu dem Rotor U von außen Energie zuführen, da sich der magnetische Widerstand im Luftspalt vergrößert, oder anders gesagt, der Rotor 11 wird durch ein Reluktanzmoment gebremst. Im Betrieb wird diese
ίο Energie durch den Strom in der Wicklung 20 oder 21 zugeführt.
Nach Verdrehung um den Winkel Beta erreicht der Rotor 11 die Lage nach F i g. 4, in der seine Pollücken 12 und 13 sozusagen auf den Stellen 34, 35 kleinsten magnetisch wirksamen Luftspalts reiten. In dieser Lage ist der magnetische Widerstand im Luftspalt am größten, d. h. hier ist die größte magnetische Energie im Motor gespeichert, und der Rotor 11 hat in dieser instabilen oder labilen Lage das Bestreben, sich in der einen oder der anderen Richtung so weil zu drehen, bis er wieder eine der beiden möglichen stabilen Lagen erreicht. Wird der Rotor 11 z. B. in Richtung des Pfeiles 14 weitergedreht, so gibt er auch ohne Zufuhr elektrischen Stromes ein Drehmoment ab, das bei geeigneter gleichmäßiger Ausbildung der Zunahme des äquivalenten Luftspalts eine praktisch konstante Amplitude hat.
Man erkennt also, daß ein bremsendes Reluktanzmoment etwa im Winkelbereich β vorhanden ist, in welchem die Pollücken 12,13 über Gebiete abnehmenden magnetisch wirksamen Luftspalts hinweglaufen, und daß ein antreibendes Relukianzmoment etwa im Winkelbereich ό vorhanden ist, in welchem die Pollücken 12, 13 über Gebiete zunehmenden magnetisch wirksamen Luftspalts hinweglaufen, und man erkennt ferner, daß es wie dargestellt möglich ist. die für die Herstellung des Motors unvermeidlichen Nutöffnungen 18, 19 dadurch zu kompensieren, daß man den tatsächlichen Luftspalt im Bereich dieser Nutöffnungen verkleinert.
Zum Steuern des Stromes in den Wicklungen 20 und 21 abhängig von der Lage der Pole des Rotors 11 dient der Hallgenerator 25, dessen einer Steueranschluß über einen Widerstand 36 mit dem Pluspol 22 verbunden ist, während sein anderer Steueranschluß mit einer Minusleitung 37 einer Gleichspannungsquelle (z. B. 24 V) verbunden ist. Die beiden Ausgänge des Hallgenerators 25 sind mit den Basen zweier npn-Transistoren 38 und 39 verbunden, deren Emitter mit der Minusleitung 37 verbunden sind, während der Kollektor des Transistors 30 mit dem Anschluß 24 und der Kollektor des Transistors 39 mit dem Anschluß 23 der Wicklung 20 bzw. 21 verbunden ist. Auf diese Weise wird bei der Umdrehung des Rotors 11 beim Vorbeilaufen des Südpols (wie in F i g. 1 und 2 dargestellt) am Hallgenerator 25 praktisch während des gesamten, symbolisch grau dargestellten Winkelbereichs der Transistor 39 und damit die Wicklung 20 eingeschaltet, und ebenso wird beim Vorbeilaufen des Nordpols praktisch während des gesamten schraffier! dargestellten Winkelbereichs der Transistor 38 unc damit die Wicklung 21 eingeschaltet. Der Strom in der Wicklungen 20 und 21 ist also nur beim Vorbeilaufen dei Pollücken 12 bzw. 13 am Hallgenerator 25 völlig unterbrochen und nimmt dann entsprechend dei Zunahme der Induktion bis zu einem praktiscr konstanten Maximalwert zu. wie das in Fig.5b für die Ströme ha und in in den Transistoren 38 und 3<
dargestellt ist. In Verbindung mit der im Bereich der Rotorpole gemäß Fig. 5a praktisch konstanten Induktion ergibt sich ein praktisch konstantes elektromagnetisches Antriebsmoment Mc/, wie es in F-"ig. 5c dargestellt ist. Dieses Moment hat nur relativ schmale Lücken 45. In diesen Lücken wird das antreibende Reluktanzmoment wirksam.
F i g. 5d zeigt den Verlauf des mit Mn-i bezeichneten Reluktanzmoments über einer Rotorumdrehung. Mit 46 ist die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte stabile Rotorstellung bezeichnet, und mit 47 die in Fig.4 dargestellte labile Rotorstellung. In beiden Fällen durchläuft das Reluktanzmoment den Wert Null. Man erkennt ferner den Bereich des mit 48 bezeichneten bremsenden Reluktanzmoments zwischen diesen Punkten 46 und 47, dessen Länge im wesentlichen durch den Winkel Beta bestimmt ist, und den an den Punkt 47 anschließenden Bereich des mit 49 bezeichneten antreibenden Reluktanzmoments, dessen Länge im wesentlichen durch den Winkel Delta bestimmt ist. An den Bereich 49 schließt sich wieder ein stabiler Punkt 50 und dann ein labiler Punkt 51 an, d. h., ein solcher Motor durchläuft pro Umdrehung zwei stabile und zwei labile Rotorstellungen. Sieht man von den Ummagnetisierungsverlusten im magnetischen Kreis eines solchen Motors ab, so muß die zwischen den Punkten 46 und 47 gespeicherte Energie, die durch ein Minuszeichen symbolisch gekennzeichnet ist, gleich groß sein wie die zwischen den Punkten 47 und 50 abgegebene, symbolisch mit einem Pluszeichen bezeichnete magnetische Energie, d. h„ wenn z. B. der Winkel Beta groß und der Winkel Delta klein gewählt wird, hat der Bereich 48 des Reluktanzmoments einen kleinen und der Bereich 49 einen großen Absolutwert seiner Amplitude.
F i g. 5e zeigt die Überlagerung der beiden Momente Mf/und Mr1/, welche zusammen ein praktisch konstantes
ίο Momen· Μ?η an der (nicht dargestellten) Ausgangswelle des Motors 10 ergeben. Um dies zu erreichen, müssen Mci und MiW wie dargestellt spiegelbildlich zu einer Geraden 52 verlaufen, welche 50% von M?,-. entspricht. Naturgemäß läßt sich diese Bedingung in den seltensten Fällen genau erfüllen, doch hat es sich gezeigt, daß man mit Hilfe der Erfindung ein Ausgangsmoment erhalten kann, das einen weitgehend gleichförmigen Verlauf hat. Der Wert dieses Moments ist sozusagen in den Motor einprogrammiert, d. h., ein solcher Motor muß an den jeweiligen Anwendungsfall und das dort verlangte Moment ungefähr angepaßt sein, wenn man optimale Ergebnisse erzielen will.
Nach der Lehre der vorliegenden Erfindung kann man naturgemäß ebenso einen lnncnläufermotot ausbilden, wobei dann Stator und Rotor in dei Abwicklung dasselbe Bild ergeben, wie es in Fig. 1 dargestellt ist.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
S0954Ä/2

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Kollektorloser Gleichstrommotor mit einem zylindrischen Luftspalt und mit einem permanentmagnetischen Innen- oder Außenrotor, mit einer von einem Drehstellungsdetektor gesteuerten, im Betrieb ein Wechselfeld und damit ein Lücken aufweisendes elektromagnetisches Antriebsmoment erzeugenden Wicklung, mit einem durch Veränderung des Statorblechpaketdurchmessers verursachten, über den Drehwinkel unterschiedlichen Luftspalt, wobei in bestimmten Drehwinkelbereichen durch Zusammenwirken des permanenimagnetischen Rotors und des Stators magnetische Energie speicherbar und dann in darauffolgenden Drehwinicelbereichen zur Überwindung der MomenlJücken des elektromagnetischen Antriebsmoments wieder abgebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotormagnetpole jeweils eine etwa trapezförmige Magnetisierung mit schmalen Lücken (12, 13) zwischen den Polen aufweisen, der Drehwinkelbereich, in dem der Rotor(ll)im Betrieb ein elektromagnetisches Antriebsmoment (Met) erhält, etwa mit dem Winkelbereich (j3) zusammenfällt, in dem die Pollücken (12, 13) ein Gebiet in Drehrichtung abnehmenden magnetisch wirksamen Luftspalts (26, 27) durchlaufen, und daß der Drehwinkelbereich,indem der Rotor(11)im Betrieb kein elektromagnetisches Antriebsmoment erhält, etwa mit dem Winkelbereich (ό) zusammenfällt, in dem die Pollücken (12, 13) ein Gebiet in Drehrichtung zunehmenden magnetisch wirksamen Luftspalts (32,33) durchlaufen.
2. Kollektorloser Gleichstrommotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ,daß zum Ausgleich des durch die Nutöffnungen (18, 19) des Slatorblechpaketes (16) im Bereich derselben bewirkten Induktionsabfalls der tatsächliche Luftspalt dort so verkleinert ist, daß sich der erforderliche magnetisch wirksame Luftspalt (32,33) ergibt.
3. Kollektorloser Gleichstrommotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Betrieb an den Stellen, an denen die Pollücken (12, 13) den Stellen größten magnetisch wirksamen Luftspalts gegenüberliegen, der Motorstrom jeweils größer als Null ist (vgl. F i g. 5).
4. Kollektorloser Gleichstrommotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß .so die Gebiete in Drehrichtung zunehmenden magnetisch wirksamen Luftspalts (32, 33) etwa symmetrisch zur Lage des Drehstellungsdetektor? und zu den von dieser Winkellage um π·180° elektrisch entfprnten Stellen verlaufen, wobei π = 1,2,... ist.
5. Kollektorloser Gleichstrommotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehstellungsdetektor als Hallgenerator (25) ausgebildet ist.
6. Kollektorloser Gleichstrommotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Pollücken etwa 10 ... 20° elektrisch beträgt.
DE19732346380 1973-05-23 1973-09-14 Kollektorloser Gleichstrommotor Expired DE2346380C3 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR7430553A FR2244290A2 (en) 1973-09-14 1974-09-10 Low power armatureless DC motor - has external rotor, Hall effect field sensor and non-linear rotor-stator space

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US36329073 1973-05-23
US363290A US3873897A (en) 1972-05-25 1973-05-23 Collector-less D-C motor

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2346380A1 DE2346380A1 (de) 1974-11-28
DE2346380B2 true DE2346380B2 (de) 1975-11-13
DE2346380C3 DE2346380C3 (de) 1978-01-26

Family

ID=

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2617131A1 (de) * 1975-04-26 1977-01-20 Papst Motoren Kg Anordnung zur drehzahlueberwachung eines gleichstrommotors
DE2616044A1 (de) * 1972-05-25 1977-10-20 Papst Motoren Kg Kollektorloser gleichstrommotor
DE2730142A1 (de) * 1977-07-04 1979-01-11 Papst Motoren Kg Kollektorloser gleichstrommotor
DE2747036A1 (de) * 1977-10-19 1979-04-26 Papst Motoren Kg Drehzahlgeregelter kollektorloser gleichstrommotor
FR2497419A1 (fr) * 1980-12-30 1982-07-02 Papst Motoren Gmbh & Co Kg Moteur a courant continu sans collecteur a double impulsion
US7554279B2 (en) 2006-06-03 2009-06-30 Ebm-Papst St. Georgen Gmbh & Co. Kg Method for operating an electronically commutated motor, and motor for carrying out a method such as this

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2616044A1 (de) * 1972-05-25 1977-10-20 Papst Motoren Kg Kollektorloser gleichstrommotor
DE2617131A1 (de) * 1975-04-26 1977-01-20 Papst Motoren Kg Anordnung zur drehzahlueberwachung eines gleichstrommotors
DE2730142A1 (de) * 1977-07-04 1979-01-11 Papst Motoren Kg Kollektorloser gleichstrommotor
DE2747036A1 (de) * 1977-10-19 1979-04-26 Papst Motoren Kg Drehzahlgeregelter kollektorloser gleichstrommotor
FR2497419A1 (fr) * 1980-12-30 1982-07-02 Papst Motoren Gmbh & Co Kg Moteur a courant continu sans collecteur a double impulsion
US7554279B2 (en) 2006-06-03 2009-06-30 Ebm-Papst St. Georgen Gmbh & Co. Kg Method for operating an electronically commutated motor, and motor for carrying out a method such as this

Also Published As

Publication number Publication date
DE7333432U (de) 1977-09-22
DE2346380A1 (de) 1974-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2730142C2 (de) Kollektorloser Gleichstrommotor der zweisträngigen Bauart
DE2260069C2 (de)
DE69629192T2 (de) Selbststartender bürstenloser motor
DE102009021540B4 (de) Transversalflussmotor als Außenläufermotor und Antriebsverfahren
DE3022836C1 (de) Kollektorloser Gleichstrommotor
DE3329887C2 (de)
DE2225442C3 (de) Kollektorloser Gleichstrommotor
DE2937962C2 (de)
DE3529174A1 (de) Buerstenloser gleichstrommotor
DE8306650U1 (de) Bürstenloser Gleichstrommotor
DE3026417A1 (de) Vielpoliges magnetschwungrad
DE1918500A1 (de) Impulsbetaetigter elektrischer Stellantrieb
DE2314259C2 (de)
DE2335717C3 (de) Elektrischer Miniatur-Synchronmotor
DE1488267B2 (de) Synchronmotor
DE3037724C2 (de) Gleichstrommotor
DE2346380C3 (de) Kollektorloser Gleichstrommotor
DE69821041T2 (de) Modularer elektrischer Motor
DE2239167C2 (de) Kollektorloser Gleichstrommotor mit axialem Luftspalt
DE2346380B2 (de) Kollektorloser Gleichstrommotor
EP0397143A1 (de) Elektronisch kommutierter Gleichstrommotor
EP0184647B1 (de) Einphasen-Schrittmotor
DE2240717B2 (de) Kommutatorloser Gleichstrommotor K.K. Suwa Seikosha, Tokio; Shinshu
DE2523386C2 (de) Kollektorloser Gleichstrommotor
DE19848909A1 (de) Segmentierte elektrische Maschine mit reduzierten Rastkräften bzw. reduziertem Rastmoment

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
OI Miscellaneous see part 1
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: PAPST-MOTOREN GMBH & CO KG, 7742 ST GEORGEN, DE

8310 Action for declaration of annulment
8313 Request for invalidation rejected/withdrawn
AG Has addition no.

Ref country code: DE

Ref document number: 2463005

Format of ref document f/p: P

AG Has addition no.

Ref country code: DE

Ref document number: 2463006

Format of ref document f/p: P

AG Has addition no.

Ref country code: DE

Ref document number: 2523386

Format of ref document f/p: P

Q161 Has additional application no.

Ref document number: 2661067

Country of ref document: DE

8310 Action for declaration of annulment
8313 Request for invalidation rejected/withdrawn
AG Has addition no.

Ref country code: DE

Ref document number: 2919581

Format of ref document f/p: P