DE2519404C3 - Ein- oder mehrphasiger dynamoelektrischer Motor für Schrittbetrieb - Google Patents
Ein- oder mehrphasiger dynamoelektrischer Motor für SchrittbetriebInfo
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Description
sich somit bei den Kurzschlußwicklungen des Rotors lediglich um einzelne Kurzschlußschleifen, die mit
benachbarten Kurzschlußschleifen nicht in galvanischer Verbindung stehen, so daß zwischen den einzelnen
Kurzschlußschleifen Pfade für den Wechselfluß entstehen, wobei dieser lageabhängig nicht riit den einzelnen
Kurzschlußschleifen verkettet sein muß.
Auch wird bei dem Motor nach der Erfindung keine oszillierende Bewegung realisiert, sondern eine einseitig
gerichtete Rewegung in Richtung auf eine statische Nullposition hin.
Durch die erfindungsgemäße Konstruktion wird auch die Möglichkeit geschaffen, den ein- oder mehrphasigen
dynamoelektrischen Motor der eingangs definierten Art auch derart auszubilden, daß die einzelnen Bewegungsschritte
bzw. Drehschritte in einem Winkelbereich von 0 bis 90° eingestellt werden können, was von der Zahl der
Wicklungen bzw. deren relativer Lage abhängig ist.
Besonders vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den
Ansprüchen 2 bis 9.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von
Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine schematische perspektivische Darstellung der Rotorwicklungen und des Rotors eines einphasigen
dynamoelektrischen Motors mit Merkmalen nach der Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Kurzschlußschleifen des Rotors eines der Fig. 1 äquivalen- jo
ten dreiphasigen Motors;
F i g. 3a ein Wicklungsdiagramm für einen einphasigen Motor mit einer einzelnen Statorwicklung, wobei
der Rotor in der »stabilen Null«-Ste!lung gezeigt ist;
Fig. 3b ein Wicklungsschema ähnlich demjenigen von Fig. 3a, wobei jedoch der Rotor in die »instabile
Nüll«-Stellung verdreht ist;
Fig. 3c und 3d das äquivalente dreiphasige Wicklungsschema
von jeweils den F i g. 3a und 3b;
Fig.4a ein Wicklungsschema für einen einphasigen
Motor mit zwei Statorwicklungen, die im rechten Winke! angeordnet sind, wobei der Rotor in der
»stabilen Null«-Stellung bei einer erregten Wicklung gezeigt ist;
Fig.4b das äquivalente dreiphasige Wicklungsschema
von Fig. 4a;
Fig. 5a einen Stromlaufplan einer typischen Verbindung
für einen doppelt wirkenden Drehmagnet, wobei die nicht erregte Statorwicklung kurzgeschlossen ist, um
das Selbstausricht-Drehmoment zu erhöhen;
Fig.5b ein Wicklungsschema des Motors mit einer
kurzgeschlossenen Statorwicklung, wobei der Rotor aus einer »stabilen Null«-Stellung in eine Zwischeiistellung
verdreht ist;
F i g. 5a' eine schematische Darstellung eines einphasigen Motors, wobei ein Statorwickiungspaar entsprechend
einer 90°-Phasenverschiebung geschaltet ist;
Fig.6a ein Wicklungsschema für einen einphasigen
Motor mit drei zweipoligen Statorwicklungsn, wobei die nicht erregten Wicklungen zur Erhöhung des eo
Selbstausricht-Drehmomentes in Gegenphase geschaltet sind;
F i g. 6b ein Schaltplan, der die typischen Verbindungen für die Statorwicklungen von F i g. 6a zeigt;
F i g. 6b' eine schematische Darstellung eines einpha- M
sigen Motors mit drei Statorwicklungen; und
Fig. 7 ein Wicklungsschema eines dem Motor nach
F i ε. 4a äauivalenten Linearmotors.
F i g. 1 zeigt eine schematische Darstellung des auf einer Welle 2 angeordneten Rotors 1 eines einphasigen
Motors, mit Wicklungen, die drei Kurzschlußschleifen A, B und C bilden. Wenn die Kurzschlußschleifen A, B
und C so angeordnet sind, daß parallel verlaufende Flußpfade gebildet werden, so kann ein Wechselfluß
durch das Eisen des Rotors in Ebenen hindurchtreten, die parallel zu der Ebene der aus Kurzschiußschleifen
bestehenden Rotorwicklung verlaufen, ohne daß eine Verkettung der Kurzschlußwicklungen auftritt, wobei
jedoch jegliche Flußkomponente in einer Ebene senkrecht zur Ebene der Kurzschlußschleifen eine
Verkettung mit einer oder mit mehreren der Rotorwicklungen bedingt Die auf diese Weise in den Kurzschlußschleifen
induzier'en Ströme wirken dem Durchtritt eines Wechselflusses entgegen, der dadurch aufgehoben
wird. Die induktive Reaktanz irgendeiner Statorwicklung ändert sich daher mit der Stellung des Rotors in
Abhängigkeit vom Ausmaß der Verkettung der Rolorwicklungen mit irgendeiner Statorwicklung. Da
weiterhin der Wechselfluß nur in bestimmten Ebenen durch den Rotor hindurchtreten kann, läßt sich die
Flußverteilung in einem Motor mit einer derartigen Rotorausführung mit der Rotorstellung verändern, so
daß die induktive Verkettung zwischen unterschiedlichen Statorwicklungen verändert wird. Schließlich
erzeugt der in den Rotorwicklungen induzierte Strom eine Kraft, die bestrebt ist, den Rotor 1 in eine Lage zu
bewegen, in welcher die Flußverkettung mit den Rotorwicklungen reduziert oder aufgehoben wird.
Fig. 2 zeigt die äquivalente Abwicklung der Rotorwicklung
für einen dreiphasigen Motor, bei welcher jede Leitung Heinen Satz von Leitungen darstellt, die in eine
Nut in das Rotorblechpaket eingelegt ist und die eine Reihe von länglichen parallelen Kurzschlußschleifen
pro Phase bilden. An einem Ende des Rotors können die Leiter zu einem gemeinsamen Endring / zusammengefaßt
sein, die Leiter sind jedoch, wie allgemein bei K angezeigt ist, miteinander verbunden. Bei dieser
Ausführung entstehen drei Polflächen X. Y und Z und die resultierenden Flächen für den Durchtritt eines
Wechselflusses bilden ein gleichschenkliges Dreieck.
Die Fig. 3a und 3b zeigen Wicklungsdiagraniiiie der
einfachsten einphasigen Ausführung des Motors nach der Erfindung. Der Stator 3 trägt eine einzige Wicklung
D—Di, die in der in Fig.3a gezeigten Stellung einen
Fluß in horizontaler Richtung durch den Rotor 1' lenkt. Befindet sich der Rotor Γ in der gezeigten Stellung, so
liegen die Kurzschlußschleifen E, E1 in der horizontalen
Ebene, wobei deren Spulenachse χ vertikal verläuft. Der durch die einzige Statorwicklung D-D1 erzeugte Fluß
kann daher durch den Rotor 1 in Ebenen hindurchtreten, die parallel zu den Ebenen der Kurzschlußschleifen E,
E1 des Rotors verlaufen, ohne daß eine Verkettung mit
einer der Wicklungen E, Ei auftritt. Der Fluß erzeugt
daher die maximale Gegen-EMK in der Statorwicklung D, D 1 und deren Reaktanz beträgt daher ein Maximum.
Wenn daher die einzige Statorwicklung D, D1 von
einer Wechselstromquelle aus erregt wird, so bewirkt der erzeugte Fluß, daß der Rotor 1', die in Fig. 3a
gezeigte Stellung einnimmt, in welcher kein Fluß mit den Kurzschlußschleifen E, Ei verkettet ist. Wenn der
Rotor nun aus der »stabilen Null«-Stellung, die in
F i g. j.a gezeigt ist, winkelmäßig verschoben wird, so
fließt in den Kurzschlußschleifen E, Ei Strom, der seinerseits ein Moment erzeugt, das den Rotor Γ in die
»stabile Null«-Lage zurückzuführen trachtet. Die maximale Winkelverdrehune des Rotors 1' beträgt 90°
zu der in F i g. 3b gezeigten Stellung, in welcher die
Rotor- und Statorwicklungsachsen übereinstimmen und in welcher die Kurzschlußschleifen E, Ei eng mit den
Stalorwicklungen D, D1 verkettet sind. Aus dieser Stellung kann der Rotor in eine von zwei Richtungen
verdreht werden, so daß die in Fig. 3b gezeigte Lage
eine »instabile Null«-Stellung zeigt, in welcher das Drehmoment theoretisch »Null« beträgt, jedoch schnell
ansteigt, sobald irgendeine Bewegung auftritt. Bei der in Fig.3a gezeigten Stellung tritt ebenfalls ein Drehmoment
auf, wenn der Rotor Γ um einen Winkel verschoben wird.
Die Ausführung gemäß den Fig. 3a und 3b arbeitet daher als Drehmagnet für eine Winkelverdrehung bis zu
90° in Abhängigkeit von einer Kraft. Diese Kraft wird von einer derart angeordneten Last oder Feder
aufgebracht, daß sie den Rotor aus der »Null«-Stellung verdreht, wenn die Statorwicklung entregt ist.
Die äquivalente dreiphasige Ausführung des Drehmagneten ist in den Fi g. 3c und 3d gezeigt. Der Stator
3' ist mit dreiphasigen Statorwicklungen Fl, F2, F3 ausgestattet, von denen jede einen Bogen von ca. 120°
einnimmt. In F i g. 3c kann der durch die Statorwicklungen Fl, F2 und F3 erzeugte Fluß durch den Rotor 1"
hindurchtreten, und zwar ohne Verkettung mit irgendeiner der Kurzschlußschleifen Cl, G2, G3 des Rotors,
wobei jedoch eine Verdrehung des Rotors 1" über einen Winkel von 60° in die in Fig.3d gezeigte Stellung eine
maximale gegenseitige Flußverkettung und eine minimale Reaktanz bewirkt. Wenn daher die Statorwicklungen
Fl1 F2 und F3 erregt werden, so versucht der Rotor 1" die in Stellung 3c gezeigte Stellung
einzunehmen, d. h. die »Null«-Lage, während die Rückführkraft auf ein Maximum steigt, wenn der Rotor
1" über einen Winkel in die »instabile Null«-Stellung, wie sie in Fig. 3d gezeigt ist, gedreht wird. Demnach
kann die dreiphasige Ausführung für eine Winkelverdrehung bis zu 60° verwendet werden.
Es sei hervorgehoben, daß alle Wicklungsschemata für zweipolige Motoren gezeigt sind und daß äquivalente
vielpolige Motore, d. h. Motore mit einer Polzahl über zwei im Bedarfsfall für kleinere Winkelverdrehungen
konstruiert v/erden können.
Ein nach den Prinzipien der Erfindung aufgebauter Motor kann als ein doppelt wirkender Drehmagnet
verwendet werden, indem man zwei Statorwicklungen L, L 1, M, M 1 in 90°-Phasenverschiebung vorsieht, wie
dies in F i g. 4a gezeigt ist. Werden die Statorwicklungen L Li erregt, so befindet sich der Rotor la in der
»Null«-Stellung, wobei die Rotorwicklungsachse χ senkrecht zur Wicklungsachse der Wicklungen LLi
verläuft Bei einer Erregung der .Statorwicklung M. M i
versucht der Rotor la sich entsprechend 90° zu drehen, um die Rotorwicklungsachse senkrecht derjenigen von
M und M1 einzustellen. Die beschriebene Ausführung
stellt somit einen doppelt wirkenden Drehmagneten dar, durch den eine Last in eine von zwei Richtungen
entsprechend einem Winkel von ca. 90° dadurch bewegt werden kann, indem die eine oder die andere der
Statorwicklungen erregt wird. Der Motor kann als Betätigungsvorrichtung für Winkel kleiner als 90°
eingesetzt werden, beispielsweise für die Fernbetätigung von Drehschaltern.
Die äquivalente dreiphasige Ausführung ist in F i g. 4b gezeigt. Dabei befindet sich der Rotor in der »stabilen
Null«-Stellung für eine anfängliche Erregung der dreiphasigen Statorwicklung N 2, O 2 und P 2. Eine
Erregung der anderen drei Phasenwicklungen Ni, Oi, Pi bewirkt eine Winkclverdrchung des Rotors 1"
entsprechend 60" für eine zweipolige Ausführung.
Wenn beide Statorwicklungen Ni, Oi, Pi; Λ/2, O2,
P2 erregt werden, so versucht der Rotor 1" eine Lage einzunehmen, die zwischen den zwei »Null«-Stellungen
gelegen ist.
Um das Selbstausricht-Drehmoment zu erhöhen, sind die Statorwicklungen des doppelt wirkenden Drehmagneten
gemäß Fig.4a kurzgeschlossen, wit dies in
ίο F i g. 5a gezeigt ist. Solange der Rotor aus der »stabilen
Null«-Stellung verschoben ist, beispielsweise in eine in F i g. 5b gezeigte Stellung, wird in der kurzgeschlossenen
Statorwicklung ein Strom induziert. Zur Betätigung der Erregerquelle und der Statorwicklungen L, Li, M.
Mi enthält die Schaltung Steuerdrucktasten oder
Schalter Sl, S2. Eine Betätigung des Schalters 52 verbindet die Slatorwicklung M, M1 mit der Stromquelle,
wobei die Statorwicklung L, Li kurzgeschlossen ist und umgekehrt. Es wird daher in der kurzgeschlossenen
Statorwicklung L, Ll ein Strom induziert. In Fig.5b
befindet sich der Rotor in der Zwischenstellung, wobei der Fluß der Slatorwicklung L L 1 mit der Slatorwicklung
M, M 1 verkettet ist, so daß ein Strom in den Kurzschlußschleifen E, Ei des Rotors la zirkuliert.
Solange der Rotor aus der »Null«-Stellung verschoben bzw. verdreht ist, wird in der kurzgeschlossenen
Statorwicklung ein Strom induziert und ebenso in den Kurzschlußschleifen des Rotors, da der Motor als ein
Transformator mit veränderbarem Übersetzungsver-
JO hältnis wirkt. Dieser Effekt verläuft in einer solchen
Richtung und Phasenbeziehung, daß der Rotor bestrebt ist, in die »stabile Null«-Stellung bei einer Auslenkung
bis zu 45 elektrischen Graden aus der »Null«-Stellung zurückzukehren.
Obwohl der Motor durch geeignete externe Schalteinrichtungen gesteuert werden kann, ist ein maximaler
Wirkungsgrad dann erreichbar, wenn die Wicklungsaussteuerung unmittelbar von der Rotorstellung abhängig
gemacht wird. Dies ist im Prinzip in F i g. 5a' gezeigt, die
"to einen einphasigen Motor zeigt, wobei die Statorwicklungen
a und b um 90° versetzt zueinander angeordnet sind. Der Stator ist der Übersichtlichkeit halber
weggelassen, es sind jedoch die Flußachsen dieser Wicklungen jeweils bei χ und y dargestellt. Der Rotor 1 a
ti befindet sich in der »stabilen Null«-Stellung, was einer
Erregung der Statorwicklung a entspricht. An der Rotorwelle 2 ist eine geeignete Schaltervorrichtung, wie
beispielsweise ein Nocken 4, befestigt, der bewirkt, daß sich der Kontakt 5 schließt, wenn der Rotor la sich
so innerhalb von 45° der »Null«-Stellung befindet. Hierdurch wird die Wicklung b kurzgeschlossen bis die
Wicklung b durch Betätigen der Drucktaste 6 erreg! wird. In diesem Fall versucht sich der Rotor la zu der
Flußachse y auszurichten (wobei angenommen ist, daß eine mechanische Behinderung vorgesehen ist, um eine
Drehung nur innerhalb des gezeigten Quadranten zu ermöglichen). Wenn die geforderte Stellung nahezu
eingenommen ist, unterbricht der Kontakt 5 und der Kontakt 7 schließt und es wird die Statorwicklung a
kurzgeschlossen. Eine weitere Drucktaste 8 ist in Reihe mit der Wicklung a und dem Kontakt 7 geschaltet
Eine äquivalente dreiphasige Ausführung kann aus der dreiphasigen Ausführung von Fig.4b dadurch
entwickelt werden, indem man die Phasen Ni, Oi, Pi einzeln kurzschließt, während man die Phasen N2,02,
P2 erregt und umgekehrt.
Dort, wo eine Winkelverschiebung über 90" (Einzelphase) oder 60° (Dreiphasen) erforderlich ist, ist der
Gegenstand nach der Erfindung mit drei oder mit mehreren Statorwicklungen ausgestattet. Gemäß
F i g. 6a sind für die einphasige, zweipolige Ausführung drei zweipolige Statorwicklungen Q, R und S um 60°
voneinander beabstandet, wobei die Statorwicklungen aufeinanderfolgend entweder extern oder durch die
jeweilige Lage des Rotors selbst gesteuert werden. Fig. 6a zeigt den Rotor la'in der »Null«-Stellung für
eine Erregung der Statorwicklung Q. Wenn die Wicklung R erregt wird, so bewegt sich der Rotor über
60° und er überträgt die Stromversorgung auf die Wicklung S, so daß der Rotor um weitere 60°
weiterdreht. Eine fortschreitende Bewegung durch Zwischenstellungen kann z. B. durch aufeinanderfolgende
Erregung der Statorwicklungen R und Q, R, R und S und Sdurch eine geeignete Schaltfolgc erreicht werden.
Auch hier kann das Selbstausricht-Drehmoment dadurch erhöht werden, indem man die zwei Statorwicklungen,
die gemäß F i g. 6b nicht erregt sind, für die drei Statorwicklungen Q, R und 5 von Fig.6a in
Gegenphase zusammenschaltet. Durch geeignete Betätigung der Drucktastenschalter Sl, S2, 53 kann eine
Wicklung erregt werden und die verbleibenden zwei können in Gegenphase geschaltet werden. Wird durch
Betätigung des Schalters S1 die Wicklung Q erregt, so
werden gleiche Spannungen in den Wicklungen 5 und R induziert. Befindet sich der Rotor la'in der »stabilen
Null«-Stellung, so fließt in der Wicklung Q kein Strom. Wenn jedoch der Rotor la'verdreht wird, fällt die in
einer Wicklung induzierte Spannung ab und steigt in der anderen Wicklung an und es fließt dann ein Kreisstrom.
Dieser bewirkt eine Erhöhung des Momentes, mit dem der Rotor in die »stabile Null«-Stellung zurückgeführt
wird. Eine detailliertere Schaltungsanordnung ist in F i g. 6b' gezeigt, die eine typische Anordnung für einen
einphasigen zweipoligen Motor zeigt, der drei Statorwicklungen a, b, c besitzt, welche um 60° zueinander
versetzt angeordnet sind. Der Stator ist der Übersichtlichkeit halber weggelassen, es sind jedoch die
Flußachsen für die Statorwicklungen a, b und c jeweils durch x,y und zdarger;ellt. Die Rotorstellung ist »Null«,
wenn die Statorwickiung a erregt ist. Ein Nocken 4, der an dem Rotor la'über die Welle 2 befestigt ist, schließt
den Kontakt 5, wodurch die Statorwicklungen b und c in Gegenphase miteinander verbunden werden, solange
der Rotor sich innerhalb einer spezifischen Verdrehung
aus der »stabilen Nullw-Stellung befindet und keine der
Drucktasten 9 oder 10 gedrückt ist Weitere durch einen Nocken gesteuerte Kontakte 6 und 7 liegen jeweils in
Reihe mit einer der Drucktasten 8 und 9. Aus F i g. 6a ergibt sich, daß die in den Statorwicklungen R und S
durch Q induzierten Spannungen, wobei sich der Rotor la'in der »stabilen Null«-Stellung befindet, gleich sind,
so daß kein Strom zirkuliert. Ein Verdrehen des Rotors la' nach links oder nach rechts um ca. 30 elektrische
Grade hat eine Erhöhung der Spannung in einer Statorwicklung und eine Verminderung der Spannung
in der anderen Statorwicklung zur Folge und es fließt ein Kreisstrom, wodurch das Moment erhöht wird, mit
der der Rotor la' in die »stabile Null«-Stellung zurückgeführt wird. Die gleichen Prinzipien treffen auch
für die äquivalente dreiphasige Ausführung zu, wenn jede Phase wie bei der einphasigen Ausführung von
F i g. 6b geschaltet wird.
Weiterhin können die einphasigen Drehmagnet- oder Schrittmotor-Prinzipien auch auf einen Linearmotor
übertragen werden. F i g. 7 zeigt eine Abwicklung der Statorwicklung für einen Linearmotor, mit dem Stator
3b und dem Schlitten \b als bewegliches Teil, der dem Gegenstand der Fig.4a bzw. der doppelt wirkenden
Drehmoment-Ausführungsform entspricht. Die Kurzschlußschleifen 13 am Schlitten \b sind so angeordnet,
daß eine wechselseitige Verkettung zwischen diesen und einer oder mehreren Statorwicklungen 11, 1Γ; 12,
12' auftritt, wenn nicht der Schlitten \b sich in einer bestimmten Stellung relativ zum Stator 3bbefindet.
Die Anordnung gemäß Fig. 7 zeigt den Schlitten \b
in einer Lage, bei welcher eine kleine Bewegung nach links zu einer vollständigen Aufhebung der Verkettung
zwischen den Statorwicklungen 12, 12' und den Kurzschlußschleifen 13 des Schlittens führt. Die
strichlierten Linien zeigen, auf welche Weise der erzeugte Fluß vom Stator 3b verläuft, ohne daß dabei
Ströme in den Kurzschlußschleifen 13 des Schlittens induziert werden. Wenn weiter die Statorwicklungen 11,
11' anstelle der Statorwicklungen 12,12' erregt werden,
so führt die Flußverkettung mit den Kurzschlußschleifen 13 nahezu zu einem Maximum. Dies bewirkt, daß der
Schlitten \b nach rechts bewegt wird, bis die Flußverkettung ein Minimum erreicht hat. Sind nur die
Wicklungen 11,11' vorhanden, so arbeitet der Motor als ein einfach wirkender Linearmagnet, während der
Motor bei zwei Statorwickiungen H, ir; Ϊ2, i2' ais
doppelt wirkender Magnet arbeitet. Das Vorsehen von drei oder mehr Statorwicklungen ermöglicht dann eine
Schrittbewegungsfunktion.
Sollen die bewegten Teile des Rotors eine möglichst kleine Trägheit aufweisen, so können die Kurzschlußschleifen
sowohl der Drehmotoren als auch der Linearmotoren im Luftspalt zwischen dem Stator und
einem weiteren feststehenden Kern aus magnetischem Material untergebracht werden.
Claims (9)
1. Ein- oder mehrphasiger dynamoelektrischer Motor für Schrittbetrieb mit einem Stator mit
mindestens einer Statorwicklung, die bei unstetiger Erregung einen Wechselfluß erzeugt und mit einem
relativ zum Stator beweglichen Teil, das lageabhängig Pfade von niedriger und hoher Reluktanz für den
Durchtritt des Wechselflusses aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das relativ zum Stator
(3; 3', 3"; 3a; 3a', 36,1 bewegliche Teil (Rotor I; 1'; 1";
la'; Schlitten !^mindestens eine kurzgeschlossene
Wicklung (Kurzschlußschleifen A, B, C; E, Et; Gl, C 2, G 3; 13) aufweist, die derart angeordnet ist, daß
in mindestens einer Stellung des beweglichen Teils eine minimale und in einer anderen Stellung eine
maximale Verkettung des von der oder den StiUorwicklungen (D, D 1; L, L 1, M, Ml; Fl, F2,
F3; ΝΙ,ΟΙ,ΡΙ und N2,02, P2; a, R, S; 11,1Γ, 12,
J2') erzeugten Wechselflusses mit der oder den kurzgeschlossenen Wicklungen auftritt.
2. Motor nach Anspruch 1, bei dem das bewegliche Teil ein Rotor ist, dadurch gekennzeichnet, daß die
kurzgeschlossenen Wicklungen durch eine oder mehrere Gruppen von galvanisch voneinander
getrennten und beabstandeten und jeweils zueinander parallelen Kurzschlußschleifen (A, B, C; E, El;
G 1, G 2, G 3; 13) des Rotors gebildet sind.
3. Motor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Statorwicklungen zwei um 90°
gegeneinander versetzte Wechselstromwicklungen (L L 1, M, Ml) sind.
4. Motor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Statorwicklungen als mindestens ein
Satz Drehstromwicklungen (Fl, Fl, F3; Nl, Öl,
Pl und Λ/2, O2, P2) ausgeführt sind und der Rotor
(1'; 1") drei Gruppen von Kurzschlußschleifen (G 1, G 2, G3) aufweist, wobei die Kurzschlußschlcifen
jeder Gruppe in parallelen Ebenen liegen, die zu den von den Kurzschlußschleifen einer benachbarten
Gruppe jeweils gebildeten Ebenen einen Winkel von 120° einschließen und die Ebenen benachbarter
Gruppen überschneidungsfrei verlaufen.
5. Motor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Statorwicklungen zwei Sätze Drehstromwicklungen
(Nl, Öl, Pl und /V2, O2, P2)
derart angeordnet sind, daß der Rotor (Y; l") bei aufeinanderfolgender Erregung der beiden Sätze
Winkellagen einnimmt, die 60° elektrisch voneinander entfernt sind und daß der Rotor (Y; l") bei
gleichzeitiger Erregung beider Sätze die Mittellage zwischen den Winkellagen bei jeweils nur einem
erregten Satz von Drehstromwicklungen einnimmt.
6. Motor nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die nicht
erregte Statorwicklung oder Statorwicklungen kurzschließbar sind.
7. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Statorwicklung
oder Statorwicklungen mit mindestens drei Windungen pro Phase ausgestattet sind.
8. Motor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils nicht erregten Statorwicklungen
in Gegenphase schaltbar sind.
9. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor als Linearmotor
ausgeführt ist.
Die Erfindung bezieht sich auf einen ein- oder mehrphasigen dynamoelektrischen Motor für Schrittbetrieb
mit einem Stator mit mindestens einer Statorwicklimg,
die bei unstetiger Erregung einen Wechselfluß erzeugt und mit einem relativ zum Stator beweglichen
Teil, das lageabhängig Pfade von niedriger und hoher Reluktanz für den Durchtritt des Wechselflusses
aufweist.
Ein derartiger ein- oder mehrphasiger dynamoelektrischer
Motor ist aus der US-PS 16 53 946 bekannt. Der Rotor dieses bekannten Motors besteht aus einem
geschichteten Eisen-Blechpaket, wobei zwischen den einzelnen Blechschichten jeweils eine Schicht aus
nichtmagnetischem Material, wie Aluminium angeordnet ist. Auch bei starker Erregung der Statorwicklungen
läßt sich bei dieser bekannten Motorkonstruktion ein vergleichsweise nur schwaches Drehmoment erzielen
und es besteht auch rieht die Möglichkeit, beispielsweise eine Schrittbewegung entsprechend einem Winkel
kleiner 90° vorzunehmen. Die Aufgabe der nichtmagnetischen Zwischenschichten in dem Blechpaket des
Rotors besteht darin, eine Verdichtung des magnetischen Flusses auf einer Seite der Polfläche zu
verhindern.
Gemäß einem älteren Recht nach der DE-PS 23 04 455 ist der Motor als Kurzschlußläufennotor
ausgebildet, bei dem die Kurzschlußwindungen gleichförmig entlang des Umfangs des Rotors verteilt
angeordnet sind, so daß ein Wechselfluß, der von
to irgendeiner Richtung in den Rotor eintritt, mit diesen Kurzschlußwicklungen verkettet wird. Bei einem
Kurzschlußläufermotor wird bekanntlich das Drehmoment durch den Drehzahlunterschied zwischen der
Drehzahl des Rotors und dem sich drehenden Feld konstanter Größe der Statorwicklung hervorgerufen.
Bei dieser bekannten Motorkonstruktion ist auch keine
Drehlage des Rotors möglich, in welcher eine minimale Verkettung der überlagerten Felder auftritt.
Aus der US-PS 18 63 948 ist schließlich ein Schwingungen
ausführender Motor bekannt, bei welchem mindestens zwei in einem Winkel zueinander angeordnete
Statorwicklungen vorhanden sein müssen, die sowohl mit Gleichstrom als auch mit Wechselstrom
erregt werden. Der Rotor des Motors ist nach Art eines Kurzschlußkäfig-Rotors ausgebildet und das in einer
zweiten mit Gleichstrom erregten ortsfesten Wicklung erzeugte elektromagnetische Feld ergibt zusammen mit
dem elektromagnetischen Feld des Rotors ein Summenfeld, das so verläuft, daß in keiner der möglichen
Stellungen des Rotors eine minimale Verkettung der beiden überlagerten Felder mit der Wicklung des
Rotors auftreten kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen ein- oder mehrphasigen dynamoelektrischen Motor der eingangs
definierten Art insbesondere hinsichtlich eines optimalen Drehmoments zu verbessern.
Diese Aufgabe wird bei einem ein- oder mehrphasigen dynamoelektrischen Motor für Schrittbetrieb der
eingangs genannten Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das relativ zum Stator bewegliche Teil
mindestens eine kurzgeschlossene Wicklung aufweist, die derart angeordnet ist, daß in mindestens einer
Stellung des beweglichen Teiles eine minimale und in einer anderen Stellung eine maximale Verkettung des
hr> von der oder den Statorwicklungen erzeugten Wcchselusses
mit der oder den kurzgeschlossenen Wicklungen auftritt.
Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion handelt es
Applications Claiming Priority (1)
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GB2005774A GB1485154A (en) | 1974-05-07 | 1974-05-07 | Dynamo electric machines |
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DE2519404A1 DE2519404A1 (de) | 1975-11-20 |
DE2519404B2 DE2519404B2 (de) | 1979-05-31 |
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