DE2537263B2

DE2537263B2 - Electric motor with rotating disk-shaped force line distributor

Info

Publication number: DE2537263B2
Application number: DE19752537263
Authority: DE
Inventors: Tomohisa Anjo Aichi Kuwako; Toshio Gifu Tanase
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 1975-08-21
Filing date: 1975-08-21
Publication date: 1980-05-08
Also published as: DE2537263A1; DE2537263C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektromotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an electric motor according to the preamble of claim 1.

Ein Elektromotor der obengenannten Art ist bereits bekannt (FR-PS 14 75 948). Ein derartiger Motor besteht aus zwei scheibenförmigen Rotorteilen, zwischen denen konzentrisch eine feststehende Statorwicklung und ein Permanentmagnet angeordnet sind. Auf der Oberfläche des Permanentmagneten wechseln Nord- und Südpole ab. Die beiden Rotorscheiben sind durch ein Joch miteinander verbunden, welches aus magnetisch leitfähigem Material hergestellt ist. Die beiden Rotorscheiben weisen eine gleiche Anzahl von Polzähnen auf, und sie sind derart gegeneinanderAn electric motor of the above type is already known (FR-PS 14 75 948). Such an engine consists of two disc-shaped rotor parts with a concentric fixed stator winding between them and a permanent magnet are arranged. Change on the surface of the permanent magnet North and south poles. The two rotor disks are connected to one another by a yoke, which consists of magnetically conductive material is made. The two rotor disks have an equal number of Pole teeth on, and they are so against each other

ίο versetzt, daß die Polzähne der einen Rotorscheibe den Lücken zwischen den Polzähnen der anderen Rotorscheibe gegenüberstehen. Die Gesamtzahl der Polzähne entspricht der Anzahl der Polpaare des Permanentmagneten. Wird die Statorwicklung erregt, so werden die Polzähne der einen Rotorscheibe z. B. in Nordrichtung magnetisiert, während die Polzähne der anderen Rotorscheibe in Südrichtung magnetisiert werden. Die somit zwischen den Polzähnen und Polen des Permanentmagneten entstehenden Kräfte verleihen dem Rotor ein Drehmoment. Da bei diesem Motor die Magnetisierung in Nord- und Südrichtung jeweils in einer Rotorscheibe erfolgt, d. h., dadurch, daß zwei Rotorscheiben vorhanden sein müssen, ergibt sich ein relativ hohes Trägheitsmoment des Rotors. Insbesondere bei Miniaturmotoren, bei Stell- und Schrittmotoren ist jedoch ein möglichst geringes Trägheitsmoment erforderlich. Darüber hinaus ergibt sich ein ungünstiges Frequenzverhalten. Ein Versuch, bei einem derartigen Motor das Trägheitsmoment zu vermindern, würde zurίο offset that the pole teeth of a rotor disk the Face gaps between the pole teeth of the other rotor disk. The total number of pole teeth corresponds to the number of pole pairs of the permanent magnet. If the stator winding is excited, the Pole teeth of a rotor disk z. B. magnetized in the north, while the pole teeth of the other Rotor disk are magnetized in the south direction. The thus between the pole teeth and poles of the permanent magnet The resulting forces give the rotor a torque. Since with this motor the magnetization in north and south direction is in a rotor disk takes place, d. i.e., by having two Rotor disks have to be present, the result is a relatively high moment of inertia of the rotor. In particular In miniature motors, servomotors and stepper motors, however, the moment of inertia is as low as possible necessary. In addition, there is an unfavorable frequency behavior. An attempt at such a To reduce the motor's moment of inertia, it would help

Jo Folge haben, daß das Ausgangsdrehmoment ebenfalls vermindert würde, was einen verringerten Wirkungsgrad in der Leistung zur Folge hätte.Jo result that the output torque also would be decreased, which would result in decreased efficiency in performance.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor der eingangs genannten Art anzugeben, welcher einen verbesserten Wirkungsgrad in der Leistung, wie auch ein besseres Frequenzverhalten aufweist.The invention is based on the object of specifying an electric motor of the type mentioned at the beginning, which an improved efficiency in the performance, as well as a better frequency behavior having.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenenThis object is achieved according to the invention by what is stated in the characterizing part of claim 1

to Merkmale gelöst.to features solved.

Die vorteilhaften Eigenschaften eines derartigen Elektromotors werden dadurch erzielt, daß auf einer Rotorscheibe Nord- und Südpole nebeneinanderliegen. Hierdurch wird erreicht, daß bei einem mit herkömmlichen Motoren vergleichbaren Ausgangsdrehmoment das Trägheitsmoment des Rotors herabgesetzt wird. Dies hat zur Folge, daß der Wirkungsgrad des Motors, wie auch sein Frequenzverhalten, spürbar verbessert werden.The advantageous properties of such an electric motor are achieved in that on a Rotor disk north and south poles are next to each other. This ensures that with a conventional Motors with comparable output torque the moment of inertia of the rotor is reduced. As a result, the efficiency of the motor, as well as its frequency behavior, noticeably improved will.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Motors ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous configurations of the motor emerge from the subclaims.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt
F i g. 1 einen Schnitt durch eine bevorzugte Ausfüh-The invention is described below, for example, with reference to the drawing; in this shows
F i g. 1 a section through a preferred embodiment

">5 rungsform eines elektrischen Miniaturmotors gemäß der Erfindung,"> 5 approximate form of an electric miniature motor according to the invention,

F i g. 2 eine Darstellung zur Erläuterung der magnetischen Arbeitsweise der Polzähne gemäß der Erfindung, F i g. 3 einen Grundriß der Polzähnc,F i g. 2 shows an illustration to explain the magnetic mode of operation of the pole teeth according to the invention, F i g. 3 a plan of the pole teeth,

Fig.4 einen Schnitt durch die Polzähne entlang der Linie IV-IV,4 shows a section through the pole teeth along the Line IV-IV,

F i g. 5 einen Grundriß eines permanentmagnetischen Stators gemäß der Erfindung,F i g. 5 is a plan view of a permanent magnet stator according to the invention;

Fig.6 ein Diagramm, welches die magnetische Arbeitsweise des Motors veranschaulicht,Fig.6 is a diagram showing the magnetic How the engine works

F i g. 7 eine weitere Ausführungsform eines elektrischen Miniaturmotors gemäß der Erfindung,F i g. 7 shows a further embodiment of a miniature electric motor according to the invention,

F i g. 8 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungs-F i g. 8 a section through a further embodiment

form eines elektrischen Miniaturmotors gemäß der Erfindung,form of a miniature electric motor according to the invention,

Fig.9 ein Verdrahtungsdiagramm von Erregerspulen, wie sie in dem Motor der F i g. 8 verwendet werden, der als Synchronmotor eingesetzt wird,FIG. 9 is a wiring diagram of excitation coils as used in the motor of FIG. 8 can be used, which is used as a synchronous motor,

Fig. 10 ein Diagramm, welches die magnetische Arbeitsweise des Motors der Fig.8 veranschaulicht, welcher als Synchronmotor arbeitet,Fig. 10 is a diagram illustrating the magnetic operation of the motor of Fig. 8; which works as a synchronous motor,

F i g. 11 ein Verdrahtungsdiagramm von Erregerbpulen, weiche «ι dem Motor der F i g. 8 verwendet werden, der als reversibler Motor arbeitet,F i g. 11 is a wiring diagram of excitation coils; soft «ι the engine of FIG. 8 can be used, which works as a reversible motor,

F i g. 12 eine Wellenform eines Stroms, welcher durch die jeweilige Erregerspule der F i g. 11 fließt,F i g. 12 shows a waveform of a current flowing through the respective excitation coil of FIG. 11 flows,

Fig. 13 ein Diagramm, welches die magnetische Arbeitsweise des Motors der Fig.8 veranschaulicht, π der als reversibler Motor arbeitet,Figure 13 is a diagram illustrating the magnetic operation of the motor of Figure 8, π which works as a reversible motor,

Fig. 14 ein ähnliches Diagramm, welches die magnetische Arbeitsweise des Motors der Fig.8 veranschaulicht, der als reversibler Motor arbeitet,14 is a similar diagram showing the magnetic operation of the motor of FIG illustrated working as a reversible motor,

Fig. 15 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform eines elektrischen Miniaturmotors gemäß der Erfindung,15 shows a section through a further embodiment a miniature electric motor according to the invention,

Fig. 16 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform des Rotors, welcher in dem Motor gemäß F i g. 15 verwendbar ist, 2^r> 16 shows a perspective illustration of an embodiment of the rotor which is used in the motor according to FIG. 15 is usable, 2 ^r >

Fig. 17 eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des Rotors, welcher in dem Motor gemäß F ig. 15 verwendbar ist,Fig. 17 is a perspective view of a further embodiment of the rotor, which in the Motor according to Fig. 15 can be used,

Fig. 18(a) eine perspektivische Darstellung des permanentmagnetischen Stators, welcher in dem Mrtor )n der F i g. 15 verwendet wird,Fig. 18 (a) is a perspective view of the permanent magnetic stator used in the Mrtor) n the F i g. 15 is used,

F i g. 18(b) einen Schnitt durch den permanentmagnetischen Stator der F i g. 18(a),F i g. 18 (b) a section through the permanent magnet Stator of FIG. 18 (a),

Fi g. 19 ein Verdrahtungsdiagramm der Erregerspulen, welche in dem Motor gemäß Fig. 15 verwendet J> werden, der als Synchronmotor arbeitet,Fi g. 19 is a wiring diagram of the excitation coils; which is used in the engine of FIG. 15 J> working as a synchronous motor,

Fig. 20 ein Verdrahtungsdiagramm der Erregerspulen, welche in dem Motor der Fig. 15 verwendet werden, der als reversibler Motor arbeitet.FIG. 20 is a wiring diagram of the exciting coils used in the motor of FIG. 15 working as a reversible motor.

In der Zeichnung und in der nachfolgenden ⁴ⁿ Beschreibung werden gleiche Bauteile oder Teile mit gleichen Bezugszahlen oder Bezugszeichen versehen.In the drawings and in the following description, like ⁴ⁿ components or parts are provided with the same reference numerals or characters.

In F i g. 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung dargestellt. Mit 1 ist eine Welle bezeichnet, die in den Lagern 2 und 3 gelagert istIn Fig. 1 shows a preferred embodiment according to the invention. With 1 there is a wave referred to, which is stored in the camps 2 and 3

In dem dazwischen angeordneten Joch 4, welches aus weichem magnetischem Material hergestellt ist, ist das Lager 3 befestigt. Zwischen diesem Zwischenjoch 4 und dem ersten Lager 2 ist ein Nabenelement 7 angeordnet, welches aus einem magnetischen Material hergestellt ist so und über Scheiben 5 und 6 an der drehbaren Welle 1 angebracht ist. Ein erstes Gehäuseelement 8 ist aus einem magnetisch weichen Material hergestellt und ist an dem Zwischenjoch 4 befestigt. Außen ist es derart gebogen, daß es sich in axialer Richtung zur Welle 1 "■' erstreckt. In dem Gehäuseelement 8 ist eine ringförmige Erregerspule 9 untergebracht und an dem Zwischenjoch 4 befestigt. Ein zweites Gehäuseelement 10 aus einem nicht· magnetischen Material ist mit seinem inneren Ende an dem ersten Lager 2 angebracht und mit seinem bO äußeren Ende derart gebogen, daß sich das erste Gehäuselement 8 darin abstützt. Innerhalb des zweiten Gehäuseelementes 10 ist ein Permanentmagnet 11 befestigt, der beispielsweise aus Bariumferrit hergestellt ist. Dieser Permanentmagnet 11 ist ringförmig ausgebil- ^fe5 det und auf seiner Oberfläche axial magnetisiert, um auf gleichen Winkelabständen gemäß Fig. 5 abwechselnd Nord- und Südpole zu erzeugen.In the interposed yoke 4, which is made of soft magnetic material, the bearing 3 is fixed. Between this intermediate yoke 4 and the first bearing 2 there is arranged a hub element 7 which is made of a magnetic material and is attached to the rotatable shaft 1 via disks 5 and 6. A first housing element 8 is made of a magnetically soft material and is attached to the intermediate yoke 4. On the outside it is bent in such a way that it extends in the axial direction to the shaft 1 '' inner end attached to the first bearing 2 and bent with its outer end in such a way that the first housing element 8 is supported therein. A permanent magnet 11, made for example of barium ferrite, is fastened within the second housing element 10. This permanent magnet 11 is annular - ^Fe 5 det and axially magnetized on its surface in order to generate alternating north and south poles at equal angular distances as shown in FIG.

Ein Rotor 12 ist aus einem scheibenförmigen magnetisch weichen Eisenteil gebildet, wobei sein innerer und sein äußerer Umfang jeweils axial gebogen ist (F i g. 4). Dieser Rotor 12 ist mit seinem Innenumfang an dem Nabenelement 7 angebracht In der radialen Ebene hat der Rotor eine Vielzahl von Schlitzen 12a (Fig.3) mit hoher magnetischer Reluktanz, welche L-förmig ausgebildet und so angeordnet sind, daß sie in Umfangsriehtung abwechselnd umgekehrt sind, um Polzähne 12c/und 12ezu bilden. Diese Polzähne 12c/sind am Außenumfang und die Polzähne 12e am inneren Umfang des Rotors 12 magnetisch leitend. Brücken 12b und 12c welche sich über die Enden der jeweils benachbarten Schlitze 12a erstrecken, sind hinreichend schmal ausgebildet, um einen möglichen Kurzschluß des magnetischen Flusses durch diese Schlitze vernachlässigen zu können, während eine ausreichende mechanische Festigkeit zur Überbrückung der benachbarten Polzähne 12c/und YIe erhalten bleibt Die Anzahl der Polzähne 12c/und 12e entspricht der Polzahl des permanentmagnetischen Stators 11, wie es in den Fig. 3 und 5 dargestellt ist.A rotor 12 is formed from a disk-shaped magnetically soft iron part, its inner and outer circumference being axially bent in each case (FIG. 4). This rotor 12 is attached with its inner circumference to the hub element 7. In the radial plane, the rotor has a plurality of slots 12a (FIG. 3) with high magnetic reluctance, which are L-shaped and arranged so that they are alternately reversed in the circumferential direction are to form pole teeth 12c / and 12ezu. These pole teeth 12c / are magnetically conductive on the outer circumference and the pole teeth 12e on the inner circumference of the rotor 12. Bridges 12b and 12c, which extend over the ends of the respective adjacent slots 12a, are made sufficiently narrow to neglect a possible short circuit of the magnetic flux through these slots, while maintaining sufficient mechanical strength to bridge the adjacent pole teeth 12c / and YIe The number of pole teeth 12c / and 12e corresponds to the number of poles of the permanent magnetic stator 11, as shown in FIGS.

Eine Tülle 13 ist in eine öffnung des ersten Gehäuseelementes 8 eingesetzt, und eine Leitung der ringförmigen Erregungsspule 9 ist hindurchgeführt. Mit 14 ist ein Abtriebszahnrad bezeichnet, welches auf der Welle 1 befestigt ist.A grommet 13 is inserted into an opening of the first housing element 8, and a line of the annular excitation coil 9 is passed through. With a driven gear 14 is referred to, which on the Shaft 1 is attached.

Bei dem auf diese Weise aufgebauten Motor ist ersichtlich, daß dann, wenn eine Wechselspannung der Erregerspule 9 zugeführt wird, ein wechselnder magnetischer Fluß durch einen durch die Spule fließenden Strom erzeugt wird. Dieser magnetische Fluß bildet einen Kreis über das erste Gehäuseelement 8, das Zwischenjoch 4 und den Rotor 12, wie es in der Fig. 1 dargestellt ist. Demgemäß werden in einem vorgegebenen Halbzyklus der Versorgungsspannung die Polzähne 12</und 12edes Rotors 12 gleichzeitig als Südpol und als Nordpol jeweils in der Weise magnetisiert, wie es in den F i g. 2 und 3 dargestellt ist.With the motor constructed in this way, it can be seen that when an alternating voltage of the Excitation coil 9 is supplied, an alternating magnetic flux through one through the coil flowing electricity is generated. This magnetic flux forms a circle over the first housing element 8, the intermediate yoke 4 and the rotor 12, as shown in FIG. 1. Accordingly, in one predetermined half cycle of the supply voltage, the pole teeth 12 and 12 of the rotor 12 at the same time as The south pole and the north pole are each magnetized in the manner shown in FIGS. 2 and 3 is shown.

Wenn die Erregerspule 9 nicht erregt ist, bleiben die Polzähne 12eund YIddes Rotors 12 in einer Stellung, in welcher der magnetische Flußpfad vom Südpol zum Nordpol des Permanentmagneten 11 einen geringsten magnetischen Reluktanzwert hat, d. h. in einer Stellung in der Mitte zwischen einem benachbarten Nordpol und Südpol des Permanentmagneten 11, wie es in der Fig.6(a) dargestellt ist. Wenn unter dieser Bedingung eine Wechselspannung an die Erregerspule 9 angelegt wird, wobei die Polzähne 12c/gemäß F i g. 2 als Süd- und als Nordpolzähne 12e magnetisiert sind, dann werden die Polzähne YId durch die jeweiligen Südpole des Permanentmagneten 11 abgestoßen und durch die Nordpole angezogen, welche dazu benachbart liegen. In ähnlicher Weise werden die Polzähne 12e durch die jeweiligen Nordpole abgestoßen und durch die dazu benachbarten Südpole angezogen. Somit beginnt der Rotor 12, sich in der durch einen Pfeil ( —) markierten Richtung gemäß Fig.6(a) zu drehen. Bevor der vorgegebene Halbzyklus der Versorgungsspannung zu Ende ist, dreht sich der Rotor 12 in die in der Fig.6(b) dargestellte Stellung weiter, und zwar aufgrund seines Trägheitsmomentes. Im folgenden Halbzyklus der Versorgungsspannung ändern die Polzähne 12c/und 12e ihre Polaritäten jeweils in Nord und Süd, wie es in der F i g. 6(c) dargestellt ist. Der Rotor 12 dreht sich dann in die Stellung weiter, wie sie in der F i g. 6(d) dargestellt ist, und zwar aufgrund ähnlicher magnetischer Wechselwirkungen zwischen den maenetisierten Flächen, undWhen the excitation coil 9 is not excited, the pole teeth 12e and YId of the rotor 12 remain in a position in which the magnetic flux path from the south pole to the north pole of the permanent magnet 11 has a lowest magnetic reluctance value, ie in a position in the middle between an adjacent north pole and South pole of the permanent magnet 11, as shown in Figure 6 (a). If, under this condition, an alternating voltage is applied to the excitation coil 9, the pole teeth 12c / according to FIG. 2 are magnetized as south and north pole teeth 12e, then the pole teeth YId are repelled by the respective south poles of the permanent magnet 11 and attracted by the north poles which are adjacent thereto. In a similar way, the pole teeth 12e are repelled by the respective north poles and attracted by the south poles adjacent to them. Thus, the rotor 12 begins to rotate in the direction indicated by an arrow (-) as shown in Fig. 6 (a). Before the predetermined half cycle of the supply voltage is over, the rotor 12 continues to rotate into the position shown in FIG. 6 (b), namely due to its moment of inertia. In the following half cycle of the supply voltage, the pole teeth 12c / and 12e change their polarities in north and south, as shown in FIG. 6 (c). The rotor 12 then continues to rotate into the position as shown in FIG. 6 (d) due to similar magnetic interactions between the machined surfaces, and

der Motor läuft synchron mit der Frequenz der Versorgungsspannung weiter. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß der Rotor 12 beginnt, sich in eine Richtung zu drehen, wie es in der F i g. 6(a) durch einen Pfeil (-») markiert ist, falls die Versorgungsspannung sich in dem anderen Halbzyklus befindet als dem oben erwähnten Halbzyklus, wenn der Betrieb beginnt.the motor continues to run synchronously with the frequency of the supply voltage. At this point be it should be noted that the rotor 12 begins to rotate in a direction as shown in FIG. 6 (a) through an arrow (- ») is marked if the supply voltage is in the other half cycle than the above-mentioned half cycle when the operation starts.

In der vorliegenden Ausführungsform können die Schlitze 12a des Rotors 12 mit einem Material großer magnetischer Reluktanz wie einem Plastikmaterial ausgefüllt sein. Bei diesem Aufbau sind die Brückenelemente 126 und 12c nicht unbedingt erforderlich.In the present embodiment, the slots 12a of the rotor 12 can be made larger with a material magnetic reluctance be filled like a plastic material. In this structure the bridge elements are 126 and 12c not absolutely necessary.

Obwohl die gebogenen Abschnitte des Rotors 12 an seinem inneren und seinem äußeren Ende bei der oben beschriebenen Ausführungsform vorgesehen sind, um die Bereiche zu vergrößern, welche dem Zwischenjoch 4 gegenüberstehen sowie dem ersten Gehäuseelement 8, damit der magnetische Wirkungsgrad erhöht wird, sei darauf hingewiesen, daß sie nicht unbedingt benötigt werden, weil der magnetische Wirkungsgrad von der relativen Ausbildung des Zwischenjoches 4 und des ersten Gehäuses 8 abhängt. Obwohl das Zwischenjoch 4 dazu dient, das erste Gehäuseelement 8 in der axialen Richtung der Welle 1 zu halten, und weiterhin dazu beiträgt, den magnetischen Kreis bei dem Rotor 12 und dem Gehäuseelement 8 in der Ausführungsform zu bilden, kann das Gehäuseelement 8 auch auf andere Weise gehalten werden, beispielsweise durch Befestigung am Lager usw., und der magnetische Kreis kann ohne Zwischenjoch 4 gebildet werden, indem der innere gebogene Abschnitt des Rotors 2 länger ausgebildet wird. Weiterhin braucht die Anzahl der Polzähne, welche auf dem Rotor 12 ausgebildet sind, nicht notwendigerweise so groß zu sein wie diejenige der Pole des Permanentmagneten 11, vielmehr können einige entfallen, solange der beabsichtigte Zweck noch erreicht wird.Although the bent portions of the rotor 12 at its inner and outer ends in the above described embodiment are provided in order to enlarge the areas which the intermediate yoke 4 oppose and the first housing element 8, so that the magnetic efficiency is increased, be noted that they are not absolutely necessary because of the magnetic efficiency of the relative formation of the intermediate yoke 4 and the first housing 8 depends. Although the intermediate yoke 4 serves to hold the first housing member 8 in the axial direction of the shaft 1, and furthermore contributes to the magnetic circuit in the rotor 12 and the housing member 8 in the embodiment form, the housing element 8 can also be held in another way, for example by fastening at the bearing, etc., and the magnetic circuit can be formed without an intermediate yoke 4 by the inner curved portion of the rotor 2 is formed longer. Furthermore, the number of pole teeth needs which are formed on the rotor 12 not necessarily to be as large as that of the Poles of the permanent magnet 11, some can be omitted as long as the intended purpose is still is achieved.

In der Fig. 7 ist ein 2-Phasen-Elektromotor gemäß der Erfindung dargestellt, welcher einen permanentmagnetischen Stator 1Γ, einen Rotor 12' und ein Zwischenjoch 4' aufweist, und zwar gegenüber einem permanentmagnetischen Stator 11, einem Rotor 12 und einem Zwischenjoch 4, welche jeweils mit den entsprechenden Bauteilen der oben beschriebenen Ausführungsform identisch sind, und zwar in bezug auf eine ringförmige Erregerspule 9. Der permanentmagnetische Stator 11' ist gegenüber dem permanentmagnetischen Stator 11 um einen elektrischen Winkel von 180° versetzt angeordnet.7 shows a 2-phase electric motor according to the invention shown, which a permanent magnetic stator 1Γ, a rotor 12 'and a Has intermediate yoke 4 ', namely opposite a permanent magnetic stator 11, a rotor 12 and an intermediate yoke 4, each with the corresponding components of the above-described Embodiment are identical, with respect to an annular excitation coil 9. The permanent magnet The stator 11 'is at an electrical angle of 180 ° with respect to the permanent magnetic stator 11 staggered.

Eine weitere Ausführungsform eines 2-Phasen-Elektromotors gemäß der Erfindung ist in der Fig.8 dargestellt. Mit 1 ist eine Welle bezeichnet, an welcher ein Abtriebszahnrad 14 angebracht ist. Ein erstes Zwischenjochelement 4 und ein zweites Zwischenjochelement 4', welche aus einem weichen magnetischen Material bestehen, tragen jeweils das Lager 2 und das Lager 3. Ein Nabenelement 7 der Rotoranordnung ist an der Welle 1 zwischen dem ersten und dem zweiten Zwischenjochelement 4 bzw. 4' über eine erste Scheibe 5 und eine zweite Scheibe 6 befestigt Die Bezugszeichen 8 und 8' bezeichnen jeweils ein erstes und ein zweites Gehäuseelement aus einem magnetisch weichen Material. Die Gehäuseelemente 8 und 8' sind magnetisch mit entsprechenden äußeren Enden miteinander verbunden und an ihren inneren Enden jeweils mit dem ersten Zwischenjochelement 4 und dem zweiten Zwischenjochelement 4' verbunden. Eine erste ringförmige Erregerspule 9 und eine zweite ringförmige Erregerspule 9' sind konzentrisch zu der drehbaren Welle 1 angeordnet und jeweils an dem ersten Gehäuseelement 8 und dem zweiten Gehäuseelement 8' befestigt. Ein scheibenförmiger Permanentmagnet 11 ist zwischen den Erregerspulen 9,9' am ersten Gehäuseelement 8 durch eine geeignete Einrichtung befestigt und auf seinen entgegengesetzten Oberflächen axial magnetisiert, so daß sich eine Magnetisierung wie bei dem Permanentmagneten 11 der oben anhand der Fig. 5Another embodiment of a 2-phase electric motor according to the invention is shown in Fig.8. 1 with a shaft is referred to on which an output gear 14 is attached. A first intermediate yoke element 4 and a second intermediate yoke element 4 ', which are made of a soft magnetic material, support the bearing 2 and the Bearing 3. A hub element 7 of the rotor assembly is on the shaft 1 between the first and the second Intermediate yoke element 4 or 4 'attached via a first disk 5 and a second disk 6 8 and 8 'each denote a first and a second housing element made of a magnetically soft Material. The housing elements 8 and 8 'are magnetic with respective outer ends with one another connected and at their inner ends each with the first intermediate yoke element 4 and the second Intermediate yoke element 4 'connected. A first annular excitation coil 9 and a second annular one Excitation coils 9 'are arranged concentrically to the rotatable shaft 1 and in each case on the first Housing element 8 and the second housing element 8 'attached. A disk-shaped permanent magnet 11 is between the excitation coils 9, 9 'on the first housing element 8 fixed by suitable means and axially magnetized on its opposite surfaces, so that a magnetization as in the case of the permanent magnet 11 of the above with reference to FIG

in beschriebenen Ausführungsform ergibt. Tüllen 13 und 13' sind in öffnungen eingepaßt, welche auf dem ersten Gehäuseelement 8 ausgebildet sind, um jeweils die Leitung für die Erregerspule 9 bzw. die Leitung für die Erregerspule 9' aufzunehmen.in described embodiment results. Grommets 13 and 13 'are fitted into openings which are formed on the first housing element 8 in order to in each case the Take up line for the excitation coil 9 or the line for the excitation coil 9 '.

Ii F.in erster Rotor 12 und ein zweiter Rotor 12' die aus magnetisch weichem Material hergestellt sind, haben ihre inneren bzw. äußeren Enden jeweils so gebogen, daß sie sich in derselben Richtung parallel zu der Welle 1 erstrecken. Der erste Rotor 12 und der zweite Rotor 12' sind an ihren jeweiligen inneren Enden mit dem Nabenelement 7 derart verbunden, daß der Permanentmagnet 11 dazwischen liegt, wie es in der Fig.8 dargestellt ist.Ii F.in first rotor 12 and a second rotor 12 'the out are made of magnetically soft material, have their inner and outer ends bent in such a way that that they extend parallel to the shaft 1 in the same direction. The first rotor 12 and the second rotor 12 'are connected at their respective inner ends to the hub element 7 in such a way that the permanent magnet 11 lies in between, as shown in FIG.

Jeder Rotor 12, 12' ist, wie an Hand der F i g. 2 und 3Each rotor 12, 12 'is, as shown in FIG. 2 and 3

2¹J beschrieben ausgebildet, so daß bei Speisung der Erregerspule mit Wechselspannung ein Wechselfeld erzeugt wird durch das im Rotor 12 in einem vorgegebenen Halbzyklus der Versorgungsfrequenz Süd- und Nordpole gleichzeitig jeweils in den2 ¹ J described so that when the excitation coil is supplied with alternating voltage, an alternating field is generated by the south and north poles in the rotor 12 in a predetermined half cycle of the supply frequency at the same time

w Polzähnen 12(7 und 12e induziert werden, wie es in den F i g. 2 und 3 dargestellt ist. Wenn eine gleiche Spannung an die zweite Erregerspule 9' angelegt wird, ergibt sich für den zweiten Rotor 12' eine gleiche Arbeitsweise.w pole teeth 12 (7 and 12e induced as it is in the F i g. 2 and 3 is shown. If the same voltage is applied to the second excitation coil 9 ', this results the same mode of operation for the second rotor 12 '.

Der auf diese Weise aufgebaute 2-Phasen-Miniatur-The 2-phase miniature

J5 elektromotor kann als zweiphasiger Synchronmotor, als reversibler Synchronmotor und als Impulsmotor bzw. Schrittmotor arbeiten. Der Aufbau wird für jeden solchen Motor unten im einzelnen näher erläutert.J5 electric motor can be used as a two-phase synchronous motor, as a reversible synchronous motor and work as a pulse motor or stepper motor. Building will be for everyone such a motor is explained in more detail below.

Nachfolgend wird ein 2-Phasen-Synchronmotor nä-In the following, a 2-phase synchronous motor is

w her erläutert: Der erste Rotor 12 und der zweite Rotor 12' sind mit axialem Abstand zueinander derart angeordnet, daß der elektrische Winkel zwischen den Polzähnen der jeweiligen Rotoren 12 und 12' auf 0° gehalten ist (in der vorliegenden Ausführungsform ist w her explained: The first rotor 12 and the second rotor 12 'are arranged at an axial distance from one another in such a way that the electrical angle between the pole teeth of the respective rotors 12 and 12' is kept at 0 ° (in the present embodiment

•!ΐ der mechanische Winkel dazwischen 0°, 60° oder ein ungerades Vielfaches davon, da die Rotoren 12 und 12' jeweils 12 Polzähne haben). Die erste Erregerspule 9 und die zweite Erregerspule 9' sind zueinander parallel geschaltet und gemäß F i g. 9 mit der Energieversorgung verbunden.•! Ϊ́ the mechanical angle between 0 °, 60 ° or a odd multiple thereof, since rotors 12 and 12 'each have 12 pole teeth). The first excitation coil 9 and the second excitation coil 9 'are connected in parallel to one another and, as shown in FIG. 9 with the energy supply tied together.

In den Ruhestellungen des ersten Rotors 12 und des zweiten Rotors 12' nehmen die jeweiligen Polzähne 12c/, 12e, 12c/' und 12e' Positionen in der Mitte zwischen benachbarten Nord- und Südpolen des Permanentstators 11 ein, wie es in der Fig. 10(a) dargestellt ist, weil die Stellungen den Pfad einer minimalen Reluktanz in den stationären magnetischen Kreis von dem Nordpol zum Südpol des Permanentmagneten 11 bilden.In the rest positions of the first rotor 12 and the second rotor 12 ', the respective pole teeth 12c /, 12e, 12c / 'and 12e' positions midway between adjacent north and south poles of the permanent stator 11 as shown in Fig. 10 (a) because the positions indicate the path of minimum reluctance in the stationary magnetic circuit from the north pole to form the south pole of the permanent magnet 11.

Nach dem Anlegen einer Wechselspannung an die Erregerspule 9,9' sind wegen der Phasengleichheit der Spulenströme die beiden Teilmotore in demselben magnetischen Zustand. Es gelten daher für den Betrieb die gleichen Überlegungen wie sie an Hand der F i g. 6 erläutert sind. Wenn beispielsweise die Polzähne 12c des ersten Rotors 12 und die Polzähne 12t/ 'des zweiten Rotors 12' mit einer Nordpolarität und die Polzähne 12e des ersten Rotors 12 sowie die Polzähne 12e" des zweiten Rotors 12' mit einer Südpolarität magnetisiertAfter applying an alternating voltage to the excitation coil 9, 9 'are due to the phase equality of Coil currents the two sub-motors in the same magnetic state. They therefore apply to operation the same considerations as given in FIG. 6 are explained. For example, when the pole teeth 12c of the first rotor 12 and the pole teeth 12t / 'of the second rotor 12' with a north polarity and the pole teeth 12e of the first rotor 12 and the pole teeth 12e ″ of the second rotor 12 'are magnetized with a south polarity

sind, werden die Polzähne 12d und 12c/ ' durch die benachbarten Nordpole des Permanentmagneten 11 abgestoßen und durch dessen benachbarte Südpole angezogen, während die Polzähne 12e und \2d durch die benachbarten Südpole des Permanentmagneten 11 ■> abgestoßen und durch dessen Nordpole angezogen werden, so daß die Rotoren 12 und 12' in einer Richtung des Pfeils A laufen. Die Polzähne \2d, 12e, 12c/ 'und 12e' gehen weiter in die jeweiligen Stellungen, wie es in der Fig. IO(b) dargestellt ist, bevor der betrachtete Halbzyklus der Frequenz der Versorgungsspannung vorüber ist.are, the pole teeth 1 2d and 12c / ' are repelled by the adjacent north poles of the permanent magnet 11 and attracted by its adjacent south poles, while the pole teeth 12e and \ 2d are repelled by the adjacent south poles of the permanent magnet 11 and attracted by its north poles, so that the rotors 12 and 12 'run in a direction of arrow A. The pole teeth \ 2d, 12e, 12c / 'and 12e' move further into the respective positions, as shown in FIG. 10 (b), before the half-cycle of the frequency of the supply voltage is over.

In dem folgenden Halbzyklus ne'imen die Polzähne ' 12t/ und 12c/' eine Südpolarität an, und die Poizähiie i2t und 12e' nehmen eine Nordpoiät'iiäi an, '<"> wie es in der Fig. 10(c) dargestellt ist, und sie gehen weiter in die Stellung gemäß Fig. 10(c) durch starke magnetische Wechselwirkungen zwischen den einander gegenüberstehenden magnetischen Flächen. In gleicher Weise gehen die Polzähne 12c/, 12e, I2d und 12^ in die Stellungen gemäß F i g. 10(d) und dann in die Stellungen gemäß Fig. 10(e), wodurch die Drehung sicher und positiv mit der Frequenz der Versorgungsspannung synchronisiert wird.In the following half cycle, the pole teeth ' 12t / and 12c /' assume a south polarity, and the polarity i2t and 12e ' assume a north polarity, '<"> as shown in FIG. 10 (c) and they go further into the position shown in Fig. 10 (c). Similarly, the pole teeth 12c / 12e, I2d and 12 ^ go g in the positions shown in F i by strong magnetic interaction between the opposing magnetic surfaces. 10 (d) and then to the positions shown in FIG. 10 (e), whereby the rotation is safely and positively synchronized with the frequency of the supply voltage.

Wenn beim Start die umgekehrten Polaritäten in den Polzähnen induziert werden, laufen die Rotoren 12 und 12' in umgekehrter Richtung.If the reverse polarities are induced in the pole teeth at start-up, the rotors 12 and 12 'run in the opposite direction.

Nachfolgend wird ein reversibler Synchronmotor im einzelnen näher erläutert: Der erste Rotor 12 und der zweite Rotor 12' sind derart angeordnet, daß die JO entsprechenden Polzähne gegeneinander um einen elektrischen Winkel von 96° bis 120° versetzt sind (bei der vorliegenden Ausführungsform um einen mechanischen Winkel von 16 bis 20° oder um ein ganzes Vielfaches davon). Die erste Erregerspule 9 und die >~> zweite Erregerspule 9' sind gemäß Fig. 11 zueinander parallel geschaltet und über eine Schalteinrichtung SW mit der Wechselspannungsversorgung verbunden, und ein Kondensator C ist zwischen den Erregerspulen 9 und 9' angeordnet. Die Wellenformen der Ströme, weiche durch die Erregerspuien 9 und 9' hindurchgehen, sind in der Fig. 12 dargestellt. (I) ist eine Wellenform eines Stromes, welcher durch die erste Erregerspule 9 hindurchfließt, (II) ist eine Wellenform eines Stromes, welcher durch die zweite Erregerspule 9' hindurchfließt, wenn jeweils der Schalter SW in einer Stellung ist, wie durch die durchgezogene Linie dargestellt ist, und (III) ist eine Wellenform eines Stromes, welcher durch die zweite Erregerspule 9' hindurchgeht, wenn der Schalter SW in eine Stellung gebracht ist, welche durch eine unterbrochene Linie angegeben ist.A reversible synchronous motor is explained in more detail below: The first rotor 12 and the second rotor 12 ' are arranged in such a way that the pole teeth corresponding to JO are offset from one another by an electrical angle of 96 ° to 120 ° (in the present embodiment by a mechanical Angles of 16 to 20 ° or a whole multiple thereof). The first excitation coil 9 and the>~> second excitation coil 9 'are shown in FIG. 11 connected in parallel and connected via a switching device SW to the AC power supply, and a capacitor C is connected between the exciting coils 9 and 9' arranged. The waveforms of the currents passing through the excitation coils 9 and 9 'are shown in FIG. (I) is a waveform of a current flowing through the first exciting coil 9, (II) is a waveform of a current flowing through the second exciting coil 9 'each time the switch SW is in a position as shown by the solid line and (III) is a waveform of a current passing through the second exciting coil 9 'when the switch SW is set to a position indicated by a broken line.

In dem Zeitpunkt (1-0) in der F i g. 12 ist der durch die erste Erregerspule 9 fließende Strom positiv, und die Polzähne 12c/ und 12e des ersten Rotors 12 nehmen beispielsweise eine Nordpolarität bzw. eine Südpolaritat an. Andererseits ist der Strom, welcher durch die zweite Erregerspule 9' fließt, negativ, und ein Nord bzw, ein Südpol wird jeweils in den Polzähnen 12c/ 'brw. 12ί/ des Rotors 12' hervorgerufen, wie es in der F i g. 13(a) dargestellt ist ω At the point in time (1-0) in FIG. 12, the current flowing through the first excitation coil 9 is positive, and the pole teeth 12c / and 12e of the first rotor 12 assume a north polarity and a south polarity, respectively. On the other hand, the current which flows through the second excitation coil 9 'is negative, and a north or a south pole is in each case in the pole teeth 12c / ' brw. 12ί / of the rotor 12 'caused, as shown in FIG. 13 (a) shows ω

In der Ruhestellung sind die Polzähne 12c/und 12edes ersten Rotors 12 jeweils über den Nordpolen bzw. den Südpolen des Permanentmagneten 11 angeordnet, und die Polzähne 12c/ 'und 12ε⁷ des zweiten Rotors 12 sind in der Mitte zwischen benachbarten Nord- und Südpolen des Permanentmagneten 11 angeordnet Unter diesen Umständen wird eine abstoßende Kraft auf den ersten Rotor 12 ausgeübt Diese abstoßende Kraft wirkt sich jedoch nicht so aus, daß die Drehrichtung festgelegt wird, weil die Polzähne 12c/und 12e in der Mitte zwischen den Polen des Permanentmagneten 11 stehen. Andererseits werden sowohl eine abstoßende Kraft als auch eine anziehende Kraft auf den zweiten Rotor 12' ausgeübt, weil dessen Polzähne 12c/ 'und 12^ in der Mitte zwischen den Polen bleiben. Aufgrund dieser auf den zweiten Rotor 12' ausgeübten Kräfte beginnt dieser Rotor 12', sich zusammen mit dem ersten Rotor 12 zu drehen, und zwar in einer Richtung des Pfeiles B, wobei er ein Drehmoment ausübt. In the rest position, the pole teeth 12c / 'and 12e of the first rotor 12 are each arranged above the north and south poles of the permanent magnet 11, and the pole teeth 12c / ' and 12ε ^{7 of} the second rotor 12 are in the middle between adjacent north and south poles of the permanent magnets 11 are arranged Under these circumstances, a repulsive force is exerted on the first rotor 12. However, this repulsive force affects not so that the rotational direction is determined, because the pole teeth 12c / and stand in the middle between the poles of the permanent magnet 11 12e. On the other hand, both a repulsive force and an attractive force are exerted on the second rotor 12 ' because its pole teeth 12c / ' and 12 ^ remain in the middle between the poles. Because of these forces exerted on the second rotor 12 ' , this rotor 12' begins to rotate together with the first rotor 12 , specifically in a direction of the arrow B, thereby exerting a torque.

Die Polzähne 12c/'und 12^ des zweiten Rotors 12' gehen dann weiter in die Stellungen, wobei sie die Südpole und die Nordpole des Permanentmagneten 11 jeweils kreuzen, bis bei einer Phascnsicüung (11-0) der F i g. 12 der durch die zweite Erregerspule 12' fließende Strom positiv geworden ist, wobei die Polaritäten der Polzähne 12c/'und 12^ des zweiten Rotors 12 jeweils in Süd- bzw. Nordpole umgekehrt wird, wie es in der Fig. 13(b) dargestellt ist. Dieser zweite Rotor 12' ist daher zwischen dem Permanentmagneten 11 und den Polzähnen 12c/' oder ί2έ einem Rückstoß ausgesetzt. Zu dieser Zeit fließt jedoch noch ein maximaler Strom durch die erste Erregerspule 9, und die Polzähne 12c/ und 12e des ersten Rotors 12 werden auf einer Nord- und einer Südpolarität gehalten, welche stärker ist als diejenige der zweiten Erregerspule 9. Demgemäß wird die Drehung in der Richtung des Pfeiles B aufgrund der magnetischen Wechselwirkung zwischen dem ersten Rotor 12 und dem Permanentmagneten 11 fortgesetzt, wie es in der Fig. 13(b) dargestellt ist. Wenn die Polzähne 12c/ 'des zweiten Rotors 12' durch die Mitte der entsprechenden Pole des Permanentmagneten 11 hindurchgehen, erfahren sie eine rückstoßkraft, damit die Rotoranordnung im Zusammenwirken mit der Anziehungskraft auf die Polzähne 12c/ und 12e ein großes Drehmoment bekommt. An den Phasenstellen (1-1), (II-l) und (1-2) wird die Rotoranordnung jeweils durch einen analogen magnetischen Vorgang in die Stellungen nach den Fig. 13(c), (d) und (e) gebracht. Somit setzt die Rotoranordnung ihre Drehung der Richtung des Pfeiles B über jede Umkehr in den Polaritäten der Polzähne 12c/und 12edes ersten Rotors 12 oder 12c/ 'und 12^ des zweiten Rotors 12' fort, was von der Umkehr in den Polaritäten der Ströme abhängt, welche durch die erste Erregerspule 9 und die zweite Erregerspule 9' fließen.The pole teeth 12c / 'and 12 ^ of the second rotor 12' then go further into the positions, where they each cross the south poles and the north poles of the permanent magnet 11 until at a phase (11-0) of FIG. 12, the current flowing through the second excitation coil 12 ' has become positive, the polarities of the pole teeth 12c / ' and 12 ^ of the second rotor 12 being reversed in south and north poles, respectively, as shown in FIG. 13 (b) is. This second rotor 12 ' is therefore exposed to a recoil between the permanent magnet 11 and the pole teeth 12c / ' or ί2έ. At this time, however, a maximum current still flows through the first excitation coil 9, and the pole teeth 12c / and 12e of the first rotor 12 are kept at a north and a south polarity, which is stronger than that of the second excitation coil 9. Accordingly, the rotation continued in the direction of arrow B due to the magnetic interaction between the first rotor 12 and the permanent magnet 11 , as shown in Fig. 13 (b). When the pole teeth 12c / 'of the second rotor 12' pass through the center of the corresponding poles of the permanent magnet 11 , they experience a repulsive force so that the rotor arrangement receives a large torque in cooperation with the attractive force on the pole teeth 12c / and 12e. At the phase points (1-1), (II-l) and (1-2), the rotor arrangement is brought into the positions according to FIGS. 13 (c), (d) and (e) by an analogous magnetic process. Thus, the rotor assembly continues its rotation in the direction of arrow B via any reversal in the polarities of the pole teeth 12c / and 12 of the first rotor 12 or 12c / 'and 12 ^ of the second rotor 12' , depending on the reversal in the polarities of the currents which flow through the first excitation coil 9 and the second excitation coil 9 '.

Wenn der Schalter SWin die durch eine unterbrochene Linie gekennzeichnete Stellung gebracht wird, fließt der Strom der Wellenform (III) durch die zweite Erregerspule 9', wie es oben bereits erwähnt wurde. An der Phasenstellung (1-0) der F i g. 12 wird der durch die erste Erregerspule 9 fließende Strom derart umgekehrt, daß er positiv wird, und der durch die zweite Erregerspule 9' fließende Strom wird negativ, so daß Nord- und Südpole jeweils in den Polzähnen 12c/ und 12e des ersten Rotors 12 erzeugt werden und weiterhin jeweils Süd- und Nordpole in den Polzähnen 12c/ 'und 12^ des zweiten Rotors 12' erzeugt werden, wie es in der F i g. 14{a) dargestellt ist When the switch SWin is brought to the position indicated by a broken line, the current of waveform (III) flows through the second exciting coil 9 ', as mentioned above. At the phase position (1-0) in FIG. 12, the current flowing through the first excitation coil 9 is reversed to become positive, and the current flowing through the second excitation coil 9 'becomes negative, so that north and south poles are generated in the pole teeth 12c / 12e of the first rotor 12, respectively and further south and north poles are generated in the pole teeth 12c / 'and 12 ^ of the second rotor 12', as shown in FIG. 14 {a) is shown

Folglich beginnt der zweite Rotor 12', sich in einer Richtung des Pfeiles C zu drehen (entgegengesetzt zu der Richtung gemäß Fig. 13), und zwar durch Anziehung zwischen dem Rotor und dem Permanentmagneten 11. Wenn die Polzähne 12c/und 12edes ersten Rotors 12 dann in Stellungen gebracht sind, in welchen sie gegenüber den Nordpolen und den Südpolen des Permanentmagnetstators 11 versetzt sind, wird jeweilsAs a result, the second rotor 12 'begins to rotate in a direction of arrow C (opposite to the direction shown in FIG. 13) by attraction between the rotor and the permanent magnet 11. When the pole teeth 12c and 12 of the first rotor 12 are then brought into positions in which they are offset from the north poles and the south poles of the permanent magnet stator 11, respectively

ein Rückstoß dazwischen ausgeübt, welcher in der Weise wirkt, daß die Drehung in der Richtung des Pfeiles C fortgesetzt wird, und zwar im Zusammenwirken mit der oben erwähnten Anziehung, wodurch den Rotoren 12 und 12' ein Trägheitsmoment erteilt wird. Weiterhin führen die Rotoren eine weitere Drehung in einer Art aus, welche analog zu dem Fall der F i g. 13 ist, wie es in den F i g. 14(b) bis (e) dargestellt ist. Folglich ist der beschriebene reversible Motor dazu in der Lage, seine Drehrichtung selektiv umzukehren, indem der Schalter SW betätigt wird.a recoil is exerted therebetween which acts to continue rotation in the direction of arrow C, in cooperation with the above-mentioned attraction, thereby imparting a moment of inertia to the rotors 12 and 12 '. Furthermore, the rotors carry out a further rotation in a manner which is analogous to the case in FIG. 13 is, as shown in Figs. 14 (b) to (e) is shown. As a result, the reversible motor described is able to selectively reverse its direction of rotation by operating the switch SW .

Eine weitere Ausführungsform eines 2-Phasen-Elcktromotors, welcher die Erfindung verkörpert, ist in den Fig. 15 bis 20 veranschaulicht, wobei nur ein Rotor verwendet wird, um einen 2-Phasen-Elektromotor zu bilden. Ein Rotor 12, welcher aus einem magnetisch weichen Material hergestellt ist und an einer Welle 1 befestigt ist, und zwar ähnlich wie bei den Rotoren der vorangegangenen Ausführungsformen, hat einen kreisförmigen Abschnitt, welcher in einer radialen Ebene durch die Welle 1 liegt, und hat einen Ansatz, welcher sich in einer Richtung parallel zu der Drehwelle vom Umfang des kreisförmigen Abschnittes aus erstreckt, wie es in der Fig. 15 dargestellt ist. Der kreisförmige Abschnitt ist in Umfangsrichtung in eine Vielzahl von Polzähnen 12c/ und 12e unterteilt, welche gleiche Winkelabstände voneinander haben, und zwar durch eine Einrichtung mit einer hohen magnetischen Reluktanz, beispielsweise durch Schlitze 12a, wie es bei den Rotoren der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele der Fall war, und der Ansatz ist auch in Umfangsrichtung in eine Mehrzahl von Polzähnen 12c/' und 12^ unterteilt, und zwar auf gleichen Winkelabständen, durch ähnliche Schlitze 12a', wie es in den F: g. 16 und 17 veranschaulicht ist. Die auf diese Weise auf dem Ansatz des Rotors 12 gebildeten Polzähne 12c/ 'und 12^ haben dieselbe elektrische Phasenbeziehung oder sind um einen elektrischen Winkel von 90° in bezug auf die entsprechenden Polzähne 12c/ und 12e auf dem kreisförmigen Abschnitt des Rotors 12 versetzt. Die Anzahl der Polzähne 12c/' und 12^ ist dieselbe wie diejenige der Polzähne 12c/ und 12e. Obwohl die Polzähne 12c/, 12e, 12c/ 'und 12ε¹ gemäß Fig. 16 und 17 auf gleichen Winkelabständen angeordnet sind, können einige davon entfallen. Wenn es erforderlich ist, kann entweder der Satz von Polzähnen YId und 12e oder der Satz von Polzähnen 12c/' und 12^ gewöhnliche Polzähne aufweisen, weiche nicht gleichzeitig in entgegengesetzten Polaritäten magnetisiert sind.Another embodiment of a 2-phase electric motor embodying the invention is illustrated in Figures 15-20, only one rotor being used to form a 2-phase electric motor. A rotor 12, which is made of a magnetically soft material and is fixed to a shaft 1, similarly to the rotors of the previous embodiments, has a circular section which lies in a radial plane through the shaft 1, and has a Extension which extends in a direction parallel to the rotating shaft from the circumference of the circular portion, as shown in FIG. The circular section is subdivided in the circumferential direction into a plurality of pole teeth 12c / and 12e, which have equal angular distances from one another, by means of a device with a high magnetic reluctance, for example by slots 12a, as is the case with the rotors of the embodiments described above was, and the approach is also divided in the circumferential direction into a plurality of pole teeth 12c / 'and 12 ^, and at equal angular intervals, by similar slots 12a', as in the F: g. 16 and 17 is illustrated. The pole teeth 12c / 'and 12 ^ formed in this way on the attachment of the rotor 12 have the same electrical phase relationship or are offset by an electrical angle of 90 ° with respect to the corresponding pole teeth 12c / and 12e on the circular section of the rotor 12. The number of pole teeth 12c / 'and 12 ^ is the same as that of pole teeth 12c / and 12e. Although the pole teeth 12c /, 12e, 12c / 'and 12ε ¹ according to FIGS. 16 and 17 are arranged at the same angular intervals, some of them can be omitted. If necessary, either the set of pole teeth YId and 12e or the set of pole teeth 12c / 'and 12 ^ may have ordinary pole teeth which are not magnetized in opposite polarities at the same time.

Wie in F i g. 17 zu sehen ist, sind auf dem sich zur Welle 1 radial erstreckenden Teil des Rotors 12 dreieckige oder ,4-förmige Ausschnitte ausgebildet, mit diesen Ausschnitten ausgerichtet sind auf der axialen Umfangsseite des Rotors 12 rautenförmige Ausschnitte 12a' vorgesehen.As in Fig. 17 can be seen are on the to Shaft 1 radially extending part of the rotor 12 triangular or 4-shaped cutouts formed with these cutouts are aligned on the axial circumferential side of the rotor 12 diamond-shaped cutouts 12a 'provided.

Ein Permanentmagnetstator 11, welcher beispielsweise aus Bariumferrit hergestellt ist, hat Flächen Ha und 116 (Fig. 18b), die jeweils so magnetisiert sind, daß abwechselnd Nord- und Südpole auf gleichen Winkelabständen in Stellungen gebildet werden, weiche den Polzähnen 12c/ und 12e bzw. den Polzähnen 12c/' und Md gegenüberstehen. Jeder Pol auf der magnetisierten Fläche lla ist mit einem entsprechenden Pol auf der magnetisierten Fläche 116 in der radialen Richtung fluchtend angeordnet und ist in entweder derselben oder der entgegengesetzten Polarität zu dem fluchtenden Pol auf der Fläche 116 magnetisiert Ringförmige Erregerspulen 9 und 9', welche den Erregerspulen der obigen Ausführungsform ähnlich sind, sind konzentrisch zu der Drehwelle 1 angeordnet, und zwar an Stellen, wo sie den Polzähnen 12c/ und 12e auf dem kreisförmigen ■> Abschnitt und den Polzähnen 12c/' und 12e' auf dem Ansatz jeweils gegenüberstehen. Diese Erregerspulen 9 und 9' sind gemäß Fig. 19 und 20 in Abhängigkeit von den Fällen geschaltet, in welchen der Motor als Synchronmotor oder als reversibler Motor arbeitet.A permanent magnet stator 11, which is made, for example, of barium ferrite, has surfaces Ha and 116 (Fig. 18b), which are each magnetized so that alternating north and south poles are formed at equal angular intervals in positions soft to the pole teeth 12c / and 12e or . face the pole teeth 12c / 'and Md . Each pole on the magnetized surface 11a is aligned with a corresponding pole on the magnetized surface 116 in the radial direction and is magnetized in either the same or the opposite polarity to the aligned pole on the surface 116. Annular excitation coils 9 and 9 ', which the Excitation coils similar to the above embodiment are arranged concentrically with the rotary shaft 1 at positions where they face the pole teeth 12c / and 12e on the circular section and the pole teeth 12c / 'and 12e' on the boss, respectively. These excitation coils 9 and 9 'are connected as shown in FIGS. 19 and 20 depending on the cases in which the motor operates as a synchronous motor or as a reversible motor.

ίο Veränderbare Widerstände können vorzugsweise mit den jeweiligen Erregerspulen 9 und 9' verbunden sein, um das Magnetfeld zu steuern, welches durch die Erregerspulen 9 und 9' erzeugt wird, so daß dadurch die Wechselwirkungen zwischen den Polzähnen 12c/, 12e und der Magnetisierungsfläche 11a und zwischen den Polzähnen 12c/ '12^ und der Magnetisierungsfläche 116 aufeinander abgestimmt werden. Ein Joch 4' (Fig. 15), welches aus einem magnetisch weichen Material besteht, ist zwischen den zwei Erregerspulen 9 und 9'ίο Resistances can preferably be changed with the respective excitation coils 9 and 9 'connected to control the magnetic field generated by the Excitation coils 9 and 9 'is generated, so that thereby the interactions between the pole teeth 12c /, 12e and the magnetization surface 11a and between the pole teeth 12c / '12 ^ and the magnetization surface 116 be coordinated. A yoke 4 '(Fig. 15), which consists of a magnetically soft material, is between the two excitation coils 9 and 9 '

2u angeordnet, um getrennte abwechselnde Magnetkreise zu bilden, welche durch die Erregung der Erregerspulen 9 und 9' hervorgerufen werden. Das Joch 4' dient auch als magnetische Abschirmung zwischen den Magnetfeldern, welche durch die jeweiligen Erregerspulen 9 und 9'2u arranged to separate alternating magnetic circuits to form, which are caused by the excitation of the excitation coils 9 and 9 '. The yoke 4 'also serves as a magnetic shield between the magnetic fields generated by the respective excitation coils 9 and 9 '

2t hervorgerufen werden. Andere Abschnitte dieses Motors sind in ähnlicher Weise wie bei den Motoren der obigen Ausführungsbeispiele aufgebaut.2t can be caused. Other sections of this Motors are constructed in a manner similar to the motors of the above embodiments.

In dem auf diese Weise aufgebauten Motor werden zwei abwechselnde Magnetkreise gebildet, nämlich einIn the motor constructed in this way, two alternating magnetic circuits are formed, namely one

3u Kreis, welcher durch das Gehäuse 8, das Zwischenjoch 4, das Nabenelement 7, den Mittelabschnitt des Rotors 12, das Joch 4' und das Gehäuse 8 gebildet wird, und ein weiterer Kreis, welcher durch das Gehäuse 10 das Gehäuse 8, das Joch 4', den Ansatz des Rotors 12 und3u circle, which through the housing 8, the intermediate yoke 4, the hub member 7, the central portion of the rotor 12, the yoke 4 'and the housing 8 is formed, and a Another circle, which through the housing 10, the housing 8, the yoke 4 ', the approach of the rotor 12 and

-S5 das Gehäuse 8 gebildet wird. Die Arbeitsweise dieses Motors in Verbindung mit der Erregung der Erregerspulen 9 und 9', die Magnetisierung der Polzähne 12c/, 12e, 12c/'und YIe! und die magnetische Wechselwirkung zwischen den Polzähnen 12c/, 12e, YId 'und 12e" des Rotors 12 sowie die magnetisierten Flächen Ha und 116 des Stators 11 sind jeweils ähnlich wie bei dem in der F i g. 8 dargestellten Motor.-S5 the housing 8 is formed. The mode of operation of this motor in connection with the excitation of the excitation coils 9 and 9 ', the magnetization of the pole teeth 12c /, 12e, 12c /' and YIe! and the magnetic interaction between the pole teeth 12c /, 12e, YId 'and 12e "of the rotor 12 and the magnetized surfaces Ha and 116 of the stator 11 are each similar to that of the motor shown in FIG.

Der Ansatz des Rotors 12 und demgemäß die Polzähne YId 'und 12^ können in derselben Ebene wieThe approach of the rotor 12 and accordingly the pole teeth YId 'and 12 ^ can be in the same plane as

« der kreisförmige Abschnitt des Rotors 12 liegen. In diesem Falle wird der Permanentstator 11 an Stellen magnetisiert, welche jeweils den Polzähnen 12c/und 12e bzw. den Polzähnen YId' und \2d gegenüberstehen, und die ringförmigen Erregerspulen 9 und 9' sind«The circular section of the rotor 12 lie. In this case, the permanent stator 11 is magnetized at points which respectively face the pole teeth 12c / and 12e or the pole teeth YId 'and \ 2d , and which are the annular excitation coils 9 and 9'

so konzentrisch zu der Welle 1 an solchen Stellen angeordnet, welche jeweils den Polzähnen 12c/und 12e sowie den Polzähnen YId' und 12e" gegenüberstehen, und zwar gegenüber von den magnetisierten Flächen Ha und 116 des Stators in bezug auf den Rotor 12. Das Joch 4' ist zwischen den Erregerspulen 9 und 9' angeordnet, um durch die Erregerspulen 9 und 9' zwei getrennte alternierende magnetische Kreise zu bilden.so arranged concentrically to the shaft 1 at those points which respectively face the pole teeth 12c / and 12e and the pole teeth YId ' and 12e ″, namely opposite the magnetized surfaces Ha and 116 of the stator with respect to the rotor 12. The yoke 4 'is arranged between the excitation coils 9 and 9' in order to form two separate alternating magnetic circuits through the excitation coils 9 and 9 '.

Gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung kann der Motor dünner und leichterAccording to the present embodiment of the invention, the engine can be thinner and lighter

ω hergestellt werden als der Motor, der zwei Rotoren hat, weil es bei diesem letztgenannten Motor erforderlich ist, daß die Winkel zwischen den Polzähnen der jeweiligen Rotoren in der Motoranordnung entsprechend eingestellt werden, während die Polzähne durch Spritzen oder Pressen bei der erstgenannten Ausführung leicht und genau hergestellt werden können, wobei eine solche Notwendigkeit der Einstellung entfälltω can be made as the motor that has two rotors, because it is necessary in this latter motor that the angles between the pole teeth of the respective Rotors in the motor assembly can be adjusted accordingly, while the pole teeth by spraying or presses can be easily and accurately manufactured in the first-mentioned embodiment, one such There is no need for adjustment

Hierzu 11 Blatt ZeichnungenIn addition 11 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Eiektromotor with rotating disk-shaped force line distributor as rotor and fixed stator winding and permanent magnet arranged concentrically to it, which is magnetized in the axial direction in such a way that north and south poles alternate evenly on its surface, with a housing which has a yoke made of magnetically conductive Material is made and forms a magnetic circuit with the rotor, the rotor having a plurality of essentially sector-shaped sections which face the magnetized surface of the permanent magnet, characterized in that the rotor sectors (12c /, \ 2e) are formed by cutouts (12 ) are formed in the rotor sheet largely separated from each other areas, which are connected only via narrow bridges (126, 12c ^.

2. Electric motor according to claim 1, characterized in that the cutouts (\ 2a) are substantially L- or 4-shaped.

3. Electric motor according to claim 1 or 2, characterized in that on the rotor (12) and the Permanent magnets (11) opposite side of the stator winding a second rotor (12 ') and a second permanent magnet (H ') are provided, and that the two permanent magnets so to each other are arranged so that they form an electrical angle of 180 ° with one another.

4. Electric motor according to claim 1 or 2, characterized in that the rotor (12) consists of a plurality of disk-shaped force line distributors with sector-shaped areas formed therein, that each force line distributor is opposite a permanent magnet (11, W) , that several stator windings are provided, and that one or more yokes (4, 4 ') are each designed in such a way that a separate, alternating magnetic circuit is formed with respect to the force line distributor when the corresponding stator winding (9, 9') is excited.

5. Electric motor according to claim 1 or 2, characterized in that the disc-shaped rotor has an annular extension which is divided according to the sector-shaped areas (\ 2d) by similar cutouts (12a ^ that the permanent magnet (11) is designed so that it faces both the sections on the disk and the annular part of the rotor in that a further yoke (4 ') is provided which serves to form a separate alternating magnetic circuit in cooperation with the sections on the annular extension, and that there is also an annular stator winding (9 ') which is provided on the side of the annular extension opposite the permanent magnet.