DE2537263C3

DE2537263C3 - Miniature electric motor with rotating disk-shaped force line distributor

Info

Publication number: DE2537263C3
Application number: DE19752537263
Authority: DE
Inventors: 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: 1982-10-28
Also published as: DE2537263B2; DE2537263A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Miniatur-Elektromotor gemäß dem Oberbegriff des An-SDruchs 1.The invention relates to a miniature electric motor according to the preamble of An-SDruchs 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 gegeneinander 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 Poizähne 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 zur Folge haben, daß das Ausgangsdrehmoment ebenfalls vermindert würde, was einen verringerten Wirkungsgrad in der Leistung zur Folge hätte.An 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 offset from one another in such a way that the pole teeth of the one rotor disk 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 Poizähne the one 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. Because with this motor, the magnetization in north and south direction is in a rotor disk takes place, d. That is, the fact that there must be two rotor disks results in a relatively high moment of inertia of the rotor. Especially with miniature motors, servomotors and stepper motors however, the lowest possible moment of inertia is required. In addition, there is an unfavorable Frequency behavior. An attempt to reduce the moment of inertia in such a motor would lead to Have the consequence that the output torque would also be reduced, resulting in a reduced efficiency would result in performance.

Die DE-OS 14 38 267 beschreibt einen Elektromotor mit scheibenförmigem Kraftlinienverteiler als Rotor und einer dazu konzentrisch angeordneten feststehenden Statorwicklung, wobei der Kraftlinienverteiler aus zwei mit radial gerichteten Polklauen ineinandtrgreifenden ringartigen Teilen besteht, die über einen Messingring mechanisch miteinander verbunden sind. Jede der Polklauen ist gegen ihr freies Ende hin verjüngt abgeschrägt. In die Lücken zwischen jeweils zwei einander benachbarten Polklauen können Dauermagnetkörper eingesetzt und am Kraftlinienverteiler befestigt sein. Die Herstellung des Kraftlinienverteilers des bekannten Elektromotors ist verhältnismäßig kompliziert una teuer. Der bekannte Kraftlinienverteiler ist aufgrund seiner kompliz'^rten Gestalt nicht für Miniatur-Elektromotoren verwendbar.DE-OS 14 38 267 describes an electric motor with a disk-shaped force line distributor as a rotor and a stationary stator winding arranged concentrically therewith, the force line distributor consists of two interlocking ring-like parts with radially directed pole claws which are mechanically connected to each other via a brass ring. Each of the pole claws is against its free one End tapered beveled. In the gaps between two adjacent pole claws Permanent magnet body used and attached to the force line distributor. The manufacture of the Power line distributor of the known electric motor is relatively complicated and expensive. The known The force line distributor is complicated because of its complexity Shape cannot be used for miniature electric motors.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Miniatur-Elektromotor der eingangs genannten Art anzugeben, der bei einfachstem Aufbau einen verbesserten Wirkungsgrad in der Leistung, wie auch ein besseres Frequenzverhalten gegenüber bekannten Elektromotoren aufweist.The invention is based on the object of providing a miniature electric motor of the type mentioned at the beginning indicate the simplest structure, an improved efficiency in performance, as well as a has better frequency behavior compared to known electric motors.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved according to the invention by what is stated in the characterizing part of claim 1 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 verbessertThe 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

werden.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 zeigtThe invention is described below, for example, with reference to the drawing; in this shows

F i g. 1 einen Schnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform eines elektrischen Miniaturmotors gemäß der Erfindung,F i g. 1 shows a section through a preferred embodiment of a miniature electric motor according to FIG the invention,

F i g. 2 eine Darstellung zur Erläuterung der magnetischen Arbeitsweise der Polzähne gemäß der Erfindung, , _e F i g. 3 einen Grundriß der PoJzähne,F i g. 2 is a diagram for explaining the operation of the magnetic pole teeth according to the invention, _e F i g. 3 a plan of the buttocks,

F i g. 4 einen Schnitt durch die Polzähne entlang der Linie IV-IV,F i g. 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,6 is a diagram illustrating the magnetic operation of the motor,

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 Ausführungsform eines elektrischen Miniaturmotors gemäß der Erfindung,F i g. 8 shows a section through a further embodiment 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,9 shows a wiring diagram of excitation coils, as in the engine of FIG. 8, 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 Erregerspulen, welche in 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; which in the engine of FIG. 8 can be used, which works as a reversible motor,

F i g. 12 eine Wellenform eines Stroms, welcher dm ch die jeweilige Erregerspule der F i g. 11 fließt,F i g. 12 is a waveform of a current which dm ch the respective excitation coil of FIG. 11 flows,

Fig. 13 ein Diagramm, welches die magnetische Arbeitsweise des Motors der F i g. 8 veranschaulicht, der als reversibler Motor arbeitet,13 is a diagram showing the magnetic operation of the motor of FIG. 8 illustrates which works as a reversible motor,

Fig. 14 ein ähnliches Diagramm, welches die magnetische Arbeitsweise des Motors der F i g. 8 veranschaulicht, der als reversibler Motor arbeitet,14 is a similar diagram showing the magnetic operation of the motor of FIG. 8th 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 of 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,16 is a perspective view of an embodiment of the rotor which is used in the engine according to FIG. 15 can be used,

■Fig. 17 eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des Rotors, welcher in dem Motor gemäß F i g. 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) eins perspektivische Darstellung des permanentmagnetischen Stators, welcher in dem Motor der F i g. 15 verwendet wird,Fig. 18 (a) is a perspective view of the permanent magnetic stator used in the motor 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),

F i g. 19 ein Verdrahtungsdiagramm der ErT.gerspulen, welche in dem Motor gemäß F i g. 15 verwendet werden, der als Synchronmotor arbeitet,F i g. 19 is a wiring diagram of the ErT. which in the engine according to FIG. 15 can be used, which works as a synchronous motor,

F i g. 20 ein Verdrahtungsdiagramm der Erregerspulen, welche in dem Motoi der F i g. 15 verwendet werden, der als reversibler Motor arbeitet.F i g. 20 is a wiring diagram of the excitation coils used in the moto of FIG. 15 used working as a reversible motor.

In der Zeichnung und in der nachfolgenden Beschreibung werden gleiche Bauteile oder Teile mit gleichen Bezugszahlen oder Bezugszeichen versehen.In the drawing and in the following description, the same components or parts are indicated provided with the same reference numbers or reference symbols.

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 dißsem Zwischenjoch 4 und dem ersten Lager 2 ist ejn Nabeneüement 7 angeordnet, welches aus einem magnetischen Material hergestellt ist 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 dtm 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 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 ausgebildet 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, this is Bearing 3 attached. Between this intermediate yoke 4 and a hub element 7 is arranged in the first bearing 2, 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. It's like that on the outside bent so that it extends in the axial direction to the shaft 1 In the housing element 8 is an annular Excitation coil 9 housed and attached to the intermediate yoke 4 A second housing element 10 from a non-magnetic material is attached with its inner end to the first bearing 2 and with its outer end bent in such a way that the first housing element 8 is supported therein within the second Housing element 10, a permanent magnet 11 is attached, which is made for example from barium ferrite This permanent magnet 11 is ring-shaped and axially magnetized on its surface in order to to generate alternating north and south poles at the same 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 (F i g. 3) mil hoher magnetischer Reluktanz, welche L-förmig ausgebildet und so angeordnet sind, daß sie in Umfangsrichtung 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 \2b 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 12rfund 12e 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 member 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 in the circumferential direction are alternately reversed 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 \ 2b 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 sufficient mechanical strength to bridge the adjacent pole teeth 12rf and 12e is retained . 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 14 with a driven gear 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 F i g. 1 dargestellt ist. Demgemäß werden in einem vorgegebenen Halbzyklus der Versorgungsspannung die Polzähne 12c/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 is shown. Accordingly, in one predetermined half cycle of the supply voltage, the pole teeth 12c / 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 12c/des 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 F i g. 6(a) dargestellt ist. Wenn unter dieser Bedingung eine Wechselspannung an die Erregerspule 9 angelegtWhen the excitation coil 9 is not excited, the pole teeth 12e and 12c / 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 is the least has magnetic reluctance value, d. H. in a position midway between an adjacent north pole and South pole of the permanent magnet 11, as shown in FIG. 6 (a) is shown. If on this condition an alternating voltage is applied to the excitation coil 9

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 F i g. 6(b) dargestellte Stellung weiter, und zwar aufgrund seines Trägheitsmomentes. Im folgenden Halbzyklus der Versorgungsspannung ändern die Polzähne 12c/und 12e ihre Polsritäter, jeweils in Nord \ir.d 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 magnetisierten Flächen, und 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.is, wherein 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 marked by an arrow (* -) according to FIG. 6 (a). Before the predetermined half cycle of the supply voltage is over, the rotor 12 rotates into the position shown in FIG. 6 (b) due to its moment of inertia. In the following half cycle of the supply voltage, the pole teeth 12c / and 12e change their pole positions, each in north \ ir.d south, as shown in FIG. 6 (c). The rotor 12 then continues to rotate to the position shown in FIG. 6 (d) due to similar magnetic interactions between the magnetized surfaces, and the motor continues to run in synchronism with the frequency of the supply voltage. At this point it should be noted that the rotor 12 begins to rotate in a direction as shown in FIG. 6 (a) is marked by an arrow (- ») if the supply voltage is in the half cycle other than the above 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 Polzi-üm** 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 element 8 in the axial direction of the shaft 1, and furthermore to do so 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 Polzi-üm ** 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 F i g. 7 ist ein 2-Phasen-Elektromotor gemäß der Erfindung dargestellt, welcher einen permanentmagnetischen Stator 11', 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°In FIG. 7 is a 2-phase electric motor according to FIG the invention shown, which has a permanent magnetic stator 11 ', 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 magnetic stator 11 'is opposite to the permanent magnetic Stator 11 at an electrical angle of 180 °

versetzt angeordnet.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', weiche 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 magne-Another 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. The reference signs 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

cnrpphAn/iAn äiiRf»cnrpphAn / iAn äiiRf »

FnHAn miiptnon/loFnHAn miiptnon / lo

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 Gehäuseele-.ment 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.5 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.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 described embodiment results. Spouts 13 and 13 'are fitted in openings which are on the first Housing element 8 are designed to each have the line for the excitation coil 9 and the line for the Excitation coil 9 'to be included.

Ein 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
Jeder Rotor 12,12' ist wie an Hand der F i g. 2 und 3 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 den Polzähnen 12c/ und 12e induziert werden, wie es in den F i g. 2 und 3 dargestellt ist Wenn eine gleiche SpannungA first rotor 12 and a second rotor 12 'made of magnetically soft material have their inner and outer ends respectively bent so 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 therebetween, as shown in FIG
Each rotor 12, 12 'is as shown in FIG. 2 and 3 designed so that when the excitation coil is supplied with alternating voltage, an alternating field is generated by the south and north poles are induced simultaneously in the pole teeth 12c / and 12e in the rotor 12 in a predetermined half cycle of the supply frequency, as shown in the F i G. 2 and 3 is shown when an equal voltage

an die zweite Erregersnule 9' angelegt wird, ergibt sich für den zweiten Rotor 12' eine gleiche Arbeitsweise.is applied to the second excitation coil 9 ', results the same mode of operation for the second rotor 12 '.

Der auf diese Weise aufgebaute 2-Phasen-Miniaturelektromotor kann als zweiphasiger Synchronmotor, als reversibler Synchronmotor und als Impulsmotor bzw. Schrittmotor arbeiten. Der Aufbau wird für jeden solchen Motor unten im einzelnen näher erläutertThe 2-phase miniature electric motor constructed in this way can be used as a two-phase synchronous motor, as 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 näher 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 istA 2-phase synchronous motor is explained in more detail below: The first rotor 12 and the second rotor 12 'are axially spaced from one another such that the electrical angle between the Pole teeth of the respective rotors 12 and 12 'is kept at 0 ° (in the present embodiment is

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 parallelthe mechanical angle between 0 °, 60 ° or an odd multiple thereof, since the rotors 12 and 12 ' each have 12 pole teeth). The first excitation coil 9 and the second excitation coil 9 'are parallel to one another

geschaltet und gemäß Fig.9 mit der Energieversorgung verbunden.switched and according to Fig. 9 with the power 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 YId des ersten Rotors 12 und die Poizähne lld '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 magnetisiert sind, werden die Polzähne Md und 12c/' durch die benachbarten Nordpole des Permanentmagneten 11 abgestoßen und durch dessen benachbarte Südpole angezogen, während die Polzähne 12e und 12e" 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 12c/, 12e, 12c/ 'und 12e" gehen weiter in die jeweiligen Stellungen, wie es in der Fig. 10(b) dargestellt ist, bevor der betrachtete Halbzyklus der Frequenz der Versorgungsspannung vorüber ist.After an alternating voltage has been applied to the excitation coil 9, 9 ', the two sub-motors are in the same magnetic state because of the phase equality of the coil currents. Therefore, the same considerations apply to the operation as they are based on FIG. 6 are explained. For example, if the pole teeth YId of the first rotor 12 and the Poizähne lld 'of the second rotor 12' are magnetized 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, the pole teeth Md and 12c / 'repelled by the adjacent north poles of the permanent magnet 11 and attracted by its adjacent south poles, while the pole teeth 12e and 12e "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' in run in one direction of arrow A. The pole teeth 12c /, 12e, 12c / 'and 12e ″ move further into the respective positions, as is shown in FIG. 10 (b), before the half cycle of the frequency of the supply voltage under consideration is over.

In dem folgenden Halbzyklus nehmen die Polzähne YId und 12c/' eine Südpolarität an, und die Polzähne 12e und 12^ nehmen eine Nordpolarität 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 YZd, YIe, 1.2d 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 YId and 12c / 'assume a south polarity, and the pole teeth 12e and 12 ^ assume a north polarity, as shown in FIG. 10 (c), and they continue to the position shown in FIG 10 (c) due to strong magnetic interactions between the opposing magnetic surfaces. In the same way, the pole teeth YZd, YIe, 1.2d and 12 ^ go into the positions according to FIG. 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 will run 12 '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 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, welche durch die Erregerspulen 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 SWin 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 SWiti eine Stellung gebracht ist, welche durch eine unterbrochene Linie angegeben istA 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 corresponding pole teeth are offset from one another by an electrical angle of 96 ° to 120 ° (in the present embodiment by a mechanical angle from 16 to 20 ° or a whole multiple thereof). The first excitation coil 9 and the second excitation coil 9 'are connected in parallel to one another as shown in FIG. 11 and connected to the AC voltage supply via a switching device SW , and a capacitor C is arranged between the excitation coils 9 and 9' 9 and 9 'are shown in Fig. 12, (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' when each 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 SWiti is put in a position indicated by a broken line

In dem Zeitpunkt (1-0) in der Fi 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 Sudpolarität an. Andererseits ist der Strom, welcher durch die zweite Erregerspule' 9' fließt, negativ, und ein Nordbzw, ein Südpol wird jeweils in den Polzähnen YId 'bzw. YZd des Rotors 12' hervorgerufen, wie es in der F i g. 13(a) dargestellt ist.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 flowing through the second excitation coil '9' is negative, and a north and a south pole is generated in the pole teeth YId 'and YZd of the rotor 12 'caused, as shown in FIG. 13 (a) is shown.

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 YZd' und 12^ 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 YIdund 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 YId '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 12ed of the first rotor 12 are respectively arranged above the north and south poles of the permanent magnet 11, and the pole teeth YZd 'and 12 ^ of the second rotor 12 are in the middle between adjacent north and south poles of the permanent magnet 11 arranged. Under these circumstances, a repulsive force is applied to the first rotor 12. However, this repulsive force does not have the effect of determining the direction of rotation because the pole teeth YId and 12e are in the middle between the poles of the permanent magnet 11. On the other hand, both a repulsive force and an attractive force are exerted on the second rotor 12 'because its pole teeth YId ' 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 YId' 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 Phasenstellung (H-O) der F i g. 12 der durch die zweite Erregerspule 12' fließende Strom positiv geworden ist, wobei die Polaritäten der Polzähne YId 'und YId 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 YZd' oder \2d einem Rückstoß ausgesetzt Zu dieser Zeit fließt jedoch noch ein maximaler Strom durch die erste Erregerspule 9, und die Polzähne YZd 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 YZd 'des zweiten Rotors 12' durch die Mitte der entsprechenden Pole des Permanentmagneten ii hindurchgehen, erfahren sie eine Rückstoßkraft, damit die Rotoranordnung im Zusammenwirken mit der Anziehungskraft auf die Polzähne YZd 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 YIdund 12edes ersten Rotors 12 oder YZd 'und YZd 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 YId ' 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 position (HO) of FIG. 12, the current flowing through the second excitation coil 12 'has become positive, the polarities of the pole teeth YId ' and YId of the second rotor 12 being reversed in south and north poles, respectively, as shown in FIG. 13 (b) second rotor 12 'is therefore exposed to a recoil between permanent magnet 11 and pole teeth YZd' or \ 2d . At this time, however, a maximum current still flows through first excitation coil 9, and pole teeth YZd and 12e of first rotor 12 are north - and a south polarity which is stronger than that of the second excitation coil 9. Accordingly, the rotation in the direction of the arrow B is continued 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 YZd 'of the second rotor 12' pass through the center of the corresponding poles of the permanent magnet ii, they experience a repulsive force to cause the rotors to order in interaction with the force of attraction on the pole teeth YZd and 12e gets a large torque 13 (c), (d) and (e) thus the rotor assembly continues its rotation in the direction of arrow B via any reversal in the polarities of the pole teeth YId and 12 of the first rotor 12 or YZd 'and YZd of the second rotor 12' on, which depends on the reversal in the polarities of the currents flowing through the first excitation coil 9 and the second excitation coil 9 '.

Wenn der Schalter SWm die durch eine unterbreche-If the switch SWm is triggered by an interrupt

ne 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 \2e des ersten Rotors 12 erzeugt werden und weiterhin jeweils Süd- und Nordpole in den Polzähnen 12c/' und \2e! des zweiten Rotors 12' erzeugt werden, wie es in •der F i g. 14(a) dargestellt ist.ne line is brought into position, the current of waveform (III) flows: through the second excitation coil 9 ', as already mentioned above. At the phase position (1-0) in FIG. 12, the current flowing through the first excitation coil 9 is reversed in such a way that it becomes positive, and the current flowing through the second excitation coil 9 'becomes negative, so that north and south poles in the pole teeth 12c / and \ 2e of the first rotor 12, respectively are generated and furthermore south and north poles in the pole teeth 12c / 'and \ 2e! of the second rotor 12 'are generated, 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 lt. Wenn die Polzähne 12i/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 jeweils 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, weiche 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.As 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 according to are then brought into positions in which they are offset with respect to the north poles and the south poles of the permanent magnet stator 11, a recoil is exerted therebetween, which acts in such a way that the rotation in the direction of arrow C is continued, in cooperation with the attraction mentioned above, 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-Elektromotors, 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 \2e unterteilt, und zwar auf gleichen Winkeiabständen, durch ähnlicne Schlitze 12a', wie es in den Fig. 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 \2d ist dieselbe wie diejenige der Polzähne 12c/ und 12e Obwohl die Polzähne 12ci \2e, 12c/ 'und \2d gemäß F i g. 16 und 17 auf gleichen Winkelabständen angeordnet sind, können einige davon entfallen. Wenn es erforderlich ist, kann entweder der Satz von Polzähnen 12c/ und 12e oder der Satz von Polzähnen \2d' und 12^ gewöhnliche Polzähne aufweisen, welche nicht gleichzeitig in entgegengesetzten Polaritäten magnetisiert sind.Another embodiment of a two-phase electric motor embodying the invention is illustrated in Figures 15-20, wherein only one rotor is used to form a two-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 Approach which extends in a direction parallel to the rotating shaft from the circumference of the circular section, as shown in FIG by means of a device with a high magnetic reluctance, for example by slots 12a, as was the case with the rotors of the exemplary embodiments described above, and the extension is also divided in the circumferential direction into a plurality of pole teeth 12c / 'and \ 2e , at the same angular intervals, through similar slits 12a ', as shown in FIGS. 16 and 17 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 at an electrical angle of 90 ° with respect to the corresponding pole teeth 12c / and 12e on the circular section of the rotor 12 offset The number of pole teeth 12c / 'and \ 2d is the same as that of the pole teeth 12c / and 12e. Although the pole teeth 12ci \ 2e, 12c /' and \ 2d according to FIG. 16 and 17 are arranged at the same angular intervals, some of them can be omitted. If necessary, either the set of pole teeth 12c / and 12e or the set of pole teeth \ 2d ' and 12 ^ may have ordinary pole teeth which are not simultaneously magnetized in opposite polarities.

Wie in Fig. 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 can be seen in FIG. 17, on the part of the rotor 12 which extends radially to the shaft 1 triangular or 4-shaped cutouts are formed, with these cutouts aligned on the axial Circumferential side of the rotor 12 diamond-shaped cutouts 12a 'are provided.

Ein Permanentmagnetstator 11, welcher beispielsweise aus Bariumferrit hergestellt ist, hat Flächen 11a undA permanent magnet stator 11, which for example is made of barium ferrite, has faces 11a and 11a

ίο 116 (Fig. 18b), die jeweils so magnetisiert sind, daß abwechselnd Nord- und Südpole auf gleichen Winkelabständen in Stellungen gebildet werden, welche den Polzähnen YId und 12e bzw. den Polzähnen 12c/' und 12C^ gegenüberstehen. Jeder Pol auf der magnetisierten Fläche 11a ist mit einem entsprechenden Pol auf der magnetisierten Fläche 116 in der radialen Richtung flüchtend 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 12^ auf dem Ansatz jeweils gegenüberstehen. Diese Erregerspulen 9 und 9' sind gemäß F i g. 19 und 20 in Abhängigkeit von den Fällen geschaltet, in welchen der Motor als Synchronmotor oder als reversibler Motor arbeitet. 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' 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' hervorgerufen werden. Andere Abschnitte dieses Motors sind in ähnlicher Weise wie bei den Motoren der obigen Ausführungsbeispiele aufgebautίο 116 (Fig. 18b), each magnetized so that alternating north and south poles are formed at equal angular intervals in positions which face the pole teeth YId and 12e or the pole teeth 12c / 'and 12C ^. 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 are similar to the excitation coils of the above embodiment, are arranged concentrically with the rotating shaft 1 at positions where they meet the pole teeth 12c / and 12e on the circular portion and the pole teeth 12c /' and 12 ^ face each other on the approach. These excitation coils 9 and 9 'are shown in FIG. 19 and 20 switched depending on the cases in which the motor works as a synchronous motor or as a reversible motor. Variable resistors can preferably be connected to the respective excitation coils 9 and 9 'in order to control the magnetic field which is generated by the excitation coils 9 and 9', so that the interactions between the pole teeth 12c /, 12e and the magnetizing surface 11a and between the pole teeth 12c / '12 ^ and the magnetizing surface 116 are matched to one another. A yoke 4 '(Fig. 15) made of a magnetically soft material is arranged between the two excitation coils 9 and 9' to form separate alternating magnetic circuits caused by the excitation of the excitation coils 9 and 9 '. The yoke 4 'also serves as a magnetic shield between the magnetic fields which are generated by the respective excitation coils 9 and 9'. Other portions of this engine are constructed in a manner similar to the engines of the above embodiments

In dem auf diese Weise aufgebauten Motor werden zwei abwechselnde Magnetkreise gebildet, nämlich ein 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 S, das Joch 4', den Ansatz des Rotors 12 und 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 12^ und die magnetische Wechselwirkung zwischen den Polzähnen 12c/, 12e, 12c/'und 12C^ des Rotors 12 sowie die magnetisierten Flächen 11a und 116 des Stators 11 sind jeweils ähnlich wie bei dem in der Fi g. 8 dargestellten Motor.In the motor constructed in this way, two alternating magnetic circuits are formed, namely one Circle, which through the housing 8, the intermediate yoke 4, the hub element 7, the central portion of the rotor 12, the yoke 4 'and the housing 8 is formed, and another circle which is formed by the housing 10 the Housing S, the yoke 4 ', the approach of the rotor 12 and the housing 8 is formed. How this works Motor in connection with the excitation of the excitation coils 9 and 9 ', the magnetization of the pole teeth 12c /, 12e; 12c / 'and 12 ^ and the magnetic interaction between the pole teeth 12c /, 12e, 12c / 'and 12C ^ of the rotor 12 and the magnetized surfaces 11a and 116 of the stator 11 are each similar to the one in FIG the Fi g. 8 shown engine.

Der Ansatz des Rotors 12 und demgemäß die Polzähne 12c/ 'und 12^ können in derselben Ebene wie 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 12c/' und 12^ gegenüberstehen,The approach of the rotor 12 and accordingly the pole teeth 12c / 'and 12 ^ can be in the same plane as the circular portion of the rotor 12 lie. In this case, the permanent stator 11 is in place magnetized, which respectively the pole teeth 12c / and 12e or face the pole teeth 12c / 'and 12 ^,

• und die ringförmigen Erregerspulen 9 und 9' sind• and the annular excitation coils 9 and 9 '

konzentrisch zu der Welle 1 an solchen Stellen angeordnet, welche jeweils den Polzähnen \2d und 12e sowie den Polzähnen YId ' und \2d gegenüberstehen, und zwar gegenüber von den magnetisierten Flächen 11a und lli> 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.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform derarranged concentrically to the shaft 1 at those points which respectively face the pole teeth \ 2d and 12e and the pole teeth YId ' and \ 2d , namely opposite the magnetized surfaces 11a and 11a 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 '.
According to the present embodiment of the

Erfindung kann der Motor dünner und leichter 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 entfällt.Invention, the motor can be made thinner and lighter than the motor which 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. Miniature electric motor with rotating disc-shaped force line distributor as rotor and a stationary stator winding arranged concentrically to it and a permanent magnet 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 which is made of magnetically conductive material 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 /, i2e) as by cutouts (12a; areas that are largely separated from one another and are only connected by narrow bridges {\ 2b, \ 2c) are formed in the one-piece rotor sheet.

2. Miniature electric motor according to claim 1, characterized in that the cutouts (12a; im are substantially L- or Zl-shaped.

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

4. Miniature 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 formed therein Areas is that each force line distributor is a permanent magnet (11, 11 ') opposite that several stator windings are provided, and that one or more yokes (4, 4 ') each in such a way are designed that a separate, alternating magnetic circuit with respect to the force line distributor is formed when the corresponding stator winding (9, 9 ') is excited.

5. Miniature electric motor according to claim 1 or 2, characterized in that the disc-shaped Rotor has an annular extension, which corresponds to the sector-shaped areas (12cy by similar excerpts (12a ^ is divided that the Permanent magnet (11) is designed so that it both the sections on the disc as also on the annular part of the rotor is opposite that a further yoke (4 ') is provided, which serves to interact with a separate alternating magnetic circuit to form the sections on the annular extension, and that furthermore an annular stator winding (9 ') is present on the opposite side of the permanent magnet annular approach is provided.