DE2540014B2

DE2540014B2 - Self-starting synchronous motor

Info

Publication number: DE2540014B2
Application number: DE19752540014
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Tokyo Kitai
Original assignee: Seiko Koki KK
Current assignee: Seiko Koki KK
Priority date: 1974-09-09
Filing date: 1975-09-09
Publication date: 1981-04-16
Also published as: FR2284211B1; DE2540014A1; FR2284211A1; DE2540014C3; GB1489129A

Description

Die Erfindung betrifft einen selbstanlaufenden Synchronmotor entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a self-starting synchronous motor according to the preamble of the patent claim 1.

Bei einem bekannten Synchronmotor dieser Art (DE-OS 23 59 070) ist einem der beiden Permanentmagnetläufer ein Eisenstück zugeordnet, um einen Selbstanlauf aus einer Ruhelage zu ermöglichen, in der die Verbindungslinien der Pole der beiden mit ihren Achsen senkrecht zu der Mittelachse der Erregerspule angeordneten Läufer einen spitzen Winkel mit der Mittelachse bilden. Dabei wird als nachteilig angesehen, daß das lüscnstück sowohl beim Anlaufen als auch bei der Rotation der Läufer bremsend wirkt.In a known synchronous motor of this type (DE-OS 23 59 070) is one of the two permanent magnet rotors an iron piece assigned to enable a self-start from a rest position in which the connecting lines of the poles of the two with their axes perpendicular to the central axis of the excitation coil arranged rotor form an acute angle with the central axis. It is considered disadvantageous that the lüscnstück both when starting and when the rotation of the rotor acts as a brake.

Ls ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen selbstanlaufenden Synchronmotor tier eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß bei möglichst hohem Wirkungsgrad des Motors ein leichterer Selbstanlauf ermöglicht wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im kennzeichnenden Teil > des Patentanspruchs 1 angegebene Merkmal gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Ls is therefore the object of the invention, a self-starting synchronous motor tier mentioned at the beginning Kind to improve in such a way that with the highest possible efficiency of the engine a lighter one Self-start is enabled. According to the invention, this object is achieved by the characterizing part > of claim 1 specified feature solved. Advantageous developments of the invention are the subject of the subclaims.

Bei einem derartigen Synchronmotor gelangt deshalbIn such a synchronous motor, therefore

bei fehlender Erregung der Erregerspule der antreiben-in the absence of excitation of the excitation coil of the driving

üi de erste Permanentmagnetläufer in eine Lage, aus der er bei Erregung der Erregerspule ohne weiteres von selbst anläuft. Ein derartiger Synchronmotor ermöglicht eine kompakte Konstruktion und ist deshalb vorteilhaft in elektrischen Instrumenten und Geräten wie Uhren oder Amperemetern anwendbar.üi de first permanent magnet rotor in a position from which he starts automatically when the excitation coil is excited. Such a synchronous motor enables one compact construction and is therefore advantageous in electrical instruments and devices such as clocks or Ammeter applicable.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert 'verden. Es zeigtThe invention is to be explained in more detail, for example, with the aid of the drawing. It shows

F i g. I eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung;F i g. I a plan view of a first embodiment according to the invention;

F i g. 2 und F i g. 2a zur Erläuterung der Arbeitsweise dienende schematische Darstellungen des Ausführungsbeispielsin Fig. 1;F i g. 2 and F i g. 2a for explaining the mode of operation, schematic representations of the exemplary embodiment in FIG Fig. 1;

F i g. 3 und 4 eine Draufsicht bzw. Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung;
>5 F ι g. 5 zur Erläuterung der Arbeitsweise des zweiten Ausführungsbeispiels in F i g. 3 und 4 dienende schematische Darstellungen;F i g. 3 and 4 are top and side views, respectively, of a second embodiment according to the invention;
> 5 fig. 5 to explain the mode of operation of the second exemplary embodiment in FIG. 3 and 4 serving schematic representations;

F i g. 6 und 7 ein drittes Ausführungsbeispiel;F i g. 6 and 7 a third embodiment;

F i g. 8 und 9 ein viertes Ausführungsbeispiel;
κι Fig. 10 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in F i g. 9;F i g. 8 and 9 a fourth embodiment;
κι Fig. 10 is a sectional view along the line AA in F i g. 9;

F i g. 11 ein fünftes Ausführungsbeispiel;F i g. 11 shows a fifth embodiment;

Fig. 12 eine Schnittansicht entlam der Linie 11-11 in F i g. 11;Figure 12 is a sectional view taken along line 11-11 in F i g. 11;

!5 Fig. 13 zur Erläuterung der Arbeitsweise dienende schematische Darstellungen des Ausführungsbeispiels in F i g,. 11;! 5 Fig. 13 serves to explain the mode of operation schematic representations of the exemplary embodiment in FIG. 11;

Fig. 14 einen Längsschnitt durch ein weiteies Ausführungsbeispicl;
Fig. 15—17 ein weiteres Ausführungsbeispiel;14 shows a longitudinal section through a further exemplary embodiment;
FIGS. 15-17 show a further embodiment;

Fig. 18 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Leerlauf-Läufer; und18 shows an embodiment of the invention with an idle rotor; and

Fig. i9 e ne Ansicht eines Läufers entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung.
Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt einen Synchronkleinmotor, bei dem auf einer Basisplatte 1 der Träger 3 einer kernfreien Erregerspule 2 befestigt ist. Neben der Erregerspule 2 ist ein antreibender scheibenförmiger Permanentmagne'läufer ^r>o 4 an einer Welle 5 drehbar gelagert, die senkrecht von der Basisplatte hochragl. Schräg neben dem Läufer 4 ist ein zweiter Permanentmagnetläufer 6 an einer Welle 7 drehbar gelagert, die parallel zu der Welle 5 auf der Basisplatte angeordnet ist, so daß die beiden Läufer 5'. einen kleinen Abstand voneinander aufweisen.FIG. 19 shows a view of a runner according to further exemplary embodiments of the invention.
The exemplary embodiment shown in FIG. 1 shows a small synchronous motor in which the carrier 3 of a core-free excitation coil 2 is fastened on a base plate 1. In addition to the excitation coil 2, a driving disk-shaped Permanentmagne'läufer ^r> o 4 is rotatably mounted on a shaft 5 which hochragl perpendicularly from the base plate. Diagonally next to the rotor 4, a second permanent magnet rotor 6 is rotatably mounted on a shaft 7 which is arranged parallel to the shaft 5 on the base plate, so that the two rotors 5 '. have a small distance from each other.

Der Läufer 4 besitzt zwei Pole NS an diametral gegenüberliegenden Stellen der Scheibe und das Drehzentnim liegt in dem Magnetfeld der Erregerspule 2 in einer zentralen Richtung C gemäß Fig. 2. Der W) andere Läufer 6 besitzt ebenfalls /.wei Magnetpole NS in diametraler Richtung der Scheibe und sein Drehzentriim ist mit einem Winkel θ zu der Mittelachse Cdes Magnetfelds der Errcgerspule 2 angeordnet. Der Winkel θ ki.nn beispielsweise 30", 45° oder 50" h^r> betragen und beträgt bei diesem Ausfiihrungsheispiel 45".The rotor 4 has two poles NS at diametrically opposite points on the disk and the center of rotation lies in the magnetic field of the excitation coil 2 in a central direction C according to FIG. 2. The W) other rotor 6 also has /.wei magnetic poles NS in the diametrical direction The disc and its center of rotation is arranged at an angle θ to the central axis C of the magnetic field of the excitation coil 2. The angle θ ki.nn for example, 30 ", 45 ° or 50" h ^r> amount and is in this Ausfiihrungsheispiel 45 ".

im folgenden soll die Arbeitsweise dieses Synchronklcinstmotors näher erläutert werden. F i g. 2 zeigt denThe following is the mode of operation of this synchronous motor are explained in more detail. F i g. 2 shows the

Fall, bei dem die Erregerspule 2 nicht von einem Strom durchflossen wird. Der Nordpol des Läufers 4 und der Südpol des Läufer', 6 (oder umgekehrt) ziehen sich in der benachbarten Lage an, so daß die betreffenden Pole der beiden Läufer entsprechend einer Geraden zum Stillstand gelangen, wobei die Pole des Läufers 4 um einen Winkel ö zu der Mittelachse C des Magnetfelds der Erregerspule 2 versetzt sind.Case in which the excitation coil 2 does not have a current flowing through it. The North Pole of Runner 4 and the South pole of the runner ', 6 (or vice versa) attract each other in the neighboring layer, so that the poles concerned of the two runners come to a standstill according to a straight line, the poles of the runner 4 to an angle δ to the central axis C of the magnetic field of the excitation coil 2 are offset.

Wenn ein Wechselstrom durch die Erregersnule 2 fließt und ein Magnetfeld auftritt, durch das der Südpol des Läufers 4 in F i g. 2 abgestoßen wird, erfährt der um den Winkel Θ versetzte Läufer 4 ein Drehmoment im Gegenuhrzeigersinn, so daß er die in F i g. 2a dargestellte Lage gelangt, wobei der Nordpol angezogen und ein Drehmoment erneut im Gegenuhrzeigersinn ausgeübt wird, wonach beim Abstoßen des Nordpols durch das Magnetfeld in entsprechender We'se wieder ein Drehmoment im Gegenuhrzeigersinn ausgeübt wird. Deshalb dreht sich der Läufer 4 kontinuierlich im Gegenuhrzeigersinn aufgrund der Austoßung und Anziehung durch das magnetische Wechselfeld, während sich der zweite Läufer 6 kontinuierlich im Uhrzeigersinn wegen der Wechselwirkung mit dem Läufer 4 dreht.When an alternating current flows through the excitation coil 2 and a magnetic field occurs through which the south pole of the rotor 4 in FIG. 2 is repelled, the rotor 4 offset by the angle Θ experiences a torque im Counterclockwise so that it corresponds to the position shown in FIG. 2a reaches the position shown, with the North Pole attracted and a Torque is again applied counterclockwise, after which when the North Pole is repelled by the Magnetic field in a corresponding way a counterclockwise torque is exerted. Therefore, the rotor 4 continuously rotates counterclockwise due to the ejection and Attraction by the alternating magnetic field, while the second rotor 6 is continuously in the Rotates clockwise because of the interaction with the rotor 4.

Auf den Läufer 4 wird aufgrund der Anziehung durch den zweiten Läufer 6 eine Bremskraft ausgeübt, wenn der Läufer 4 aus der Lage in Fig. 2 in die Lage in F i g. 2a gelangt, welche Wirkung sich je loch von derjenigen eines ortsfesten Magnetpols eines Eisenstücks bei bekannten Motoren unterscheidet, weil der zweite Läufer 6 ebenfalls wie der erste Läufer 4 rotiert, wodurch die Bremswirkung auf den ersten Läufer 4 beträchtlich verringert wird. Ferner wird auf den Läufer 4 ein starkes Drehmoment ausgeübt, weil während dessen Drehung aus der Lage in Fig. 2a im Gegenuhrzeigersinn der Südpol des Läufers 4 und der Nordpol des zweiten Läufers 6 sich gegenseitig anziehen, wobei ein Drehmoment in die Lage mit kürzestem Abstand ausgeübt wird, weshalb auf den ersten Läufer 4 gleichzeitig ein Drehmoment durch das Magnetfeld der Erregerspule 2 und ein Drehmoment durch den zweiten Läufer 6 ausgeübt wird.A braking force is exerted on the rotor 4 due to the attraction by the second rotor 6 when the rotor 4 from the position in FIG. 2 to the position in FIG. 2a arrives, which effect is per hole of that of a stationary magnetic pole of a piece of iron in known motors differs because of the second rotor 6 also rotates like first rotor 4, whereby the braking effect on first rotor 4 is reduced considerably. Furthermore, a strong torque is exerted on the rotor 4 because during its rotation from the position in Fig. 2a in the counterclockwise direction the south pole of the rotor 4 and the north pole of the second rotor 6 attract each other, with a torque is exerted in the position with the shortest distance, which is why the first rotor 4 at the same time a torque through the magnetic field of the excitation coil 2 and a torque through the second Runner 6 is exercised.

Auf der Unterseite des zweiten Läufers 6 ist in F i g. 1 ein Ritzel 8 angeordnet, von dem die Ausgangsleistung abgegeben werden kann. In gewissen Fällen kann die Ausgangsleistung auch von einem Ritzel an dem Läufer 4 abgegeben werden.On the underside of the second runner 6 is shown in FIG. 1 a pinion 8 is arranged from which the output power can be delivered. In certain cases the output power can also come from a pinion on the rotor 4 can be submitted.

Bei dem in F i g. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind gegenüber Fig. 1 um 100 vergrößerte Bezugszeichen vorgesehen. Die Mittelachse der Er-•egcrspulc 102 verläuft parallel /u der Basisplatte 101 und die Welle 105 des antreibenden Läufers 104 senkrecht zu der Basisplatte. In der dargestellten relativen Schräglage ist der zweite Läufer 106 mit einer Welle 108 in einem Lager 107 gelagert, das an der Basisplalte befestigt ist. Der Läufer 104 hat zwei Magnetpole NS, die an diametral gegenüberliegenden Stellen der Scheibe ausgebildet sind. Die Verbindungslinie der beiden Pole des Läufers 104 bildet einen spitzen Winkel Θ mit der Mittelachse Cder Erregerspule 102 (I-ig. 5).In the case of the FIG. 3 and 4 are provided with reference numerals enlarged by 100 compared to FIG. The central axis of the energizing coil 102 runs parallel to the base plate 101 and the shaft 105 of the driving rotor 104 is perpendicular to the base plate. In the relative inclined position shown, the second rotor 106 is supported by a shaft 108 in a bearing 107 which is fastened to the base plate. The rotor 104 has two magnetic poles NS, which are formed at diametrically opposite points on the disk. The connecting line of the two poles of the rotor 104 forms an acute angle Θ with the central axis C of the excitation coil 102 (Fig. 5).

Der zweite Läufer 106 besitzt ebenfalls zwei cJiametf'il gegenüberliegende Pole. Aus F i g. 5 ist crsichlPVlLdal! der /weite Läufer 106 mit seiner Welle 108 111''.Ci dem Winkel (■) zu der Mittelachse C iingcor-'niM ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel beträgt dieser Vinkcl 45". Der Schnitt winkel Λ der Verbindungsli'iien der Pole der beiden Läufer (F i g· >^;1) betrügt dabei 90°. An der Welle 108 des zweiten Läufers 106 ist ein Ritzel 109 angeordnet (Fig.4), welches ein Drehmoment auf ein daran angreifendes Zahnrad überträgt.The second rotor 106 also has two poles opposite one another. From Fig. 5 is crsichlPVlLdal! the / wide rotor 106 with its shaft 108 111 ". Ci is the angle (■) to the central axis C iingcor-'niM. In this embodiment, this angle is 45 ". The intersection angle Λ of the connecting lines of the poles of the two rotors ^{(Fig. 1} ) is 90 °. A pinion 109 is arranged on the shaft 108 of the second rotor 106 (Fig .4), which transmits a torque to a gear engaging it.

Im folgenden soll die Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Wie in Fig. 5 dargestellt ist, ziehen sich der Nordpol und der Südpol der beiden Läufer 104,106 in Richtung auf die Lage mit kürzestem Absland an, wenn die Erregerspule 102 nichtThe following describes the operation of this embodiment are explained in more detail. As shown in Fig. 5, the North Pole and the South Pole are drawn of the two runners 104, 106 in the direction of the position with the shortest distance when the excitation coil 102 is not

to erregt wird, so daß der Nordpol und der Südpol des Läufers 104 um den Winkel θ gegenüber der Mittelachse C der Erregerspule versetzt sind. Wenn dann ein Wechselstrom durch die Spule 102 geleitet wird, wird ein Drehmoment im Uhrzeigersinn auf dento is excited so that the north pole and the south pole of the rotor 104 are offset by the angle θ with respect to the central axis C of the excitation coil. Then, when an alternating current is passed through the coil 102, a clockwise torque is applied to the

ι¹; Läufer 104 ausgeübt, so daß dieser im Uhrzeigersinn in die Lage entsprechend F i g. 5b gedreht wird, wenn das erzeugte Magnetfeld den Südpol des Läufers 104 in F i g. 5 abstößt. Danach wird dessen Nordpol angezogen und auf den Läufer wird ein Drehmoment im Uhrzeigersinn ausgeübt, während bei einjr Änderung des Magnetfelds, bei der eine Abstoßung des Nordpols erfolgt, auf den Läufer wieder in der beschriebenen Weise ein Drehmoment im Uhrzeigersinn ausgeübt wird. Deshalb rotiert der Läufer 104 aufgrund der Abstoßung und Anziehung durch das magnetische Wechselfeld, und auch der zweite Läufer rotiert kontinuierlich aufgrund der magnetischen Anziehung durch den ersten Läuler.ι ¹ ; Runner 104 exercised so that this clockwise in the position corresponding to F i g. 5b is rotated when the generated magnetic field hits the south pole of the rotor 104 in FIG. 5 repels. Then its north pole is attracted and a clockwise torque is exerted on the rotor, while a clockwise torque is exerted on the rotor again in the manner described when the magnetic field changes, in which the north pole is repelled. Therefore, the rotor 104 rotates due to the repulsion and attraction by the alternating magnetic field, and the second rotor also rotates continuously due to the magnetic attraction by the first bawler.

Da die Oberflächen des ersten Läufers 104 und desSince the surfaces of the first runner 104 and the

)o zweiten Läufers 106 unter einem Winkel von 90" bei diesem Ausführungsbeispiel angeordnet sind (Fig. 5a), wird der Bereich der gegenseitigen Anziehung zwischen dem Magnetpol Λ/des Läufers 104 und dem Magnetpol S des Läufers 106 während der Drehung des eisten) o second rotor 106 at an angle of 90 " This embodiment are arranged (Fig. 5a), the area of mutual attraction between the magnetic pole Λ / of the rotor 104 and the magnetic pole S of the rotor 106 during the rotation of the last

J5 Läufers 104 aus der Lage von Fig. 5 in diejenige von F i g. 5b verhältnismäßig groß, so daß durch den Läufer 104 auf den zweiten Läufer 106 ein Drehmoment in einem großen Bereich ausgeübt wird, damit dieser Läufer zwangsläufig rotiert, während die BremswirkungJ5 rotor 104 from the position of FIG. 5 into that of F i g. 5b relatively large, so that a torque in a large area is exerted so that this rotor inevitably rotates while the braking action

■.!) durch Anziehungskräfte zwischen dem zweiten Läufer 106 auf den antreibenden Läufer 104 wesentlich verringert wird.■.!) Due to the forces of attraction between the second runner 106 on the driving rotor 104 is significantly reduced.

Wenn der Läufer (04 aus der Lage in Fig. 5b im Uhrzeigersinn gedreht wird, wird wegen der relativenIf the rotor (04 is rotated from the position in Fig. 5b clockwise, because of the relative

4ϊ Anordnung der Läufer der Magnetpol 5des Läufers 104 und der Magnetpol N des Läufers 106 aus dem entfernteren Abstand durch gegenseitige Monicntausübung auf den kürzesten Abstand gebracht, so daß der Läufer 104 zuverlässig rotiert und auch durch ein4ϊ Arrangement of the rotor, the magnetic pole 5 of the rotor 104 and the magnetic pole N of the rotor 106 brought from the more distant distance by mutual monitoring to the shortest distance, so that the rotor 104 rotates reliably and also through a

5i) Drehmoment im Uhrzeigersinn in einem großen Bereich von dem zweiten Läufer 106 aufgrund der Anziehung durch diesen Läufer in einem größeren Abstand angetrieben wird.5i) clockwise torque in a large Area from the second runner 106 due to the attraction of this runner in a larger area Distance is driven.

Bei dem in den F i g. 6 und 7 dargestellen Ausfüh-In the case of the FIG. 6 and 7 illustrated execution

5t rungsbeispiel eines Synchronmotors ist ein Permanentmagnetläufer im Innenraum einer Erregerspule angeordnet. Der Läufer 214 ist in einem an der Basisplatte 211 befestigten Bügel 219 angeordnet und dessen Welle 215 ist an den gegenüberliegenden Armen des BügelsThe example of a synchronous motor is a permanent magnet rotor arranged in the interior of an excitation coil. The runner 214 is in one on the base plate 211 fixed bracket 219 arranged and its shaft 215 is on the opposite arms of the bracket

M) 219 gelagert, welcher innerhalb des Innenraums 220 des Trägers 213 der Erregerspule 212 angeordnet ist. Ein Permanentmagnet· Hilfsläufer 216 ist an seiner Welle 217 relativ zu dem Läufer 214 wie in F i g. 1 gelagert. An de" Welle 217 ist ein Ritzel 218 angeordnet.M) 219 stored, which within the interior 220 of the Carrier 213 of the excitation coil 212 is arranged. A permanent magnet · auxiliary rotor 216 is on its shaft 217 relative to the rotor 214 as in FIG. 1 stored. A pinion 218 is arranged on the shaft 217.

oi Bei diesem Ausführungsbeispie! Jessen Arbeitsweise derjenigen des Synchronmotor* in P i g. 1 entspricht, wird beim Fließen eines Wechselstrom;, ein starkes Drehmoment mit sehr hohem Wirkungsgrad auf denoi In this example! Jessen way of working that of the synchronous motor * in P i g. 1 corresponds to When an alternating current flows ;, a strong torque with very high efficiency is applied to the

Läufer 214 durch das von der Spule 212 erzeugte magnetische Wcchsclfeld ausgeübt.Rotor 214 by the generated by the coil 212 magnetic contact field exerted.

Bei dem in F i g. 8 dargestellten Nusfülirungsbeispiel ist ein Läufer 314 in dem Innen rau ι π 312' einer Spule 312 angeordnet. An einem Bügel 320. der an einer Basisplatte 311 befestigt ist. ist die Welle 315 des Läufers 314 gelagert. Für die Welle 317 ist ein Lager 318 vorgesehen und an der Welle 317 ist ein Ritzel 319 befestigt.In the case of the FIG. 8 Nusfülirungsbeispiel shown is a rotor 314 in the inside rough ι π 312 'of a coil 312 arranged. On a bracket 320 which is fastened to a base plate 311. is the shaft 315 of the rotor 314 stored. A bearing 318 is provided for the shaft 317 and a pinion 319 is provided on the shaft 317 attached.

Bei dem Ausführungsbeispiel in F i g. 9 und 10 ist die Welle 428 eines liilfsläufers 426 in einer Richtung angeordnet, die sich nicht mit der Richtung des ersten Läufers 424 schneidet, der in dem Innenraum 422' der Spule 422 angeordnet ist. Die andere Welle 428 ist an der Bnsisnlalte 421 gelagert. Dip iihrigen Teile sind wie die entsprechenden Teile in F i g. 8 ausgebildet. Bei diesel, Ausführungsbeispielen können die beiden Läufer auch mehr als zwei Magnetpole aufweisen.In the embodiment in FIG. 9 and 10 is the Shaft 428 of an auxiliary rotor 426 arranged in a direction that does not differ with the direction of the first Runner 424 intersects, which in the interior 422 'of Coil 422 is arranged. The other shaft 428 is mounted on the bracket 421. Dip related parts are like the corresponding parts in FIG. 8 trained. In the case of diesel, exemplary embodiments can use the two runners also have more than two magnetic poles.

Bei Anwendung der Erfindung auf ein Amperemeter wird dessen Zeiger entweder an der Welle des ersten oder des zweiten Läufers angeordnet, so daß ^ine Bewegung über eine geeignet ausgebildete Skala möglich ist. Wenn der Läufer sich um einen Winkel dreht, welcher der Stromstärke durch die Spule entspricht, wird die Stromstärke durch den Zeiger angezeigt. Wenn der Strom unterbrochen wird, gelangt der Zeiger automalisch in die Ausgangslage, die durch die gegenseitige Anziehung der Magnetpole der beiden Läufer bestimmt ist.When applying the invention to an ammeter, its pointer is either on the shaft of the first or the second runner arranged so that ^ ine Movement over a suitably designed scale is possible. When the runner turns an angle rotates, which corresponds to the current through the coil, the current through the pointer displayed. If the current is interrupted, the pointer automatically returns to the starting position, which is through the mutual attraction of the magnetic poles of the two rotors is determined.

Bei dem Ausführungsbeispiel in F i g. 11 und 12 ist auf einer Basisplatte 501 mit ihrem Träger 503 eine erste Erregerspule 502 angeordnet. Die Mittelachse der Spuleneinheit 504 verläuft parallel zu der Basisplatte. Gegenüber dieser Spule ist ein erster Läufer 505 an einer Welle 506 angeordnet, die in einer senkrechten Lage auf der Basisplatte drehbar gelagert ist. Eine /w cite Erregerspule 509 ist mit ihrem Träger 508 an der Basisplalte derart angeordnet, daß ihie Mittelachse parallel /u der Basisplattc und rechtwinklig zu der Mittelachse der ersten Spule verläuft. Ein scheibenför- !V:!i.'or /weiter Läufer 510. dessen Welle 511 senkrecht /u der Basisplattc an dieser drehbar gelagert ist. ist in derselben Ebene wie der erste Läufer 505 angeordnet.In the embodiment in FIG. 11 and 12, a first excitation coil 502 is arranged on a base plate 501 with its carrier 503. The central axis of the coil unit 504 is parallel to the base plate. Opposite this coil, a first rotor 505 is arranged on a shaft 506 which is rotatably supported in a vertical position on the base plate. A / w cite excitation coil 509 is arranged with its carrier 508 at the Basisplalte such that ihie central axis / u of Basisplattc parallel and perpendicular to the central axis of the first coil. A disk-shaped runner 510, the shaft 511 of which is perpendicular to the base plate and rotatably mounted on it. is arranged in the same plane as the first runner 505.

An dem ersten Läufer 505 sind zwei Magnetpole NS diametral gegenüberliegend angeordnet, und sein Drehzentrum liegt in der Mittelachse Ci des Magnetfelds der Spule 504. wie aus F i g. 13 ersichtlich ist. Auch der zweite Läufer 510 hat zwei Magnetpole NS. und sein Dreh/entrum liegt auf der Mittelachse C₂ des Magnetfelds der zweiten F.rregerspule. Wie aus Fig. 13 ersichtlich ist. beträgt der Winkel zu der betreffenden Mittelachse H\ bzw. f)₂. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel können diese Winkel 30°, 45° oder 50° beiragen. Das Abtriebsritzel 512 kann an der Welle 511 des zweiten Läufers angeordnet sein. Two magnetic poles NS are arranged diametrically opposite one another on the first rotor 505, and its center of rotation lies in the central axis Ci of the magnetic field of the coil 504. As shown in FIG. 13 can be seen. The second rotor 510 also has two magnetic poles NS. and its center of rotation lies on the central axis C _{2 of} the magnetic field of the second exciter coil. As can be seen from FIG. 13. is the angle to the relevant central axis H \ or f) ₂ . In this embodiment, too, these angles can be 30 °, 45 ° or 50 °. The output pinion 512 can be arranged on the shaft 511 of the second rotor.

Im folgenden soll die Wirkungsweise dieses Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Wenn kein Strom durch die beiden Spulen 504 und 509 fließt, ziehen sich der Nordpol des ersten Läufers 505 und der Südpol des zweiten Läufers 510 an, wie in I- i g. 13 dargestellt ist. so daß sich ein Stillstand der Läufer ergibt, wobei deren Nordpol bzw. Südpol in kürzestem Abstand auf einer Geraden liegen, wobei mit der Mittelachse C₂ ein Winkel θι und mit der Mittelachse Ci ein Winkel β₂ gebildet wird. Wenn dann ein Wechselstrom durch die beiden Spulen fließt, wird der Südpol des ersten Läufers 505 durch das Magnetfeld der ersten Spule 504 abgestoßen und der Nordpol des zweiten Läufers 510 wird durch das Magnetfeld der zweiten Spule 504 abgestoßen, wie aus I" i g. 13 ersichtlich ist. Der um den Winkel (-)> versetzte erste Läufer 505 und der um den Winkel 091 versetzte zweite Läufer 510 werden im Gegenuhrzeigersinn bzw. im Uhrzeigersinn beim Selbstanlaufen in die in Fig. 13a dargestellte Lage angetrieben. Da abwechselnd Drehmomente im Gegenuhrzeigersinii bzw. im Uhrzeigersinn ausgeübt werden, rotieren die beiden Läufer 505, 510 in entgegengesetzten Richtungen aufgrund der Abstoßung und Anziehung durch die magnetischen Wechsclfclder der beiden Spulen.The mode of operation of this exemplary embodiment will be explained in more detail below. When no current flows through the two coils 504 and 509, the north pole of the first rotor 505 and the south pole of the second rotor 510 attract each other, as in FIG. 13 is shown. so that the runners come to a standstill, their north pole and south pole being at the shortest distance on a straight line, _{an angle θι being formed with the central axis C 2} _{and an angle β 2 being} formed with the central axis Ci. Then, when an alternating current flows through the two coils, the south pole of the first rotor 505 is repelled by the magnetic field of the first coil 504 and the north pole of the second rotor 510 is repelled by the magnetic field of the second coil 504, as shown in I "i g. 13 The first runner 505 offset by the angle (-)> and the second runner 510 offset by the angle 091 are driven counterclockwise or clockwise when starting automatically into the position shown in FIG are exerted clockwise, the two rotors 505, 510 rotate in opposite directions due to the repulsion and attraction of the alternating magnetic fields of the two coils.

Bei der Drehung aus der Lage von F ig. 13 in die Lage in Fig. 13a üben die beiden Läufer aufeinander ein Drehmoment in entgegcngeseiztcr Richtung durch die Anziehung zwischen dem Nordpol des ersten Läufers 505 und dem Südpol des zweiten Läufers 510 aus. Danach üben die beiden Läufer aufeinander ein Drehmoment in entgegengesetzter Richtung durch die Anziehung zwischen dem Südpol des ersten Läufers 505 und dem Nordpol des zweiten Läufers 510 aus. Deshalb rotieren die beiden Läufer entsprechend der Erzeugung der magnetischen Wechselfeldcr durch die beiden Spulen.When rotating from the position of Fig. 13 in the position in Fig. 13a the two runners practice one another Torque in the opposite direction through the Attraction between the north pole of the first runner 505 and the south pole of the second runner 510. Then the two runners exercise a torque on each other in opposite directions through the Attraction between the south pole of the first runner 505 and the north pole of the second runner 510. That's why the two rotors rotate according to the generation of the alternating magnetic fields by the two Wash.

Bei dem in Fig. 14 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Läufer 525, 530 in dem Innenraum 524, 529 der beiden Spulen 524, 529 angeordnet. An der Basisplatte 521 sind in diesen Innenräumen angeordnete Bügel 533, 534 befestigt, an denen die Wellen 526, 531 der beiden Läufer gelagert sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein hoher Wirkungsgrad wegen der Anordnung der Läufer in den Spulen gewährleistet. Die anderen Teile sind wie die entsprechenden Teile in Fig. 11 ausgebildet und angeordnet. Bei dem in den Fig. 15—17 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der erste Läufer 545 unter dem Winkel θι gegenüber der Mittelachse C: der zweiten Spule 549 angeordnet und der zweite Läufer 550 unter einem Winkel θ₂ gegenüber der Mittelachse Ci der ersten Spule 544. Wie aus F i g. 17 ersichtlich isl. schneiden sich die Oberflächen des ersten Läufers 545 und des zweiten Läufers 550 unter einem Winkel von Λ. der in der Figur 90° beträgt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Anziehungsbereich zwischen den Magnetpolen der beiden Läufer wegen der relativen Anordnung weiter vergrößert. Die übrigen Teile sind wie die entsprechenden Teile in Fig. 14 ausgebildet.In the exemplary embodiment shown in FIG. 14, the two rotors 525, 530 are arranged in the interior 524, 529 of the two coils 524, 529. Brackets 533, 534, which are arranged in these interior spaces and on which the shafts 526, 531 of the two rotors are mounted, are fastened to the base plate 521. In this embodiment, a high degree of efficiency is ensured because of the arrangement of the rotors in the coils. The other parts are formed and arranged like the corresponding parts in FIG. _{In the embodiment shown in FIGS. 15-17, the first rotor 545 is arranged at an angle θ 1} with respect to the central axis C: of the second coil 549 and the second rotor 550 is arranged at an angle θ 2 with respect to the central axis Ci of the first coil 544. How from Fig. 17 can be seen isl. the surfaces of the first runner 545 and the second runner 550 intersect at an angle of Λ. which is 90 ° in the figure. In this exemplary embodiment, the area of attraction between the magnetic poles of the two rotors is further enlarged because of the relative arrangement. The other parts are designed like the corresponding parts in FIG.

Fig. 18 betrifft einen Synchronkleinstmotor, bei dem zwischen einem ersten Läufer 565 und einem zweiten Läufer 570 ein Lccrlaufläufer 575 angeordnet ist. Die Läufer weisen jeweils zwei diametral gegenüberliegende Magnetpole auf. Der mittlere Läufer 575 ist unter einem Winkel θι zu der Mittelachse Ci einer ersten Spule 564 sowie um einen Winkel θ₂ zu der Mittelachse C₂ einer zweiten Spule 569 versetzt, so daß sich die in Fig. 18 dargestellte Relativlage ergibt. An der Welle des Lcerlaufiäufers ist ein Antriebsritzel 576 angeordnet. Der Leerlaufläufer 575 kann auch derart angeordnet werden, daß der erste Läufer 565 und der zweite Läufer570 in einer Fig. 15 und Fig. 16 entsprechenden Relativlage angeordnet sind.18 relates to a synchronous miniature motor in which a rotor 575 is arranged between a first rotor 565 and a second rotor 570. The rotors each have two diametrically opposed magnetic poles. The middle rotor 575 is offset at an angle θι to the central axis Ci of a first coil 564 and by an angle θ ₂ to the central axis C _{2 of} a second coil 569, so that the relative position shown in FIG. 18 results. A drive pinion 576 is arranged on the shaft of the Lcerlaufiäufer. The idle rotor 575 can also be arranged in such a way that the first rotor 565 and the second rotor 570 are arranged in a relative position corresponding to FIGS. 15 and 16.

Obwohl bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen an den jeweiligen Läufern jeweils nur ein Nordpol und nur ein Südpol vorgesehen ist. kann es in gewissen Fällen zweckmäßig sein, an den Läufern mehr als zwei Magnetpole vorzusehen, beispielsweise sechs Magnetpole, wie bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 19 dargestellt ist.Although in the exemplary embodiments described there is only one north pole on each of the rotors and only one south pole is provided. In certain cases it can be useful to have more than two runners Provide magnetic poles, for example six magnetic poles, as shown in the embodiment in FIG.

Da gemäß der Erfindung ein zweiter mit Magnetpolen versehener Läufer zum Versetzen der Anlauflage des ersten Läufers vorgesehen wird, ist es im Gegensatz zu der bekannten Verwendung eines Eisenstücks möglich, die Bremswirkung der magnetischen Verstelleinrichtung auf den angetriebenen Läufer bei Synchronkleinstmotoren zu verringern. Ferner kann die magnetische Anziehung zwischen dem angetriebenen Läufer und dem Hilfsläufer ein Drehmoment auf die angetriebenen Läufer ausüben, wodurch die Drehkraft auf den angetriebenen Läufer erhöht wird, so daß derartige Synchronkleinstmotoren einen besonders großen Wirkungsgrad besitzen.Since, according to the invention, a second rotor provided with magnetic poles for moving the start-up position of the first runner is provided, it is in contrast to the known use of a piece of iron possible, the braking effect of the magnetic adjustment device on the driven rotor in synchronous micro motors to reduce. Furthermore, the magnetic attraction between the driven rotor and the auxiliary rotor can apply a torque to the exercise driven rotor, whereby the rotational force on the driven rotor is increased, so that Such small synchronous motors have a particularly high degree of efficiency.

Da der Hilfsläufer ebenfalls rotiert, kann die Ausgangsleistung nicht nur von dem angetriebenen Läufer abgegeben werden, sondern auch durch den Hilfsläufer, weshalb beispielsweise bei dem Einbau derartiger Motoren in Instrumente und Geräte wie Uhren auch der Vorteil erzielt werden kann, daß in konstruktiver Hinsicht mehr Möglichkeiten bestehen.Since the auxiliary rotor also rotates, the output power can not only come from the driven one Runner are delivered, but also through the auxiliary runner, which is why, for example, during installation Such motors in instruments and devices such as clocks also have the advantage that in from a constructive point of view there are more possibilities.

Ferner kann der Anziehungsbereich zwischen den beiden Läufern durch entsprechende relative Anordnung der Oberflächen der beiden Läufer noch vergrößert werden, so daß ein Drehmoment von dem ersten Läufer auf den zweiten Läufer ausgeübt werden kann, durch das der zweite Läufer zuverlässig angetrieben wird, weshalb beispielsweise bei der Verwendung in Uhren der erwähnte Vorteil erzielt werden kann, daß die Ausgangsleistung über den Hilfsläufer abgegeben wird.Furthermore, the area of attraction between the two runners can be determined by a corresponding relative arrangement of the surfaces of the two runners can be increased, so that a torque of the first runner can be exercised on the second runner, through which the second runner reliably is driven, which is why the aforementioned advantage is achieved, for example, when used in watches can be that the output power is delivered via the auxiliary rotor.

Bei der Verwendung in Synchronkleinstmotoren kann wegen der relativen Anordnung der beiden Läufer die anziehende Bremswirkung des Hilfsläufers auf den antreibenden Läufer beträchtlich verringert werden. Ferner kann umgekehrt ein Drehmoment von dem Hilfsläufer auf den antreibenden Läufer übertragen werden, so daß der Wirkungsgrad durch die Kombination der beiden Effekte erhöht werden kann.When used in synchronous micro motors, because of the relative arrangement of the two rotors the attractive braking effect of the auxiliary rotor on the driving rotor can be considerably reduced. Furthermore, conversely, a torque can be transmitted from the auxiliary rotor to the driving rotor so that the efficiency can be increased by the combination of the two effects.

Wenn der erste Läufer in dem Magnetfeld einer ersten Spule und der zweite Läufer in dem Magnetfeld einer zweiten Spule angeordnet wird, werden auf dieWhen the first runner is in the magnetic field of a first coil and the second runner is in the magnetic field a second coil is placed on the

ίο beiden Läufer Drehmomente durch die beiden Spulen und durch die Anziehung zwischen den Läufern ausgeübt, so daß bei der Verwendung in Synchronkleinstmotoren starke Drehkräfte und ein hoher Wirkungsgrad erzielt werden kann.ίο both runners torques through the two coils and exerted by the attraction between the rotors, so that when used in synchronous micro motors strong torque and high efficiency can be achieved.

Wenn ein Leerlaufläufer zwischen den beiden Läufern angeordnet wird, ist es beispielsweise bei der Verwendung in einer Uhr möglich, auch die Ausgangsleistung über den Leerlaufläufer abzugeben, ohne daß sich Schwierigkeiten hinsichtlich der beiden Spulen und der beiden anderen Läufer ergeben, wodurch insbesondere konstruktive Möglichkeiten begünstigt werden.If an idle rotor is placed between the two rotors, it is for example with the Can be used in a watch to also deliver the output power via the idle rotor without difficulties arise with regard to the two coils and the two other runners, which in particular constructive possibilities are favored.

Bei der Anwendung auf Amperemeter kann durch dessen Zeiger sofort die der Spule zugeführte Stromstärke angezeigt werden. Insbesondere ermöglicht die magnetische Anziehung zwischen dem Rotor, an dem der Zeiger befestigt ist, und dem anderen Rotor, daß der Zeiger in seine Ausgangslage automatisch zurückkehrt, so daß eine Rückholfeder nicht erforderlich ist und daher durch Alterungserscheinungen der Rückholfeder bedingte Anzeigefehler vermieden werden. When used on an ammeter, the pointer supplied to the coil can be used immediately Current strength are displayed. In particular, the magnetic attraction between the rotor enables to which the pointer is attached, and the other rotor that the pointer returns to its starting position automatically returns, so that a return spring is not required and therefore due to the aging of the Return spring-related display errors can be avoided.

Hierzu 7 Blatt ZeichnungenIn addition 7 sheets of drawings

Claims

1 claims:

1. Self-starting synchronous motor with a first permanent magnet rotor which is rotatably arranged in a magnetic alternating field generated by a core-free excitation coil and is magnetically coupled to a second permanent magnet rotor, characterized in that the second permanent magnet rotor (6; 106; 216; 316; 426) such is arranged relative to the first permanent magnet rotor (4; 104; 214; 314; 424) and the excitation coil (2; 102; 212; 312; 422) that the connecting line of the two poles of the first permanent magnet rotor forms an acute angle (Θ) with the Forms the central axis (C) of the excitation coil.

2. Synchronous motor according to claim 1, characterized in that the surfaces of the two Läuler are arranged in intersecting planes.

3. Synchronous motor according to claim 1 or 2, characterized in that the first rotor in the interior of the excitation coil is arranged.

4. Synchronous motor according to one of the preceding claims, characterized in that the first rotor has z-.vei diametrically opposite magnetic poles (N, S) .

5. Synchronous motor according to one of the preceding claims, characterized in that the second rotor (510; 530; 550) in the magnetic field of a second core-free energy coil (509; 529; 549) is arranged.

6. Synchronous motor according to claim 5, characterized in that a magnetic idle rotor (575) is arranged between the two runners in an angular position, each by one Angle deviates from the central axis of the two coils (Fig. 18).

7. Synchronous motor according to claim 5 or 6, characterized in that the first and the second runners are arranged in your interior of the coil.

8. Synchronous motor according to one of the preceding claims, characterized in that at least two pole pairs (N, S) are provided on each rotor.

9. Use of a synchronous motor according to one of the preceding claims as a display device an electrical instrument or device, the pointer of which is arranged on one of the runners.