DE2612464C2

DE2612464C2 - Kollektorloser Gleichstrommotor

Info

Publication number: DE2612464C2
Application number: DE2612464A
Authority: DE
Inventors: Rolf Dipl.-Ing. Dr. 7742 St Georgen Mueller
Original assignee: Papst Motoren GmbH and Co KG
Current assignee: Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
Priority date: 1976-03-24
Filing date: 1976-03-24
Publication date: 1978-03-23
Also published as: DE2612464B1; US4099104A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen kollektorlosen Gleichstrommotor mit einem einen vom Rotor kommenden Magnetfluß erfassenden magnetfeldabhängigen Sensor, welcher im Bereich zwischen zwei benachbarten, von einer Statorwicklungsanordnung erregten, ungleichnamigen Statorpolen angeordnet ist und im Betrieb den Erregsrstrom der den Statorfluß erzeugenden Statorwicklungsanordnung steuert. Sie bezieht sich dabei insbesondere auf einen kollektorlosen Gleichstrommotor dieser Art. welcher während der Lücken des elektromagnetisch erzeugten Drehmoments ein zusätzliches, antreibendes Reluktanzmoment erzeugt

Aus der DT-AS 20 63 111 ist es bei einem hiermit vergleichbaren kollektorlosen Motor bekannt, Magnetfeldmeßsonden zur Steuerung von Thyristoren in der Pollücke zwischen zwei Statorpolen und außerhalb des Streufeldbereichs dieser Pole anzuordnen. Man will dadurch erreichen, daß diese Sonden vor Eingriffen und

to Beschädigungen geschützt sind, daß sie unverfälschte Impulse liefern, und daß sie durch die Kühlluft der Maschine gekühlt werden.

Aus der DT-OS 22 25 442 und der DT-OS 22 60 069 sind ferner kollektorlose Gleichstrommotoren der eingangs genannten bevorzugten Art bekannt, bei welchen während der Lücken des elektromagnetisch erzeugten Drehmoments ein zusätzliches, antreibendes Reluktanzmoment erzeugt wird. Motoren dieser Art stellen ein bevorzugtes Anwendunggebiet der Erfindung dar. Solchen Motoren muß der Statorstrom in Form von Impulsen bestimmter Form und Phasenlage zugeführt werden, und es hat sich gezeigt, daß das Ein- und Ausschalten dieser Impulse die hierfür verwendeten Transistoren od. dgl. besonders beansprucht und auch zu Motorgeräuschen führen kann.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen kollektorlosen Gleichstrommotor zu schaffen, der einen ruhigen Lauf aufweist und bei dem die verwendeten Halbleiter-Schaltelemente besonders beim Ausschalten des Motorstrotns nicht übermäßig beansprucht werden.

Diese Aufgabe wird bei einem kollektorlosen

Gleichstrommotor der eingangs genannten Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Sensor im Streufeldbereich der Statorpole derart angeordnet ist, daß der von ihm erfaßte gegenkoppelnde Anteil des Statorstreuflußes den mitkoppelnden Anteil desselben übersteigt. Dadurch, daß der gegenkoppelnde Anteil des Stator-Streuflusses überwiegt, kann die Stromänderung di/dt in den den Strom im Stator steuernden Halbleiterschaltern verringert werden, oder anders gesagt, wird vor allem der Abfall des Stromes im Stator weniger steil, und der Strom wird sanfter geschaltet, so daß der Motor leiser und ruckfreier läuft und die Halbleiterschalter durch induktive Spannungspitzen, inbesondere beim Abschalten des Stromes, weniger stark belastet. Außerdem ergibt sich eine Reduzierung von Funkstörungen, und dies besonders ausgeprägt bei Motoren der in den DT-OS 22 25 442 und 22 60 069 beschriebenen Art.

Bei einem kollektorlosen Gleichstrommotor, dessen magnetfeldabhängigem Sensor ein Flußleitstück aus tveichferromagnetischem Werkstoff zugeordnet ist — zur Anordnung eines Flußleitstückes an einem solchen Sensor vergleiche VDE-Fachberichte, Heft 25, 1968, S.

147 bis 151 —, geht man mit besonderem Vorteil so vor, daß dieses Flußleitstück so ausgebildet ist, daß es den gegenkoppelnden Anteil des Statorstreufeldes stärker einfängt als den mitkoppelnden Anteil. Man erreicht so auf sehr einfache Weise und mit einem absoluten

f>o Minimum an Mehraufwand die gewünschte Gegenkopplung. Das Flußleitstück erhält hierbei eine charakteristische Form, meist in Gestalt eines in Drehrichtung weisenden asymmetrischen Fortsatzes.

Bei schnellaufenden Motoren ist die Zeit, während

•'s der in einer Motorwicklung jeweils ein Stromimpuls fließt, sehr kurz, und es erweist sich deshalb mit zunehmender Drehzahl als immer schwieriger, den Strom in dieser kurzen Zeit auf seinen vollen Wert (die

Impulshohe) zu bringen. Man geht deshalb nach der Erfindung zweckmäßig so vor, daß der Sensor ausgehend von der Grenze oder Mitte zwischen zwei benachbarten, ungleichnamigen Statorpolen entgegen der Drehrichtung um einen Winkel versetzt ist, und daß der Fortsatz des Flußleitstücks — bezogen auf einen Fortsatz bei mittiger Anordnung des Sensors — verlängert ist Man erreicht hierdurch eine vorzeitige Kommutierung, welche die den Stromanstieg verzögernde Wirkung der Induktivität der Motorwicklung zu kompensieren imstande ist, wobei durch die Verlängerung des Fortsatzes trotzdem erreicht wird, daß der gegenkoppelnde Anteil des Stator-Streuflusses überwiegt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen. Die Erfindung w^;rd im folgenden an zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Stators eines erfindungsgemäßen kcllektorlosen Gleichstrommotors, gesehen längs der Linie J-I der Fig. 3,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen vollständigen Motor, gesehen längs der Linie 11-11 der Fig. 3,

Fig.3 einen Schnitt, gesehen längs der Linie III-11I der F i g. 2,

Fig.4 eine vergrößerte Draufsicht auf den galvanomagnetischen Sensor, gesehen längs des Pfers IV in F i g. 2 und längs der Schnittlinie IV-IV der F i g. 5,

F i g. 5 einen Schnitt, gesehen längs der Linie V-V der Fig.4,

Fig. 6 eine vereinfachte Darstellung der Schaltung des Motors nach den vorhergehenden Figuren zur Erläuterung der Arbeitsweise der Erfindung,

F i g. 7 und 8 Kurven zur Erläuterung der Arbeitsweise der Erfindung,

F i g. 9 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung.

In den Fig. 1 bis 3 und 5 ist mit 10 ein Innenstaior bezeichnet, dessen Blechpaket U beim vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Blechschnitt aufweist, wie ihn die vorveröffentlichte DT-AS 23 46 380 ausführlich beschreibt. Diesem Blechschnitt ist eine trapezförmige Rotormagnetisierung angepaßt. Der dargestellte Motor ist ein Außenläufermotor; die Erfindung läßt sich jedoch in gleicher Weise auch bei Innenläufern anwenden.

Das Blechpaket 11 wird zusammengehalten durch drei jeweils mit einer Verdickung 14 versehene Dorne 15,16,17, wobei das Blechpaket 11 an einer Seite gegen die Verdickungen 14 anliegt und auf der anderen Seite durch Sperringe 18 zusammengehalten wird, welche auf diese Dorne aufgepreßt sind.

Das Blechpaket 11 hat eine Mittelausnehmung, in welche ein Lagertragrohr 19 eingepreßt ist, das an seinem einen Ende einen Befestigungsflanseh 20 hat. Vor dem Bewickeln wird das Blechpaket 111 samt Lagertragrohr 19 durch Wirbelsinterung mit einer Kunstharzschicht 22 auf seiner ganzen Außenseite überzogen, nicht aber an seinem Außenumfang, der dem Luftspalt 23 zugewandt ist und nicht auf der Innenseite des Rohres 19. Dann werden in die Nuten 8 und 9 des Blechpakeis 11 die beiden Statorwicklungen 24 und 25 eingewickelt, welche sich wie dargestellt nicht gegenseitig überlappen, dadurch eine geringe axiale Höhe des Motors ergeben und zwischen sich einen wicklungsfreien Flaum 21 bilden. (15

Wie Fig. 1 ferner zeigt, wird dann auf untere Verlängerungen der Dorne 15 und 17 eine Schaltplatine 28 aufgesteckt, die sich an den Verdickungen 14 abstützt und durch Sperringe 29 gesichert ist Die Platine 28 ist mit einer gedruckten Schaltung versehen, mit der die Anschlüsse der Statorwicklungen 24 und 25 direkt verbunden werden. Ferner trägt diese Schaltplatine die gesamte elektrische Schaltung zur Steuerung der Ströme in den Statorwicklungen 24 und 25. Diese Ströme werden abhängig von der Rotorstellung kommutiert mit Hilfe eines auf der Platine 28 befestigten magnetfeldabhängigen Sensors, der hier als Hallgenerator 30 ausgebildet ist

F i g. 2 zeigt schematisch zwei elektronische Bauelemente 31 und 32, welche auf der Schaltplatine 28 festgelötet sind.

Die in F i g. 1 schematisch dargestellte Statoranordnung ist mittels ihres Flansches 20 in der in F i g. 2 dargestellten Weise und mittels Schrauben 35 an einem Moxorträger 36 befestigt, z. B. dem Tragstern eines üblichen Axiallüfters für die Belüftung elektronischer Geräte. Es soll an dieser Stelle ausdrücklich erwähnt werden, daß die Darstellungen in den Fig. 1 bis 3 etwa zweifach vergrößert sind. Üblicherweise haben solche Axiallüfter eine vorgeschriebene Höhe z. B. von nur 38 mm.

Im Lagertragrohr 19 ist in zwei Kugellagern 37, 38, welche durch eine Distanzhülse in Abstand voneinander gehalten sind, eine Rotorwelle 39 gelagert, welche an ihrem in F i g. 2 gezeigten oberen Ende eine aus Weicheisen tiefgezogene Rotorglocke 42 des Außenrotors trägt, die nach unten geöffnet ist und den Stator 10 übergreift. In der Rotorglocke 42 ist ein durchgehender ringförmiger Rotormagnet 43, z. B. aus einem kunststoffgebundenen Ferrit (sogenannter Gummimagnet) angeordnet. Dieser ist in der in den F i g. 2,3 und 5 durch die Buchstaben N (= Nordpol) und S (= Südpol) angedeuteten Weise radial magnetisiert, und zwar etwa trapezförmig und mit relativ kleinen Pollücken 76, 77 vergl. F i g. 3.

Die Pollücken 76, 77 des Rotormagneten 43, die mit dem Stator 10 zusammenwirken, sind relativ schmal. Sie erweitern sich aber in dem in Fig. 2 unterhalb des Stators 10 gelegenen Abschnitt des Rotormagneten 43, und dieser untere Abschnitt des Rotormagneten 43 dient zur Steuerung des Hallgenerators 30. Dargestellt ist dies in der DT-OS 24 19 432. Die Rotorglocke 42 dient als magnetischer Rückschluß für den Rotormagneten 43. Der freie, in F i g. 2 untere Rand 44 der Glocke 42 ragt in axialer Richtung über den Rotormagneten 43 hinaus, wie das die F i g. 2 und 5 klar zeigen.

Der Hailgenerator 30 erstreckt sich beim vorliegenden Ausführungsbeispiel parallel zur Zeichenebene der Fig.3 und spricht auf magnetische Induktionen an, die ihn senkrecht zur Zeichenebene der F i g. 3 durchsetzen. Er ist angeordnet im Zwischenraum zwischen den beiden Statorwicklungen 24 und 25, also nahe bei den in F i g. 3 linken Polspitzen 50 (strichpunktiert angedeutet) und 51 und im Bereich zwischen den beiden Statorpolen 52 und 53. Die Polspitzen 50 und 51 umschließen, wie dargestellt, die linke Nut 9 und bilden zwischen sich eine relativ schmale Nutöffnung zum Einbringen der Statorwicklungen 24 und 25. Wie aus Fig. 3 klar ersichtlich, ist der Stator zu seinem Mittelpunkt symmetrisch ausgebildet.

Der Hallgenerator 30 ist in ein Kunststoff-Formstück 54 (Fig. 5) eingepaßt, welches mittels Rastfüßen 55 in Löcher der Platine 28 eingerastet ist, wie das F i g. 5 klar zeigt. Das Formstück 54 trägt zwei Flußleitstücke, welche den magnetischen Fluß vom Rotormagneten 43 dem Hallgenerator 30 zuleiten, und zwar ist auf der

Oberseite des Hallgenerators 30 (bezogen auf die F i g. 2 und 5) ein abgewinkeltes erstes Flußleitstück 60 aus Weicheisen angeordnet, das, mit seinem einen schmalen Abschnitt 56 vertikal auf den Hallgenerator 30 zugerichtet, in das Formstück 54 eingepaßt ist und durch Heißverformung eines durch ein Loch 57 in ihm durchgesteckten Zapfens 58 des Formstücks 54 an letzterein befestigt ist. Das Flußleitstück 60 hat in der Draufsicht die aus Fig. 4 ersichtliche Form, d.h., ausgehend von seinem Abschnitt 56 verbreitert es sich auf etwa die 4 —5fache Breite des Abschnitts 56 und erstreckt sich mit seinem oberen, flachen Abschnitt 61 in Richtung zum Rotormagneten 43, von dem es durch einen Luftspalt 62 getrennt ist. Ferner hat es auf seiner der Drehrichtung (Pfeil 63) zugewandten Seite einen in Drehrichiung sich verjüngenden Fortsatz 64, der durch einen Luftspalt 65 vom Rotormagneten 43 gelrennt ist. Die Größe des Luftspalts 65 beträgt ein Mehrfaches, z.B. das 4-6fache des Luftspalts 62. Wie Fig. 3 klar zeigt, liegt der Fortsatz 64 unter der Polspitze 50, so daß die Polspitze 50 das Flußleitstück 60 stärker überlappt, als das die Polspitze 51 tut. Im Betrieb wirkt deshalb der Streufluß von dem in Drehrichtung 63 auf den Hallgenerator 30 folgenden Statorpol 52 stärker auf den Hallgenerator 30 als der Streufluß von dem in Drehrichtung gesehen vor dem Hallgenerator 30 gelegenen Statorpol 53. Der Sinn dieser Maßnahme wird im folgenden erläutert werden.

Unterhalb des Hallgenerators 30 (bezogen auf die F i g. 2 und 5) befindet sich ein zweites, flaches Flußleitstück 66, das ebenfalls aus Weicheisen gestanzt ist und das auf der Unterseite des Formstücks 54 zwischen diesem und der Platine 28 befestigt ist. Der in Fig. 5 linke Fuß 55 erstreckt sich durch eine Ausnehmung 67 des Leitstücks 66 und fixiert dieses dadurch in seiner Lage. Das Leitstück 66 erstreckt sich vom Hallgenerator 30 bis fast zum Innenumfang des unteren Rands 44 der Rotorglocke 42 und ist vom Rand 44 durch einen Luftspalt 68 getrennt.

Wenn also z. B. gemäß F i g. 5 dem Leitstück 60 ein Nordpol des Rotormagneten 43 gegenüberliegt, geht von diesem ein Fluß durch den Luftspalt 62, den waagerechten Abschnitt 61 des Leitstücks 60 und den senkrechten Abschnitt 56 zum Hallgenerator 30, durch diesen und dessen Träger zum Leitstück 66, und dann durch dieses, den Luftspalt 68 und den unteren Rand 44 der Rotorglocke 42 zurück zum Südpol des Rotormagneten 43. Das Leitstück 60 wirkt dabei als Flußkonzentrator, d. h. die Induktion im Hallgenerator 30 wird, bedingt durch die Formgebung des Leitstücks 60, größer als die im Luftspalt 62. Dies ist wichtig, um ein genügend hohes Ausgangssignal des Hallgenerators 30 zu erhalten.

Die vier Anschlüsse der Hallgeneratoren 30 sind in F i g. 4 ebenfalls dargestellt Sie sind mit Leiterbahnen der Platine 28 verlötet

F i g. 6 zeigt den prinzipiellen Aufbau der Schaltung zur Steuerung des Stroms in den Statorwicklungen 24 und 25 des Motors nach den F i g. 1 bis 5. Es wird darauf hingewiesen, daß bevorzugte Schaltungen für diesen Zweck ausführlich beschrieben sind in der vorveröffentlichen DT-OS 24 19 432, sie sind nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Im vorliegenden Fall genügt zur Beschreibung der Wirkungsweise eine vereinfachte Schaltungsdarstellung.

Der Hallgenerator 30 ist mit seinem einen Steuereingang über einen Widerstand 71 an eine Plusleitung 72 angeschlossen, mit seinem anderen Steuereingang direkt an eine Minusleitung 73. Sein linker Ausgang führt zur Basis eines npn-Transistors 74, sein rechter Ausgang zur Basis eines npn-Transistors 75. Die Emitter von 74 und 75 sind mit der Minusleitung 73 verbunden.

s Die Kollektoren von 74 und 75 sind jeweils mit dem einen Ende der Statorwicklungen 24 bzw. 25 verbunden, deren andere Enden an der Plusleitung 72 liegen.

Wenn also z. B. im Betrieb auf den Hallgenerator 30 ein Nordpol des Rotormagneten 43 wirkt, wie das die

ίο Fi g. 2 bis 5 zeigen, so wird der Transistor 74 leitend, es fließt ein Strom /₂« in der Statorwicklung 24, und in der in F i g. 3 dargestellten Weise wird der obere Statorpol 52 ein Südpol (der den ihm gegenüberliegenden Südpol des Rotormagneten 43 abstößt und den Nordpol des Rotormagneten 43 anzieht), und der untere Statorpol 53 wird, wie in F i g. 3 dargestellt, ein Nordpol.

Wirkt umgekehrt auf den Hallgenerator 30 ein Südpol des Rotormagneten 43, so wird der Transistor 75 leitend, es fließt ein Strom /25 in der Statorwicklung 25, Statorpol 52 wird ein Nordpol und Statorpol 53 ein Südpol. Wenn die Pollücken 76 oder 77 des Rotormagneten 43 dem Hallgenerator 30 gegenüberstehen, fließ in keiner der beiden Wicklungen 24, 25 ein Strom, d. h dann wird eine Stromlücke 76 erzeugt.

Der Stator 10 des Motors nach den Fig. 1 bis '. erzeugt also im Betrieb kein elektromagnetische Drehfeld, sondern nur ein elektromagnetisches Wechselfeld. Durch die dargestellte Luftspaltform in Verbindung mit der trapezförmigen Rotormagnetisierung wird auch in den Lücken des vom Stator 10 erzeugten elektromagnetischen Antriebsmoments ein antreiben des Reluktanzmoment erzeugt.

Da der Hallgenerator 30 und insbesondere sein Flußleitstück 60 in dem wicklungsfreien Raum 21 zwischen den beiden Statorwicklungen 24 und 25 liegt also relativ nahe bei den Polspitzen 50 und 51 und an dei Öffnung der Nut 9, wirkt auf ihn im Betrieb ein Streufluß vom Blechpaket 11. Fig.6 zeigt dies schematisch. Mi Broiof ist die vom Rotormageneten 43 auf der Hallgenerator 30 wirkende Induktion bezeichnet. Diese Induktion überlagert sich im Betrieb, also dann, wenn ein Strom in einer der Statorwickiungen 24 oder 25 fließt, eine im gleichen Sinne gerichtete Induktion
von der Polspitze 51 des Pols 53. Dies ergibt sich ohne weiteres aus F i g. 5, denn die über dem Flußleitstück 6C liegende Polspitze 51 ist zum dargestellten Zeitpunkt (vgl. die vorstehende Beschreibung) ein Nordpol unterstützt also den Rotormagneten 43. Bsi wirkt alsc als Mitkopplung, d. h. wenn das Ausgangssignal des Hallgenerators größer wird, wird auch Bsi größer unc verstärkt wiederum das Ausgangssignal des Hallgenera tors, und wenn das Ausgangssignal des Hallgenerator: 30 kleiner wird, wird auch Bsi kleiner und verringer dadurch kumulativ das Ausgangssignal des Hallgenera tors 30.

Gleichzeitig wirkt auf den Hallgenerator 30 irr Betrieb auch eine Induktion Bsi von der Polspitze 50 de: Statorpols 52. Durch den erfindungsgemäßen Fortsatj 64 (F i g. 3 und 4) wird nun erreicht, daß Bsi in jeden Augenblick größer ist als Bsi und da Bsi gegenkoppelnc ist, bedeutet dies, daß über den magnetischen Kreis de; Motors eine Gegenkopplung auf den Hallgenerator 3( wirkt Hierzu wird nochmals auf Fig.5 Bezuj genommen. Das Überwiegen der Gegenkopplunj bedeutet, daß dann, wenn am Rotormagneten 43, wie dargestellt ein Nordpol auf den Hallgenerator 30 wirkt die Gesamtwirkung des vom Statorblechpaket 11 au: den Hallgenerator 30 wirkenden Streuflusses stets die

eines Südpols ist, und es bedeutet umgekehrt, daß bei einem Rotor-Südpol das Statorblechpaket Il auf den Hallgenerator 30 wie ein Nordpol wirkt. Das Statorfeld wirkt also in den Zeiträumen, in denen es vorhanden ist, gegenkoppelnd auf den Hallgenerator 30.

Diese Wirkung erscheint auf den ersten Blick unerwünscht, da sie das Ausgangssignal des Hallgenerators 30 reduziert. In der Tat zeigt Fig. 7 die Wicklungsströme /'24 und /'25 einmal frei von Streufeldeinflüssen mit durchgezogenen Linien und zum anderen mit gegenkoppelnden Streufeldeinfluß (mit gestrichelten Linien). Man erkennt, daß durch die erfindungsgemäße Maßnahme der Motorstrom reduziert wird, was sich aber durch höhere Verstärkung der Transistoren 74 und 75 leicht ausgleichen läßt. Wichtig ist aber, daß durch diese Maßnahme das di/dt besonders beim Stromabfall 80 wesentlich reduziert werden kann, d. h. der Schaltvorgang wird durch die Gegenkopplung weniger abrupt. Mit 79 ist der Stromanstieg bezeichnet. Folge hiervon ist, daß die Transistoren durch Spannungsspitzen beim Abschalten des Stroms weniger stark belastet werden, so daß der Motor insgesamt ruhiger läuft und Transistoren geringerer Spannungsfestigkeit verwendbar werden.

Wenn umgekehrt die Mitkopplung so stark gemacht würde, daß sie überwiegt, ergäbe sich das Bild nach F i g. 8, d. h. gegenüber einer Anordnung ohne Streufeldeinfluß (durchgezogene Linie) würden bei mitkoppelndem Streufeldeinfluß Stromanstieg und Stromabfall rascher vor sich gehen, also steiler werden, die Transistoren 74 und 75 wurden stärker belastet, und der Motor würde im Betrieb stärkere Geräusche erzeugen, u.a. durch magnetostriktive Effekte im Blechpaket bei sehr raschen Stromänderungen.

F i g. 9 zeigt eine Anordnung, bei der der Hallgenerator 30 mit seinen Flußleitstücken 60 und 66 um einen Winkel alpha entgegen der Drehrichtung 63 aus der Statorpollücke versetzt ist, wie das insbesondere bei schnellaufenden Motoren erwünscht ist.

Um die hierduch bewirkte Erhöhung des mitkoppelnden Streufeldes Bsi zu kompensieren, ist der Fortsalz 64' verlängert und verbreitert worden, so daß nach wie vor Bsi (vom Statorpol 52) Bs2 (vom Siatorpol 53) überwiegt und eine Gegenkopplung über den magnetischen Kreis des Motors vorhanden ist.

Naturgemäß ist es zur Erzeugung einer erfindungsgemäßen Gegenkopplung nicht unbedingt erforderlich, Flußleitstücke oder Flußkonzentratoren am Hallgenerator zu verwenden. In gleicher Weise kann z. B. am Statorblechpaket, vorzugsweise in genügendem Abstand vom Rotor, ein Weicheisenstück an der Polspitze 50 befestigt werden, um den Streufluß von dieser Polspitze 50 zum Hallgenerator 30 so weit zu erhöhen, daß er den Streufluß von der Polspitze 51 überwiegt. Es können im Rahmen der Erfindung auch andere galvanomagnetische Sensoren verwendet werden, z.. B. Feldplatten, Magnetdioden oder HaII-ICs.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kollektorloser Gleichstrommotor mit einem einen vom Rotor kommenden Magnetfluß erfassenden magnetfeldabhängigen Sensor, welcher im Bereich zwischen zwei benachbarten, von einer Statorwicklungsanordnung erregten, ungleichnamigen Statorpolen angeordnet ist und im Betrieb den Erregerstrom der den Statorfluß erzeugenden Statorwicklungsanordnung steuert, insbesondere kollektorloser Gleichstrommotor, welcher während der Lücken des elektromagnetisch erzeugten Drehmoments ein zusätzliches, antreibendes Reluktanzmoment erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (Hallgenerator 30) im Streufeldbereich der Statorpole (52, 53) derart angeordnet ist, daß der von ihm erfaßte gegenkoppelnde Anteil (Bsi) des Statorstreuflußes den mitkoppelnden Anteil (Bsi) desselben übersteigt.

2. Kollektorloser Gleichstrommotor nach Anspruch 1, dessen magnetfeldabhängiger Sensor ein Flußleitstück aus weichferromagnetischem Werkstoff aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Flußleitstück (60) so ausgebildet ist, daß es den gegenkoppelnden Anteil (Β&) des Statorstreuflusses stärker einfängt als den mitkoppelnden Anteil (Β&).

3. Motor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Motor mit etwa zylindrischem Luftspalt (23) und einem im Betrieb ein elektromagnetisches Wechselfeld abgebenden Stator, der Sensor (Hallgenerator 30) im Bereich des einen Statorendes angeordnet ist und das zugehörige Flußleitstück (60) einen in Drehrichtung weisenden Fortsatz (64; 64') aufweist, welcher den Streufluß des in Drehrichtung (63) auf den Sensor (30) folgenden Statorpols (52) bevorzugt auffängt.

4. Motor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (Hallgenerator 30) ausgehend von der Grenze oder Mitte zwischen zwei benachbarten, ungleichnamigen Statorpoien (52,53) entgegen der Drehrichtung (63) um einen Winkel (alpha) versetzt ist, und daß der Fortsatz (64') — bezogen auf einen Fortsatz (64) bei mittiger Anordnung des Sensors — verlängert ist (F i g. 9).

5. Motor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Fortsatz (64; 64') mit dem Rotormagneten (43) einen Luftspalt (65) einschließt, welcher größer ist als der Luftspalt (62) zwischen dem Rotormagneten (43) und dem ihm gegenüberliegenden, zur Erfassung des Rotorflusses dienenden Abschnitt (61) des Flußleitstücks (60).

6. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor ein Hallgenerator (30) ist.