DE2647675C3 - Elektromotor - Google Patents
ElektromotorInfo
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- DE2647675C3 DE2647675C3 DE2647675A DE2647675A DE2647675C3 DE 2647675 C3 DE2647675 C3 DE 2647675C3 DE 2647675 A DE2647675 A DE 2647675A DE 2647675 A DE2647675 A DE 2647675A DE 2647675 C3 DE2647675 C3 DE 2647675C3
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
- H02K29/14—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with speed sensing devices
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/06—Arrangements for speed regulation of a single motor wherein the motor speed is measured and compared with a given physical value so as to adjust the motor speed
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Description
a) daß eine .iompensationsspule (51) im Magnetfeld angeordnet ist durch ":e die bei jedem Paar
der Antriebsspulen ("%, 27) erzeugten Antriebs-Magnetflüsse treten, zur Erzeugung einer
Spannung, die eine Frequenz und eine Amplitude besitzt, die der Änderung des Antriebs-Magnetflusses des Paars der Antriebsspulen
(26, 27) entspricht.
b) daß die Spannung der Kompensationsspule (51)
in Phase und Amplitude der Spannung aus der Drehzahlerfassungswickiung (50) so überlagert
wird daß sie zur zweiten Komponente de.
Spannung der Drehzahlerfassungswicklung (50)
in Ciegenphase und in gleicher Amplitudenbe
Ziehung ist.
c) daß die Kompensationsspule (51) längs des Außenumiangsder mehreren Leitungselcmenie
(31 bis 35, 41 bis 44) zur Stromerzeugung der
Drehzahlerfassungswickiung (50) angeordnei ν
ist
d) daß die Kompensationsspule (5t) und die
Drehzahlerfassungswicklung (50) auf einer gemeinsamen Isolierplatte (22) angeordnet sind.
e) und (IhO ilie Drchzahlerfassiingsw. icklung (50)
jeweils 2n t I in Iimfangsrichtung gleichmäßig
über je einen Polsektor (17 Dis 20) verteilte
radiale l.titungselemente (31 bis 35. 41 bis 44)
pro Viagnelpolscktor (17 bis 20) de«.
Schcibenmagnttcii (15) aufweist, wobei π eine eo
ganze positive Zahl ist.
fii
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Gattung.
Aus der US-PS 34 02 333 ist ein derartiger Elektromo;or bekannt, dessen Läufer zwei mit Zwischenabstand auf einer Welle befestigte Scheibenmagneten
aufweist und in dessen Ständer zwei in Reihe geschaltete Antriebsspulen sowie eine Drehzahl-Erfassungswicklung aufweist, wobei alle drei Spulen in
gedruckter Schaltungs-Bauart ausgeführt und axial zwischen den beiden „cheibenmagneten unter Ausbildung je eines Luftspaltes an jeder Seite angeordnet sind.
Im Betrieb wird in der Drehzahl-Erfassungswicklung eine Wechselspannung induziert, deren Frequenz und
Amplitude der Läuferdrehzahl entsprechen. Diese Wechselspannung bildet die Steuerspannung für eine
Transistor-Steuerung, die zwischen einer Gleichstromquelle und den Antriebsspulen eingeschaltet ist. Die
brehzahl-Erfassungswicklung und die beiden Aniriebsspulen sind gleich ausgebildet und in genauer Flucht
hintereinander angeordnet. Aus diesem Grunde bewirkt das in der Drehzahl-Erfassungswicklung induzierte
Wechselstromsignal über die Transistorsteuerung eine Beaufschlagung der Antriebsspulen mit einem von der
Gleichstromquelle Mjnniicriuun entsprechend unigewandelten Wechselstrom, dessen Magnetfluß eine
Weiterdrehung der Scheibenmagneten und damit des Läufers zur Folge hat. Aus dieser IJiuferdrehung folgt
wiederum ein Frequenzanstieg der in der Drehzahl-Erfassungswicklung induzierten Wechselspannung, damit entsprechend schnellere Umschaltzyklen der Transistor-Steuerung und ein Frequer.zanstieg der den
Antriebsspulen zugeführten Wechselspannung. Die auf diese Weise erreichte gleichmäßige Drehzahlsteigerung
des Laufers setzt sich bis zum Erreichen eines in der
Transistor-Steuerung eingestellten Soll-Wertes fort und wird nach Erreichen dieses Soll-Wertes konstant
gehalten.
Ein wesentliches Funktionsmerkmal dieses bekannten
Synehron-Motors besteht darin, daß bei jedem Nulldurchgang des in der Drehzahl-Erfassungswicklung
induzierten Wechselstroms die Transistoren in der Transistor-Steuerung umgeschaltet rf-rden. so daß die
Frequenz des den Antriebsspulen zugeführten Wechsel stroms der in der Drehzahl-F.rfassung"-wicklung induzierten Wechselstrom-Frequenz zumindest in etwa
entspricht. Wenn b.-ispielswei-.e die Lauferdrehzahl nur
geringfügig zu oder abnimmt, hat dies eine entspre
chend geringe Frequenzänderung der η der Drehzahl
Frfassungswicklung induzierten Wechselspannung zur I oige. Fm derartiges Ansprechverh.i.'cn wird den
hohen Anforderungen mehl gerecht, the ζ. B an
Antnebsmotoren für direkt angetriebene f'iattentelle
bzw Magnetbänder moderner Abspielgerate gestell! werden.
Aus der CUPS 4 W 316 ist ein Elektromotor mim
ähnlichem konstruktiven Aufbau bekannt, bei dem zur
Kompensation von Strcuflnssen cm gesonderter frans
formator dient, dessen Primärwicklung nut der Stator
wicklung und dessen Sekundärwicklung mit einer Drehzahl-Meßwicklung in Reihe geschaltet sind
Weiterhin ist aus der Df P>
Γ1 hi 087 ein indiikmer
Drchzahlgebc- bekannt, tier einen magnetisch erregten.
Cine lndllktlons.W!t;k!ung aumehnienden Stator und
einen scheibenförmigen Rotor aufweist. Stator ebenso wie Rotor tragen sich axial unter Ausbildung eines
Luftspaltes gegenüberliegende Ringflansche, die an ihren Stirnflächen gezahnt sind. Um den Kinflul.i von
äußeren elektromagnetischen Störquelien auf die in der Induktionswickliing induzierten Drehzahl-Signale zu
vermeiden, bildet der Stator zwei über seinen Umfang
verteilte magnetische Kreise mit je einer so im Stator angeordneten Teilwicklung, daß die magnetische
Erregung in den beiden Kreisen entgegengesetzt gerichtet ist und die induzierten Nutzspannungen
gleichphasig summiert werden. Diese entgegengesetzte Richtung der in den beiden Kreisen wirksamen
Magnetflüsse f.at zur Folge, daß axial und symmetrisch zum Drehzahlgeber verlaufende Feldlinien eines Störfeldes Störspannungen in den beiden Teilwicklungen
induzieren, die ^egenphasig sind und sich bei der Summierung der beiden in den Teilwicklungen induzierten Spannungen gegenseitig aufheben.
Aufgabe der Erfindung ist es. einen Elektromotor der eingangs genannten Gattuni? so auszubilden, daß die in
der Drehzahl-Erfassungswicklung erhaltenen Drehzahlsignale durch das Antriebs-Magnetfeld möglichst wenig
beeinflußt werden.
Diese A'ifgabe wird durch die kennzeichnenden
Merkmale des Patentanspruchs gelöst. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Kompensationsspule
wird erreicht. da3 in dieser Kompens,3'ionssp«j|e eine
Spannung induziert wird, deren Frequenz und Amplitude sich gleichzeitig mit den Magnetflüssen in den
Antriebsspulen ändert. Die in der Drehzahl-ErfaLSjngs
wicklung durch die Änderung der Magnetflüsse in den Antriebsspulen erzeugte Spannung und die in der
Kompensalionsspule induzierte Spannung werden bezüglich ihrer Polarität und Amplitude so subtraktiv
zusammengesetzt, daß das Drehzahlsignal von Rauschkomponenten der Drehzahl-Erfassungswicklung frei ist.
Die erfindungsgemäße Zuordnung von jeweils 2n + 1 Leitungselementen der Drehzahl-Erfassungswickiung
zu jeweils einem der Permanentmagnete bewirkt eine um diesen Multiplikator höhere Frequenz der in der
Drehzahl Erfassungswicklung induzierten Drehzahlsignale gegenüber der Läuferdrehzahl. Dies hat zur Folge,
daß bereits geringfügige Änderungen der Läuferdrehzahl um diesen Multiplikator vergrößerte Frequen/-
anderungen der Drehzahlsignale haben, wodurch das
Ansprechverhalten der Steuerung des erfindungsgema- Ben Elektromotors wesentlich verbessert wird da
bereits geringe Abweichunger der Drehzahl vom
vorgegebenen Soll-Wert Regelvorgange von entsprechender Intensität auslosen
In der Patentanmeldung P 25 60 2Ji ~ }2 <m bereits
ein kollektorloser Gleichstrommotor m" Scheiben,tor
für /. B. Plattenspieler und oder Magnetbandgeräte
vorgeschlagen worden, der einen /ur Welle k-axiai-.-r
Tachogenerator und eine mit diesem elektrisch
gekoppelte Kompensationssmile aufweist, die m ι Jet· >o
gleichen Streuflüssen wie de, Tachogenerator verkeilet ist. De Ausgangssignale des Tjchogencators utu: der
Komperisationsspule können /ur kompensation diese,
Streuflusse überlagert werden
Die Erfindung wirr* anhand des in de Zeichnung >ί
dargestellten Aiisfuhrungsbeispiels naher erläutert l>
zeigt
!-igl Perspektive^;, im Teilschritt! ein Ausfuhrungs
bcispiil les Elektromotors.
I ig 2 in Explosionsdarstellung den Elektromotor wi
gemäß f 1 g. I.
Fig. 3 perspektivisch die Antriebsspulen.
F i g. 4 in Aufsicht ein erstes Aiisfiihrungsbeispiel der
Drehzahlerfassungsspule.
Fig. 5 ein Schaltbild einer Antriebs- oder Ansteuersch.iltung.
Fig. b in Aufsicht die Beziehung zwischen den Antriebsspulen und einem Magneten,
Fig.7 eine Drehmoment-Drehwinkel-Kurve, Fig.8 in Abwicklung die Drehzahlerfassungswicklung
und den Magneten,
F i g. 9 ein Schaltbild eines Addierglieds. Die Fi g. I und 2 zeigen perspektivisch im Teilschnitt
bzw. in Explosionsdarstellung den Elektromotor I, der eine scheibenförmige Grundplatte 2 aus einem Magnetwerkstoff,
wie Eisen oder Siliziumstahl, und einen schalenförmigen Deckel 3 aufweist, der auf der
Grundplatte 2 befestigt ist. Der Deckel 3 weist eine obere Platte 4, einen daran anstoßenden Zylindeneil
5und einen Rand 6 auf, die alle aus Magnetwerkstoff bestehen. Die Grundplatte 2 wirkt als unteres Joch und
ein Zyünder-Tragglied 7 ist in dessen Mitte befestigt. Das Tragglied 7 besteht aus unmagnetischem Werkstoff,
wie Messing, und weist einen Rand 8 an seinem oberen Umfangsteil auf. Das Tragglied 7 ist in einer
Mittelbohrung 9 der Grundplatte 2 eingesetzt und dort so befestigt, daß die Bodenfläche des Randes 8 auf der
Grundplatte 2 aufliegt. Der untere Umfang des Tragglieds 7 weist ein Gewinde 10 . .f. auf das eine
Kappe ii aufgeschraubt ist. Ein Kugeüage 12 ist in der
Kappe 11 vorgesehen Eine Welle 13 ist im Tragglied 7
von dessen Oberseite eingesetzt. Das Unterende der Welle 13 liegt auf dem Kugellager 12 so auf. dab die
Welle 13 'urch das Kugellager 12 und das Tragglied 7 drehbar gehaltert ist. Im Mittelteil der Welle 13 ist ein
oberes loch 14 aus Magnetwerkstoff, wie Eisen oder
Siliziumstahl, angebiacht.
Ein Mehrpol-Scheibenmagnet 15 ist mmel:. Klebstoff
an der Bodenftäche des oberen (ochs 14 angeklebt. Der
Mehrr/ol-Scheibenrr.agnet 15 ist rund und besteht / U.
aus Aluminium-Nickel-Kobalt-Legierung oder einem Ferrit, und besitzt eine Mittelbohrung 16, durch die die
Welle 13 ragt, zu seiner Befestigung am oberen Joch Hkoaxial zur Welle 13. Der Magnet 15 ist längs seines
Umfangs in mc hrere Sektoren oder Abschnitte geteilt.
/. B. acht Abschnitte in F i g. 2. wobei jeder Absi hnitt 17,
18, 19. 20 mit abwechselnder Polarität magneten
ist. Beispielsweise ist der Abschnitt 17 mit einem \ Po! an der Oberseite des Magneten 15 magnetisiert
wahrend du links bzw. rechts benachbarten Abschnitt
18 und 20 mit einem S-PoI magnetisiert sind, wobei der
dem Abschnitt 18 benachbarte Abschnitt 19 rrv' einem
N-PoI magnetisiert ist. Die Abschnitte 17, 18. 19. TQ
sind in Richtung der Dickenausdehnung des Magneten
15 so magnetisiert, daft dann, wenn die Oberseite des
Abschnitts (/ B 17) al·. \ Pol magnetisiert ist dessen
Unterseite als SPoI magnetisiert ist. Vier Unterlag
scheiben 21 sind an der Oberseite der Grundplatte 2
V'·■ gesehen, und ein" (erste) loslierplatte 22 aus
P'vnolria / od. dgl. ist auf den Unterlagscheiben 21
befestigt, wobei das Tragglied 7 durch eine Mittelboh
rung 28 Jer Isolierplatte 22 ragt. Schrauben oder Bolzen
sind in Bohrungen 23, die an vier Ecken der
Isolierplatte 22 vorgesehen sind, durch die li.iterlag
sei 'en 21 eingesetzt und in Gewinde 25 in der
Grundplatte 2 eingeschraubt. Die Isolierplatte 22 ist an
der Grundplatte 2 angebracht, -jkohci cm Abstand
/wischen der Isolierplatte 22 und der Grundplatte 2
durch die Unterlagscheiben 21 aufrechterhalten ist. Em
Paar von Antriebsspulen 26, 27 ist an der Bodtnfiäche
der Isolierplatte 22 befestigt. Wie in F i g. 3 dargestellt, ist jede der beiden Antriebsspulen 26, 27 sternförmig
ausgebildet .-nd besift mehrere Windungen eines
dünnen Kupferdrahts, der mit einer Isolierschicht beschichtet ist. Jede der Antriebsspulen 26, 27 ist als
flache sternförmige Anordnung aiiss-'cbiidpt Ηργρπ
Spitzen an vier gleichbeabstandeten Punkten am Umfang eines Kreises mit einem Durchmesser, der dem
Außendurchmesser des Magneten 15 entspricht, liegen,
deren innere Ecken auf einem Kreisumfang mit einem Durchmesser, der dem Innendurchmesser des Magneten
15 entspricht, liegen, wobei diese jeweils um 45" von einem entsprechenden, zuvor festgelegten der viei
Punkte entfernt bzw. verschoben sind. Zur Herstellung wird ein dünner Kupferdraht von einem der inneren
Ecken zur zugehörigen Spitze gespannt, dort wird der Draht gebogen und zur zweiten inneren Ecke geführt,
dort gebogen und zur zweiten Spitze geführt usw. Die so
gebildeten beiden Antriebsspulen 26, 27 werden aufeinanderliegend koaxial zur Welle 13 angeordnet
und an der Isolierplatte 22 angeklebt. Die Kupferdrähte der beiden Antriebsspulen 26, 27, die vom Außenumfang
zum Innenumfang oder umgekehrt liegen, sind mit einem Magnetfluß des Magneten 15 verkettet und
definieren Antriebsbereiche 29 bzw. 30 zum Antreiben b/w. Ansteuern des magneten Ϊ5 in (Jen Verketiurigsbereichen.
Die Antriebsspulen 26, 27 sind so aufeinander angeordnet, daß die Antriebsabschnitte 29, 30 um einen
Winkel von 22,5° in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind. Mehrere sich radial erstreckende
Stromleitungselemente 31 zur Stromerzeugung sind an der Oberfläche der Isolierplatte 22 vorgesehen und sind
reihengeschaltet zur Bildung einer Drehzahlerfassungswicklung 50. Wie in Fig.4 dargestellt, besitzt die
Drehzahlerfassungswicklung 50 mehrere sich radial erstreckende Leitungselemente 31, 32, 33, 34, 35 ... auf
der Oberfläche der Isolierplatte 22. Das erste Leitungselement 31 ist bespielsweise mit dem benachbarten
zweiten Leitungselement 32 an der Innenumfangsseite verbunden, das zweite Leitungselement 32 ist mit dem
dritten Leitungselement 33 an der Außenumfangsseite verbunden und das dritte Leitungselement 33 ist mit
dem vierten Leitungselement 34 an der Innenumfangsseite verbunden. In gleicher Weise sind die übrigen
Leitungselemente mit ihren jeweils benachbarten Leitungselementen abwechselnd an der Innenumfangsseite
bzw. der Außenumfangsseite so miteinander verbunden, daß die Leitungselemente 31, 32, 33, 34,
35.. miteinander in Reihe geschaltet sind. Die Drehzahlerfassungswicklung 50 kann als gedruckte
Schaltung ausgeführt sein, die durch Aufbringen einer Kupferfolie auf der Oberseite der Isolierplatte 22. durch
Aufdrucken der Leitungselemente 31, 32, 33, 34, 35 ... und deren Verbindungen auf der Kupferfolie und durch
Abätzen der Kupferfolie unter Schützen der gedruckten Bereiche gebildet wird. Die sich radial erstreckenden
Leitungselemente 31,32,33,34,35 ... sind für jeden der
Magnetpole des Magneten 15 (2/7 + I)mal vorgesehen, wobei η positiv und ganzzahlig ist. Die Drehzahlerfassungswicklung
50 gemäß F i g. 4 ist ein Beispiel, bei der π = 1, wobei drei Leitungselemente für jeden Magnetpol
vorgesehen sind und wobei insgesamt 24 Leitungseiemente für den Magneten gemäß Fig.2 vorgesehen
sind, wobei dort der Magnet 15 in 8 magnetisierte Abschnitte oder Sektoren geteilt ist Bei der in F i g. 2
gezeigten Drehzahlerfassungswicklung 50 beträgt als Beispiel /7 = 4 und sind 9 Leitungselemente für jeden
Magnetpol und insgesamt 72 Leitungselemente 31 vorgesehen. Das erste Leitungselement 31 und das
letzte Leitungselement 34 (das 24. Leitungselement in Fig.4) besitzen Anschlüsse 36 bzw. 37, an die äußere
Zuführleitungen angeschlossen sind und die die Ausgangsanschlüsse der Drehzahlerfassungswicklung
50 bilden.
An der Oberseite der Isolierplatte 22 ist längs des Außenumfangs der Drehzahlerfassungswicklung 50 eine
gekrümmte Kompensationssptile 51 angeordnet, die Ά
des Außenumfangs der Drehzahlerfassungswicklung 50 umgibt. Ein Ende der Kompensationsspule 51 ist mit
dem Ausgangsanschluß 36 des ersten Leitungselements 31 verbunden, und das andere Ende ist mit einem
Ausgangsanschluß 52 verbunden. Die Kompensationsspule 51 ist mit der Drehzahlerfassungswicklung 50
in reihengeschaltet. Eine (zweite) Isolierplatte 53 ist auf
der Grundplatte 2 angeordnet, und zwei Halleffekt-Bauclcmente oder Hallgeneratoren 54, 55 sind auf der
zweiten Isolierpia!'e 53, um die Welle 13 mit einem Winkelabstand von 22,5°, befestigt. Das Paar der
Hallgeneratoren 54,55 ist im Magnetfeld des Magneten 15 nahe von Stellungen oder Lagen angeordnet, die dem
Außenumfang des Magneten 15 entsprechen.
Der schalenförmige Deckel 3 besitzt eine Mittelbohrung
38 in seiner Oberplatte 4, in der das Oberende der
an der Grundplatte 2 anliegt, wobei der Rand 6 und die Grundplatte 2 mittels Bolzen oder Schrauben 39
miteinander verbunden sind.
Bei dem so aufgebauten Elektromotor wird, wenn ein einseitiger Antriebs- oder Ansteuer-Gleichstrom einer der beiden Antriebsspulen 26,27, z. B. der Antriebsspule 26 zugeführt wird, ein Antriebs-Magnetfeld an der Antriebsspule 26 durch den Antriebsstrom erzeugt. Das Antriebe-Magnetfeld wirkt mit dem Magnetfeld des Magneten 15 zusammen zur Erzeugung einer Antriebs-Kraft F. Dies ist in Fig. 6 dargestellt, in der die Antriebsspule 26 mit dem die Wicklung bildenden Kupferdraht dargestellt ist. Wenn in Richtung eines Pfeils 58 fließender Gleichstrom der Antriebsspule 26zugeführt ist, werden Antriebs-Magnetflüsse in den Antriebsbereichen 29a, und 29£> der Antriebsspule 26 erzeugt, die die Antriebsbereiche 29a und 79b im Uhrzeigersinn umgeben, bei Betrachtung in Richtung des fließenden Stroms. Wenn der Antriebsbereich 29aund 29£> der Antriebsspule 26 über den Magnetpolen 17,18,19,20 des Magneten 15 angeordnet ist, wie das in F i g. 6a dargestellt ist, werden Kräfte im Gegenuhrzeigersinn in dem Antriebsbereich 29a und 296 in senkrechter Richtung dazu erzeugt.
Bei dem so aufgebauten Elektromotor wird, wenn ein einseitiger Antriebs- oder Ansteuer-Gleichstrom einer der beiden Antriebsspulen 26,27, z. B. der Antriebsspule 26 zugeführt wird, ein Antriebs-Magnetfeld an der Antriebsspule 26 durch den Antriebsstrom erzeugt. Das Antriebe-Magnetfeld wirkt mit dem Magnetfeld des Magneten 15 zusammen zur Erzeugung einer Antriebs-Kraft F. Dies ist in Fig. 6 dargestellt, in der die Antriebsspule 26 mit dem die Wicklung bildenden Kupferdraht dargestellt ist. Wenn in Richtung eines Pfeils 58 fließender Gleichstrom der Antriebsspule 26zugeführt ist, werden Antriebs-Magnetflüsse in den Antriebsbereichen 29a, und 29£> der Antriebsspule 26 erzeugt, die die Antriebsbereiche 29a und 79b im Uhrzeigersinn umgeben, bei Betrachtung in Richtung des fließenden Stroms. Wenn der Antriebsbereich 29aund 29£> der Antriebsspule 26 über den Magnetpolen 17,18,19,20 des Magneten 15 angeordnet ist, wie das in F i g. 6a dargestellt ist, werden Kräfte im Gegenuhrzeigersinn in dem Antriebsbereich 29a und 296 in senkrechter Richtung dazu erzeugt.
Beispielsweise wirken der Magnetfluß des N-Magnetpols
17 und der Magnetfluß des darüber angeordneten Antnebsbereichs 29a zusammen zur Erzeugung einer
Kraft F, am Antriebsbereich 29a. die senkrecht dazu ist. In gleicher Weise wird am Antriebsbereich 29b, der über
so dem S-Magnetpol 18 angeordnet ist, eine Kraft F2
senkrecht zum Antriebsbereich 296 erzeugt. Die in den Antriebsbereichen 29a und 29b erzeugten Kräfte r) und
F2 sind in gleicher Richtung gerichtet, und die Kraftkomponente Ρθ\ und FO1 der Kräfte F] und F2, die
in Umfangsrichtung des Magneten 15 wirken, erzeugen eine Antriebskraft F für den Magneten 15. Da die
Antriebsspule 26 an der Grundplatte 2 befestigt ist, ruft die an der Antriebsspule 26 erzeugte Antriebskraft F
eine Drehung des Magneten 15 so hervor, daß der Magnet 15 im Uhrzeigersinn mit der Welle 13 um die
Weile 13 gedreht wird. Wenn der Magnet 15 in eine Stellung gedreht ist, in der zwei Antriebsbereiche 29
über einen Magnetpol angeordnet sind, wie das in Fig.6b dargestellt ist, ist die Summe der an den
jeweiligen Antriebsbereichen 29a und 296 erzeugten Antriebskräfte NuIL Wenn also, wie in Fig.6b
dargestellt, zwei Antriebsbereiche 29a und 296 über einem Magnetpol 17 angeordnet sind, sind die
Richtungen der Magnetflüsse, die die beiden Antriebsbereiche 29a und 296 verketten, gleich und sind die
Richtungen der durch die Antriebsbereiche 29a und 296 fließenden Ströme entgegengesetzt. Folglich sind, die
am Antriebsbereich 29a erzeugte Kraft Fi und die am *>
Antriebsbereich 296 erzeugte Kraft F; gleich groß und
entgegengesetzt gerichtet, und folglich sind die Kraftkomponenten Fß\ und F&. die in Umfangsrichtung
des Magneten 15 wirken, ebenfalls gleich groß und entgegengesetzt gerichtet, wodurch sich eine Antriebskraft
F zum Antrieb des Magneten 15 ergib·, die Null beträgt.
Wenn der Magnet 15 aufgrund seiner Trägheit in eine Stellung weitergedreht wird, in der die jeweiligen
Aniriebsbereiche 29a und 296 jeweils über den entsprechenden Magnetpolen angeordnet sind, wie das
in F i g. 6c dargestellt ist, ist der Antriebsbereich 29a nun über dem S-Magnetpol 20 und ist der Antriebsbereich
296 über dem N-Magnetpol 17 angeordnet entgegengesetzt wie im Fall gemäß F i g. 6a. Folglich sind die an den
Antriebsbereichen 29a und 296 erzeugten Kräfte Fi und
F2 entgegengesetzt zu denen gemäß Fig.6a gerichtet,
so daß der Magnet 15 im Gegenuhrzeigersinn gedreht und in die in Fig. 6b gezeigte Lage zurückgedreht wird.
F i g. 7 zeigt die Beziehung zwischen dem Drehwinkel θ des Magnets 15 und dem Drehmoment T, der im Magnet
15 bei der Bedingung gemäß F i g. 6 erzeugt wird. F i g. 7 zeigt einen Drehmomenten-Verlauf, bei dem die
Abszisse den Drehwinkel θ des Magneten 15 und die Ordinate das Drehmoment T darstellt. Wie durch die
Vollinie 56 dargestellt ist, wird das Drehmoment Γ bei jeweils einer Drehung des Magneten 15 um den Winkel
22,5° zu Null und wird ein negatives Drehmoment T erzeugt, zwischen den Drehwinkeln 22,5° und 67,5°
ebenso zwischen den Drehwinkeln 112,5° und 157,5°, zwischen 202.5° und 247,5°, zwischen 292,5° und 337,5°
usw., weshalb das ergebende Drehmoment aus der Summe der negativen Drehmomente und positiven
Drehmomente Null beträgt, so daß der Magnet 15 nicht gedreht werden kann. Durch Umkehr der Richtung des
Antriebsstroms, der der Antriebsspule 26 im Bereich negativen Drehmoments (Fig. 7) zugeführt wird, d.h.
zwischen z. B. 22,5° und 67,5°, wird ein positives Drehmoment in diesem Bereich erzeugt, wie das durch
die Strichlinie 57 dargestellt ist.
Wie in F i g. 6d dargestellt, wird dadurch, daß eine der Antriebsspulen 26 koaxial auf der anderen Antriebsspule
27 angeordnet ist, wobei sie um einen Winkel von 22,5° voneinander beabstandet sind und wobei sinusförmige
Antriebsströme den Antriebsspulen 26 und 27 zugeführt werden, deren Phasen sich um 90° voneinander
unterscheiden, die Fließrichtung des Antriebsstroms umgekehrt bei jeder Drehung des Magneten 15 um 45°
und wird der Antriebsstrom Null bei jeder Drehung des Magneten 15 um 22^5°. Folglich wird der Magnet 15 in
vorgegebener Richtung gedreht, ohne daß ein Kommutator oder Bürsten notwendig sind. Eine der Antriebsspulen 26, 27, beispielsweise die Antriebsspule 26, wird
mit einem Sinusstrom versorgt, während die andere Antriebsspule 27 mit einem Kosinusstrom versorgt
wird, dessen Phase sich von der des Sinusstroms um 90°
unterscheidet
Wenn sich der Magnet 15 dreht bewegen sich die Magnetflüsse, die von den Magnetpolen 17,18,19,20...
des Magneten 15 abgegeben werden, während die Leitungselemente 31, 32, 33,34, 35 ... die Drehzahlerfassungswicklung
50 verketten. Wenn die Magnetflüsse, die die Leitungselemente 31,32,33,34,35... verketten,
sich ändern, induzieren diese Leitungselemente 31, 32,
33, 34, 35 Signale, deren Amplituden der Größe der Änderung der Magnetflüsse entsprechen, und deren
Frequenzen den Perioden der Änderung entsprechen. Diese Signale werden über den Leitungselementen
erzeugt, wenn die Grenzen der Magnetpole 17, 18, 19,
20 ... des Magneten 15 über die Leitungselemente 31 hinweggehen. Da die Leitungselemente 31,32,33,34,35
... für jeden Magnetpol 17, 18, 19, 20 ... des Magneten 15 (2n + l)mal vorgesehen sind, weisen die Signale, die
an den an den Grenzen der Magnetpole angeordneten Leitungselementen induziert werden, eine Polarität auf,
die das Fließen von Signalströmen in die gleiche Richtung ermöglichen, so daß diese Signale zueinander
addiert werden. In Fig. 8 ist in Abwicklung die Beziehung zwischen den Leitungselementen der Drehzahlerfassungswicklung
50, der darüber induzierten Signale und der Magnetpole dargestellt, wobei F i g. 8a
ein Ausführungsbeispiel zeigt, bei dem die Anzahl der Leitungselemente der Drehzahlerfassungswicklung 50
pro Magnetpol 3 beträgt (n = I), und wobei F i g. 8b ein Ausführungsbeispiel mit /7 = 2 zeigt. In F i g. 8a sind die
dem Magnetpol 18 zugeordneten drei Leitungselemente die drei Leitungselemente 31, 32, 33, während die dem
Magnetpol 19 zugeordneten Leitungselemente die nächsten drei Leitungselemente 34, 41, 42 sind. Wenn
beispielsweise der Magnet 15 sich nach rechts, wie durch einen Pfeil dargestellt, bewegt, ändert sich der
Magnetfluß, der mit dem Leitungselement 31, das nahe der Grenze der Magnetpole 17 und 18 angeordnet ist,
verkettet ist, von dem Magnetfluß des Magnetpols 18 zu dem des Magnetpols 17. Folglich ändert sich die
Richtung des Mapnetflusses und ν ird eine Spannung über dem Leitungselement 31 induziert. Über die
anderen Leitungselemente 32, 33 wird keine Spannung induziert, da sie damit verketteten Magnetflüsse sich
nicht ändern. Wenn die Polarität der in dem Leitungselement 31 induzierten Spannung so ist, daß das
Fließen eines Stroms im Leitungselement 31 von unten nach oben gemäß dem dargestellten Pfeil möglich ist,
wird eine Spannung einer Polarität in dem Leitungselement 34, das nahe der Grenze der Magnetpole 18 und 19
angeordnet ist, induziert, durch die ein Strom nach unten fließen kann gemäß dem dargestellten Pfeil. Eine
Spannung mit einer Polarität, durch die ein Strom nach oben fließen kann, wird im Leitungselement 43
induziert, das nahe der Grenze der Magnetpole 19 und 20 angeordnet ist, und eine Spannung einer Polarität,
durch die ein Strom nach unten fließen kann, wird in dem Leitungselement 44 induziert, das nahe der Grenze
der Magnetpole 20 und 40 angeordnet ist. Da die in den Leitungselementen 31, 34, 43 und 44 induzierten
Spannungen so gepolt sind, daß die Ströme in der Drehzahlerfassungswicklung 50 in der gleichen Richtung
fließen, addieren sich diese Ströme zur Erzeugung eines Ausgangs-Stroms. In gleicher Weise werden bei
dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 8b Spannungen in den Leitungselementen 31,42,43 und 44 erzeugt durch
deren Polarität Ströme in gleicher Richtung durch die Drehzahlerfassungswicklung 50 fließen, weshalb diese
Ströme addiert werden. Da die Anzahl der Leitungselemente bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.8b
größer ist als bei dem gemäß F i g. 8a, ist die Frequenz der induzierten Spannung bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß F i g. 8b größer als bei dem gemäß F i g. 8a.
Wenn sich der Magnet 15 dreht, ändert sich der mit den Leitungselementen verkettete Magnetfluß sequentiell,
so daß die Drehzahlerfassungswicklung 50 eine
Spannung induziert, deren Frequenz proportional zur Drehzahl des Magneten 15 ist. Da der Magnet 15 in acht
Magnetpole (Fig. 2) geteilt ist. wird die Drehzahl des
Magneten 15 in acht voneinander getrennten Lagen erfaßt. Folglich kann die Drehzahl des Magneten 15
genau erfaßt werden ohne nachteilige Beeinflussung durch ungleichförmige Magnetisierung der Magnetpole
und durch Exzentrizität des Magnets 15. Da das Ausgangssign?! von der Drehzahlerfassungswicklung 50
die Änderung der Drehzahl des Magneten 15 als Änderung einer Frequenz wiedergibt, wird die Frequenz
des Ausgangssignals mit der Frequenz eines Referenz- oder Bezugssignals verglichen zur Steuerung
bzw. Regelung des Antriebsstroms, der den Antriebsspulen 26, 27 zugeführt wird, abhängig von der
Differenz zwischen den Frequenzen zur Steuerung bzw. Regelung der Drehzahl des Magnets 15. F.benso kann
die Frequenz des Ausgangssignals der Drehzahlerfassungswicklung 50 in eine Spannung umgesetzt werden,
die mit einer Bezugsspannung zur Steuerung oder
Regelung der Drehzahl des Magneten 15 verglichen wird.
Während die Drehzahlerfassungswicklung 50 durch die mehreren Leitungselemente 31,32,33,34,35 .... die
durch die Magnetflüse des Magneten 15 verkettet sind, ein Signal einer Frequenz erzeugt, die der Drehzahl des
Magneten 15 entspricht, wird, da die Drehzahlerfassungswickking
50 im Magnetfeld der beiden Antriebsspulen 26,27 angeordnet ist, ein Signal entsprechend der
Änderung des Magnetfeldes der Antriebsspulen 26, 27 in der Drehzahlerfassungswicklung 50 erzeugt. Da die
Antriebsspulen 26, 27 mit Sinus-Wechselströmen als Antriebsströme versorgt sind, ändert sich das Magnetfeld
der Antriebsspulen 26, 27 periodisch. Würden Gleichströme den Antriebsspulen 26, 27 zugeführt und
mittels Kommutator oder mittels Bürsten umgeschaltet werden, würden sich die Magnetfelder der Antriebsspulen
26, 27 ebenfalls ändern. Das in der Drehzahlet fassungsspule durch die Änderung des Magnetfelds der
Antriebsspulen 26, 27 erzeugte Signal tritt als luschen im Drehzahlsignal auf, wodurch das Rauschverhältnis
des Drehzahlsignals herabgesetzt wird, wodurch es wiederum schwierig wird, die Drehzahl des Magneten
15 genau anzuzeigen bzw. zu bestimmen. Die am Außenumfang der Drehzahlerfassungswicklung angeordnete
Unterdrückungs- bzw. Kompensationsspule 51 ist im Magnetfeld der Antriebsspulen 26, 27
angeordnet. Die Kompensationsspule 51 ist mit den Magnetflüssen der Antriebsspülen 26, 27 verkettet, zur
Erzeugung einer Spannung, die sich mit der Änderung des Magnetfeldes der Antriebsspulen 26, 27 ändert. Da
die Drehzahlerfassungswicklung 50 und die Kompensationsspule 51 in Reihe geschaltet sind, wie das in F i g. 4
dargestellt ist, und da wie angenommen, eine Spannung in der Drehzahlerfassungswicklung 50 durch die
Änderung des Magnetflusses der Antriebsspulen 26, 27 induziert wird, was das Fließen eines Stroms hervorruft,
beispielsweise vom Leitungselement 35 durch die Drehzahlerfassungswicklung 50 im Gegenuhrzeigersinn,
fließt der Strom durch die Kompensationsspule 51 im Uhrzeigersinn. Folglich ist er in Gegenrichtung zu
dem Strom, der durch die Kompensationsspule 51 fließt, infolge der Spannung, die durch die Kompensationsspule
51 erzeugt ist, weshalb sich diese Ströme gegeneinander auslöschen oder aufheben. Folglich kann durch
Abnehmen des Ausgangssignals von der Drehzahlerfassungswicklung
50 an den Anschlüssen 37 unu 52 ein Drehzahlsignal erhalten werden, das nicht durch die
Magnetfelder der Antriebsspulen 26,27 beeinflußt ist.
Der Radius u:/l die Bogenlänge der Kompensationsspule 51 sind so bestimmt, daß die Kompensationsspule
51 einen Magne'fluß umgibt, der durch die Antricbsspu-■-, len 26, 27 erzeugt wird, der im wesentlichen gleich dem
Magnetfluß ist. der von der Drchzahlerfassungsspulc 50 umgeben wird, so daß die in der Drehzahlerfassungswicklung
50 induzierte Spannung und die in der Kompensationsspule 51 induzierte Spannung gleich
in groß sind.
Die Kompensationsspule 51 kann mit der Drehzahlerfassungswicklung 50 so in Reihe geschaltet sein, daß
die in ersterer induzierter Spannung /.ur in letzterei
induzierten Signalspannung gegengerichtet ist. oder sie ti kann einem Addierglied, wie es in F i g.c) dargestellt ist.
zugeführt werden.
F i g. 9 zeigt ein Schaltbild eines Addierglieds, bei dem
ein Phasenumkehrtransistor 60 mit einer Basisvorspannung
über Basisvorspannungswiderstände 61 und 62 versorgt ist, wobei seine Uasis an einem l-lingangsanschluß
63 anliegt und wobei sein Kollektor mil einer Stromversorgung über einen Kollektorwiderstand 64
verbunden ist und außerdem an der B;isis eines Summiertransistors 66 über einen Kondensator 65 und
einen Widerstand 81 angeschlossen ist. Kin Spannungsverstärkertransistor
67 wird mit einer Basisvorspannung beaufschlagt über Basiswiderstände 68 und 69,
wobei seine Basis an einem Eingangsanschluß 70 angeschlossen ist und wobei sein Emitter über einen
Emitterwiderstand 71 an Masse und an einer Verbindungsstelle zweier Widerstände 73, 74 über einen
Kondensator 72 liegt, wobei die Widerstände 73, 74 zwischen der Basis des Transistors 66 und Masse
angeschlossen sind. Der Transistor 66 wird mit einer js Basisvorspannung über Widerstände 75, 76 versorgt
und wird mit Vorspannungen über einen Kollektorwiderstand 77 und einen Emitterwiderstand 78 versorgt,
wobei sein Emitter mit seinem Ausgangsanschluß 80 über einen Kondensator 79 verbunden ist.
Da das Ausgangssignal vom Kollektor des Transistors 60 abgenommen wird, ist die Phase des Ausgangssignals in Gegenphase mit dem de.. Eingangssignal und wird dieses Ausgangssignal dem Transistor 66 zugeführt. Das Ausgangssignal des Transistors 67 wird an seinem Emitter abgenommen und ist daher in Phase mit dem Eingangssignal. Dieses Signal wird auch dem Transistor 66 zugeführt. Wenn das Ausgangssignal der Drehzahlerfassungswicklung 50 aiii Eingangsanschluß 63 und das Signal der Kompensationsspule 51 am Eingangsanschluß 70 anliegen, sind die beiden Signale in Gegenphase und werden gegeneinander gelöscht, wenn sie dem Transistor 66 zugeführt werden. Folglich wird ein Signal das nur die Drehzahl des Magneten 15 anzeigt, am Ausgangsanschluß 80 erzeugt bzw. abgegeben.
Da das Ausgangssignal vom Kollektor des Transistors 60 abgenommen wird, ist die Phase des Ausgangssignals in Gegenphase mit dem de.. Eingangssignal und wird dieses Ausgangssignal dem Transistor 66 zugeführt. Das Ausgangssignal des Transistors 67 wird an seinem Emitter abgenommen und ist daher in Phase mit dem Eingangssignal. Dieses Signal wird auch dem Transistor 66 zugeführt. Wenn das Ausgangssignal der Drehzahlerfassungswicklung 50 aiii Eingangsanschluß 63 und das Signal der Kompensationsspule 51 am Eingangsanschluß 70 anliegen, sind die beiden Signale in Gegenphase und werden gegeneinander gelöscht, wenn sie dem Transistor 66 zugeführt werden. Folglich wird ein Signal das nur die Drehzahl des Magneten 15 anzeigt, am Ausgangsanschluß 80 erzeugt bzw. abgegeben.
Der in den F i g. 1 und 2 dargestellte Elektromotor ist durch eine Antriebs- oder Ansteuerschaltung gemäß
F i g. 5 antreibbar bzw. ansteuerbar. Da das Ausgangssignal der Drehzahlerfassungswäcklung 50 geringe Amplitude
besitzt und amplituder.mc-^'jlierte Bestandteile
enthält, wird es einem Transistor 82 und ?3 aufweisenden
Differentialverstärker zugeführt und dadurch verstärkt, und wird ein Ausgangssignal am Kollektor
des Transistors 83 über einen Kondensator 84 einem Entzerrungstransistor 85 zugeführt. Transistoren 85, 86
bilden einen Übersättigungsverstärker hoher Verstärkung, der die Sättigung eines angelegten Eingangssignals
in ein Rechteckwellen-Signal verursach* und die
amplituuenmodulierten Bestandteile oder Komponenten
beseitigt. F.in Ausgangssignal des Transistors 85 wird über ?inen Kondensator 87 an eine erste
Tdiienzmultiplizierende Diode 88 angelegt, und ein
Ausgangssignal des Transistors 86 wird über einen Kondensator 89 an eine zweite frequenzmultiplizierendc
Diode 90 angelegt. Die Kondensatoren 87, 89 bilden zusammen mit Widerständen 91, 92 Differenzicrschaltungen
zum Umwandeln der Rechteckwellen-Ausgangssignale der Transistoren 85, 86 in Impulssignale,
die durch die Dioden 88, 89 hindurchtreten und miteinander addiert werden zur Erzeugung eines
Signals doppelter Frequenz, das dann einem ein Transistorpaar 93, 94 aufweisenden monostabilen
Multivibrator ugeführt wird. Der Kollektor des Transistors 93 ist an die Basis des Transistors 94 über
einen Kondensator 95 und eine Diode % angeschlossen, und der Kollektor des Transistors 94 ist an die Basis des
Transistors 93 über einen Widerstand 97 angeschlossen, und die Basis dps Transistors 93 ist an eine negative
VcrsorgungssriMinimg über einen Widerstand 98
angeschlossen. Wenn kein Trigger- oder Auslöscsignal an die Transistoren 93, 94 angelegt ist. ist der Transistor
93 gesperrt und ist der Transistor 94 leitend. We:in ein negatives Auslösesignal von außen angelegt ist. ist der
Zustand umgekehrt, so daß der Transistor 93 leitet, wahrend der Transistor 94 gesoerri ist. und nach einem
vorgegebenen Zeitintervall wird der Zustand wieder in den Ausgangszustand umgekehrt und in diesem Zustand
stabilisiert. Wenn der Transistor 94 gesperrt ist. ist seine Koiiektorspannung hoch, was ein hohes Ausgangssignal
ergibt. Das Ausgangssignal der Dioden 88. 90 wird den Transistoren 93, 94 als Auslösesignal zugeführt und
jedesmal, wenn das Aiislösesignal angelegt wird, steigt
die Kollektorspannung des Transistors 94 an. Das Ausgangssignal des Transistors 94 wird einem einen
Widerstand 99 urid einen Kondensator 100 aufweisenden
Tiefpaßfilter zugeführt, in dem es in eine Gleichspannung umgesetzt wird.
Die Größe der Gleichspannung nimmt zu. wenn der
Transistor 94 pro Zeiteinheit häufiger gesperrt wird. und nimmt ab. wenn der Transistor 94 seltener gesperrt
wird. Auf diese Weise ist die Frequenz des Ausgangssignals der Urehzahlerfassungswicklung 50 in eine
Gleichspannung einer Größe umgesetzt, die groß ist. wenn die Frequenz hoch ist. und die klein ist. wenn die
Frequenz niedrig ist. Die Spannung vom Tiefpaßfilter wird einem ersten Spannungsvergleichertran.sistor 101
zugeführt, während eine Bezugsspannung von einer eine Diode 103 und Widerstände 104 und 105 aufweisenden
Bezugsspar lungsquelle einem zweiten Spannungsvergleichertransistor
102 zugeführt wird. Dir Tr;ir'%:Stoien
101, 102 vergleichen die beiden Spannungen und erzeugen eine Differer.zspannung am Kollektor des
Transistors 102, die über eine einen Widerstand 106 und
Kondensatoren 107, 108 aufweisenden Phasenvergieicherschaltung
einem Transistor 109 zugeführt wird, in der sie gleichspannungsverstärkt wird. Der Emitterstrom
des Transistors 109 wird an Eingangsanschlüsse der beiden Hallgeneratoren 54, 55 angelegt. Die
Hallgeneratoren 54,55 erzeugen jtwr;!s eine Austrsngsspannung
proportional zur Stärke des angelegten bzw. ausgeübten Magnetfeldes und des durch sie fließenden
Stroms. Die beiden I hlleeneratoTn 54, 55 sind nahe
dem Aiiß^iuiniang des Magnets 15 angeordnet, wie das
:> in F i £ 2 dargestellt ist. und ;nncrhalb des Magnetfelds
des Magnets 15. Die Feldverteilung des Magiets 15 ist
nahe dem Außenumfang des Magnets 15 eine sinusförmige Verteilung. Folglich kann durch Anordnen
der Hallgeneratoren 54, 55 innerhalb der sinusförmigen Verteilung eine sinusförmige Ausgangsspannung erzeugt
weiden. Da die Hallgeneraloren 54, 55 in Winkelrichtung um 22,5' voneinander beabstandet sind,
werden Ausgangsspannungen, deren Phasen sich um 90° voneinander unterscheiden, erzeugt. Die Ausgangsspannungen
der Hallgencratorcn 54, 55 werden über Strombegrenzer, die jeweils Widerstände 110, 112, 115,
116 und jeweils Kondensatoren 111, 13, 114, 117 enthalten, jeweils .Spannungsverstärkertransistoren 118,
119, 120, 121 zugeführt, in denen sie verstärkt werden.
Das Ausgangsssignal des Transistors 119 wird den Basen eines ersten Paars von Anstcuerlransisto'-en 122,
123 und das Ausgangssigna! des Transistors 121 wird den Basen eines zweiten Paars von Ansie-iertransistoren
124, 125 zugeführt. Die beiden Paare der
:5 Ansteuertransistoren 122, 123, 124, 125 bilden ic veils
Gegentakt-Lcistungsverstärkcr, und eine Ausgangsleistung vom Transistorpaar 122. 123 wird der einen
Antriebsspule 26 z.jgcführt. während die Ausgangsleistung
des Transistorpaares 124, 125 der anderen
jo Aniriebsspule 27 zugeführt wird.
Bei dieser Schaltung nimmt mit zunehmender Drehzahl des Magneten 15 die Frequenz des Ausgangssignals
der Dreh/ahierfassungswicklung 50 und die
Ausgangsspannupg des Tiefpaßfilters 99, 100 zu. Diese
!5 Spannung wird -iiit der Bezugsspannung verglichen und
das Vergleichsergebnis wird dem Transistor 102 als negative Spannung entnommen, die die Lmitieispannung
des Transistors 109 verringert, was eine Abnahme
des den Hjllgeneratoren 54, 55 zugeführten Stroms
■in nach sich zieht. Folglich nimmt der Antriebsstrom, der
den Antriebsspulen 26, 27 zugeführt wird. ab. um die Drehzahl des Magneten 15 herabzusetzen. Andererseits
ist, wenn die Drehzahl des Magneten 15 niedrig hi. das
Vergleichsausgangssignal aufgrund des Vergieicn.; mit
der Bezugsspannimg positiv, was eine Zunahme des d·. ι
Hallgeneratoren 54, 55 zugeführten Stroms nach sich zieht. Dadurch nimmt der Antriebsstrom für die
Antriebsspulen 26, 27 zu und wird die Drehzahl des Magneten 15 erhöht. Auf diese Weise wird die Frequenz
5ii des Ausgangssignals de, Spannungserfassungswicklung
50 in eine Spannung umgesetzt, die die Antriebsströme steuert, um eine konstante Drehzahl des Magneten 15
aufrechtzuerhalten. Da die Antriebsströme von den beiden Hallgeneratoren 54, 55 erhalten werden und da
sie Sinusströme sind, deren Phasen sich um 90° von einander unterscheiden, kann das Drehmoment des
Magneten 15 auf einem konstanten Wert gehalten und
eine Änderung des Drehmoments beseitigt werden.
Die Erfindung wird nur in der Gesamtheit der Anspruchsmerkmale gesehen.
Hierzu 7 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Elektromotor, mit einem mit einer Welle drehfest verbundenen Mehrpol-Scheibenmagneten mit mehreren innerhalb von über den Umfang verteilten Sektoren in axialer Richtung aufmagnetisierten Magnetpolpaaren, wobei die Magnetpole einander benachbarter Sektoren auf jeweils einer Oberfläche entgegengesetzte Polarität aufweisen, mit mindestens einem Paar von dem Mehrpol-Scheibenmagneten gegenüberliegenden Antriebsspulen mit Luftspalt vom Mehrpol-Scheibenmagneten in Achsrichtung der Welle, wobei jedes Paar Antriebsspulen mit mehreren Antriebsbereichen versehen ist, die mit den Magnetflüssen des Mehrpol-Scheibenmagneten verkettet sind, wobei jeder Antriebsbereich mit einem Antriebswechselstrom versorgt ist. zur Erzeugung eines Antriebs-Magnetfeldes, und wobei eine mäanderförmig gewundene, mehrere sich radial erstreckende und reihengeschaltete Leitungselemente aufweisende Drehzahlerfassungswickiung in dem Luftspalt angeordnet ist zur Erzeugung einer Spannung, welche eine erste Komponente mit einer Frequenz, die der Drehzahl des Mehrpol-Scheibenmagneten entspricht und eine zweite Komponente mit einer Frequenz und einer Amplitude, die jeweils der Änderung des Antriebs-Magnetflusses jedes Paars von Antriebsspulen entspricht, aufweist, dadurchgekennzeichnet,
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