DE2929475C2

DE2929475C2 - Gleichstrom-Unipolarmaschine

Info

Publication number: DE2929475C2
Application number: DE2929475A
Authority: DE
Inventors: Michel Arnold; Frederic Maisons-Lafitte Martin
Original assignee: Sagem SA
Current assignee: Sagem SA
Priority date: 1978-07-26
Filing date: 1979-07-20
Publication date: 1983-12-15
Also published as: IT1122339B; IT7924655A0; FR2432239B1; FR2432239A1; DE2929475A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Gleichstrom-Unipolarmaschine gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei' dieser aus der DE-OS 25 42 299 bekannten Glaichstrom-Unipolarmaschine besteht die bewegliche Einheit aus einem Permanentmagneten, was eine relativ große Trägheit der beweglichen Einheit mit sich bringt. Darüber hinaus weist der magnetische Kreis dieser bekannten Maschine größere Luftspalte auf.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die bewegliche und stationäre Einheit der in Frage stehenden Gleichstrom-Unipolarmaschine so aufzubauen, daß sich der magnetische Kreis ohne größere Luftspalte durch die Spulen und über beide Einheiten schließt und daß ein einfacher Einbau der Permanentmagnete in der stationären Einheit möglich isl.

Diese Aufgabe wird bei einer Gleichstrom-Unipolarmaschine gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß durch die Merkmale des" kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Durch den erfindungsgemäßen Einbau von Permanentmagneten in die stationäre Einheit kann die bewegliche Einheit mit einer relativ kleinen Trägheit ausgebildet werden, wodurch insbesondere der Einsatz der erfindungsgemäßen Maschine bei einfachen und preiswert zu verkaufenden Systemen gefördert wird.

Es ist an sich bekannt (vgL Bulletin des schweizerischen elektrotechnischen Vereins 63 (1972) 19, 16. September Seiten 1093—1099), bei elektrischen Maschinen, insbesondere auch bei Lmeannotoren die Erregerwicklung auf einem ferromagnetischen Verbindungsjoch und eine Wanderfeldwicklung in der stationären Einheit unterzubringen. Die bewegliche Einheit ist hierbei als weichmagnetischer Läufer ausgebildet.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gleichstrom-Unipolarmaschine, insbesondere in bezug auf die bewegliche Einheit und die Verwendung der Maschine als Momentmotor oder Winkelgeschwindigkeitsmesser bzw. als Kraftmotor oder Lineargeschwindigkeitsmesser sind in den Unteransprüchen angeführt

Im nachfolgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung weiter erläutert. Darin zeigt

F i g. 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer Gleichstrom-Unipolarmaschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in bezug auf die Anwendung als »Momentmotor« oder als »Drehzahlmesser«,

F ig. 2 eine Schnittansicht längs II-IIderFig. 1,

Fig.3 eine schematische perspektivische Ansicht einer Gleichstrom-Unipolarmaschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und in bezug auf eine Anwendung als »Kraftmotor« oder als »Lineargeschwindigkeitsmesser«, und

Fig.4 eine Schnittansicht läng? der Linie IV-IV der Fig.3.

Die in den Figuren gezeigte Gieichstrom-Unipolarmaschine ist von der Bauart mit einem Permanentmagneten und weist eine stationäre Einheit 1 und eine bewegliche Einheit 2 auf, welche zwischen sich vier Luftspalte Ebegrenzen.

Die stationäre Einheit 1 besteht aus

zwei Permanentmagneten 3 und 4, die jeweils in Richtung des Pfeils 3a für den Permanentmagneten 3 und in Richtung des Pfeils 4a für den Permanentmagneten 4 magnetisiert sind, zwei elektrischen Wicklungen 5 und 6, und zwei magnetischen Kreisen, die hiernach jeweils »erste magnetische Kreise« 7a und Tb genannt werden.

Die bewegliche Einheit 2 weist einen weiteren magnetischen Kreis auf, der hiernach »zweiter magnetischer Kreis« 8 genannt wird, welcher im Verhältnis zu den ersten magnetischen Kreisen 7a und Tb derart angeordnet ist, um die Rückführung des Magnetflusses unter Zwischenschaltung der Luftspalte £zu gewährleisten.

Die elektrischen Wicklungen 5 und 6 werden von einem Elektrogehäuse 9 aus versorgt.

Die bewegliche Einheit 2 ist mit einer Regelung 10 verbunden.

Gemäß der in den Fig. 1 und 2 illustrierten Austührungsform ist die Gteichstrom-Unipolarmaschine als Momentmotor ausgebildet.

Hierfür ist die bewegliche Einheit 2 drehbar um eine Achse 11 gelagert. -

Aufgrund der Umlaufrichtung des Magnetflusses in den Luftspalten £ welche zwischen der beweglichen Einheit 2 und den Wicklungen 5 und 6 bestehen, wobei die Umlaufrichtung durch die Pfeile 13 angedeutet ist, und aufgrund der Umlaufrichtung des elektrischen to Gleichstroms in den Wicklungen 5 und 6, welche durch die Pfeile 14 angedeutet ist werden auf die bewegliche Einheit 2 durch die Pfeite 15 angezeigte Kräfte ausgeübt.

Die durch die Pfeile 15 dargestellten Kräfte erzeugen ein Drehmoment um die Achse 11, welcbes durch den !5 Pfeil 16 repräsentiert wird.

Wenn ein Drehzahlmesser realisiert werden soll, wird die gleiche Gieichstrom-Unipolarmaschine verwendet, wie die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Ausführungsform, wobei die Winkelgeschwindigkeit auf die Welle 11 gegeben wird und ihre Größe in Form einer veränderlichen Spannung, weiche von den elektrischen Wicklungen 5 und 6 geliefert wird, abgenomn<t;n wird.

Diese veränderliche Spannung wird nunmehr in das Elektrogehäuse 9 eingeführt, in welchem ein Spannungsgleichrichter bzw. Spannungsmesser untergebracht sein kann.

Gemäß der in den Fig.3 und 4 illustrierten Ausführungsform ist die elektromagnetische Vorrichtung als Kraftmotor angeordnet.

Hierfür ist das bewegliche Element 2 auf einer oder mehreren Gleitschienen 21 gelagert

Aufgrund der Umlaufrichtung des Magnetflusses in den Luftspalten E, welche zwischen der beweglichen Einheit 2 und den Wicklungen 5 und 6 bestehen, wobei die Umlaufrichtung durch die Pfeile 23 angezeigt wird, und aufgrund der Umlaufrichtung des Gleichstroms in den Wicklungen 5 und 6 welche durch die Pfeile 24 angezeigt wird, werden auf die bewegliche Einheit 2 Kräfte ausgeübt, welche durch die Pfeile 25 angezeigt werden.

Die durch die Pfeile 25 repräsentierten Kräfte erzeugen eine resultierende Kraft, welche durch den Pfeil 26 dargestellt wird.

Wenn ein Lineargeschwindigkeitsmesser verwirklicht werden soll, wird die gleiche Gleichstrom-Unipolarmaschine wie in den Fig.3 und 4 veiwendet, wobei die Lineargeschwindigkeit auf ein starres Bauteil 27 aufgebracht und ihre Größe in Form einer veränderlichen Spannung, welche in den elektrischen Wicklungen^«) 5 und 6 erzeugt wird, abgenommen wird.

Diese veränderliche Spannung wird nunmehr in das Elektrogehäuse 9 eingeführt, das einen Spannungsgleichrichter bzw. einen Spannungsmesser enthält

Die stationäre Einheit 1 kann vorteilhafterweise .aus zwei identischen Eisenblechen 31 bestehen, welche einen mittleren Bereich 31a und zwei seitliche Teile 316 aufweisen, die jeweils durch einen um 90° umgebogenen Teil 31cverlängert sind.

Die beiden Eisenbleche 31 sind derart angeordnet daß die Außenflächen der umgebogenen Teile 31c einander gegenüberliegen, wobei die Verbindung dieser vier Außenflächen durch die Permanentmagnete 3 und 4 erfolgt

Diese Verbindung kann durch Befestigung der umgebogenen Teile 31c an den Permanentmagneten 3 und 4 durch irgendein geeignetes Mittel erfolgen, das kein Hindernis für den Umlauf des Magnetflusses bildet

Der mittlere Teil 31a eines jeden Eisenbleches 31 nimmt die elektrische Wicklung 5 oder 6 auf.

Eine solche Bauart der stationären Einheit 1 der Gleichstrpm-Unipolarmaschine ist deutlich in den F i g. 1,2 und 3,4 gezeigt.

Die bewegliche Einheit 2 kann vortdlhafterweise aus zwei identischen Eisenblechen 41 bestehen, welche jeweils an ihren beiden Endabschnitten Biegungen 41a aufweisen.

Diese beiden Biegungen 41a definieren zwei Schenkel 41b, welche ein »U« bilden, in dessen Innerem sich der mittlere Teil 31a, um welchen die Wicklung 5 oder 6 gewickelt ist, befindet

Diese allgemeine Ausführungsform des beweglichen Elementes 2 ist in den F i g. 1,2 und 3,4 gezeigt

Wenn es sich um eine drehende bewegliche Einheit 2 handelt, ist die Achse 11 auf das Drehzentrum dieser beweglichen Einheit (F i g. 1) festgelegt.

Wenn es sich um eine linear gleitende bewegliche Einheit 2 handelt weist sie zwei Bohrungen 41c auf, welche jeweils eine Gleitschiene 21 umgeben; diese beiden Bohrungen 41c können vorteilhafterweise durch zwei halbzylindrische, sich gegenüberliegende Verformungen 4ld, welche in die Eisenbleche 41 eingebracht sind, gebildet werden.

Das starre Bauteil 27 ist vorzugsweise an der beweglichen Einheit 2 in einem Bereich festgelegt, der zwischen den beiden Gleitschienen 21 lieg.! (Fig.3 und

Es ist allgemein vorteilhaft, die stationäre tind die bewegliche Einheit 1 und 2 derart anzuordnen, daß die Luftspalte E dadurch gebildet werden, daß den Endabschnitten der beweglichen Einheit 2 die Form einer U-förmigen Gabel mit zwei Schenkeln gegeben wird, welche den mittleren Teil der stationären Einheit 1 umgeben.

Hierzu 2 Blatt

Claims

Patentansprüche:

l.Gleichstrom-Unipolarmaschine mit einer stationären Einheit (1) und einer beweglichen Einheit (2), die zwischen sich mindestens einen Luftspalt begrenzen, mit mindestens einem durch mindestens einen Permanentmagneten (3, 4) erregten magnetischen Kreis (7a, 76Jt der sich über die feste und die bewegliche Einheit schließt, mit einer stationären Einheit (1), deren mindestens zwei parallel verlaufende Eisenkerne (Eisenbleche31) in ihrem mittleren, Teil (3ia) von einer Wicklung (5,6) umhüllt sind, mit einer beweglichen Einheit (2), die in bezug auf die stationäre Einheit (1) derart angeordnet ist, daß die Luftspalte (E) dadurch gebildet werden, daß die Endabschnitte der beweglichen Einheit (2) die Form einer U-förmigen Gabel mit zwei Schenkeln (416J haben, welche den mittleren Teil (31a) der bewickelten Eisenkerne (Eisenbleche 31) umgeben, dadurch gekennzeichnet, daß beide-Eisenkerne (Eisenbleche 3t) identisch sind und anschließend an ihren mittleren Teil (31a,J zwei seitliche Teile (ZXb) aufweisen, deren Außenflächen einander gegenüber liegen und durch die Permanentmagnete (3,4) verbunden sind.
2. Gleichstrom-Unipolanmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Einheit (2) aus zwei identischen Eisenblechen (41) besteht, die jeweils an ihren beiden Enden Biegungen (4 Ia^ aufweisen.
3. Gleichstrom-Unipolarmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Drehzentrum der beweglichen Einheit (2) eine Welle befestigt fet
4. Gleichstrom-Unipolarmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine als Momentmotor oder Winkelgeschwindigkeitsmesser ausgebildet ist
5. Gleichstrom-Unipolarmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegli- ehe Einheit (2) mindestens eine eine Gleitschiene (21) umgebende Bohrung (41 c) aufweist, die durch zwei komplementäre, sich gegenüberliegende Verformungen (4Id) in den beiden Eisenblechen (41) gebildet wird.
6. Gleichstrom-Unipolarmaschine nach einem der Ansprüche 1,2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine als Kraftmotor oder Lineargeschwindigkeitsmesser ausgebildet ist.

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