DE3112360C2 - - Google Patents

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DE3112360C2
DE3112360C2 DE19813112360 DE3112360A DE3112360C2 DE 3112360 C2 DE3112360 C2 DE 3112360C2 DE 19813112360 DE19813112360 DE 19813112360 DE 3112360 A DE3112360 A DE 3112360A DE 3112360 C2 DE3112360 C2 DE 3112360C2
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Rolf Dipl.-Ing. Dr.-Ing. 7742 St Georgen De Mueller
Reinhold Ing.(Grad.) 7743 Furtwangen De Wurdak
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H02K29/06Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
    • H02K29/08Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using magnetic effect devices, e.g. Hall-plates, magneto-resistors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Synchronous Machinery (AREA)
  • Brushless Motors (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen kollektorlosen Gleichstrommotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein solcher Motor ist bekannt aus der DE 28 35 210 A1. Dieser bekannte Motor arbeitet bei Betrieb in der vorgesehenen "normalen" Drehrichtung sehr zufriedenstellend. Wird er in der Gegenrichtung betrieben, was z. B. durch umgekehrten Anschluß der Ein- oder Ausgänge des Hallgenerators möglich ist, so weicht das hierbei an der Welle abnehmbare Drehmoment in seiner Form erheblich von dem in der normalen Drehrichtung ab, und es können sich Anlaufschwierigkeiten ergeben.
Dasselbe gilt auch für die Motoren nach dem DE-GM 15 77 018 oder der DE 29 19 581 A1. Die letztgenannte Schrift zeigt einen Außenläufermotor mit ausgeprägten Polen, die jeweils durch Nuten voneinander getrennt sind. Diese Nuten würden an sich einen starken Anstieg des magnetisch wirksamen Luftspalts und dadurch einen ungünstigen Verlauf des Reluktanzmoments bewirken. Um dies zu verhindern, sind jeweils beiderseits einer Nut zusätzliche Eisenmassen vorgesehen, die sozusagen die Nut kaschieren und dadurch das Reluktanzmoment schönen. Motoren dieser Art haben aber bei Lauf in der zur normalen Drehrichtung entgegengesetzten Drehrichtung eine ungünstige Form des an der Welle abnehmbaren Drehmoments, und der Anlauf in der nicht normalen Drehrichtung ist nicht immer gewährleistet.
Deshalb ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen zweipulsigen, mit Reluktanz- Hilfsmoment arbeitenden kollektorlosen Gleichstrommotor zu schaffen, der in beiden Drehrichtungen betreibbar ist und die angeführten Nachteile mindestens teilweise vermeidet.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem Motor nach dem Oberbegriff gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen. Durch die unsymmetrische Form der Eisenbrücke ergibt sich ein kleiner Versatz zwischen dem Nulldurchgang des elektromagnetischen Drehmoments und dem instabilen Nullpunkt des Reluktanzmoments, was für den Anlauf günstig ist und einen sicheren Anlauf auch aus einer instabilen Ruhestellung des Rotors ermöglicht, und man erhöht für beide Drehrichtungen etwa dieselbe Form des Drehmoments.
Dabei geht man mit besonderem Vorteil so vor, daß die Eisenbrücken als nach außen gewölbte Nutenverschlußkeile ausgebildet sind, wobei man den Motor mit Vorteil so weiterbildet, daß in den Statorpolspitzen kleine Längsnuten ausgebildet sind, und daß in diese Längsnuten Blechstücke mit etwa V-förmigem Profil so eingeschoben sind, daß die Spitze des V in Richtung zum Luftspalt zeigt.
Eine andere Lösung der gestellten Aufgabe ergibt sich nach der Erfindung durch die im Anspruch 10 angegebenen Maßnahmen. Befindet sich der Rotor in seiner instabilen Ruhestellung, so erhält er durch kurzzeitiges Erregen dieser Hilfswicklung beim Anlauf einen Startimpuls, und anschließend kann die normale Kommutierung mit einer der bekannten Methoden erfolgen, so daß auch hier ein sicherer Anlauf gewährleistet ist.
Dabei geht man mit besonderem Vorteil so vor, daß die Hilfswicklung einen Eisenkörper aufweist, der sich etwa bis zu einer Eisenbrücke erstreckt, die an der Öffnung einer Nut angeordnet ist.
Eine weitere Lösung der gestellten Aufgabe ergibt sich nach der Erfindung durch die im Anspruch 20 angegebenen Maßnahmen. Dadurch, daß die Eisenbrücken, die in den Nuten angeordnet sind, dort jeweils eine Stelle kleinsten magnetisch wirksamen Luftspalts bilden, erhält man dort labile Ruhestellungen des Rotors, in die sich der Rotor nur selten einstellen wird, da schon die geringste Erschütterung genügt, um ihn aus einer solchen labilen Ruhestellung in eine seiner stabilen Ruhestellung laufen zu lassen. Ein solcher Motor kann dann zwar aus einer labilen Ruhestellung nicht anlaufen, wenn diese symmetrisch zwischen zwei Statorpolen liegt, aber da der Rotor im Normalfall eine stabile Ruhestellung einnimmt - aus der heraus der Motor anlaufen kann -, ist eine solche Anordnung auf jeden Fall für einfache Antriebe geeignet, z. B. für Spielzeuge und dergleichen.
Eine bevorzugte Verwendung ist nach der Erfindung die als Kopfradmotor für ein reversierbares Video-Aufzeichnungs- oder Wiedergabegerät.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen, sowie aus den Unteransprüchen. Es zeigt
Fig. 1 eine Darstellung eines kollektorlosen Außenläufermotors, in vergrößertem Maßstab und teilweise geschnitten,
Fig. 2 eine Draufsicht auf den Rotormagneten des Motors nach Fig. 1, welche dessen Polschrägung zeigt,
Fig. 3 einen Schnitt, gesehen längs der Linie III-III der Fig. 1, sowie eine zugehörige elektronische Schaltung in schematischer Darstellung,
Fig. 4 eine abgewickelte Darstellung des Luftspaltverlaufs (A) bei dem Motor nach den Fig. 1 bis 3, sowie die prinzipielle Form (B) des bei ihm elektromagnetisch erzeugten Drehmoments, die Form des Reluktanzmoments für die eine Drehrichtung (C) und für die entgegengesetzte Drehrichtung (D),
Fig. 5 ein Blockschaltbild einer elektronischen Anordnung zur Umsteuerung der Drehrichtung bei Verwendung eines Hall-IC oder eines analogen Bauelements,
Fig. 6 und 7 zwei Ausführungsformen für Eisenbrücken zwischen den Statorpolspitzen zweier benachbarter ausgeprägter Statorpole, und
Fig. 8 eine Darstellung des Aufbaus des Statorblechpakets aus unsymmetrischen Blechschnitten.
Der in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Motor 10 ist ein vierpoliger kollektorloser Außenläufermotor der zweisträngigen, zweipulsigen Bauart (zu diesen Definitionen vergleiche den Aufsatz von Müller "Zweipulsige kollektorlose Gleichstrommotoren" in asr Heft 1 bis 2, 1977). Der Motor 10 läuft im Betrieb z. B. mit 1500 U/min und hat einen Rotor 12 mit einer Außenläuferglocke 13, in deren Innenumfang ein vierpoliger Dauermagnetring 14 (bevorzugt ein sogenannter Gummimagnet, also eine Mischung aus Hartferriten und elastischem Material) eingeklebt ist. Der Ring 14 ist trapezförmig magnetisiert, d. h. im Bereich seiner Pole ist die Induktion jeweils über einen großen Winkelbereich praktisch konstant und nimmt erst in der Nähe der Pollücken 15 stark ab, so daß sich schmale Pollücken 15 ergeben, welche gemäß Fig. 2 unter einem Winkel alpha von etwa 30° geschrägt sind. Ihr Schrägungsschritt sollte mindestens gleich der Breite einer Nutöffnung des Stators sein. Mit 16 ist ein Rotorstellungssensor bezeichnet. Dieser Rotorstellungssensor 16 ist bevorzugt ein Hall-IC, doch kann man gegebenenfalls auch Feldplatten, Magnetdioden, optische Sensorelemente oder dergleichen verwenden.
In der Mitte der Rotorglocke 13 ist eine Hülse 17 durch Stumpfschweißen befestigt, in die eine Welle 18 bis zum Anschlag an einen Sprengring 19 mit Preßsitz eingeschoben ist. Die Welle 18 ist hier an dem anzutreibenden Gerät gelagert, z. B. in einem Videorecorder, könnte aber natürlich ebensogut im Stator 22 in üblicher Weise gelagert sein, wie das z. B. die DE 26 12 464 C3 in Fig. 2 zeigt. - In Fig. 3 der vorliegenden Anmeldung sind Hülse 17 und Welle 18 nicht dargestellt.
Der Stator 22 ist ein geblechter Stator, dessen Blechpaket 21 vier ausgeprägte Pole 23¹ bis 23⁴ aufweist, die durch Nuten 24 getrennt sind. Die Indizes 1 bis 4 beziehen sich auf die Quadranten, in denen sich diese Pole befinden. Die Statorpole 23 haben die übliche T-form, aber der Außenumfang ihrer Polschuhe ist zur Erzeugung eines bestimmten Verlaufs des Luftspalts 39 und damit eines Reluktanzmoments bestimmter Form ausgebildet, wobei alle Statorpole 23 wie dargestellt dieselbe Form haben. Diese Form ist jeweils zur Polmitte etwa symmetrisch und ist in abgewickelter Form in Fig. 4A dargestellt. Wie man dort erkennt, liegt in der Polmitte jeweils eine Stelle 40 maximalen Luftspalts, und von dort ausgehend nimmt der Luftspalt in beiden Richtungen etwa monoton bis zur jeweiligen Polspitze 41 bzw. 42 ab. An den Öffnungen 43 der Nuten 24 sind Eisenbrücken 44 vorgesehen, die dort den Luftspalt wie dargestellt auf einen sehr kleinen Wert reduzieren. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 dienen Nutenverschlußkeile mit Ω-förmigem Querschnitt als Eisenbrücken, wie das in vergrößerter Form in Fig. 7 dargestellt ist. Man erkennt dort, daß diese Verschlußkeile mit ihren Schenkeln 45 eng gegen die benachbarten Statorpolspitzen anliegen, so daß dort keine großen Diskontinuitäten im Luftspaltverlauf entstehen. Eine andere Ausführungsform zeigt Fig. 6. Dort sind in die Statorpolspitzen seitlich kleine Längsnuten 46, 47 eingearbeitet, und in diese sind als Eisenbrücken Nutenverschlußkeile 48 von etwa V-förmigem Querschnitt so eingeschoben, daß die Spitze des V in Richtung zum Luftspalt weist. Bevorzugt kann das V-Profil etwas unsymmetrisch sein, wie das Fig. 6 zeigt, indem sein einer Schenkel länger ist als sein anderer, damit die Ruhestellung des Rotors 12 dann etwas von der Symmetrielage abweicht, wenn sich die Pollücken 15 den Eisenbrücken 44 oder 48 gegenüberstellen (sogenannte instabile Ruhestellung des Rotors 12) und dadurch auch aus dieser Stellung ein Anlauf gewährleistet ist.
In Fig. 3 ist die zylindrische Umhüllende 50 des Innenstators 22 durch einen gestrichelten Kreis angedeutet, und man erkennt klar, daß die Außenseiten der Statorpole 23 nicht Kreissektoren entsprechen, sondern daß jeweils ein Abschnitt in Form einer dünnen, symmetrischen Sichel zur Kreissektorform fehlt. Gegebenenfalls kann in der Polmitte der Luftspalt 39 sogar noch stärker vergrößert werden, um dort eine besonders stabile Ruhestellung zu erhalten.
Die Statorpole 23 sind in der dargestellten Weise mit zwei im wesentlichen identischen Strängen 51, 52 (vorzugsweise bifilar) bewickelt, wobei die Stromflußrichtung in den einzelnen Wicklungen in der üblichen Weise mit Punkten bzw. Kreuzen bezeichnet ist, vergleiche hierzu die DE 28 35 210 A1, in der dies ausführlich erläutert ist.
Am Statorblechpaket 21 ist mittels vier Dornen 30, von denen in Fig. 1 nur einer dargestellt ist, und mittels entsprechender Distanzglieder 31, eine runde isolierende Platte 32 befestigt, auf der eine gedruckte Schaltung vorgesehen ist, an die die Anschlüsse des Sensors 16 und der beiden Stränge 51, 52 angeschlossen sind. Zum Befestigen der Platte 32 dienen Sprengringe 33, welche auf die Dorne 30 aufgepreßt sind. Auch der Sensor 16 ist auf der Platte 32 befestigt.
In Fig. 1 ist unterhalb des Statorblechpakets 21 ein Montageteil 34 angeordnet, das auf ein entsprechendes Gegenstück aufgesetzt werden kann, wonach eine Befestigung mittels dreier Schrauben 35 erfolgt, von denen in Fig. 1 nur eine dargestellt ist und welche Löcher 36 im Blechpaket 21 durchdringen. Zur Isolation, insbesondere in den Nuten, und zum Schutz gegen Korrosion ist das gesamte Blechpaket 21 mit einer Wirbelsinterschicht 37 überzogen.
Fig. 3 zeigt ferner in der obersten Nut 24 eine Hilfswicklung 55, die auf einem Eisenkern 56 aufgebracht ist, welcher sich bis zur Eisenbrücke 44 erstreckt. Zu den benachbarten Statorwicklungen 57 und 58 ist diese Hilfswicklung 55 um 90° el. versetzt. An ihrer Stelle könnte auch eine Hilfswicklung 60 verwendet werden, die in Fig. 3 mit gestrichelten Linien angedeutet ist und die durch Löcher 61, 62 in den Mitten der Statorpole 23¹ und 23² geführt ist. Diese Hilfswicklung 55 oder 60 dient zum Anlauf aus der bereits erwähnten instabilen Ruhestellung.
Fig. 3 zeigt noch eine schematische Schaltung zum Betrieb eines zweipulsigen Motors. Statt des Hall-IC 16 ist hier ein Hallgenerator 16′ dargestellt, um die Darstellung zu vereinfachen. (Schaltungen mit Hall-ICs für zweipulsige Motoren zeigt z. B. die DE 30 44 056 A1). Der eine Stromanschluß dieses Hallgenerators 16′ ist über einen Widerstand 64 mit einer Plusleitung 65 verbunden, an die auch die einen Anschlüsse der beiden Stränge 51, 52 in der dargestellten Weise angeschlossen sind, also in Sternschaltung. Der andere Stromanschluß des Hallgenerators 16′ ist über einen Widerstand 66 mit einer Minusleitung 67 verbunden.
Die Kollektoren von zwei npn-Leistungstransistoren 68, 69 sind mit den beiden anderen Anschlüssen der beiden Stränge 51, 52 in der dargestellten Weise verbunden, wobei zur Umkehr der Drehrichtung bei 72 eine Vertauschung dieser Anschlüsse möglich ist. Die Basen von 68 und 69 sind mit den Ausgängen des Hallgenerators 16′ verbunden, und ihre Emitter sind miteinander und mit dem Kollektor eines npn-Transistors 73 verbunden, dessen Emitter an die Minusleitung 67 angeschlossen ist. Seiner Basis kann bei 74 ein Regelsignal zugeführt werden, z. B. zur Drehzahl- oder Stromregelung.
Die Hilfswicklung 55 (oder die gleichwirkende Hilfswicklung 60) ist mit einem Anschluß an die Plusleitung 65 angeschlossen und mit dem anderen Anschluß mit der Anode einer Diode 75 verbunden, deren Kathode mit der Pluselektrode eines Kondensators 76 großen Kapazitätswerts verbunden ist, dessen andere Elektrode an die Minusleitung 67 angeschlossen ist. Parallel zum Kondensator 76 liegt ein hochohmiger Entladungswiderstand 77, z. B. von 100 kOhm. Dieser dient dazu, nach dem Abschalten den Kondensator 76 zu entladen. Über einen Schalter 78 kann die Plusleitung 65 mit einer nicht dargestellten Gleichspannungsquelle verbunden werden.
Beim Schließen des Schalters 78 fließt über die Hilfswicklung 55 (oder 60) und die Diode 75 ein Ladestromimpuls zum Kondensator 76 und erzeugt kurzzeitig ein Magnetfeld in der betreffenden Hilfswicklung 55 oder 60, so daß der Rotor 12 einen Startimpuls erhält, falls er in seiner instabilen Ruhelage ist, in der die Pollücken 15 den Eisenbrücken 44 gegenüberstehen. Ist der Rotor 12 in seiner in Fig. 2 dargestellten stabilen Ruhelage, so wirkt beispielsweise bei Fig. 3 ein Nordpol auf den Hallgenerator 16′, und es fließt entsprechend ein Strom in dem Strang 51 oder 52, dessen Transistor 68 oder 69 dann vom Hallgenerator 16′ eingeschaltet wird. Der Rotor 12 läuft dann in der gewünschten Drehrichtung an, wobei gemäß Fig. 4A seine Pollücken 15 zunächst ein Gebiet abnehmenden magnetisch wirksamen Luftspalts 39 durchlaufen. Unterstellt man z. B. in Fig. 4A die Drehrichtung 80, also nach rechts, so ergibt sich der Verlauf des Reluktanzmoments gemäß Fig. 4C. Mit 81 ist dort die stabile Ruhelage des Rotors 12 bezeichnet, bei der das Reluktanzmoment den Wert Null hat. Läuft der Motor an, so wird zunächst ein bremsendes Reluktanzmoment erzeugt, weil wie gesagt, die Pollücke 15 ein Gebiet abnehmenden magnetisch wirksamen Luftspalts durchläuft, wobei die Bremswirkung beim Erreichen der Eisenbrücke 44 stark ansteigt und dann - wenn die Pollücke 15 direkt über ihr steht - zu Null wird (instabile Ruhelage beim Punkt 82). Anschließend ergibt sich ein antreibendes Reluktanzmoment 83 bis zur nächsten stabilen Ruhelage 81′, und dann wiederholt sich der Verlauf.
Durch die bei Fig. 6 beschriebene unsymmetrische Form der Eisenbrücke 48 ergibt sich ein kleiner Versatz Delta t (Fig. 4B) zwischen dem Nulldurchgang des in Fig. 4B dargestellten elektromagnetischen Antriebsmoments Mel, das für beide Drehrichtungen etwa dieselbe Form hat, und dem instabilen Nullpunkt 82, was für den Anlauf günstig ist.
Wird der Rotor 12 in der Gegenrichtung 85 betrieben, so ergibt sich bei stromlosem Motor naturgemäß dieselbe stabile Ruhelage 81. Wenn man in Fig. 4D einen Verlauf der Zeitachse nach links, also in Drehrichtung 85, annimmt, so ergibt sich zunächst ein bremsendes Reluktanzmoment 86, das bei 87 zu Null wird, wenn die Pollücke 15 über der Mitte einer Eisenbrücke 44 steht, und das dann bei 88 antreibend wird. Man erkennt, daß in Fig. 4C und Fig. 4D der Verlauf spiegelbildlich ist, d. h. in beiden Fällen hat das Drehmoment, das an der Motorwelle 18 abgenommen wird, etwa dieselbe Form. Dies ist z. B. bei Kopfradmotoren für Videorecorder wichtig, um in beiden Fällen dieselbe Bildform auf dem Fernsehschirm zu erhalten.
Durch die in Fig. 2 dargestellte Schrägung der Pollücken 15 wird erreicht, daß Diskontinuitäten des Luftspaltverlaufs an den Übergangsstellen von den Statorpolenden 41 oder 42 zur benachbarten Eisenbrücke 44 bzw. 48 den Verlauf des Reluktanzmoments praktisch nicht beeinflussen. - Ersichtlich hat in Fig. 4A der abgewickelte luftspaltseitige Statorumfang etwa die Form von flachen Tälern im Bereich der Pole mit dazwischenliegenden schmalen Hügeln oder Dämmen im Bereich der Statorpollücken.
Fig. 8 zeigt, daß eine erfindungsgemäße Form des magnetisch wirksamen Luftspalts auch mit unsymmetrischen Blechschnitten erzeugbar ist, wie sie z. B. aus der DE 28 35 210 A1 bekannt sind. Man braucht diese nur abwechselnd richtig und dann umgekehrt zu schichten und erhält dann einen magnetisch wirksamen Luftspalt, der in der Polmitte am größten ist und nach beiden Seiten hin abnimmt. Fig. 8 zeigt als oberstes Blech 90 eines, dessen Luftspalt im Uhrzeigersinn abnimmt, und darunter ein umgekehrt gelegtes Blech 91, dessen Luftspalt folglich im Gegenzeigersinn abnimmt. In der Polmitte bei 92 ist der Luftspalt am größten. Zu den Polenden hin nimmt der magnetisch wirksame Luftspalt, also der Mittelwert aus den Blechen 90 und 91, gemäß der strichpunktierten Linie 93 ab. Die zylindrische Umhüllende ist hier mit 94 bezeichnet. Auf diese Weise läßt sich also aus vorhandenen unsymmetrischen Blechschnitten ein symmetrisches Statorblechpaket aufbauen.
Naturgemäß ist die Erfindung nicht auf Außenläufermotoren beschränkt, sondern kann in derselben Weise auch bei Innenläufermotoren angewendet werden.
Fig. 5 zeigt eine elektronische Umsteuerung der Drehrichtung. Gleiche oder gleichwirkende Teile wie in Fig. 3 werden in Fig. 5 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und gewöhnlich nicht nochmals beschrieben.
Bei der Anordnung nach Fig. 5 dient als Rotorstellungssensor der Hall-IC 16, der an seinem Ausgang eine Rechteckspannung 96 abgibt. Diese wird einer steuerbaren Invertierstufe 97 zugeführt, die bei dem Steuersignal 98 (vorwärts) das Signal 96 nicht invertiert, beim Steuersignal 99 (rückwärts) dagegen das Signal 96 invertiert. Das Signal am Ausgang der Invertierstufe 97 wird dann einer Kommutierungs-Steuerschaltung 98′ zugeführt, wie sie z. B. in der DE 30 44 056 A1 dargestellt ist, und diese steuert die Transistoren 68 und 69 und damit die Ströme in den Strängen 51 und 52.
Auf diese Weise läuft beim Signal 98 der Motor 10 vorwärts, beim Signal 99 dagegen rückwärts.

Claims (20)

1. Zweipulsiger kollektorloser Gleichstrommotor, mit einem etwa zylindrischen Luftspalt (39), mit einem Innen- oder Außenrotor (12), dessen Magnetpole (14) zum Erzeugen einer sogenannten trapezförmigen Magnetisierung jeweils Bereiche mit mindestens nahezu konstanter Induktion aufweisen, mit ausgeprägten Statorpolen (23), mit einem durch Veränderung des Luftspaltseitigen Statorblechpaketdurchmessers verursachten, über dem Drehwinkel unterschiedlichen magnetisch wirksamen Luftspalt, welcher bei Drehung des Rotors (12) ein drehwinkelabhängiges, auf den Rotor wirkendes Reluktanzmoment (Fig. 4C, 4D) zur Folge hat,
dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetpole (14) des Rotors (12) jeweils große Bereiche mit mindestens nahezu konstanter Induktion und daran anschließend kleine Pollücken (15) aufweisen,
daß zur Ermöglichung eines etwa gleichwertigen Betriebs in beiden Drehrichtungen (80, 85) der magnetisch wirksame Luftspalt im Bereich der Statorpolmitten (40) jeweils am größten und im Grenzbereich zwischen benachbarten Statorpolen (23) am kleinsten ist,
daß an den Nutöffnungen (43) zwischen den Statorpolen (23) Eisenbrücken (48) ausgebildet sind, welche zur Bildung eines kleinen Luftspalts in ihrem Mittelbereich in Richtung zum Luftspalt (39) vorragen,
und daß die Stelle kleinsten von einer Eisenbrücken (48) gebildeten magnetisch wirksamen Luftspalts unsymmetrisch zu der Mitte zwischen den ihr benachbarten Statorpolen (23) liegt.
2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisenbrücken (44) als nach außen gewölbte Nutenverschlußkeile ausgebildet sind.
3. Motor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Statorpolspitzen (41, 42) kleine Längsnuten (46, 47) ausgebildet sind, und daß in diese Längsnuten Blechstücke (48) mit etwa V- förmigem Profil so eingeschoben sind, daß die Spitze des V in Richtung zum Luftspalt (39) zeigt.
4. Motor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisenbrücken (44) mindestens teilweise mit einer Profilform nach Art eines Ω ausgebildet sind und so zwischen zwei benachbarten Statorpolspitzen (41, 42) eingefügt sind, daß die Wölbung des Ω in Richtung zum Luftspalt (39) zeigt.
5. Motor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Statorpolspitzen (41, 42) und die hiergegen anliegenden Abschnitte (45) des Ω-Profils (44) etwa zueinander passend ausgebildet sind.
6. Motor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetisch wirksame Luftspalt von den Stellen größten Luftspalts (40) bis nahe zu den Stellen kleinsten Luftspalts (44) etwa monoton abnimmt.
7. Motor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetisch wirksame Luftspalt von den Stellen kleinsten Luftspalts (44) aus zunächst stark und dann weniger stark zunimmt.
8. Motor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (22) in der abgewickelten Form auf seiner dem Luftspalt (39) zugewandten Seite etwa die Form von flachen, auf den Statorpolen (23) liegenden Tälern mit zwischen den Tälern liegenden schmalen Hügeln oder Dämmen aufweist (Fig. 4A).
9. Motor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Statorblechpaket aus Blechschnitten (90) geschichtet ist, welche einen Luftspaltverlauf erzeugen, der jeweils etwa von einer Statorpolspitze bis etwa zur anderen etwa monoton abnimmt, und daß etwa die Hälfte der Blechschnitte (90) in die eine und der Rest (91) der Blechschnitte in die andere Richtung geschichtet ist, um die Stelle (92) größten magnetisch wirksamen Luftspalts etwa in der Polmitte zu erhalten.
10. Zweipulsiger kollektorloser Gleichstrommotor, mit einem etwa zylindrischen Luftspalt (39), mit einem Innen- oder Außenrotor (12), dessen Magnetpole (14) zum Erzeugen einer sogenannten trapezförmigen Magnetisierung jeweils Bereiche mit mindestens nahezu konstanter Induktion aufweisen,
mit ausgeprägten Statorpolen (23),
mit einem durch Veränderung des luftspaltseitigen Statorblechpaketdurchmessers verursachten, über dem Drehwinkel unterschiedlichen magnetisch wirksamen Luftspalt, welcher bei Drehung des Rotors (12) ein drehwinkelabhängiges, auf den Rotor wirkendes Reluktanzmoment (Fig. 4C, 4D) zur Folge hat, insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetpole (14) des Rotors (12) jeweils große Bereiche mit mindestens nahezu konstanter Induktion und daran anschließend kleine Pollücken (15) aufweisen,
daß zur Ermöglichung eines etwa gleichwertigen Betriebs in beiden Drehrichtungen (80, 85) der magnetisch wirksame Luftspalt im Bereich der Statorpolmitten (40) jeweils am größten und im Grenzbereich zwischen benachbarten Statorpolen (23) am kleinsten ist, und daß zur Sicherstellung des Anlaufs aus einer instabilen Nullstellung (82; 87) des Reluktanzmoments am Stator (22) mindestens eine beim Anlauf erregbare Hilfswicklung (55; 60) vorgesehen ist, die gegenüber den anderen Statorwicklungen (57, 58) versetzt ist.
11. Motor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfswicklung (55; 60) gegenüber den anderen Statorwicklungen um 90° el. oder einen elektrisch gleichwertigen Winkel versetzt ist.
12. Motor nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfswicklung (55; 60) in Reihe mit einem Kondensator (76) an eine Spannungsquelle, vorzugsweise die Betriebsspannungsquelle des Motors, anschaltbar ist.
13. Motor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenschaltung von Hilfswicklung (55; 60) und Kondensator (76) zusätzlich eine Diode (75) aufweist, um nach dem Anlauf einen generatorisch erzeugten Stromfluß in dieser Hilfswicklung (55; 60) zu vermeiden.
14. Motor nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Kondensator (76) ein - vorzugsweise hochohmiger - Entladewiderstand (77) vorgesehen ist.
15. Motor nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfswicklung (55) in eine Statornut (24) angeordnet ist.
16. Motor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfwicklung (55) einen Eisenkörper (56) aufweist, der sich etwa bis zu einer Eisenbrücke (44) erstreckt, die an der Öffnung (43) dieser Nut (24) angeordnet ist.
17. Motor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stator- und/oder die Rotorpollücken (15) geschrägt sind (Fig. 2).
18. Motor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Rotorpollücken (15) kleiner als 30° el. ist.
19. Verwendung eines Motors nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche als Kopfradmotor für ein reversierbares Video-Aufzeichnungs- oder Wiedergabegerät.
20. Zweipulsiger kollektorloser Gleichstrommotor,
mit einem etwa zylindrischen Luftspalt (39),
mit einem Innen- oder Außenrotor (12), dessen Magnetpole (14) zum Erzeugen einer sogenannten trapezförmigen Magnetisierung jeweils Bereiche mit mindestens nahezu konstanter Induktion aufweisen,
mit ausgeprägten Statorpolen (23),
mit einem durch Veränderung des luftspaltseitigen Statorblechpaketdurchmessers verursachten, über dem Drehwinkel unterschiedlichen magnetisch wirksamen Luftspalt, welcher bei Drehung des Rotors (12) ein drehwinkelabhängiges, auf den Rotor wirkendes Reluktanzmoment (Fig. 4C, 4D) zur Folge hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetpole (14) des Rotors (12) jeweils große Bereiche mit mindestens nahezu konstanter Induktion und daran anschließend kleine Pollücken (15) aufweisen,
daß zur Ermöglichung eines etwa gleichwertigen Betriebs in beiden Drehrichtungen (80, 85) der magnetisch wirksame Luftspalt im Bereich der Statorpolmitten (40) jeweils am größten und im Grenzbereich zwischen benachbarten Statorpolen (23) am kleinsten ist,
und daß an den Nutöffnungen (43) zwischen den Statorpolen (23) Eisenbrücken (48) ausgebildet sind, welche jeweils in ihrem Mittelbereich in Richtung zum Luftspalt (39) vorragen und dort jeweils eine Stelle kleinsten magnetisch wirksamen Luftspalts bilden.
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DE2835210C2 (de) * 1978-08-11 1988-03-24 Papst-Motoren GmbH & Co KG, 7742 St Georgen Zweipulsiger, zweisträngiger Kollektorloser Gleichstrommotor mit einem mindestens vierpoligen permanentmagnetischen Rotor
DE2919581A1 (de) * 1979-05-15 1980-11-27 Papst Motoren Kg Zweipulsiger kollektorloser gleichstrommotor
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