DE3113585A1 - Small electric motor - Google Patents
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Abstract
Description
***ElektroklejnmOto*ww*** ElektroklejnmOto * ww
BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft einen Elektrokleinmotor, bestehend aus mindestens einem Rotor und einem Stator mit aus Eisenblechen zusammengesetzten magnetischen Leitern.DESCRIPTION The invention relates to a small electric motor, consisting of of at least one rotor and one stator with composed of iron sheets magnetic conductors.
Bei Anordungen der bezeichneten Gattung ist es bekannt, den Eisenquerschnitt dadurch zu verringern, dass nur soviele Bleche aufeinander geschichtet werden, dass das Eisen gerade nicht im Sättigungsbereich betrieben wird. Werden in einem solchen Falle Querschnittsanpassungen des magnetischen Flusses auf Wicklungen oder Magnete erforderlich, dann können Fangbleche (senkrecht) zu den Leiterblechen angeordnet werden, die den magnetischen Fluss auf den jeweils anderen Querschnitt überleiten. Die Homogenität des Magnetfeldes ist jedoch an diesen Uebergangsstellen verringert, was besonders am Ankerluftspalt unerwünscht ist. Häufig ist es auch nicht möglich oder zu aufwendig in der Montage, solche Uebergangszonen vorzusehen, sodass der volle Eisenquerschnitt gehalten werden muss. Dadurch entsteht ein unnötig hohes Gewicht, das aus konstruktiven Gründen unerw;inscht ist, weil es zu aufwendigen Befestigungsmitteln führt, oder weil grosse Trägheitsmomente des Rotors die Folge sind.In arrangements of the type indicated, it is known to use the iron cross-section by only stacking so many sheets on top of one another that the iron is currently not being operated in the saturation range. Be in such a In case of cross-section adjustments of the magnetic flux on windings or magnets required, then catch plates can be arranged (perpendicular) to the conductor plates that transfer the magnetic flux to the other cross-section. However, the homogeneity of the magnetic field is reduced at these transition points, which is particularly undesirable at the armature air gap. Often it is also not possible or too expensive to assemble to provide such transition zones so that the full iron cross-section must be maintained. This creates an unnecessarily high Weight that is undesirable for design reasons because it is too expensive Fasteners leads, or because large moments of inertia of the rotor the result are.
Der Nachteil des hohen Gewichtes betrifft also sowohl den Stator als auch den Rotor.The disadvantage of the high weight thus affects both the stator also the rotor.
+**ECektrokeinmoto*x Um die Gewichtsprobleme zu verringern, ohne dass es zu stärkeren Inhomogenitäten des Magentflusses kommt, ist nach der Erfindung der Querschnitt der magnetischen Leiter dadurch verringert, dass die Bleche teilweise durch Schichten verringerter magnetischer Leitfähikeit ersetzt sind.+ ** ECektrokeinmoto * x To reduce the weight problems without it comes to stronger inhomogeneities of the gastric flow is according to the invention the cross-section of the magnetic conductor is reduced by the fact that the metal sheets are partially are replaced by layers of reduced magnetic conductivity.
Der Vorteil dieser Aufgabenlösung besteht danach darin, dass der Uebergang zu den verschiedenen Qürschnitten mit geringeren Inhomogenitäten als brei der Verwendung von Fangblechen möglich ist, und dass gleichzeitig der Montageaufwand verringert ist.The advantage of this solution is that the transition to the various cross-sections with less inhomogeneities than when used of catch plates is possible, and that at the same time the assembly effort is reduced is.
Darüber hinaus bleibt der mechanische Qürschnitt der Leiter erhalten, sodass der Widerstand solcher Anordnungen gegen mechanische Verformung gegenüber fugenlos gestapelten dünnen Blechpacketen erhöht ist.In addition, the mechanical cross-section of the ladder is retained, so that the resistance of such arrangements to mechanical deformation against seamlessly stacked thin sheet metal packs is increased.
Die gewollte Verringerung des Eisenfüllfaktors kann vorteilhaft zwischen 0.5 bis 0.25, vorzugsweise 0.4 bis 0.3 betragen.The desired reduction in the iron fill factor can be advantageous between 0.5 to 0.25, preferably 0.4 to 0.3.
Im allgwmeinen Fall ist der Eisenfüllfaktor etwa gleich der mittleren Induktion (Bl) im Luftspalt, geteilt durch die technisch mögliche Induktion (BFe) im Eisen.In the general case, the iron fill factor is roughly the same as the average Induction (Bl) in the air gap, divided by the technically possible induction (BFe) in the iron.
Die Schichten verringerter magnetischer Leitfähigkeit können vorzugsweise Luftschichten sein, die durch abstandshaltende Mittel zwischen den Blechen festgelegt sind.The layers of reduced magnetic conductivity can preferably Be air layers defined by spacing means between the sheets are.
Es können aber auch Schichten aus Nichtleitermaterial vorgesehen sein. Beisielsweise kann eine Kunststoffumspritzung der Eisenbleche zu günstigen Gewichten und Festigkeiten. der Anordnung führen.However, layers made of non-conductive material can also be provided. For example, plastic encapsulation of the iron sheets can be done at favorable weights and strengths. lead to the arrangement.
*** es e k t ro k 1 ei t1 n"loto ri* Eine besonders günstige Anwendung der Erfindung ist bei Mehrwellenmotoren möglich.*** es e k t ro k 1 ei t1 n "loto ri * A particularly favorable application the invention is possible with multi-shaft motors.
Mehrwellenmotoren weisen in einem Stator mehrere Rotoren auf. Dadurch können im Statorkörper starke Induktionsänderungen auftreten. Um hier bei Erhalt der mechanischen Festigkeit den Eisenquerschnitt zu verdünnen, können Luft oder Schichten aus anderen Nichtleitern ,wie etwa Karton, eingefügt sein.Multi-shaft motors have several rotors in a stator. Through this strong induction changes can occur in the stator body. To here upon receipt The mechanical strength to thin the iron cross-section can be air or Layers of other dielectric materials, such as cardboard, may be inserted.
Insbesondere, wenn der Stator zur Aufnahme von Elektromagneten ausgebildet ist, legt dieser häufig die Höhe des Statorpacketes fest, sodass bei dichter Blechpackung ein sehr hohes Gewicht entsteht.In particular if the stator is designed to accommodate electromagnets is, this often determines the height of the stator pack so that the sheet metal packing is tight a very high weight is created.
Andererseits ist gerade bei solchen Anwendungen der Stator häufig als Basisplatte zur Aufnahme von mechanisch bewegbaren Betätigungsmitteln verwendet, wie beispielsweise bei Tonbandkassettengeräten, so dass gerade hier Interesse für hohe mechanische Festigkeiten besteht.On the other hand, the stator is common in such applications used as a base plate to accommodate mechanically movable actuating means, as for example with tape cassette recorders, so that this is where interest is given high mechanical strength.
Ein besonders häufiger Anwendungsfall ist die Verwendung bei permanenterregten Gleichstrommotoren mit Magneten mittlerer Induktion, da hierbei fast immer Querschnittsanpassungen von den magnetischen Leiterstücken auf die Magnete vorgenommen werden müssen.A particularly common application is the use with permanently excited DC motors with magnets of medium induction, as this almost always involves cross-section adjustments must be made from the magnetic conductor pieces to the magnets.
Starke Einsparungen bei der Herstellung treten ein, wenn das Statorblechpacket in ein die Motorlager tragendes Kunststoffteil eingesetzt ist.Great savings in manufacturing occur when the stator lamination packet is inserted into a plastic part carrying the engine mounts.
Aber nicht nur im Statorbereich ist die Erfindung mit Vorteil zu verwenden.However, the invention can not only be used with advantage in the stator area.
***ElektrokleinmetO-* s Ist beispielsweise ein genuteter Anker vorhanden, dann kann das Eisenvolumen des Zahnkopfes wenigstens teilweise reduziert sein.*** ElektrokleinmetO- * s For example, if there is a grooved anchor, then the iron volume of the tooth tip can be at least partially reduced.
Dadurch wird nämlich das Eisenvolumen dort verringert, wo es den grössten Beitrag zum Trägheitsmoment liefert. Man kann dadurch Motoren herstellen, die wesentlich preiswerter sind als kollektorlose Motore, die jedoch ebenfalls in solchen F-ällen anwendbar sind, in denen, beispielsweise bei Wickelmotoren für Tonbandgeräte, geringe Trägheitsmomente (zur Bandschonung beim Endanschlag) erwünscht sind.As a result, the iron volume is reduced where it is greatest Contribution to the moment of inertia. You can use it to make engines that are essential are cheaper than brushless motors, but they are also used in such cases are applicable in which, for example, in winding motors for tape recorders, low Moments of inertia (to protect the belt at the end stop) are desired.
Die Verringerung des Eisenvolumens am Umfang des Rotors kann, je nach den gegeben Umständen, in verschiedener Weise erfolgen.The reduction in the iron volume on the circumference of the rotor can, depending on given the circumstances, take place in different ways.
Ist beispielsweise der Zahnkopf T-förmig, kann einer der Schenkel des T abgeschnitten sein. Bei symmetrischer Schichtung entsteht dann in der axialen Projektion eine Ergänzung zu vollen Zahnköpfen.For example, if the tooth head is T-shaped, one of the legs of the T must be cut off. With symmetrical stratification then arises in the axial Projection an addition to full tooth heads.
Weist diese Projektion eine radiale Vertiefung in der Mitte auf, werden KlebestelLen des Rotors im Magnetfeld des Stators vermieden.If this projection has a radial depression in the middle, then there will be Adhesive areas of the rotor in the magnetic field of the stator avoided.
Es ist auch möglich, einen Rotor mit n Nuten zu versehen, wobei k Zahnköpfe in radialsymmetrischer Folge fehlen, aber die aufeinanderfolgenden Bleche um jeweils eine Nut versetzt sind. Ist dann 2<k<n-2; k,n ganz, dann entsteht ein Anker mit vollem Kern, der jedoch nur im axialen Abstand von k Blechen jeweils einen Zahnkopf aufweist.It is also possible to provide a rotor with n slots, where k Tooth tips in a radially symmetrical sequence are missing, but the successive sheets are offset by one groove each. If then 2 <k <n-2; k, n whole, then arises an anchor with a full core, but only at an axial distance of k sheets each has a tooth head.
In der Zeichnung, anhand derer die Erfindung ***Elektrokle nmoto-*et erläutert wird, zeigen Fig.1 einen Mehrwellenmotor im Schnitt Fig.2 Mittel zur Abstandshaltung Fig.3 bis 7 Blechschnitte fur Rotoren Fig.8 bis 9 Mittel zur Abstandshaltung bei Rotoren In Fig.1 sind Bleche 1000 , durch Mittel 1001 zur Abstandshaltung und Verbindungsmittel 1002, wie Schrauben oder Nieten, zusammengehalten. Dadurch enstehen Schichten verringerter magnetischer Leitfähigkeit 1003, im gezeichneten Beispiel Luftschichten, die den Eisenqurschnitt senkrecht zur Ebene der Eisenbleche 1000 verringern. Das Blechpacket 100, das auf diese Weise entsteht, weist eine hohe Steifigkeit gegen mechanische Verformungen auf.In the drawing, based on which the invention *** Elektrokle nmoto- * et is explained, Fig.1 shows a multi-shaft motor in section Fig.2 means for spacing Fig. 3 to 7 sheet metal cuts for rotors Fig. 8 to 9 means for Keeping the spacing in rotors In Fig. 1 are sheets 1000, by means 1001 for keeping the spacing and connecting means 1002, such as screws or rivets, held together. Through this layers of reduced magnetic conductivity 1003 arise, in the drawing Example layers of air that form the iron cross-section perpendicular to the plane of the iron sheets Decrease 1000. The sheet metal package 100 that is produced in this way has a high Rigidity against mechanical deformation.
In das Blechpacket sind Permanentmagnete 1004 eingesetzt, die zur Erregung der Gleichstromrotoren 201 und 202 dienen. Die Anordnung aus den Rotoren 201, 202 und dem gemeinsamen Stator 100 ist demnach ein Mehrwellenmotor. Im gezeichneten Beispiel ist der Stator 100 in eine Lagerschale 300 aus Kunststoff eingesetzt, die die Motorlager 301 und 302 trägt. Die Gegenlager 3010, 3020 sind in einer Platte 3000 angeordnet.Permanent magnets 1004 are used in the sheet metal package, which are used for Excitation of the DC rotors 201 and 202 are used. The arrangement of the rotors 201, 202 and the common stator 100 is therefore a multi-shaft motor. Im drawn For example, the stator 100 is inserted into a bearing shell 300 made of plastic, which the engine mounts 301 and 302 carries. The counter bearings 3010, 3020 are in a plate 3000 arranged.
Die Schichten verringerter magnetischer Leitfähigkeit 1003 können auch Kartonschichten oder Kunststoffschichten sein. Die Kunststoffschichten können dabei durch einen Spritzvorgang in ein fertiges Btechpacket mit Luftschichten eingebracht werden.The reduced magnetic conductivity layers 1003 may also be cardboard layers or plastic layers. The plastic layers can in the process, injected into a finished btech package with layers of air will.
Die Inhomogenitäten beim Uebergang von den Permanentmagneten, beispielsweise ***ElektrokieinmotO-**t Bariumferritmagneten mit mittlerer Induktion, auf die Bleche 1000 sind ,im Vergleich bei Verwendung von Fangblechen, gering.The inhomogeneities in the transition from the permanent magnets, for example *** ElektrokieinmotO - ** t Barium ferrite magnets with medium induction, on which sheets are 1000, in comparison when using catch plates, low.
Der Eisenfüllfaktor ist im gezeichneten Beispiel etwa O.S und kann nach oben und unten verändert werden, entsprechend den jeweiligen Gegebenheiten.In the example shown, the iron fill factor is about O.S. and can can be changed up and down, according to the respective circumstances.
In dem Statorblechpacket können auch Mittel 4000, beispielsweise ein Elektromagnet zur Ausführung von Betätigungsvorgängen angeordnet sein.Means 4000, for example a Electromagnet to be arranged to carry out actuation processes.
Eine sehr vorteilhafte Anordnung zur Gewinnung. von Mitteln der Abstandshaltung zeigt Fig.2. Die Vertiefungen 1010 in den Blechen 1000 haben auf der konvexen Seite einen grösseren Radius als auf der konkaven Seite. Liegen nun die konvexen Seiten unmittelbar auf den konkaven Seiten auf, dann ergibt sich ein Abstand zwischen den Blechen 1000. Die Vertiefungen sind einfach während des Stanzvorganges in den Blechen anzubringen.A very advantageous arrangement for extraction. of means of spacing shows Fig.2. The depressions 1010 in the metal sheets 1000 are on the convex side a larger radius than on the concave side. Now lie the convex sides immediately on the concave sides, then there is a distance between the Sheets 1000. The recesses are simply in the sheets during the punching process to attach.
Die Ausbildung eines Rotors zeigen die Fig.3 bis 9.The construction of a rotor is shown in FIGS. 3 to 9.
In Fig.3 und 4 ist ein Blechschnitt 27 dargestellt.In Fig. 3 and 4, a sheet metal section 27 is shown.
Hier sind bei einem Teil der Rotorzähne an den etwa T-fOrmigen Zahnköpfen 29 die einen Schenkel 30 längs einer Linie 33 schräg abgeschnitten, und zwar etwa parallel zu den verbleibenden Schenkeln 31, sodass Zahnsteg 32 und verbleibender Zahnkopf jberall etwa den gleichen Materialquerschnitt haben. Die Blechschnitte 27 werden alternierend geschichtet, d.h. auf einen Schnitt mit der Lage nach Fig.3 folgt ein Blech mit der Lage nach Fig.4, sodass sich gemäss Fig.5 in der Projektion die Zahnköpfe wieder zu einem vollständigen Zahnkopf ergänzen. Mit Vorteil wählt man aber die schräge Schnittlinie 33 so, dass sich in der Mitte des Zahnkopfes eine ***Elektroki einrn-to* kleine Vertiefung 34 ergibt. In der Praxis wirkt dies wie eine Verdoppelung der Nutenzahl und verhindert Vorzugstellungen des Rotors im magnetischen Feld des Stators.Here are some of the rotor teeth on the approximately T-shaped tooth tips 29 cut off one leg 30 obliquely along a line 33, namely approximately parallel to the remaining legs 31, so that tooth web 32 and the remaining Tooth tip always have approximately the same material cross-section. The sheet metal cuts 27 are alternately layered, i.e. on a section with the position according to Fig. 3 a sheet follows with the position according to FIG. 4, so that according to FIG. 5 in the projection complete the tooth heads again to form a complete tooth head. Chooses with advantage but one the inclined cutting line 33 so that in the middle of the tooth head a *** Elektroki einrn-to * small indentation 34 results. In practice this works like a doubling the number of slots and prevents preferred positions of the rotor in the magnetic field of the Stator.
Einen anderen Schnitt für das Rotorblech zeigt Fig.6. Dort sind ebenfalls die Zahnköpfe an einer Seite schräg abgeschnitten, aber links und rechts alternierend, sodass die verbleibenden Zahnkopfspitzen 31, 316 jeweils paarweise in Richtung zueinander deuten. Werden bei der Schichtung der Bleche diese jeweils um eine Zahnteilung gedreht, dann ergibt sich Fig.5. Fig.3 oder 4 hingegen ergeben sich, wenn jedes zweite Blech umgedreht ist. Dies bedeutet aber eine erhebliche Erschwerung der Fertigung.Another section for the rotor sheet is shown in Fig. 6. There are also the tooth tips cut off at an angle on one side, but alternating left and right, so that the remaining tooth tip tips 31, 316 each pair in the direction of one another interpret. If, when layering the sheets, they are rotated by one tooth pitch, then Fig.5 results. 3 or 4, however, result when every second sheet is upside down. However, this means that production is considerably more difficult.
Einen weiteren Blechschnitt zeigt Fig.7. Dort fehlt jeder zweite Zahnkopf 29 vollständig, während die übrigen Zahnköpfe vollständig sind. Durch Verdrehen der aufeinanderfolgenden Bleche um je eine Zahnteilung erhält man auch hier das mit strichpunktierten Linien 41 angedeutete Bild des kompletten Rotors Die Massnahmen nach den Fig. 3 bis 7 bringen für sich allein eine Reduzierung des axialen Trägheitsmomentes (des Rotorblechpacketes) um ca. 15 bis 20 X . Hinzu kann noch die bereits beschriebene Gewichtsverringerung durch Verdünnung des gesamten Rotorpacketes - analog der Verdünnung des Statorpackets - kommen, so dass insgesamt ein stark verringertes axiales Treagheitsmoment des Rotors resultiert.Another sheet metal section is shown in Fig. 7. Every second tooth head is missing there 29 complete, while the remaining tooth tips are complete. By twisting of the successive sheets by one tooth pitch each is what you get here as well image of the complete rotor indicated by dash-dotted lines 41 The measures 3 to 7 bring about a reduction in the axial moment of inertia on their own (of the rotor lamination package) by approx. 15 to 20 X. The one already described can also be added Weight reduction through dilution of the entire rotor package - analogous to the dilution of the stator package - come, so that overall a greatly reduced axial torque of inertia of the rotor results.
Fig. 8 zeigt eine Anordnung zur Gewinnung von Abstandshaltungsmitteln für den Rotor, etwa ähnlich ***Elektrokteinmotor*** der Anordnung Fig.2 für den Stator.MMIn Fign9 sind aufeeiner Rotorwelle 4w abwechselnd Eisenbleche 48 und Distanzscheiben ty angeordnet. Die Distanzscheibenehaben nur ein sehr kleines Trägheitsmoment, und damit auch der Rotor.Fig. 8 shows an arrangement for obtaining spacers for the rotor, roughly similar *** electric motor *** of the arrangement 2 for the stator. In FIG. 9 there are alternating iron sheets on a rotor shaft 4w 48 and spacers ty arranged. The spacers only have a very small one Moment of inertia, and thus also the rotor.
Claims (15)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US13798880A | 1980-04-04 | 1980-04-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3113585A1 true DE3113585A1 (en) | 1982-07-01 |
| DE3113585C2 DE3113585C2 (en) | 1993-08-05 |
Family
ID=22479935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19813113585 Granted DE3113585A1 (en) | 1980-04-04 | 1981-04-03 | Small electric motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3113585A1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1981
- 1981-04-03 DE DE19813113585 patent/DE3113585A1/en active Granted
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3113585C2 (en) | 1993-08-05 |
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