DE3217956C2

DE3217956C2 - Electromotive drive device

Info

Publication number: DE3217956C2
Application number: DE19823217956
Authority: DE
Inventors: Walter 7000 Stuttgart Volz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-05-13
Filing date: 1982-05-13
Publication date: 1986-11-06
Also published as: DE3217956A1

Abstract

Elektromotorische Antriebseinrichtung mit stationärem Statorteil und drehbar in diesem zentral gelagerten Rotorteil, wobei jede polbildende Einheit des Stators paarweise zusammengesetzt ist aus einem Permanentmagneten gegebener Polarisierung und einem mit diesem derart in Wirkverbindung stehenden Elektromagneten, daß letzterer je nach seiner zeitabhängigen Anschaltung an eine elektrische Versorgungsquelle den vom Permanentmagneten ausgehenden Magnetfluß unterstützt, anderenfalls übernimmt und daß zur Polbildung des Rotors dieser weitere Permanentmagneten aufweist.Electromotive drive device with stationary stator part and rotatable in this centrally mounted rotor part, with each pole-forming unit of the stator being composed in pairs of a permanent magnet of given polarization and an electromagnet that is in operative connection with it so that the latter depending on its time-dependent connection to an electrical supply source is the Permanent magnet supports outgoing magnetic flux, otherwise takes over and that the rotor has further permanent magnets for pole formation.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromotorische Antriebseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Bei einer bekannten elektromotorischen Antriebseinrichtung dieser Art (AT-PS 2 19 701) sind zu Statorpole bildenden Permanentmagneten Elektromagnete parallel angeordnet, so daß sich ein magnetischer Nebenschluß ergibt, durch den es möglich ist, den erzeugten Magnetfluß längs einer vorgegebenen Magnetisierungskurve auf einen gewünschten Wert zu verschieben und so die Induktion zu variieren.The invention relates to an electromotive drive device according to the preamble of Claim 1. In a known electromotive drive device of this type (AT-PS 2 19 701) are to Stator poles forming permanent magnets electromagnets arranged in parallel, so that a magnetic one Shunt results, through which it is possible, the generated magnetic flux along a predetermined magnetization curve to shift to a desired value and thus vary the induction.

Der eigentliche Antrieb bei diesem bekannten Elektromotor erfolgt durch Stromzuführung über die Bürstenträger zum Anker, der aus flachen Wicklungen mit lamellenförmigen Leitern gebildet eine flache scheibenförmige Form aufweist und zu den Statomolen in axialer Schichtung angeordnet ist. Die zu den die Statorpole bildenden Permanentmagneten prallelen Elektromagnet sind ein ergänzendes Steuermittel für Drehzahl oder Drehmoment bei diesem Elektromotor, wobei der hierdurch erzeugte Nebenschluß beispielsweise subtraktiv auf den Nutzfluß des Induktors wirken kann. Es ist ferner bekannt (DE-OS 28 04 166), bei einer als Antriebsmotor oder Generator verwendbaren elektrischen Maschine zur Realisierung von mindestens zweiThe actual drive in this known electric motor is carried out by supplying power via the brush holder to the armature, which is formed from flat windings with lamellar conductors a flat disc-shaped Has shape and is arranged in axial stratification to the statomoles. The ones to the the stator poles forming permanent magnets parallel electromagnets are a complementary control means for speed or torque in this electric motor, the shunt generated thereby, for example can act subtractively on the useful flux of the inductor. It is also known (DE-OS 28 04 166), in one as Drive motor or generator usable electrical machine for the realization of at least two

ίο unterschiedlichen Drehmoment-Drehzahlkurven zwei jeweils getrennt wirkende, räumlich parallele Statorsysteme anzuordnen, wobei ein jeweiliger Statorpol gebildet ist von einem in ihm eingebetteten Permanentmagneten mit diesen umschließenden elektrischen Wick-Iungen, die von den Polrändern gehalten sind. Hierdurch ist es möglich, den von den Statorpolen ausgehenden magnetischen Nutzfluß entsprechend zu reduzieren oder auch umzuleiten. Hierdurch kann man eine Drehmoment-Drehzahlkurve entweder mit hohem Drehmoment und niedriger Drehzahl oder mit niedrigem Drehmoment und hoher Drehzahl vorgeben.ίο two different torque-speed curves to arrange each separately acting, spatially parallel stator systems, with a respective stator pole being formed is made of a permanent magnet embedded in it with electrical windings surrounding it, which are held by the pole edges. This makes it possible to use the stator poles To reduce or divert useful magnetic flux accordingly. This can be used to create a torque-speed curve either high torque and low speed or low torque and high speed.

Allgemein ist es bekannt (DE-GM 19 94 015 bzw. DE-GM 76 40 710), bei Elektromotoren permanentmagnetische Erregerpole im Rotorkreis anzuordnen; dies ist jedoch lediglich die Umkehrung solcher Elektromotoren, bei denen die Scatorpole von Permanentmagneten gebildet sind oder solche enthalten, wobei dann der Antriebsstrom dem Rotor über Bürsten zugeführt werden muß. Eine solche übliche Umkehrung bedeutet Iediglich, daß bei der Ausbildung der Rotorerregerpole in Form von Permanentmagneten auf Bürsten verzichtet werden kann.It is generally known (DE-GM 19 94 015 or DE-GM 76 40 710), permanent magnetic in electric motors To arrange the exciter poles in the rotor circuit; However, this is only the reverse of such electric motors, in which the scator poles are formed by permanent magnets or contain such, then the Drive current must be supplied to the rotor via brushes. Such a common inversion means only that dispensed with brushes in the formation of the rotor exciter poles in the form of permanent magnets can be.

Schließlich ist es bei einer Permanentmagnete aus der Gruppe der Seltenen Erden verwendenden elektrischen Maschine bekannt (DE-OS 28 !3 70!), einen wicklungsfreien Rotor vorzusehen, der mit Statorpolen üblicher Art zusammenarbeitet und auch jeweils abwechselnd aus Eisenpolen und Permanentmagactpolen gebildet sein kann, so daß sich Einsparungen im Bereich der Permanentmagnete erzielen lassen. Diese bekannte elektrische Antriebsmaschine arbeitet mit einer sogenannten Folgepolanordnung, wie sie auch bei Multipol-Induktionsmotoren verwendet wird und die es ermöglicht, solche Motoren entweder mit halber Geschwindigkeit zu betreiben, oder eine gewünschte Feldkontrolle auszuüben.Finally, in the case of a permanent magnet from the group of rare earths, it is electrical Machine known (DE-OS 28! 3 70!), A winding-free Provide a rotor that cooperates with stator poles of the usual type and also alternately in each case can be formed from Eisenpolen and Permanentmagactpolen, so that savings in the area of Allow permanent magnets to be achieved. This known electric drive machine works with a so-called Sequence pole arrangement, as it is also used in multipole induction motors and which enables to operate such motors either at half speed, or a desired field control exercise.

Der Erfindung lieg?, die Aufgabe zugrunde, eine elektromotorische Antriebseinrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sich bei der Verwendung von unmittelbar synchron zur Drehbewegung des Roiors gesteuerten Permanentmagneten ein Elektromotor mit besonders gutem Wirkungsgrad und nur geringer, erforderlicher elektrischer Eingangsleistung ergibt. The invention is based on the object of an electromotive Train drive device of the type mentioned so that when using an electric motor controlled by permanent magnets that are directly synchronized with the rotary movement of the Roiors with particularly good efficiency and only low, required electrical input power results.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the characterizing features of claim 1.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Bei der erfindungsgemäßen elektromotorischen Antriebseinrichtung ergibt sich der Vorteil, daß größere Teilbewegungen des Rotors, bezogen auf beispielsweise eine vollstädige Umdrehung innerhalb des Stators, durchgeführt werden können ausschließlich unter der Einwirkung von magnetischen Kraftlinien, die von Permanentmagneten erzeug! werden, so daß während dieser Zeiten die Zuführung elektrischer Energie völlig unterbleibt. In the electromotive drive device according to the invention there is the advantage that larger partial movements of the rotor, based on, for example one complete revolution within the stator, can only be carried out under the Effect of magnetic lines of force generated by permanent magnets! be so that during this Times the supply of electrical energy is completely omitted.

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Dabei ist die Antriebseinrichtung in der Lage, auch bei geringen Drehzahlen ein hohes Drehmoment zu entwickeln, was sie als Langsamläufer mit hoher Ausgangsleistung dazu befähigt, bei einer Vielzahl von servounterstützten Arbeits- und Verstellbewegungen eingesetzt zu werden.The drive device is able to develop a high torque even at low speeds, which, as a slow runner with high output power, enables you to do so with a large number of servo-assisted Working and adjusting movements to be used.

Schließlich ist von Vorteil, daß durch die auf die Rolorposiiion bezogene Stromzuführung zu den den Permanentmagneten wirkungsmäßig zugeordneten Elektromagneten die Taktung des Speisestroms zu einer vergleichsweise geringen Stromentnahme im zeitlichen Durchschnitt führt.Finally, it is advantageous that by the Rolorposiiion Related power supply to the electromagnets that are functionally assigned to the permanent magnets the clocking of the feed current to a comparatively low current consumption in terms of time Average leads.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Antriebseinrichtung als Elektromotor möglich. Besonders vorteilhaft ist der einfache Aufbau, wobei jeweils eine polbildende Einheit aus der paarweisen Zusammensetzung jeweils eines Permanentmagneten mit einem Elektromagneten besteht Umgekehrt kann dann der Rotor in seiner Polbildung so aufgeteilt sein, daß .-:af einen von einem Permanentmagneten gebildeten Pol jeweils ein mit einem Polschuh vesehenes freies Eisenstück folgt, welches im Verlaufe der Drehbewegung aufgrund der Zuführung elektrischer Energie zunehmend der magnetischen Anziehungskraft des betreffenden Statorpols unterworfen wird, wenn es sich diesem annähert. Durch die Zuführung der elektrischen Energie zu den Elektromagneten der polbildenden Einheiten und durch die zeitlich geordnete Aufschaltung des Stroms werden die von den paarweise zusammengesetzten Polen ausgehenden magnetischen Kraftlinien zeitgerecht auf die Drehbewegung des Rotors synchronisiert, so daß eine durchgehende Drehbewegung bei Abgabe besonders großer Drehmomente erzielt wird.The measures listed in the subclaims are advantageous developments and Improvements to the drive device specified in claim 1 as an electric motor are possible. Particularly The simple structure is advantageous, with one pole-forming unit from the paired composition in each case there is a permanent magnet with an electromagnet in each case. Conversely, the rotor can then be divided in its pole formation so that .-: af each pole formed by a permanent magnet one with a pole piece vesehenes free iron piece follows, which in the course of the rotary movement due to the Supply of electrical energy increasingly the magnetic force of attraction of the relevant stator pole is subjected when it approaches this. By supplying electrical energy to the electromagnet of the pole-forming units and through the chronologically orderly connection of the current, the magnetic lines of force emanating from the paired poles on the Rotational movement of the rotor is synchronized, so that a continuous rotary movement especially when dispensing large torques is achieved.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigenEmbodiments of the invention are shown in the drawing and will be described in the following Description explained in more detail. Show it

F i g. 1 a und 1 b anhand einer schematisierten Darstellung die Parallelschaltung eines Permanentmagneten mit einem Elektromagneten zur Verdeutlichung der bei vorliegender Erfindung eingesetzten Wirkungsweise eines solchen paarigen Pols undF i g. 1 a and 1 b using a schematic representation, the parallel connection of a permanent magnet with an electromagnet to illustrate the mode of action used in the present invention such paired poles and

F i g. 2a und 2b jeweils in einer Querschnitt- und einer Längsschnittdarstellung ein Ausführungsbeispiel eines Elektromotors.F i g. 2a and 2b, each in a cross-sectional and a longitudinal sectional illustration, an exemplary embodiment of a Electric motor.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the exemplary embodiments

Der Grundgedanke vorliegender Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß sich entsprechend der Darstellung der F i g. 1 durch die paarige, nach außen als Einheit wirkende Anordnung je eines Permanentmagneten mit einem Elektromagneten eine Äußerung nach außen bezüglich des Magnetflusses ergibt, die so beschaffen ist, daß entweder keine magnetischen Feldlinien in nennenswerter Weise aus dieser Einheit austreten oder die Einheit insgesamt als starker Magnet wirkt.The basic idea of the present invention is based on the knowledge that, according to the representation the F i g. 1 by the paired, outwardly acting as a unit arrangement each of a permanent magnet with an electromagnet gives an expression to the outside with regard to the magnetic flux, which is so constituted is that either no magnetic field lines emerge in any significant way from this unit or the Unity as a whole acts as a strong magnet.

Die Darstellung der F i g. 1 a zeigt einen mit 1 bezeichneten Permanentmagneten mit der in der Zeichnung ebenfalls angegebenen Nordpol- und Südpolorientierung sowie mit einem unter Lager oder Trägerteil 2, welches einen eventuellen Magnetfluß ohne nennenswerten Widerstand aufnimmt. In praktisch unmittelbar angrenzender Nähe zu dem Permanentmagneten 1 ibt ein Elektromagnet 3 angeordnet, der über eine nur teilweise angedeutete Wicklung 3;j und einen Eisenkern 4 vcrfügl, der auch aus geschichteten Dynamoblechen bestehen kann. Beide Magnete, nämlich den Permanentmagneten 1 und den Elektromagneten 3 überdeckend ist ein oberes Joch 5 vorgesehen. Luftspalte sind in dieser Einheit im wesentlichen nicht vorhanden und man erkennt, daß bei fehlender Durchflutung des Elektromagneten 3, also bei abgeschaltetem Strom in den Wick lungen, der vom Permanentmagneten 1 ausgehende Magnetfluß entsprechend dem dünn gezeichneten, idealisiert dargestellten Magnetflußverlauf 6 sich über das obere Joch 5, den inneren Eisenkern 4 und das untere Joch oder Trägerteil 2 in der Weise schließt, daß nach außen praktisch Feldlinien in nennenswerter Weise nicht zutage treten.The representation of the F i g. 1 a shows a permanent magnet designated 1 with the one in the drawing also indicated north pole and south pole orientation as well as with an under bearing or support part 2, which absorbs a possible magnetic flux without appreciable resistance. In practically immediate adjacent proximity to the permanent magnet 1 ibt an electromagnet 3 is arranged, the only partially indicated winding 3; j and an iron core 4 available, which also consist of laminated dynamo sheets can. Both magnets, namely the permanent magnet 1 and the electromagnet 3 overlapping an upper yoke 5 is provided. There are essentially no air gaps in this unit and one recognizes that when there is no flow through the electromagnet 3, that is, when the current is switched off in the wick lungs, the magnetic flux emanating from the permanent magnet 1 is idealized in accordance with the thin line drawn The magnetic flux curve 6 shown extends over the upper yoke 5, the inner iron core 4 and the lower Yoke or support part 2 closes in such a way that practically field lines to the outside in a noteworthy manner do not come to light.

Neben dieser ersten Einheit mit einer Polarisierung Südpol oben und Nordpol unten in der Zeichenebene ist noch eine zweite Einheit aus Permanentmagnet und Elektromagnet mit umgekehrter Orientierung der Pole dargestellt Die Fig. Ib zeigt die beiden Einheiten jeweils aus Permanentmagnet upH. Elektromagnet in DraufsichtIn addition to this first unit with a polarization South Pole above and North Pole below in the plane of the drawing is a second unit of permanent magnet and electromagnet with reversed orientation of the poles Fig. Ib shows the two units in each case made of permanent magnet upH. Electromagnet in plan view

Wird nun an die Spulenwicklung 3a ein Gleichstrom mit einer solchen Richtung angelegt daß sich aus Eisenkern 4 mit stromdurchflossener Spulenwicklu;:g 3a ein Elektromagnet mit der gleichen Polorientierung wie der benachbarte Permanentmagnet 1 ausbildet dann ergeben sich nunmehr zwei parallel liegende Magnete, deren Polorientierung in beiden Fällen gleichgerichtet ist, so daß sich bei beiden Magneten in der Zeichenebene oder der Südpol und in der Zeichenebene unten der Nordpol befindet. Nach außen äußert sich diese parallel liegende und insofern auch parallel wirksame Einheit aus Permanentmagnet und Elektromagnet als ein einheitlicher Magnet mit Südpol oben und Nordpol unten, der eine starke, nach außen in den freien Raum tretende magnetische Flußorientierung aufweist und daher eine magnetische Anziehungskraft entwickeln kann.A direct current is now applied to the coil winding 3a laid out with such a direction that iron core 4 with a current-carrying coil winding;: g 3a a Electromagnet with the same pole orientation as the adjacent permanent magnet 1 then forms there are now two parallel magnets, whose pole orientation is the same in both cases, like this that with both magnets in the plane of the drawing or the south pole and in the plane of the drawing below the north pole is located. This parallel unit of permanent magnet, which is also effective in parallel, expresses itself on the outside and electromagnet as a unitary magnet with south pole above and north pole below, the one has strong magnetic flux orientation emerging into free space and therefore a magnetic flux orientation Can develop attraction.

Die Ausnutzung dieses Grundprinzips zur Schaffung eines Elektromotors, der hauptsächlich auf der geschickt verteilten Anordnung von Permanentmagneten, ••oilweise als Einheit mit parallel geschalteten Elektromagneten besteht, ist in Fig.2a in Verbindung mit F i g. 2b dargestellt.Taking advantage of this basic principle to create an electric motor that is mainly skillful on the distributed arrangement of permanent magnets, •• oil-wise as a unit with parallel-connected electromagnets exists is shown in FIG. 2a in conjunction with FIG. 2b shown.

Die dortige elektromotorische Antriebseinrichtung umfaßt einen Stator 7 mit unterem Befestigungsteil 8 und mit bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel vier gleichmäßig über den Umfang verteilten Statorpolen 9a, 96,9c und 9dThe electromotive drive device there comprises a stator 7 with a lower fastening part 8 and with four stator poles evenly distributed over the circumference in the illustrated embodiment 9a, 96.9c and 9d

Es versteht sich und es wird in diesem Zusammenhang ausdrücklich darauf hingewiesen, daß der im folgenden geschilderte spezielle Aufbau mit einer vorgegebenen Anzahl von polbildenden Statoreinheiten und entsprechend der Anzahl von polbildenden Rotoreinheiten nur ein Ausführungsbeispiel darstellt und nicht als Einschränkung zu verstehen ist; es kann im Grunde eine beliebige Anzahl von polbildendsn Statoreinheiten mit einer entsprechenden Ausbildung des Rotors vorgsehen werden; ferner wird darauf hingewiesen, daß bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in der Längsachse eine Schichtung von drei jeweils einander zugeordneten und miteinander in Wirkverbindung tretenden Systemen aus Statoreinheiten und Polverteilung des Rotors entsprechend der Darstellung der F i g. 2b angeordnet ist; es versteht sich, daß auch hier beliebige Abweichungen nach Art, Aufbau und Anzahl der Axialschichtungen innerhalb des erfindungsgemäßen Rahmens liegen. It goes without saying, and it is expressly pointed out in this context, that the following Described special structure with a predetermined number of pole-forming stator units and corresponding to the number of pole-forming rotor units represents only one embodiment and not is to be understood as a restriction; basically any number of pole-forming stator units can be used provided with a corresponding training of the rotor; it should also be noted that In the illustrated embodiment, a layering of three each associated with one another in the longitudinal axis and systems of stator units and pole distribution of the rotor that are in operative connection with one another according to the illustration of FIG. 2b is arranged; it goes without saying that here, too, any deviations in terms of type, structure and number of axial layers are within the scope of the invention.

Bei dem in F i g. 2a dargestellten Ausführungsbeispiel werden die vier Statorpole 9a bis 9dgetragen von einerIn the case of the FIG. 2a, the four stator poles 9a to 9d are carried by one

ringförmigen Umhüllung oder Ummantelung II, die auch die eigentlichen Lager für den Rotorteil bilden kann, was nicht gesondert dargestellt ist. Die Lagerung des Rotors innerhalb eines Stators bei einer Elektromaschine ist in einer für sich gesehen bekannten Art und Weise durchzuführen und insoweit auch nicht Gegenstad vorliegender Erfindung.annular casing or casing II, which also form the actual bearings for the rotor part can, which is not shown separately. The storage of the rotor within a stator in an electric machine is to be carried out in a manner known per se and in this respect also not Gegenstad of the present invention.

Der Rotor ist insgesamt mit 12 bezeichnet: er umfaßt, strahlenförmig von einem mittleren, eisenkernartigen Längsträger 13 ausgehend, der auf der Welle 14 sitzt, eine vorgegebene Anzahl von permanentmagnetischen Rotorpolen 15a, 156,15c, 15c/erster Art, wobei Orientierung und Richtung der Permanentmagnete an dem sich drehenden Rotorteil in ihrer gegenseitigen strukturellen Positionierung unveränderbar sind. So sind bei dem in F i g. 2a dargestellten Ausführungsbeispiel die Permanentmagnete, die die Rotorpole erster Art bilden und jeweils über einen mit dem zugewandten Polschuh 10 der Statorpole in Wirkverbindung tretenden Polschuh 16 verfügen, so am zentralen Achsträger 13 angeordnet, daß die Nordpole nach außen und die Südpole nach innen weisen, wie in der Zeichnung auch angedeutet.The rotor is designated as a whole by 12: it is surrounded, radially in the form of a central iron core-like Starting from the longitudinal member 13, which sits on the shaft 14, a predetermined number of permanent magnets Rotor poles 15a, 156, 15c, 15c / first type, with orientation and direction of the permanent magnets on the rotating rotor part in their mutual structural Positioning are unchangeable. In the case of the FIG. 2a the illustrated embodiment the permanent magnets, which form the rotor poles of the first type and each have a pole piece 10 facing them the stator poles in operative connection have pole shoe 16, so arranged on the central axle support 13, that the north poles point outwards and the south poles inwards, as indicated in the drawing.

Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung vorliegender Erfindung befinden sich dann zwischen den Rotorpolen 15a, 15/j, 15c, 15c/erster Art am Rotor noch symmetrisch zu diesen im Winkel vesetzt Rotorpole 17a, 176,17cund 17c/zweiter Art, die hier allerdings lediglich aus magnetisierbarem Eisen bestehen mit jeweils einem Polschuh in der üblichen Form, so daß durchgehend konstante Luftspalte zu den Polschuhen der Statorpole hergestellt werden können.According to an advantageous development of the present invention are then located between the Rotor poles 15a, 15 / j, 15c, 15c / of the first type on the rotor rotor poles 17a offset symmetrically to these at an angle, 176,17c and 17c / of the second kind, but here only consist of magnetizable iron, each with a pole piece in the usual shape, so that continuously constant air gaps to the pole pieces of the stator poles can be produced.

Jeder der Statorpole 9a bis 9c/ besteht aus dem Grundaufbau entsprechend Fig. la, wobei die Wirkungsweise des in der F i g. 2a und 2b gezeigten ersten Ausführungsbeispiels eines Elektromotors dann wie folgt ist:Each of the stator poles 9a to 9c / consists of the basic structure according to FIG of the in FIG. 2a and 2b shown first embodiment of an electric motor then as it follows:

Bei Annäherung jeweils eines der Rotorpole 15a bis 15c/erster Art an die zugeordneten Statorpole 9a bis 9c/ sind die Elektromagnete 18 jedes aus diesem Elektromagnet 18 und einem benachbarten Permanentmagneten 19 bestehenden Pols nicht erregt, so daß diese Einheit ohne nennenswerte Magnetflußlinien nach außen etwa wie ein Eisenstück wirkt und insoweit auch keine polbildenden Eigenschaften aufweist: mit anderen Worten, der von den Statorpolen 9a bis 9</ gegebenenfalls gebildete Nordpol ist bei abgeschaltetem Elektromagnet 18 nicht wirksam und daher ist die entsprechende Bezeichnung am Statorpol auch eingeklammert. Es erfolgt dann eine unter der Anziehungswirkung des jeweiligen Rotormagnetcn bewirkte Annäherung der Polschuhe der Rotorpole erster Art an die Polschuhe der Statoreinheiten, bis sich schließlich in etwa die in der Darstellung der F i g. 2 gezeigten Position des Rotors ergibt In diesem Moment, also etwa nach einem halben Durchgang, wird den Stromspulen der Elektromagnete 18 Strom zugeführt — die Steuerung dieses Stroms kann durch entsprechende Kollektorbereiche vom Rotor in bekannter Weise selbst vorgenommen werden. Die Statorpole bilden dann schlagartig im oberen Teil einen magnetischen Nordpol aus, was dazu führt, daß M) die entsprechenden Nordpol-Rotorpole abgestoßen werden, was insgesamt zu einer Fortsetzung der Drehbewegung führt. Gleichzeitig werden durch diese Nordpol-Felder — die Polverteilung kann selbstverständlich auch umgekehrt verlaufen mit entsprechend umgekehrter Polbildung der Rotorstruktur — die Eisenpole des Rotors angezogen, was ergänzend Drehmoment bei der fortgesetzten Drehung des Rotors liefert. Sobald die reinen Rotor-Eisenpole, also die Pole 17,/ bis 17c/zweiter Art voll in den Polbereich der Statorpolc gelangt sind, wird nach halbem Durchgang die Spannung der Elektromagnete 18 wieder in den Statoreinheiten abgeschaltet und der jeweilige Eisenpol des Rotors kann die Statorpole praktisch problemlos und ohne nennenswerte Rückhaltekräfte verlassen, da bis auf einen geringen restlichen Magnetismus in beiden sich gegenüberstehenden Polen kein Magnetismus mehr vorhanden ist.When one of the rotor poles 15a to 15c / of the first type approaches the associated stator poles 9a to 9c / The electromagnets 18 are each made up of this electromagnet 18 and an adjacent permanent magnet 19 existing pole is not excited, so that this unit has no noteworthy magnetic flux lines to the outside acts like a piece of iron and in this respect also has no pole-forming properties: in other words, that of the stator poles 9a to 9 </ possibly formed north pole is not effective when the electromagnet 18 is switched off and therefore the corresponding Designation on the stator pole also in brackets. It then takes place under the attraction of the respective Rotormagnetcn brought the pole pieces of the rotor poles of the first type closer to the pole pieces of the Stator units, until finally, in the illustration of FIG. 2 position of the rotor shown At this moment, i.e. after about half a pass, the current coil becomes the electromagnet 18 Electricity supplied - this electricity can be controlled by means of the corresponding collector areas of the rotor be carried out in a known manner. The stator poles then suddenly form in the upper part a magnetic north pole, which causes M) to repel the corresponding north pole rotor poles which leads overall to a continuation of the rotary movement. At the same time these North Pole fields - The pole distribution can of course also run the other way around with a correspondingly opposite one Pole formation of the rotor structure - the iron poles of the rotor are attracted, which is complementary to the torque continued rotation of the rotor. As soon as the pure rotor iron poles, i.e. poles 17, / to 17c / second Art have fully reached the pole area of the stator pole, after half the passage the voltage becomes the Electromagnet 18 switched off again in the stator units and the respective iron pole of the rotor can the Leave the stator poles practically without any problems and without any noteworthy restraint forces, since except for a small one remaining magnetism in both opposing poles, there is no longer any magnetism.

Die sich aus dem Schwungverlauf ergebende fortlaufende Drehung bringt dann wieder den nächsten definierten Rotorpol, nämlich Nordpol mit seiner Anziehungskraft in den Statorpolbereich bei jeder der vier Einheiten und die Drehbewegung setzt sich zyklisch entsprechend den bisherigen Erläuterungen fort. Ein aufgebautes Modell eines solchen Elektromotors entwickelte erhebliche, zur Arbeitsleistung verfügbare Drehmomente bei insgesamt ruhiger Drehbewegung in einem mittleren Drehzahlbereich.The continuous rotation resulting from the course of the swing then brings the next defined one again Rotor pole, namely the north pole with its force of attraction in the stator pole area for each of the four Units and the rotary movement continues cyclically according to the previous explanations. A built model of such an electric motor developed considerable, available for work Torques with an overall smooth rotary movement in a medium speed range.

Mit Vorteil können weitere, in ähnlicher Weise wie die soeben erläuterte erste Axialschichtung 20 ausgebildete Axialschichtungen 21,22 vorgesehen und so angeordnet sein, wie in Fig. 2b gezeigt; d. h. die nächstfolgende Axialschichtung 21 trägt die umgekehrte Polverteilung, während die dritte Axialschichtung dann mit der ersten Axialschirhtung 20, auf die anhand der Durstellung der F i g. 2a nach Aufbau und Wirkungsweise weiter vorn soeben im einzelnen eingegangen worden ist, wieder identisch ist. Alle Schichtungen arbeiten auf eine Welle.Further, in a manner similar to the first axial stratification 20 just explained, can advantageously be configured Axial layers 21, 22 are provided and arranged as shown in FIG. 2b; d. H. the next one Axial stratification 21 carries the reverse pole distribution, while the third axial stratification then with the first Axialschirhtung 20, based on the Durstellung the F i g. 2a has just been discussed in detail above in terms of structure and mode of operation, is identical again. All layers work on one shaft.

Es ist ferner auch möglich, die Axialschichiungcn sowohl axial, wie in Fig. 2b gezeigt, im Abstand zueinande, aber auch in Drehrichtung winkelmäßig in gleichmäßigen Abständen anzuordnen, so daß eventuelle Toipunktbildungen besser überwunden werden können und der Selbstanlauf der Maschine gewährleistet ist.It is also possible for both axial layers axially, as shown in Fig. 2b, at a distance from one another, but also to be arranged angularly at regular intervals in the direction of rotation, so that possible toipoint formations can be overcome better and the machine can start up automatically.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Electromotoric drive device with a stator and rotatable in this centrally mounted rotor, the stator poles being composed in pairs and consisting of a permanent magnet of given polarization and an electromagnet which is operatively connected to it through an upper and lower yoke and which changes the magnetic flux emanating from the permanent magnet characterized in that the rotor (12) rotor poles (15a, 156,15c, \ 5d) of the first type, these consisting of permanent magnets unchangeable according to position and direction, as well as rotor poles (17a, 176, 17c, Md) of the second type in the form of iron poles each akernierend comprises and that the electromagnet (18) of the stator poles (9a, 96, 9c, 9d) is supplied with the supply voltage causing the drive only during that Roiorteilrehbewegung during which a respective rotor pole of the first type moves away from the corresponding stator pole under repulsion and the respective following Rotor pole of the second kind in the area d this stator pole is drawn into it.

2. Electromotive drive device according to claim 1, characterized in that the rotor (12) has as many rotor poles formed by permanent magnets as there are stator poles, where the gk'.hnamigen permanent magnetic poles of the stator and rotor are directed towards each other and at their end regions facing each other Have pole shoes (10.16).

3. Electromotive drive device according to claim 1 or 2, characterized in that the Stator poles and the rotor poles in axial stratification in succession to form an overall machine are arranged, possibly with an angle to each other! evenly staggered assignments of rotor and stator poles.

4. Electromotive drive device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that for the time-controlled supply of the excitation current to the coil windings of the electromagnets (18) breaker switches are provided which are synchronized with the rotary movement of the rotor shaft (14).