DE3223897A1

DE3223897A1 - Brushless DC motor

Info

Publication number: DE3223897A1
Application number: DE19823223897
Authority: DE
Inventors: Wolf Heider Dr.-Ing. 7530 Pforzheim Rein
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1982-06-26
Filing date: 1982-06-26
Publication date: 1983-12-29

Abstract

The invention relates to a brushless DC motor having a rotor consisting of magnetic material and a laminate stack, provided with windings, as the stator, in which the rotor (1) is constructed in a rod shape and consists of magnetically grain-oriented segments (2) and a rotor shaft (3), the segments (2) being bonded directly on to the rotor shaft (3), and the stator poles (5) being assembled from laminated sheet-metal stacks (6) on to which the windings (7) are pushed. <IMAGE>

Description

Bürstenloser Gleichstrommotor Brushless DC motor

Die Erfindung betriftt einen bürstenlosen Gleichstrommotor mit einem Rotor aus magnetischem Material und einem mit Wicklungen versehenes Blechpaket als Stator.The invention relates to a brushless DC motor with a Rotor made of magnetic material and a laminated core provided with windings as Stator.

Als Stellmotore werden meist Schrittmotore mit mehrpoligem Dauermagnetrotor, Gleichstrommotore mit eisenlosem Glockenanker oder mit eisenlosem Scheibenanker (Scheibenläufer) verwendet. Mit derartigen Motoren werden vielfältige Aufgaben gelöst, wie beispielsweise Positionierung von Magnetköpfen auf eine bestimmte Spur in Diskettenlaufwerken, zur Dreheinstel lung von Typenträgern in Schreibwerken, zur Verschiebung von Druckwerken längs der Druckzeile, zum Antrieb von X-Y Plotter, zur Steuerung von Bewegungen in Werkzeugmaschinen usw.. In allen Anwendungen kommt es auf eine kurze Einstellzeit bzw. auf eine hohe Winkelbeschleunigung an.The servomotors are mostly stepper motors with a multi-pole permanent magnet rotor, DC motors with ironless bell armature or with ironless disc armature (Disc rotor) used. A wide range of tasks can be solved with such motors, such as positioning magnetic heads on a specific track in floppy disk drives, for rotary setting of type carriers in writing units, for moving printing units along the print line, to drive the X-Y plotter, to control movements in machine tools, etc. In all applications there is a short setting time or a high angular acceleration.

Ein wesentlicher Nachteil von Schrittmotoren ist ihr relativ niedriger Wirkungsgrad und der damit verbundene Aufwand für die Steuerung der elektrischen Speiseleistung. Außerdem neigen Schrittmotoren zu Resonanzerscheinungen während des Hochlaufs, die ein Außer-Trittfallen des Motors und damit eine Fehlpositionierung bewirken können.A major disadvantage of stepper motors is that they are relatively lower Efficiency and the associated effort for controlling the electrical Feeding power. In addition, stepper motors tend to resonance during of the run-up, the motor falling out of step and thus incorrect positioning can cause.

Gleichstrommotoren vermeiden diese Nachteile der Schrittmotoren. Sie haben einen relativ hohen Wirkungsgrad und zeigen keinerlei Resonanzerscheinungen.DC motors avoid these disadvantages of stepper motors. she have a relatively high degree of efficiency and show no signs of resonance.

Dafür haben sie andere Nachteile: Gleichstrommotore erfordern einen zusätzlichen Drehmelder, mit dem die jeweils erreichte Position an den Regelkreis gemeldet wird. Eine weitere Besonderheit ist der Kommutator der Gleichstrommotoren; er unterliegt einem Verschleiß, der mit dem Strom ansteigt. Deshalb muß bei diesen Motoren der maximale Strom und damit die maximale Anfangsbeschleunigung im Interesse einer langen Lebensdauer begrenzt werden.But they have other disadvantages: DC motors require one additional resolver with which the position reached in each case is sent to the control loop is reported. Another special feature is the commutator of the DC motors; it is subject to wear that increases with the current. Therefore must with these Motors the maximum current and thus the maximum initial acceleration in the interest a long service life.

Bürstenlose Gleichstrommotoren vermeiden die Nachteile eines mechanischen Kommutators, weil bei ihnen die Spulen feststehen und von elektronischen Schaltern umgeschaltet werden. Von der Drehung des Rotors werden Signale abgeleitet, mit denen die Schalter angesteuert werden, als Drehmelder werden Lichtschranken, Hallsonden oder die induzierten Windungsspannungen verwendet.Brushless DC motors avoid the disadvantages of a mechanical one Commutators, because they have fixed coils and electronic switches be switched. Signals are derived from the rotation of the rotor with which the switches are controlled, as resolvers are light barriers, Hall probes or the induced winding voltages are used.

Bürstenlose Gleichstrommotoren werden bisher nicht als Stellmotoren verwendet, weil sie im Vergleich zu anderen Motoren (Glockenankermotoren, Schrittmotoren) nicht wirtschaftlich sind. Dies hat die Ursachen, daß die Herstellung und Montage der Statorwicklungen und die Herstellung von Rotormagneten mit radialer Vorzugsrichtung schwierig und aufwendig sind.Brushless DC motors have so far not been used as servomotors used because compared to other motors (bell armature motors, stepper motors) are not economical. This has the causes that the manufacture and assembly the stator windings and the manufacture of rotor magnets with a preferred radial direction are difficult and time-consuming.

Um einen erträglichen Wirkungsgrad zu erzielen, verwenden bisher übliche bürstenlose Gleichstrommotoren in den Rotoren relativ große Dauermagnete. Wegen der großen Masse dieser Magnete eignen sich derartige Motore nicht für schnelle Einstellbewegungen, sondern nur für gleichförmigen Dauerbetrieb, der beispielsweise in Lüftern, Schallplattenantrieben, Faksimilewalzenantrieben, Pumpen usw. benötigt wird. Bürstenlose Gleichstrommotoren mit geringem Massenträgheitsmoment wurden bisher nicht angeboten.In order to achieve a tolerable level of efficiency, use previously common brushless DC motors in the rotors are relatively large permanent magnets. Because Due to the large mass of these magnets, such motors are not suitable for fast ones Adjustment movements, rather only for uniform continuous operation, for example in fans, record drives, facsimile roller drives, Pumps etc. is needed. Brushless DC motors with low mass moment of inertia have not yet been offered.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, einen bürstenlosen Gleichstrommotor zu schaffen, der ein geringes Massenträgheitsmoment aufweist, sich leicht und kostengünstig herstellen läßt und einen verbesserten Wirkungsgrad aufweist.The object on which the invention is based is therefore to create a brushless DC motor that has a low mass moment of inertia has, can be produced easily and inexpensively and an improved efficiency having.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.This object is achieved by the measures specified in claim 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes nach der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.Advantageous further developments of the object according to the invention are contained in the subclaims.

Die Erfindung wird anhand von Beispielen dargestellt und beschrieben. In den Zeichnungen zeigt: Fig. 1 einen stabförmigen Rotor aus vorzugsgerichteten Magnetsegmenten, in Seitenansicht und in Draufsicht, Fig. 2 ein einzelnes Magnetsegment in vergrößerter Darstellung, in perspektivischer Ansicht, Fig. 3 verschiedene Ausführungsbeispiele von Rotoren mit zwei oder mehreren Magnetsegmenten, in Sicht auf ein Ende der Rotorwelle, Fig. 4 die Ausbildung der magnetischen Felder bei einem Rotor, der aus vier Magnetsegmenten zusammengesetzt ist, Fig. 5 ein Diagramm der sich aus dem Rotor nach Fig.The invention is illustrated and described on the basis of examples. In the drawings: FIG. 1 shows a rod-shaped rotor made of preferentially oriented Magnet segments, in side view and in plan view, Fig. 2 shows a single magnet segment in an enlarged representation, in a perspective view, FIG. 3 different exemplary embodiments of rotors with two or more magnet segments, in view of one end of the rotor shaft, 4 shows the formation of the magnetic fields in a rotor made up of four magnet segments is composed Fig. 5 is a diagram resulting from the rotor according to Fig.

4 ergebenden magnetischen Induktion an der Zylinderoberfläche, Fig. 6 die Ausbildung der magnetischen Felder bei einem Rotor mit einem einteiligen Magneten, der in entsprechenden Vorzugsrichtungen magnetisiert ist, Fig. 7 ein Diagramm der sich aus dem Rotor nach Fig. 4 resulting magnetic induction on the cylinder surface, Fig. 6 the formation of the magnetic fields in a rotor with a one-piece magnet, which is magnetized in corresponding preferred directions, FIG. 7 is a diagram of FIG from the rotor according to Fig.

6 ergebenden magnetischen Induktion an der Zylinderoberfläche, Fig. 8 einen Blechpaket-Zuschnitt eines herkömmlichen Stators, in Draufsicht, Fig. 9 eine Statoranordnung eines bürstenlosen Gleichstrommotors nach der Erfindung, in Draufsicht, Fig.10 eine Zusammensetzung des Blechpaketes der Statoranordnung nach Fig. 9 aus vier gleichen Zuschnitten, in Draufsicht, Fig.-ll eine Zusammensetzung des Blechpaketes der Statoranordnung nach Fig. 9 aus zweimal zwei gleichen Zuschnitten, die untereinander formschlüssig verbunden sind, in Draufsicht, Fig.12 einen Ausschnitt aus der Mitte der Statoranordnung nach Fig. 10 oder 11, in Draufsicht, Fig.13 einen Ausschnitt aus der Mitte der Statoranordnung nach Fig. 10 oder 11 als platzsparende Anordnung, in Draufsicht, Fig.14 eine der bisher beschriebenen Anordnungen mit bemaßter Bauhöhe A, in Draufsicht, Fig.15 eine Statoranordnung mit einem Blechpaket-Zuschnitt mit niedrigerer Bauhöhe mit zusammengefaßten Wicklungen, in Draufsicht, Fig.16 einen bürstenlosen Gleichstrommotor mit einer mittig gelagerten Rotorwelle, in Draufsicht und geschnitten gezeichnet. 6 resulting magnetic induction on the cylinder surface, Fig. 8 shows a laminated core blank of a conventional stator, in plan view, FIG. 9 a stator assembly of a brushless DC motor according to the invention, in Top view, FIG. 10 shows a composition of the laminated core of the stator arrangement according to FIG. 9 from four identical blanks, in plan view, FIG. 11 shows a composition of the laminated core of the stator arrangement according to FIG. 9 from twice two identical blanks, which are positively connected to one another, in plan view, FIG. 12 a section from the center of the stator arrangement according to FIG. 10 or 11, in plan view, FIG. 13 a Section from the center of the stator arrangement according to Fig. 10 or 11 as a space-saving Arrangement, in plan view, 14 one of the arrangements described so far with dimensioned overall height A, in plan view, Fig. 15, a stator arrangement with a sheet-metal core blank with a lower overall height with combined windings, in plan view, Fig. 16 a brushless direct current motor with a centrally mounted rotor shaft, in plan view and drawn cut.

Fig. 1 zeigt in Seitenansicht und in Draufsicht einen stabförmigen Rotor 1 aus vorzugsgerichteten (anisotropen) Magnetsegmenten 2, die direkt auf die Rotorwelle 3 aufgeklebt sind. Im Gegensatz zu den herkömmlichen massiven Rotoren mit kleinem Außendurchmesser (5 bis 7 mm) und mit einem Mittelloch, die sich nicht wirtschaftlich herstellen lassen, kann man, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, einzelne Segmente 2 mit radialer magnetischer Vorzugsrichtung leicht pressen und diese Segmente 2 auf einfache Weise mit einer entsprechenden Welle 3 zu einem Rotor 1 verkleben. Bei einem Durchmesser der Rotorwelle 3 von 2 mm ergibt dies an den aufgeklebten Segmenten 2 gemessen einen Rotoraußendurchmesser von 5 mm.Fig. 1 shows in side view and in plan view a rod-shaped Rotor 1 from preferentially oriented (anisotropic) magnet segments 2, which directly on the Rotor shaft 3 are glued on. In contrast to the conventional massive rotors with a small outer diameter (5 to 7 mm) and with a central hole that is not Can be produced economically, you can, as shown in Fig. 1 and 2, individual Slightly press segments 2 with a preferred radial magnetic direction and these segments Glue 2 in a simple manner to a corresponding shaft 3 to form a rotor 1. With a diameter of the rotor shaft 3 of 2 mm, this results in the glued-on Segments 2 measured an outer rotor diameter of 5 mm.

In Fig. 2 ist die Lage der radialen magnetischen Vorzugsrichtung mit dem neben dem Segment 2 gezeichneten Pfeil 4 angedeutet.In Fig. 2, the position of the radial magnetic preferred direction is with indicated by the arrow 4 drawn next to segment 2.

Mit einelnen Segmenten 2, wie in Fig. 3 dargestellt ist, lassen sich Rotoren mit zwei, vier oder sechs Polen herstellen. Bei einer Rotorwelle 3 mit einem Durchmesser von 2 mm und zwei Segmenten 2 ergibt dies für den Rotor 1 einer zweipoligen Ausbildung einen Außendurchmesser von 5 mm. Bei einer Rotorwelle 3 mit einem Durchmesser von 3 mm und vier Segmenten 2 ergibt dies für den Rotor 1 einer vierpoligen Ausbildung einen Außendurchmesser von 6 mm. Bei einer Rotorwelle 3 mit einem Durchmesser von 4 mm und sechs Segmenten 2 ergibt dies für den Rotor 1 einer sechspoligen Ausbildung einen Außendurchmesser von 7 mm. Da sich die Segmente 2 aber nicht beliebig schmal herstellen lassen, steigt mit der Anzahl der verwendeten Segmente 2 auch der Außendurchmesser und das Trägheitsmoment des Rotors 1. Außerdem steigt der Aufwand bei der Herstellung eines solchen Rotors 1 mit der Anzahl der verwendeten Segmente 2. Rotoren 1 mit zwei Segmenten 2 sind deshalb am leichtesten herzustellen.With individual segments 2, as shown in Fig. 3, can Two, four or six rotors Manufacture Poland. With a rotor shaft 3 with a diameter of 2 mm and two segments 2 gives this for the rotor 1 of a two-pole design has an outer diameter of 5 mm. With a rotor shaft 3 with a diameter of 3 mm and four segments 2 gives this for the rotor 1 a four-pole training an outer diameter of 6 mm. With a rotor shaft 3 with a diameter of 4 mm and six segments 2 gives this for the rotor 1 of a six-pole design has an outer diameter of 7 mm. As the segments 2 but cannot be made as narrow as you want, increases with the number of used Segments 2 also the outer diameter and the moment of inertia of the rotor 1. In addition the cost of producing such a rotor 1 increases with the number of segments 2 used. Rotors 1 with two segments 2 are therefore the lightest to manufacture.

In den Fig. 4 bis 7 ist der Unterschied in der Ausbildung der magnetischen Felder eines Rotors 1 mit zusammengesetzten Segmenten 2 nach der Erfindung (Fig. 4 und 5) und eines Rotors mit einem einteiligen Magnet (Fig.6 und 7) am Beispiel einer vierpoligen Ausbildung dargestellt.In Figs. 4 to 7 the difference is in the design of the magnetic Fields of a rotor 1 with composite segments 2 according to the invention (Fig. 4 and 5) and a rotor with a one-piece magnet (Fig. 6 and 7) using the example a four-pole training shown.

Fig. 4 zeigt die Ausbildung der magnetischen Felder bei einem Rotor 1, der aus vier Segmenten 2 zusammengesetzt ist, die unabhängig voneinander vor dem Zusammensetzen magnetisiert worden sind. Die magnetischen Kraftlinien eines Feldes sind sehr dicht. Dadurch entstehen scharfe Grenzen zwischen den Nord-Süd-Polen, die sich auf das Drehmoment günstig auswirken.4 shows the formation of the magnetic fields in a rotor 1, which is composed of four segments 2 that are independent of each other have been magnetized after assembling. The magnetic lines of force of a Field are very dense. This creates sharp borders between the north-south poles, which have a favorable effect on the torque.

In Fig. 5 ist die sich daraus ergebende magnetische Induktion an der Zylinderoberfläche in einer Kurve mit einem steilen Ubergang 22 zwischen zwei Halbwellen dargestellt. Dieser steile Übergang 22 zwischen zwei Halbwellen ergibt innerhalb eines Winkelbereiches ein gleichmäßiges und hohes Drehmoment.In Fig. 5 is the resulting magnetic induction at the Cylinder surface in a curve with a steep transition 22 between two half waves shown. This steep transition 22 between two half waves results in within an even and high torque of an angular range.

Fig. 6 dagegen zeigt die Ausbildung der magnetischen Felder bei einem Rotor mit einem einteiligen Magneten.Fig. 6, however, shows the formation of the magnetic fields in a Rotor with a one-piece magnet.

Dieser einteilige Magnet wird zwischen den Polschuhen eines Magnetisierungsgerätes magnetisiert. Die sich ausbildenden Kraftlinien der magnetischen Felder sind weniger dicht ausgebildet, da sich magnetisch neutrale Zonen 8 ergeben, die durch die Pol schuhe des Magnetisierungsgerätes bedingt sind. Die Grenzen zwischen den Nord-Süd-Polen sind nicht so scharf ausgebildet, sondern es zeichnen sich breite Übergänge zwischen den Polen ab.This one-piece magnet is placed between the pole pieces of a magnetizing device magnetized. The developing lines of force of the magnetic fields are fewer dense, since there are magnetically neutral zones 8, which are through the pole shoes of the magnetization device are required. The borders between the north-south poles are not so sharp, but there are broad transitions between from the Poles.

In Fig. 7 ist die sich daraus ergebende magnetische Induktion an der Zylinderoberfläche in einer Kurve mit einem weichen Ubergang 23 zwischen zwei Halbwellen dargestellt. Dieser weiche Ubergang 23 zwischen zwei Halbwellen ergibt innerhalb eines Winkelbereiches ein ungleichmäßiges und im Mittel niedrigeres Drehmoment.In Fig. 7, the resulting magnetic induction is at the Cylinder surface in a curve with a smooth transition 23 between two half waves shown. This soft transition 23 between two half-waves results within of an angular range an uneven and on average lower torque.

Ein Magnet in Form eines dünnen Stabes weist nur ein geringes Volumen auf, so daß der Materialwert nur wenig zu den Herstellungskosten beiträgt, selbst wenn man besonders hochwertige vorzugsgerichtete Magnetwerkstoffe verwendet, die naturgemäß teurer sind. Das Massenträgheitsmoment derartiger Rotoren ist außerordentlich gering.A magnet in the form of a thin rod has only a small volume so that the material value adds little to the manufacturing cost, even if you use particularly high-quality, preferred-oriented magnetic materials that are naturally more expensive. The moment of inertia of such rotors is extraordinary small amount.

Wie in Fig. 8 dargestellt ist, besteht ein herkömmlicher Stator aus einem Blechpaket-Zuschnitt 11, in dem je nach Polzahl Nuten 12 ausgespart sind, in denen die Wicklungen zu liegen kommen. Zwischen den Nuten 12 ist je ein schmaler Steg 13 angeordnet, der nach innen in einen breiten Polschuh 14 ausläuft. Die Pol schuhe 14 sind besonders breit ausgeführt, um die Wicklung in einer Nut 12 zu halten. Abgesehen von der umständlichen Herstellung und dem zeitraubenden Einbau der Wicklungen in die Nuten 12 des Blechpaketes 11, fällt ein so hergestellter Stator im Durchmesser sehr groß aus.As shown in Fig. 8, a conventional stator is made of a laminated core blank 11 in which slots 12 are cut out depending on the number of poles, in which the windings come to rest. Between the grooves 12 there is a narrower one Arranged web 13, which terminates in a wide pole piece 14 inward. The pole Shoes 14 are made particularly wide in order to hold the winding in a groove 12. Apart from the laborious production and the time-consuming installation of the windings A stator produced in this way falls in diameter into the grooves 12 of the laminated core 11 very big.

In Fig. 9 ist eine Statoranordnung eines bürstenlosen Gleichstrommotors nach der Erfindung im Prinzip dargestellt, bei der die Pole 5 keine Polschuhe, wie bisher üblich, aufweisen. Die einzelnen Wicklungen 7 der Statoranordnung sind als Spulenkörper vorgefertigt und auf die Pole 5 aufgesteckt. Die Vorfertigung der Spulenkörper kann vollautomatisch erfolgen und ist sehr wirtschaftlich. Die Art des Zuschnittes des Blechpaketes ist in Fig. 9 nicht dargestellt.In Fig. 9 is a stator assembly of a brushless DC motor according to the invention shown in principle, in which the pole 5 does not have pole pieces, such as previously common. The individual windings 7 of the stator arrangement are as Pre-fabricated bobbin and plugged onto pole 5. The prefabrication of the bobbins can be done fully automatically and is very economical. The type of cut of the laminated core is not shown in FIG. 9.

In Fig. 10 ist eine Möglichkeit der Trennung des Blechpaketes 6 des Stators in verschiedene Zuschnitte dargestellt. In dieser Anordnung ist das Blechpaket 6 des Stators in vier gleiche Zuschnitte geteilt, deren aus diesen Zuschnitten zusammengesetzten Einzelblechpaketen 15, 16, 17 und 1S, nach Aufschieben der Wick- lungen 7 auf die Pole 5, durch vie-r Spannstifte 24, 25, 26 und 27 zu einem Statorblechpaket zusammengehalten werden.In Fig. 10 is a possibility of separating the laminated core 6 of the Stator shown in different cuts. The laminated core is in this arrangement 6 of the stator divided into four equal blanks, the ones composed of these blanks Single sheet stacks 15, 16, 17 and 1S, after sliding on the winding lungs 7 to the poles 5, through four dowel pins 24, 25, 26 and 27 to a stator core be held together.

Fig. 11 zeigt eine andere Möglichkeit der Trennung des Blechpaketes 6 des Stators in zweimal zwei gleiche Zuschnitte, deren aus diesen Zuschnitten zusammengesetzten Einzelblechpakete 28 und 29 formschlüssig zusammensteckbar und mittels zweier Spannstifte 30 und 31, nach Aufschieben der Wicklungen 7 auf die Pole 5, zu einem Statorblechpaket zusammengehalten werden.11 shows another possibility of separating the laminated core 6 of the stator in two identical blanks, the one composed of these blanks Single sheet stacks 28 and 29 can be positively joined together and by means of two dowel pins 30 and 31, after the windings 7 have been pushed onto the poles 5, to form a laminated stator core be held together.

Fig. 12 zeigt einen Ausschnitt aus der Mitte der Statoranordnung der Fig. 10 oder 11. Bei dieser Statoranordnung sind die Pole 5 symmetrisch zum Rotor 1 angeordnet. Zwischen den auf die Pole 5 aufgesteckten Wicklungen 7 entsteht jeweils zwischen zwei Polen 5 eine Leerfläche oder ein Zwickel 32. Die Leerfläche oder der Zwickel 32 entspricht etwa einem Quadrat aus der Höhe eines Spulenkörpers (Wicklung 7). Um auch diese Leerfläche 32 nutzen zu können, kann man den Zuschnitt der zu einem Stator-Blechpaket zusammensetzbaren einzelnen Blechpaket-Zuschnitte so ausführen, daß die Pole 5, auf die die Wicklungen 7 aufgesteckt sind, unsymmetrisch zum Rotor 1 angeordnet sind.FIG. 12 shows a detail from the center of the stator arrangement of FIG Fig. 10 or 11. In this stator arrangement, the poles 5 are symmetrical to the rotor 1 arranged. Between the windings 7 plugged onto the poles 5, there is in each case between two poles 5 an empty area or a gusset 32. The empty area or the Gusset 32 corresponds approximately to a square from the height of a bobbin (winding 7). In order to be able to use this empty area 32, one can cut the to perform individual laminated core blanks that can be assembled into a stator laminated core in such a way that that the poles 5, onto which the windings 7 are attached, are asymmetrical to the rotor 1 are arranged.

Fig. 13 zeigt eine solche platzsparende Anordnung als Ausschnitt aus der Mitte einer Statoranordnung,- beispielsweise einer Anordnung nach Fig. 10 oder 11.Fig. 13 shows such a space-saving arrangement as a detail from the center of a stator arrangement - for example an arrangement according to FIG. 10 or 11.

Fig. 14 zeigt eine der bisher beschriebenen Anordnungen mit den Spulen "eins", "zwei", "drei" und "vier" als auf die Pole 5 aufgeschobene Wicklungen 7.14 shows one of the arrangements with the coils described so far "one", "two", "three" and "four" as postponed to pole 5 Windings 7.

Die Bauhöhe des Stator-Blechpaketes ist mit A bezeichnet.The overall height of the laminated stator core is denoted by A.

Es kommt in der Praxis oft vor, daß eine Forderung nach einer sehr geringen Bauhöhe A besteht. Diese Forderung lässt sich beispielsweise mit einem Blechpaket-Zuschnitt, wie in Fig. 15 dargestellt, verwirklichen.In practice, it often happens that a demand for a very low overall height A. This requirement can be met, for example, with a Realize the sheet-metal core blank, as shown in FIG. 15.

Die einander gegenüberliegenden Spulen "eins" und "drei", siehe Fig. 14, werden zu einer Spule dreizehn" vereinigt, das Entsprechende gilt für die sich gegenüberliegenden Spulen "zwei" und "vier", die zu einer Spule "vierundzwanzig" vereinigt werden. Die beiden Spulen "dreizehn" und "vierundzwanzig" werden flach angeordnet, damit die Bauhöhe A klein bleibt.The opposing coils "one" and "three", see Fig. 14, are combined into a coil of thirteen "; the same applies to the oneself opposing coils "two" and "four" that form a coil "twenty-four" be united. The two coils "thirteen" and "twenty-four" become flat arranged so that the overall height A remains small.

Diese Anordnung benötigt zwar nur zwei statt vier Wicklungen 7 aber die magnetischen Kräfte wirken nicht symmetrisch zur Rotorwelle 3 und die Lager der Wellen werden höher belastet. Diese zusammengefassten Wicklungen sind in Fig. 15 mit 7' bezeichnet, sie werden auf die Pole 5 der Blechpaket-Zuschnitte 33 und 34 aufgesteckt. Die äußeren Schenkel der Blechpaket-Zuschnitte 33 und 34 sind miteinander über einen weiteren Blechpaket-Zuschnitt 35, beispielsweise formschliissig, verbunden, der einen in Richtung des Rotors 1 stehenden Hilfspol 5' aufweist. Auf diese Weise wird eine flache Bauhöhe A des Stators erreicht.Although this arrangement only requires two instead of four windings 7 the magnetic forces do not act symmetrically to the rotor shaft 3 and the bearings of the waves are more heavily loaded. These combined windings are shown in Fig. 15 with 7 ', they are on the poles 5 of the laminated core blanks 33 and 34 attached. The outer legs of the laminated core blanks 33 and 34 are with one another Connected via a further laminated core blank 35, for example in a form-fitting manner, which has an auxiliary pole 5 'in the direction of the rotor 1. In this way a flat construction height A of the stator is achieved.

In Fig. 16 ist ein Ausführungsbeispiel der beschriebenen Rotor- und Statoranordnungen dargestellt. Die Welle 3 des Rotors 1 ist in ihrer Mitte gelagert. An dem einen freien Ende der Welle 3 ist der Rotor 1 befestigt und das andere freie Ende der Welle 3 dient als Abtrieb. Als Layer wird vorzugsweise ein Doppellager 38 verwendet. Das Doppellager 38 ist in einer Platine 39 befestigt, die ihrerseits Befestigungsmittel für die Statorblechpakete 6 aufweist. Die Statorblechpakete 6 sind vorzugsweise Uber Lappen 40 und 41 befestigt, die aus der Ebene der Platine 39 ausgeklinkt und senkrecht zur Platine 39 abgebogen sind.In Fig. 16 is an embodiment of the described rotor and Stator arrangements shown. The shaft 3 of the rotor 1 is mounted in its center. The rotor 1 is attached to one free end of the shaft 3 and the other free end The end of the shaft 3 serves as an output. A double bearing is preferably used as the layer 38 used. The double bearing 38 is in one Board 39 attached, which in turn has fastening means for the laminated stator cores 6. The laminated stator cores 6 are preferably attached via tabs 40 and 41, which are out of the plane of the board 39 are notched and bent perpendicular to the board 39.

Die Wicklungen 7 der Statoranordnung sind auf Spulenkörpern 37 vorgefertigt und auf die Pole 5 der Blechpakete 6 aufgesteckt. Diese Anordnung ergibt eine sehr flache und einfach herzustellende Bauweise.The windings 7 of the stator arrangement are prefabricated on bobbins 37 and plugged onto the poles 5 of the laminated cores 6. This arrangement gives a very flat and easy to manufacture construction.

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Claims

Claims brushless DC motor with a rotor magnetic material and a laminated core with windings as a stator, d a d u r c h g e -k e n n n z e i c h n e t that the rotor (1) is rod-shaped and consists of a preferentially oriented magnet (e.g. 2) and a rotor shaft (3), where the magnet (e.g. 2) is attached directly to the rotor shaft (3), and the stator poles (5) are composed of laminated sheet metal stacks (6) on which the windings (7) are attached.

2. Brushless DC motor according to claim 1, characterized in that that the magnet consists of two or more segments (2) which are attached to the rotor shaft (3) are glued on.

3. Brushless DC motor according to claim 1, characterized in that that each stator pole (5) has its own cut of the laminated core (6) and the laminated cores (6) formed in this way, depending on the design, of an n-pole design of the stator are assembled.

4. Brushless DC motor according to claim 3, characterized in that that the composition of the laminated cores (6) to an n-pole formation of a Stator takes place by form-fitting between the individual laminated cores (6).

5. Brushless DC motor according to claim 3, characterized in that that the poles (5) of a laminated core (6) within a formation of a stator are arranged asymmetrically to the center of the rotor (1).

6. Brushless DC motor according to claim 1, characterized in that that the windings (7) placed on the stator poles (5) are automatically wound Coil bobbins are designed so that they can be plugged onto the stator poles (5).

7. Brushless DC motor according to one of claims 1 to 6, characterized in that the rotor shaft (3) is centered in a double bearing (38) is stored. and the rotor (1) is attached to one free end of the rotor shaft (3) is, while the other free end of the rotor shaft (3) serves as an output.