DE3418153A1

DE3418153A1 - Elektrische maschine

Info

Publication number: DE3418153A1
Application number: DE19843418153
Authority: DE
Inventors: Ronald Jan Eindhoven Asjes; Jan Maarten van de Dordrecht Griend
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1983-05-20
Filing date: 1984-05-16
Publication date: 1984-11-22
Also published as: NL8301796A; SE8402659L; GB2140219A; FR2546345A1; SE8402659D0; GB8412474D0; JPS59222060A

Description

PHN 10 (kSo q/

Kick Ir i. sehe Maschine

Die Errinduns»; bezieht sich auf eine elektrische Ma.scJiine mi L einem Gehäuse, einem Läufer und einem Ständer, welche Maschine eine mit dem Läui'er mi t drehbare Signalspur und einen mit der Signalspur zusammenarbeitenden, gegenüber

dem Ständer ortsfesten Detektor enthält. 5

Eine derartige elektrische Maschine ist bekannt aus der deutschen Offenlegungsschrift Nr. 30 31 9^-6. Die bekannte elektrische Maschine ist als Gleichstrommotor ausgebildet, der beispielsweise in ßandantriebsmechanisrnen

■\q eines Tonbandgerätes verwendet wird. In einer derartigen Situation ist es notwendig, dass das Tonband mit einer konstanten Geschwindigkeit transportiert wird. Dazu ist in der bekannten Maschine dor Läufer mit einer optischen Signalspur versehen, die von dem Detektor optisch—elektronisch abgetastet wird. Die optische Signalspur kann aus abwechselnd hellen und dunklen Flächen oder aus aneinander grenzenden Reflexionsflächen bestehen.

Die optische Signalspur muss äusserst genau auf dem Läiifer angeordnet sein. Namentlich an die Abmessungen und Lage der genannten Flächen werden hohe Anforderungen gestellt. Dadurch weist diese bekannte Konstruktion den Nachteil auf, dass die Herstellungskosten hoch sind.

Die Erfindung hat nun zur Aufgabe, die eingangs erwähnte elektrische Maschine derart zu verbessern, dass oiji einf aolie res und pre-isgün.s t igeros Her s te 1 lungsverf ahren ηιΰ/ϊ 11 cli ist.

Die KrVIndung weist dazu das Kennzeichen auf, dass der Läufer einen nicJi t-magne Lisehen ringförmigen Läuferteil enthält, auf dem die Signalspur als magnetislerbare Schicht angeordnet ist, wobei die magnetisierbare Schicht mit einem Magnetflussmuster versehen ist, und dass der Detektor in Zusammenarbeit mit der inagno tl.slorbaren Schicht das Magne t — flu η HiTius Lor de tek tier t.

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J)(M' μ i eh I — iiiagiio (. i srlic L;li ι IVr ι.el J. , au!" dein ili.t! vo rzugs wo i. st- rln,¹¹,l'ö rin.i go magnet i ^i.crbiU'e SrIiLcJiI. angc — oxninet. Ist., Lsi· vorzugsweise ein JmijisI-hLhI'I", wie J'olyuzelai oder Po Iyam Ld.

Das Magne t Γ t usr-mus to r , das von (Lei.· lnagnol. Lsiurbaren Schicht erzuui;l, wird, k;uui dazu ve.i^-weiidol, worden .um Information i.xi ljcziif; auf die Drehzahl und die (jOHcJiwind Lgkei t des Läufers zu oriiiltteln. Es k;uui viele J'Oj'inen atiJ.Veise.ri und derart sein, dass beispielsweise sinusförmige, reclit-

Ό eckige oder sägezahnförmige Signale an dem Detektor erzeugt werden. Die Signale, die bei dreiiendem Läufer in dem Detektor erzeugt werden, können einem elektronischen Hegelsystem, beispielsweise einem Servosystem zugeführt werden, mit dessen HiJ.fe Abweichungen der Laufergeschwindigkeit korrigiert werden können.

Die in agru* Li si ex¹ bare Schicht kann auch zum Speichern magnetisch kodierter information für z.B. die Ermittlung der Laufrichtung des Läufers oder die Anzeige des Ruhezustandes des Läufers verwendet werden.

Die Schicht wird vorzugsweise während der Herstellung der elektrischen Maschine magnetisiert. In einem möglichen Verfahren dazu, wird der Läufer neben einem Magnetkopf angeordnet und in Drehung versetzt. Bei der richtigen Drehzahl des Läufers wird ein Signalstrom, beispielsweise ein sinusförmiger Wechselstrom, durch den Magnetkopf geführt. Dabei wird die genannte Schicht, während diese an dem MagneLkop±" entlang bewegt wird, zu einem Muster magnetisiert, das dem Magne t flu s sinus t ex· en t *spricht, das von dem Magnetkopf infolge des Signalstromes verursacht wird.

Als Detektor kann beispielsweise ein allgemein

bekannter Magnetkopf dienen, wie dieser Ln Abspielappuratur wie in einem Tonbandgerät oder in einem Kasse t Lengex'ät, verwendet wird. Der Magnetkopf besteht im Grunde aus einem ringförmigen nicht völlig geschlossenen Kex^n aus weichmagnetischem Material, um den eine Spule gewickelt ist. Die Enden des Kerns sind als Polschuhe ausgebildet und begrenzen einen engen Spalt. In bestimmten Bereichen kann

ίο

d(M· Do Ick Lor durrli ein Hall-Element gebildet sein. Der. Detektor ist vorzugsweise an dem Geiiäuse der elektrischen Maschine· be Co s t.i ,■■; L.

Die (ilekIrisehe Maschine kann als Dynamo oder als Motor ausgeb Lide I- sein, beispioiswcLHe als Gleiciis trommel or. JvLn derartiger Mo I. or eignet sich insbesondere zum Gebrauch .Ln Geräten Tür Aufnahme und/oder Wiedergabe von DiId und/oder Ton. In diesem Bereich ist eine der wichtigsten Anforderungen, die an den Läufer gestellt werden, dass der Läufer eine sehr konstante Drehgeschwindigkeit hat.

Die Verwendung der elektrischen Maschine nach der Erfindung ermöglicht es, dass das Messen der Drehzahl auf einfache und preisgünstige Weise verwirklicht werden kann.

Eine bevorzugte Aus führ ungsrorm der elektrischen Maschine nach der PJi- L'.indung weist das Kennzeichen auf, dass das.Matnriai, aus dem die magnetisierbare Schicht gebiJ.de t; is L , ein magnetischer Lack Ls t.

Der .magnetische Lack enthält ein Dindemittel, in dem ein niagne tisches Pigment durcii Verwendung eines Dispersionsmittels fein verteilt ist. Das Bindemittel ist ein polymärer Stoff, wie Polyvinylchlorid, Poiyvinyazetat oder Polyester. Geeignete Dispersionsmittel sind beispielsweise Lezithine und Mono- oder Diester von Phosphorsäure und Alkoholen.
Unter magnetischem Pigment werden magnetisierbare Teilchen verstanden. Geeignete magnetisierbare Teilchen sind u.a. CrO ,,-Teilchen, Fe-Teilchen und .if -Fe₀O, ,-Teilchen.

In den magnetischen Lack können noch Hilfsstoffe aufgenommen sein, wie antis LatiscJie Mittel., beispielsweise Kuss und SeJimiermitte I , beispielsweise Fettsäure, Paraffin und Graphit.

DLe Konstruktion nach dieser· Aus ITihrungsf orm eignet sich insbesondere i'ü.i' Median i.slerimg der Herstellung derselben. Die rnagnetislerbare Schicht kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass der· magnetische Lack zusammen mit einem organischen Lösungsmittel in einer ein— Jie i 11 lcJiexi Sell LcJi t au I' dom LiUi for angeb rach.t wird, wonach, nach Trocknung der Schicht., (JLc gewünschte information in

PHN K) ....

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dei' niaf.ne t i.schoii Laokschicli t au i'/'.evse Lehne t ννίί'Ί.

Ein ο andere hev(ir/ji{^j;l.c „Aus LTi]irungs form weist das Kennzeichen ;iul', dass der Lau for scheibenförmig aus^obiJdüi ist, WuI)G-L (.1Lc iiiagno Lisierbare Hchlch L sich auf' der peri-

B pheren Überfläche des Läui'era befindet.

Es ist oft erwünscht, dass die Abmessungen, namentlich die axial en Abmessungen elektrischer Motoren, klein sind. D Los ist κ..Ii. der Fall bei elektrischen Motoren, die in Absplelcipparci tu r verwende!, werden. An sich ist es be — kannt, derartige Motoren mit einem Läufer auszubilden, der einen scheibenförmigen Träger umfasst, worin Läuferspulen aufgenommen sind. Wenn ein derartiger scheibenförmiger Träger vorhanden ist und die niagiietisierbare Schicht an der Randfläche vorgesehen ist, kann der Detektor gegenüber die periphere Oberfläche des Läufers gebracht werden, wodurch die axialen Abmessungen des Motors klein gehalten werden können.

Es ist sehr wichtig, dass die Oberfläche, auf der während der Herstellung die magnetisierbare Schicht angebracht wird, keine Unrege liriässigkei ten aufweist. Es hat sich in der Praxis herausgestellt, dass es einfacher ist, die periphere Oberfläche des Läufers gleit t und gleichniässig zu machen als die Seitenflächen des Läufers.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform des erfIndungsgemässen Motors teilweise in demontiertem Zustand,

Fig. 2 ein einfaches Blockschaltbild der Regelung der Drehzahl der Ausführungsform nach Fig. 1.

Der in Fig. 1 dargestellte Läufer 1 ist· ein Teil eines nicht vÖlJ.i.g dargestellten elektrischen Motors nach der Erfindung. Dur Lauf ei' 1 ist von e Lneiii Gehäuse 'J e Lngeschlossen. In dem Gehäuse 3 befindet sich ein ringförmiger Dauermagnet 5· Der Läufer 1 ist scheibenförmig ausgebildet und mit fünf Spulen 7 versehen, die in den η i oh t-inar;ne1 i. schon Lau for toi I dos L"iu l'ors I e.i n,";eb<; f lot

sind, in dieser Ausführungsform ist das nicht-magnetische Mai iM'üil Ak ry J.bii I a<l Lens Ly rol gemischt mit: Polykeirbonat. Die Ausläui'or 9 der Spulen 7 sind mit Segmenten 11 des Kommutators 13 verbunden. Der Läufer 1 und der Kommutator sind axi ei.no r Motorwelle 15 befestigt, im Betriebszustand werden die Spulen mit JIi l.i'e zweier .Bürsten 17 und 19» die mi L den auJ'e inander t'o Lgenden Segmenten 11 Kontakt machen, abwechselnd erregt. DLe !Bürsten 17 und 19 sind mit einer (nicht dargestellten) Stromquelle verbunden.

Auf der peripheren Oberfläche 21 des Läufers 1 ist eine ringförmige magnetisierbare Schicht 23 angebracht. Die Schicht 23 besteht aus einem magnetischen Lack aus Polyvinylacetat und CrOp-Teilchen und ist derart magnetisiert; dass um die periphere Oberfläche 21 herum ein kontinuierliches Magnetflussmuster vorhanden ist. Gegenüber der periplieren Oberfläche 21 ist ein auf schematische Weise dcirgos tell I er als Detektor wirksamer Magnetkopf 25 an dem Gehäuse ') befestigt. Der Magnetkopf 25 ist mit einem elektronischen Regelsys l.em 27» wie di.es in dem JJlockschalt-

^O bi Ld in 1''Lg. 2 auf schema Li a ehe Weise dargestellt ist, elektrisch verbunden.

Unter Hinweis auf das Blockschaltbild wird die Regelung der Drehzahl des Motors näher erläutert. Wird der Motor an eine Stromquelle 29 angeschlossen, so fliesst ein elektrischer Strom durch die Spulen 7 und der Läufer 1 wird in Drehung versetzt. Dabei wird durch das Magnetflussrauster des magnetischen Lacks 2J in dem Magnetkopf 25 ständig ein Signal induziert. Das Regelsystem 27 reagiert auf dieses Signal durcli Jtegelung des den Spulen 7 zugeführ Len el oJ< L rl seilen Stroms und zwar derart, dass der Lau Tor I mil. ei.nor j';l eieJi l'ö rin igen vo rbes tlmmteri G-eschwindig— ke.i I droll L .

Claims

ΡΙΙλ 10

PATJvNTAN SI 'RTi Π (

Λ .J Elok Irische Ma.scJiine mi L einem Gehäuse, einem Läu'l'cr und oLiieiii SLiuidcr, welche Maschine eine mi ι dein Läufer ini tdrehbare S i.,»;iia.l spur und einen irii L der Signal spui¹ zusammenarbeitenden, gegenüber dein Ständer ortsfesten Detektor enthält, dadurch, gekennzeichnet, dass der Läufer einen nicht—magnetischen ringförmigen Läuferteil enthält, auf dem die Signalspur als magnetisierbare Schicht angeordnet ist, wobei die magnetisierbare Schicht mit einem Magnetflussmuster versehen ist, und dass der Detektor in

'" Zusammenarbeit; mi I, der mape l.is j erbaren Schicht da.^ Magnetflussmuster detektiert.
2. El ek ti- Is ehe Maschine nach Anspruc Ii 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der magxieiisierbaren Schicht ein magnetischer Lack ist.

3· Elektrische Maschine nacli Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer scheibenförmig ausgebildet ist, wobei die magnetisierbare Schicht sich auf der peripheren Oberfläche des Läufers befindet.