DE3521039A1 - Kommutatormotor - Google Patents

Description

• Kommutatormotor
• Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Kommutatormotor nach der Gattung des Anspruchs 1.
• Solche permanentmagneterregtenKommutatormotoren weisen im allgemeinen ein Nebenschlußverhalten auf, das sie für verschiedene Anwendungszwecke, wie z.B. für Startermotoren für Kraftfahrzeuge, Gebläsemotoren für Staubsauger u.dgl., wenig geeignet macht.
• Bei einem bekannten Kommutatormotor dieser Art (EP-OS 0 078 012) hat man zur Erzielung eines Reihenschlußverhaltens eine der Anzahl der Permanentmagnetpole entsprechende Zahl von ferromagnetischen Hilfspolen am Rückschlußring vorgesehen, von denen jeweils einer einem Permanentmagnetpol zugeordnet und an dessen bezüglich der Rotordrehrichtung auflaufenden Magnetkante angeordnet ist. Durch diese Hilfspole kann die Ankerdurchflutung zum Aufbau eines zusätzlichen stromabhängigen Erregerfeldes benutzt und die Kennlinie des Motors (Drehzahl/Drehmoment) gezielt beeinflußt werden.
• Die Herstellung und Montage der Hilfspole bedeuten aber einen zusätzlichen Fertigungsaufwand, der für kleine preiswerte Kommutatormotoren nicht vertretbar ist.
• Vorteile der Erfindung Der erfindungsgemäße Kommutatormotor mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß ein Reihenschlußverhalten des Kommutatormotors mit einfachsten Mitteln erreicht wird. In der Anlaufphase des Kommutatormotors, in welcher die höchste Belastung auftritt, sind die magnetischen Engpässe oder Engstellen ohne Wirkung, da sie in dieser Phase in den feldfreien Zonen des Rückschlußringes liegen. Bei Entlastung des Kommutatormotors verschieben sich dessen feldfreie Zonen, so daß je nach deren Lage relativ zu den magnetischen Engpässen letztere mehr oder weniger wirksam sind. Die Engpässe bewirken eine Schwächung des Magnetflusses, so daß das Drehmoment stärker als proportional mit dem Ankerstrom absinkt. Die Drehzahl steigt damit bei Entlastung überproportional an (Reihenschlußverhalten).
• Die magnetischen Engpässe werden gemäß der Ausführungsform der Erfindung in Anspruch 2 durch einfache radiale Teilschlitzung des Rückschlußringes erzielt, die sich in den Fertigungskosten des Motors kaum nennenswert niederschlägt.
• Zeichnung Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung darstellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung: Fig. 1 jeweils einen Querschnitt eines und 2 Kommutatormotors mit eingezeichnetem Flußverlauf in der Anlaufphase bzw.
• in der Leerlaufphase.
• Beschreibung des Ausführungsbeispiels Der Kommutatormotor weist in bekannter Weise einen eine Ankerwicklung lo tragenden Rotor 11 und einen den Rotor 11 w ebenden Stator 12 auf. Der Stator 12 besteht in bekannter Weise aus einem Rückschlußring 13 und einer geradzahligen Anzahl - hier zwei - von am Rückschlußring 13 um gleiche Umfangswinkel versetzt angeordnet« Permanentmagnetpolen14 in Form von schalenförmigen Magnetsegmenten auf. Auf die Darstellung des mit dem Rotor 11 starr umlaufenden Kommutators ist der Übersichtlichkeit halber verzichtet. Die auf dem Kommutator aufliegenden Kommutatorbürsten, deren Anzahl der Zahl der Permanentmagnetpole 14 entspricht, sind in der Zeichnung schematisch am Rotor 11 dargestellt und mit 15 bezeichnet. Die Kommutatorbürsten 15 liegen jeweils um eine Polteilung versetzt in der neutralen Zone.
• Im Rückschlußring 13 ist eine Anzahl - hier zwei -von magnetischenEngpässen 16vorgesehen, die der Zahl der Permanentmagnetpole 14 entspricht. Die magnetischen Engpässe 16 entstehen in einfacher Weise durch eine Querschnittsreduzierung des Rückschlußringes 13, was durch vom Außenumfang des Rückschlußringes her eingebrachte radiale Ausnehmungen 17 bewirkt wird.
• Wie in Fig. 1 durch den eingezeichneten Flußverlauf in der Anlaufphase tA verdeutlich ist, sind die magnetischen Engpässe 16 im Rückschlußring 13 um gleiche Umfangswinkel (Polteilung) gegeneinander versetzt so angeordnet, daß sie in etwa in den beim Anlauf des Rotors 11 feldfreien Zonen des Rückschlußrings 13 liegen. Der Fluß QA ist der resultierende Fluß aus dem Erregerfluß der Permanentmagnetpole 14 und dem vom Ankerstrom erzeugten Ankerquerfluß. Wie aus Fig. 1 zu erkennen ist, sind die magnetischen Engpässe 16 in der Anlaufphase des Motors, bei welcher der höchste Ankerstrom auftritt, wirkungslos.
• Wird der Kommutatormotor bis zum Leerlauf (Fig. 2) entlastet, so wandern die feldfreien Zonen aus dem Bereich der magnetischen Engpässe 16 heraus. In Fig. 2 ist der im Leerlauf des Motors sich ausbildende Flußverlauf çL schematisch eingezeichnet. Wie deutlich zu erkennen ist, liegen nunmehr die magnetischen Engpässe 16 in magnetisch belasteten Teilen des Rückschlußringes 13 und führen zu einer Flußschwächung. Damit ist das Drehmoment bei Entlastung des Motors nicht nur proportional vom Ankerstrom abhängig, sondern zusätzlich noch von dem sich abschwächenden Magnetfluß. Die Drehzahl steigt damit bei Entlastung des Motors überproportional an, so daß von einem echten Reihenschlußverhalten des Kommutatormotors gesprochen werden kann.
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Claims (2)

1. Ansprüche 1. Kommutatormotor mit einem eine Ankerwicklung tragenden Rotor und einem den Rotor umgebenden Stator, der einen Rückschlußring mit einer geradzahligen Anzahl von daran um gleiche Umfangswinkel versetzt angeordneten Permanentmagnetpolen aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß im Rückschlußring (13) eine der Anzahl der Permanentmagnetpole (14) entsprechende Anzahl von magnetischen Engpässen (16) vorgesehen ist, die zueinander um gleiche Winkel am Umfang des Rückschlußringes (13) versetzt so angeordnet sind, daß sie in etwa in den beim Anlauf des Rotors (11) feldfreien Zonen des Rückschlußringes (13) liegen.
2. 2. Motor nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die magnetischen Engpässe (16) durch radiale Ausnehmungen (17) im Rückschlußring (13) gebildet sind.