DE3602138C2 - Bürstenloser Gleichstrommotor - Google Patents
Bürstenloser GleichstrommotorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen bürstenlosen Gleichstrommotor
mit einem Rotor und einem eisenlosen Stator mit den
Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Aus der US 44 59 087 ist ein bürstenloser Gleichstrommotor be
kannt, dessen innerhalb des Stators umlaufender Rotor ähnlich
wie ein Rad mit einem Kranz, der über Speichen mit der Nabe
verbunden ist, aufgebaut ist und auf seinem Kranz Magnete ab
wechselnder Polarisierung trägt. Über den Umfang des Stators
verteilt sind Spulen angeordnet, deren Polschuhe den Rotor
magneten gegenüberliegen und die über eine Transistorschaltung
kommutiert werden. Mit Hilfe eines Sensors wird die Winkel
position des Rotors gegenüber dem Stator festgestellt, und der
Transistorschaltung wird ein entsprechendes Signal zugeführt,
mit Hilfe dessen der Schaltzustand der Transistoren und somit
die Stromflußrichtung durch die Statorspulen bestimmt wird. Ein
ähnlicher Motor ist aus der US 43 73 148 bekannt, bei welcher
die Statorspulen jedoch toroidförmig gewickelt sind. Ferner ist
es bei einem aus der DE-OS 16 38 216 bekannten bürstenlosen
Gleichstrommotor bekannt, die Wicklungsstränge durch Zapfen in
der Ständerwicklung zu fixieren. Schließlich ist aus der
DE-OS 25 32 575 ein Wechselstrom-Synchronmotor bekannt, dessen Wick
lungen mäanderförmig beiderseits eines streifenförmigen oder
scheibenförmigen Trägers aufgedruckt sind. Das Drehfeld wird
durch Parallelschaltung eines Kondensators wahlweise zu einer
der beiden Wicklungen erzeugt.
Bei der Herstellung von Gebläsemotoren ist man typischerweise
bestrebt, den Aufbau möglichst einfach und die Herstellungs
kosten dementsprechend niedrig zu halten. Wechselstrommotoren
mit Seitenanker kommen diesem Ziel schon recht nahe. In jünge
rer Zeit sind jedoch Gleichstrom-Gebläsemotoren zunehmend
interessanter geworden, insbesondere für Gebläse zur Kühlung
elektronischer Schaltungen, bei denen Gleichstromleistung zur
Verfügung steht.
Bürstenlose Gleichstrommotoren mit Halleffektsensoren zur Er
mittlung der Kommutierungspunkte bei der Rotordrehung sind all
gemein bekannt. Dabei werden eine oder mehrere Statorspulen
wiederholt erregt oder hinsichtlich ihrer Erregung umgesteuert,
um das von der oder den Statorspulen erzeugte Magnetfeld zu
verschieben. Durch das sich ändernde Magnetfeld wird ein
Permanentmagnetrotor kontinuierlich mitgenommen. Zum Kommutie
ren wird die Position der Pole des Permanentmagnetrotors durch
einen oder mehrere Halleffektsensoren festgestellt und die Er
regung der Statorspule oder -spulen entsprechend gesteuert,
oder es wird durch einen Halleffektsensor die Position eines
oder mehrerer Kommutierungsmagnete festgestellt, die mit dem
Rotor umlaufen und speziell dazu dienen, durch Änderung des
Zustandes des Halleffektsensors die Kommutierungspunkte zu be
stimmen, während sich der Rotor dreht.
Viele bürstenlose Gleichstrommotore sind sowohl hinsichtlich
ihres Aufbaues als auch ihrer Kommutierungsschaltungen kompli
ziert und dementsprechend teuer in der Herstellung. Diese
bürstenlosen Gleichstrommotoren eignen sich zwar gut für Präzi
sionsantriebe von Platten oder Bändern, sie sind jedoch zu
teuer, wenn einfache, billige und zuverlässige Gebläsemotoren
gebraucht werden, die nur zum Antrieb eines Gebläses bestimmt
sind.
Ein einfacher, bürstenloser Gleichstrom-Gebläsemotor ist aus
der DE-OS 33 32 659 und der US-PS 45 63 622 bekannt. Der Motor
hat einen Permanentmagnetrotor, der in Umfangssegmenten radial
magnetisiert (polarisiert) ist. Die Segmente sind abwechselnd
entgegengesetzt gepolt. Der Motor hat ferner einen Stator mit
Elektromagneten, deren Spulen auf einen Spulenkörper gewickelt
ist und deren Kern in zwei Polstücken endet. Die Elektromagnete
sind in einem Fach an einer Stelle am Boden eines kreisförmigen
Gehäuses angeordnet. Bei Erregung erzeugt die Spule eine
magnetomotorische Kraft, die ein Drehmoment auf den Rotor aus
übt. Die Spule wird durch eine Kommutierungsschaltung selektiv
erregt, welche einen Positionsfühler, vorzugsweise einen Hall
effektsensor enthält, der auf die Position des Rotors bezüglich
des Stators anspricht und ein Signal für die Steuerung der
Kommutierungsschaltung liefert.
In der US-PS 45 53 975 ist ein weiterer bürstenloser Gleich
strommotor beschrieben, der einen ringförmigen Permanentmagnet
rotor enthält, welcher in entgegengesetzt gepolten Segmenten
magnetisiert ist und abwechselnd mit entgegegengesetzten Polen
zu einer äußeren Elektromagnetanordnung weist, die an einer
Stelle längs des Umfangs des Rotors angeordnet ist. Dieser
Motor enthält zwei bifilar gewickelte Spulen, die alternierend
entgegengesetzt erregt werden, um das Feld umzukehren, welches
von Polstücken ausgeht, die mit den Spulen magnetisch gekoppelt
sind.
Die oben erwähnten Gleichstrom-Gebläsemotoren sind einfach im
Aufbau, billig in der Herstellung und zuverlässig. Die Elektro
magnetanordnung und Spule sind jedoch so angeordnet, daß wegen
der an einer Stelle längs des Umfanges des Permanentmagneten
angeordneten Elektromagnetanordnung eine radiale magnetische
Kraft auf den Rotor resultiert. Wenn beispielsweise bei der in
Fig. 1 und 2 der DE-OS 33 32 659 dargestellten Anordnung die
Statorspule erregt wird, erzeugt das entstehende Magnetfeld
radiale Kräfte, welche auf die Polstücke des Statormagneten an
einer Seite des Rotors gerichtet sind. Wenn die Erregung der
Statorspule wieder verschwindet, verschwinden auch diese radia
len Kräfte. Es treten also jedesmal, wenn die Statorspule er
regt wird, radiale Kräfte in einer bestimmten Radialrichtung
auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen sehr einfach
aufgebauten und preiswerten bürstenlosen Gleichstrommotor zu
schaffen, der sich durch einen sehr ruhigen und vibrations
freien Betrieb und möglichst geringe Lagerbeanspruchung aus
zeichnet.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale
gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprü
chen gekennzeichnet.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird eine weitgehende
Kompensation der periodisch auf den Rotor einwirkenden Radial
kräfte möglich. Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält ein
einfacher, bürstenloser Gleichstrommotor einen Rotor mit einem
ringförmigen Permanentmagneten und einem wellenförmig gewickel
ten Stator. Der ringförmige Magnet ist ein relativ großer Ring,
der in Segmenten bezüglich seines Umfanges magnetisiert ist.
Aufeinanderfolgende Segmente sind entgegengesetzt gepolt. Die
wellenförmige Wicklung kann den Ring umgeben und erzeugt in
einem Luftspalt an der Außenseite des Magneten alternierend
Magnetfelder.
Um den Umfang des ringförmigen Magneten sind eine oder mehr
Wellenwicklungen in einem wellenartigen Muster verteilt, bei
dem die Position der Wicklung sich in Axialrichtung ändert,
wenn man in Umfangsrichtung des Rotors fortschreitet. Mit ande
ren Worten gesagt, verläuft die wellige Wicklung von einer
Stelle an einem Punkt des Stators nahe an der Vorderseite des
Motors zu einer Stelle an einem anderen Punkt, die sich näher
an der Rückseite des Motors befindet und weiter nach vorne und
zurück, bis der Rotor umkreist ist. Bei der Erregung der Wick
lung wirkt eine Mehrzahl von Feldbereichen auf den ringförmigen
Magneten an mehreren Stellen längs des Umfangs des Magneten, so
daß sich die Magnetkräfte kompensieren und die auf den Rotor
wirkenden resultierenden Radialkräfte sich weitgehend oder ganz
aufheben. Schwingungen durch resultierende periodische Radial
kräfte werden dadurch weitgehend oder ganz vermieden. Eine
Wicklung des erwähnten Typs nimmt außerdem in Radialrichtung
sehr wenig Raum ein, so daß der Motor sehr kompakt baut. Die
Anforderungen an die Rotorlagerung und die Gefahr einer
Geräuschentwicklung werden stark herabgesetzt.
Bei einem erfindungsgemäßen Gebläse sind im Rotor Gebläse
schaufeln angeordnet und an den Magneten des Rotors befestigt,
wie es auch bei den oben erwähnten Motoren mit Gebläse der Fall
ist. Der Magnet und die Gebläseschaufeln sind auf einer Mittel
nabe drehbar gelagert. Der Stator enthält ein Gehäuse und eine
Halterungsstruktur, die sich von der Nähe des Magneten zur Nabe
erstreckt und den Rotor einschließlich der Nabe, die Gebläse
schaufeln und den Magneten drehbar lagert. Zur Steuerung der
Kommutierung können Halleffektsensoren verwendet werden. Das
Gehäuse kann ein kleines Fach zur Aufnahme einer Kommutierungs
schaltung aufweisen, letztere kann jedoch auch separat angeord
net sein.
Die Wellenwicklung ist vorteilhafterweise auf eine zylindrische
Statorstruktur gewickelt, die den Permanentmagnet umgibt, und
zwar ist sie nahe bei dem ringförmigen Rotormagneten und mit
geringem radialen Abstand außerhalb von diesem angeordnet. Es
können zwei wellig gewickelte bifilare Spulen vorgesehen sein,
die entgegengesetzt erregbar sind, um alternierende Felder zu
erzeugen, welche die aufeinanderfolgenden, entgegengesetzt
magnetisierten Segmente des ringförmigen Permanentmagneten des
Rotors während des Betriebes anziehen.
Der Stator ist vorzugsweise eisenlos, d. h. daß er keine hoch
permeablen oder magnetischen Materialien enthält, die den
Magnetfluß zu Statorpolen leiten. Der Motor kann daher sehr
leicht sein, und da keine vorspringenden Pole aus Magnetmaterial
vorhanden sind, kann der Rotormagnet nicht in eine Raststellung
gezogen werden, wenn der Rotor zur Ruhe kommt.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Gebläse und einen Motor gemäß
einer Ausführungsform mit einem Rotor, der alternierend
radial magnetisierte Segmente enthält, und mit einem
Stator, der wellenförmig gewickelte Spulen aufweist;
Fig. 2 eine Seitenansicht der Gebläse-Motor-Kombination gemäß
Fig. 1, die die wellenförmig gewickelten Statorspulen
besser erkennen läßt; und
Fig. 3 ein Schaltbild einer Sensor- und Kommutierungsschal
tung, die sich für den Betrieb des Motors gemäß Fig. 1
und 2 eignet.
In den Fig. 1 und 2 ist ein Gebläsemotor gemäß einer Aus
führungsform der Erfindung dargestellt, welche einen Rotor 11
und einen Stator 12 aufweist. Der Rotor 11 enthält einen ring
förmigen Permanentmagneten 13, der in acht azimutalen Segmenten
14 magnetisiert ist. Die Segmente 14 sind in radialer Richtung
abwechselnd entgegengesetzt gepolt, wie durch die Polbezeich
nungen Nord und Süd angegeben ist. Der ringförmige Permanent
magnet 13 ist an einem Ring 15 befestigt, von dem sich Gebläse
schaufeln 16 zu einer Mittelnabe 17 erstrecken. Einzelheiten
einer möglichen Lagerungs- und Halterungsanordnung für den
Rotor 11 einschließlich der Nabe 17 sind in der oben erwähnten
DE-OS 33 32 659 beschrieben; da die verwendete Lagerungs- und
Halterungsanordnung kein wesentliches Merkmal der Erfindung
darstellt, wird hierauf nicht näher eingegangen.
Der Stator 12 enthält eine Grundplatte 18, die bei der darge
stellten Ausführungsform im wesentlichen rechteckig bzw.
quadratisch ist, aber auch andere Formen, wie kreisförmig,
haben kann. Die Grundplatte 18 trägt ein im wesentlichen
zylindrisches Bauteil, wie eine Wand 19 mit Zapfen oder Vor
sprüngen 20 und 20′, die einen größeren bzw. kleineren Abstand
von der Grundplatte 18 haben und radial nach außen vorspringen.
Auf die Vorsprünge 20 und 20′ ist eine Spulenanordnung 21 ge
wickelt. Wie dargestellt, ist der Wicklungsdraht alternierend
über den einen Vorsprung und unter den nächsten gewickelt und
dieses Muster setzt sich fort, so daß sich eine wellenförmige
Spulenanordnung ergibt. Die Kämme und Täler der Welle haben
unterschiedliche axiale Positionen, bezogen auf die Drehachse
des Rotors. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 hat die
Spulenanordnung die Form einer Dreieckwelle. Man kann jedoch
auch andere Wellenformen verwenden, z. B. sinusförmig oder recht
eckwellenförmig. Anstatt die dargestellten Vorsprünge zu ver
wenden, kann man die Wellenform auch dadurch erreichen, daß man
die Drahtwindungen in einen Kanal, eine Rille oder irgendeine
andere Halterungsstruktur in oder auf der Wand 19 wickelt. Dem
Fachmann stehen auch noch andere Möglichkeiten für die Spulen
herstellung zur Verfügung, z. B. in Form einer gedruckten Schal
tung.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel enthält die Spulen
anordnung 21 zwei bifilar gewickelte Wicklungen L1 und L2,
siehe Fig. 3, die durch eine Kommutierungsschaltung 22 getrennt
und in entgegengesetzten Richtungen erregbar sind. Wenn Strom
durch eine der Wicklungen L1 oder L2 fließt, werden alternie
rende magnetische Nord- und Südpole, insgesamt acht Pole, längs
des Umfangs des Rotors erzeugt. Ein Strom in entgegengesetzter
Richtung durch die andere Spule erzeugt Felder der entgegen
gesetzten Polarität. Wie unten unter Bezugnahme auf Fig. 3 noch
erläutert werden soll, wird der Strom durch einen Fühler H1 als Positions
fühleranordnung in Form eines Hallschalters einer Kommutierungsschaltung 22
so gesteuert, daß die verschiedenen Pole zeitlich so erzeugt wer
den, daß auf den ringförmigen Permanentmagneten 13 ein Dreh
moment ausgeübt und dadurch der Rotor 11 in Umdrehung versetzt
wird. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 ist der Hall
schalter außen auf der zylindrischen Wand 19 montiert.
Der Stator 12 enthält ferner Streben 23, die von einem eine
Drehachse 24 bildenden mittigen Statorvorsprung zur Grundplatte
18 näherungsweise radial nach außen verlaufen. An den Ecken der
Grundplatte sind Montageansätze 25 mit Löchern 26 vorgesehen,
so daß das Motorgebläse 10 beispielsweise durch nicht veranschau
lichte Bolzen oder Schrauben montiert werden kann.
Ein typisches Beispiel einer Kommutierungsschaltung 22, die
sich für die Steuerung des Motors eignet, ist in der
DE-OS 33 32 659 dargestellt und in Fig. 3 wiedergegeben. Es sind auch
noch andere geeignete Schaltungen bekannt und in der Patent
literatur beschrieben.
Beim Anlaufen wird die Spulenanordnung 21 erregt, so daß auf
den ringförmigen Permanentmagneten 13 ein Anlaufdrehmoment
ausgeübt wird. Der Fühler H1 steuert die Erregung der Spulen
anordnung 21 so, daß ihre Wicklungen L1 und L2 alternierend er
regt und die sich nähernden Pole des ringförmigen Rotormagneten
durch das entstehende elektromagnetische Feld angezogen werden.
Wenn der Fühler H1 einen Wechsel des vom Rotor 11 erzeugten
magnetischen Feldes infolge der Ankunft eines neuen, entgegen
gesetzt magnetisch gepolten Segments in seiner Nähe wahrnimmt,
wird das bei dem ringförmigen Permanentmagneten herrschende
magnetische Feld durch die Kommutierungsschaltung gemäß Fig. 3
umgepolt, so daß die sich als nächstes nähernden Pole des ring
förmigen Rotormagneten angezogen werden. Diese Sequenz wieder
holt sich, bis der Rotor eine Gleichgewichtsdrehzahl erreicht,
bei der die aerodynamische Last gleich der Motorleistung ist.
Die wellenförmige Wicklung erzeugt Pole in den Bereichen 30, 31,
32 und 33 der Fig. 2 abwechselnd unterhalb und oberhalb der
Spulenanordnung 21 und fortlaufend um den Rotor 11 herum. Betrachtet
man den Verlauf und die Richtung der um einen Leiter erzeugten
magnetischen Flußlinien, so sieht man, daß das Feld in zwei
benachbarten Bereichen jeweils entgegengesetzt gerichtet ist
und daß eine Umkehr der Stromrichtung auch eine entsprechende
Umkehr der Feldrichtung in jedem Bereich zur Folge hat. Es ist
ferner ersichtlich, daß für jeden Bereich, in dem ein Feld
erzeugt wird, das eine radiale Anziehung auf den Permanent
magneten 13 ausübt, ein genau um 180° entfernter Bereich
existiert, der die gleiche radiale Kraft in der entgegengesetz
ten Richtung ausübt, so daß sich diese Kräfte kompensieren und
die sich wiederholenden Radialkräfte, die dazu neigen, Schwin
gungen und Geräusche zu erzeugen, sich gegenseitig aufheben.
Die Statorwicklungen können so gewickelt werden, daß weniger
oder mehr Polbereiche entstehen, und der Rotormagnet kann in
gleicher Weise weniger oder mehr entgegengesetzt gepolte
Segmente aufweisen. In allen Fällen läßt sich die beste Stelle
für den Fühler H1 leicht empirisch ermitteln, so daß das Schal
ten genau dann stattfindet, wenn neue Segmente an einen Ort ge
langen, wo sie durch einen umgeschalteten Statorfeldbereich
angezogen werden können.
Bei der Kommutierungsschaltung gemäß Fig. 3 steuert der Fühler
H1, bei dem es sich um einen Hallschalter handeln kann, zwei
Transistoren Q1 und Q2, deren Kollektor-Emitter-Strecken jeweils
mit einer der Wicklungen L1 bzw. L2 in Reihe geschaltet sind.
Bei Einwirkung eines Magnetfeldes einer vorgegebenen Richtung
oder Polarität öffnet (unterbricht) der Hallschalter H1 den Strom
weg von einer Leitung 51 (Stift 3) nach Masse (Stift 2), während
er bei Einwirkung eines Feldes der entgegengesetzten Polarität
den Stromweg von der Leitung 51 nach Masse durchschaltet.
Bei unterbrochenem Stromweg zwischen der Leitung 51 und Masse
ist der Spannungsabfall an in Reihe geschalteten Widerständen
R2, R3 und R4 sehr klein und die Basis-Emitter-Spannung des
Transistors Q1 reicht aus, um Q1, ein NPN-Darlington-Paar, das
in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht ist und als Einzel
bauteil vertrieben wird, durchzuschalten. Das Darlington-Tran
sistorpaar hat einen hohen Verstärkungsfaktor, so daß der
kleine Basisstrom durch R2, R3 und R4 ausreicht, Q1 durchzu
schalten und die Wicklung L2 zu erregen. Wenn der Stromweg
durch H1 unterbrochen ist, reicht die Basis-Emitter-Spannung
von Q2 nicht aus, um Q2 durchzuschalten, da Q2 ein PNP-Leistungs
transistor ist, welcher eine stärkere Basisansteuerung zum
Durchschalten benötigt. Bei gesperrtem Q2 fließt also kein
Strom durch die Wicklung L1. Wenn der Hallschalter H1 einem Magnet
feld der entgegengesetzten Richtung oder Polarität ausgesetzt
wird, verbindet er die Leitung 51 mit Masse, so daß an den
Widerständen R2 und R3 ein Spannungsabfall auftritt, der nahezu
gleich der vollen Eingangsspannung, beispielsweise etwa 12 Volt,
ist und eine Basis-Emitter-Spannung für Q2 erzeugt, die für ein
Durchschalten von Q2 ausreicht. Das Durchschalten von Q2 hat
zur Folge, daß nun Strom durch die Wicklung L1 fließt. Anderer
seits reicht die Basis-Emitter-Spannung von Q1 nun nicht mehr
aus, um Q1 durchzuschalten, so daß kein Strom mehr durch die
Wicklung L2 fließt. Die Wicklungen L1 und L2 werden also als
Reaktion auf die Wahrnehmung unterschiedlicher Magnetfelder
durch den Fühler H1 alternierend erregt und entregt. Anstatt
zwei getrennte Spulenwicklungen L1 und L2 vorzusehen, kann auch
nur eine einzige Wicklung in Kombination mit einer Schaltungs
anordnung zum alternierenden Umkehren des Stromes in dieser
Wicklung verwendet werden.
Die Kommutierungsschaltung gemäß Fig. 3 enthält im übrigen noch
einen Kondensator C1, der Schaltüberspannungen dämpft, die beim
abrupten Schalten der Spulenanordnung 21 auftreten, einen Strom
begrenzungswiderstand R1, eine geeignete Schutzvorrichtung, wie
eine Sicherung TP1 und eine Diode CR1, welche eine Stromumkehr
durch die Eingangsleitungen zurück zur Stromversorgung ver
hindert. Die Schaltungselemente können auf einer gedruckten
Schaltungsplatte montiert sein, die im wesentlichen die gleiche
Form wie der Hohlraum eines nicht dargestellten Faches in der
Grundplatte 18 haben kann. Die Kommutierungsschaltung 22 kann
jedoch auch getrennt vom Chassis des Motorgebläses angeordnet
sein.
Durch die vorliegende Erfindung wird also ein einfach aufgebau
ter bürstenloser Gleichstrommotor geschaffen, bei dem die feld
erzeugende Anordnung des Stators 12, die Spulenanordnung 21,
sehr wenig zur radialen Abmessung beiträgt. Bei Verwendung für
ein Gebläse kann daher ein großer Prozentsatz der radialen Ab
messung des Motors für die luftfördernde Vorrichtung verwendet
werden. Die radiale Abmessung des Stators, d. h. die radiale
Dicke der zylindrischen Wand 19, der Spulenanordnung 21 und der
Vorsprünge 20 und 20′, ist bei der bevorzugten Ausführungsform
nicht größer als die radiale Dicke des Rings 15 und des Permanentmagne
ten 13. Daher ist diese Statoranordnung auch in Fällen besonders
vorteilhaft, bei denen eine große Mittelöffnung, die von einer
relativ schmalen Struktur umgeben ist, gebraucht wird, obwohl die
Spulenanordnung den schmalen ringförmigen Permanentmagneten umgibt.
Claims (8)
1. Bürstenloser Gleichstrommotor mit
- a) einem um eine Drehachse (24) drehbaren Rotor (11), der einen aus mehreren Segmenten (14) be stehenden, ringförmigen Permanentmagneten (13) mit einer großen Mittelöffnung aufweist, wobei die Segmente (14) in Umfangsrichtung des ringförmigen Permanentmagneten (13) wechselnde magnetische Polung haben,
- b) einem Stator (12) ohne Eisenteile, der den Rotor (11) um gibt und eine Spulenanordnung (21) aufweist, die aus zwei bifilar gewickelten, wellenförmigen Wicklungen (L1, L2) be steht, wobei die Wicklungen (L1, L2) eine im wesentlichen konstante radiale Entfernung von der Drehachse (24) beibe halten, aber eine sich in Axialrichtung derart ändernde Lage aufweisen, daß ein Zick-Zack-Muster von aufeinander folgenden, im wesentlichen geraden Wicklungssegmenten ent steht, wobei die Anzahl der Wicklungssegmente der Anzahl der Segmente (14) des Permanentmagneten (13) entspricht,
- c) einer Positionsfühleranordnung (H1) zur Ermittlung der Position des Rotors (11) bezüglich des Stators (12); und
- d) eine auf die Positionsfühleranordnung (H1) ansprechende An ordnung (Transistoren Q1, Q2) zur Zufuhr von elektrischem Strom zu den Wicklungen (L1, L2) derart, daß die Wicklungen (L1, L2) abwechselnd erregt werden und jeweils entgegenge setzt gerichtete Felder erzeugen, die auf den Permanent magneten (13) des Rotors (11) ein Drehmoment ausüben.
2. Bürstenloser Gleichstrommotor nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der ringförmige Permanentmagnet (13) die Form eines
schmalen Rings hat, dessen Innendurchmesser mindestens doppelt
so groß ist wie die radiale Dicke des Rings.
3. Bürstenloser Gleichstrommotor nach einem der Ansprüche
1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (14) radial
magnetisiert sind.
4. Bürstenloser Gleichstrommotor nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Stator (12) ein Gehäuse enthält, das am
Umfang des Umlaufweges des ringförmigen Permanentmagneten (13)
eine zylindrische Wand (19) bildet, und daß die Spulenanordnung
(21) die Form einer längs dieser Wand (19) axial oszillierenden
Welle hat.
5. Bürstenloser Gleichstrommotor nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß an der Wand (19) in Umfangsrichtung be
abstandete Vorsprünge (20, 20′) vorgesehen sind, diene Wick
lungen (L1, L2) der Spulenanordnung (21) tragen.
6. Bürstenloser Gleichstrommotor nach einem der Ansprüche 1
bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Gebläseschaufeln (16) vor
gesehen sind, die im Inneren des ringförmigen Permanentmagneten (13)
gelagert und mit dem Magneten verbunden sind.
7. Bürstenloser Gleichstrommotor nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Gebläseschaufeln (16) von der
Innenseite des ringförmigen Permanentmagneten (13) zu einer Mittelnabe
(17) erstrecken; daß der Stator (12) eine Drehachse (24) hat,
an dem die Nabe (17) der Gebläseschaufeln (16) und die Rotor
teile einschließlich des ringförmigen Permanentmagneten (13) drehbar
gelagert sind; daß der Stator (12) außerdem Streben (23) ent
hält, die sich von der Drehachse (24) zu einem Gehäuse er
strecken, das die Spulenanordnung (21) in der Nähe des Umlauf
weges des ringförmigen Permanentmagneten (13) trägt; und daß
die wellenförmige Wicklung der Spulenanordnung (21) den ring
förmigen Permanentmagneten (13) in Umfangsrichtung umfaßt.
8. Bürstenloser-Gleichstrommotor nach einem der Ansprüche 1
bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionserfassungsein
richtung nur einen einzigen Fühler (H1) aufweist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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US06/700,670 US4618806A (en) | 1985-02-11 | 1985-02-11 | Ironless, brushless DC motor with wave-winding |
Publications (2)
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DE3602138A1 DE3602138A1 (de) | 1986-08-14 |
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Family
ID=24814437
Family Applications (1)
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DE3602138A Expired - Fee Related DE3602138C2 (de) | 1985-02-11 | 1986-01-24 | Bürstenloser Gleichstrommotor |
Country Status (5)
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JP (1) | JPS61189162A (de) |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: COMAIR ROTRON INC., SAUGERTIES, N.Y., US |
|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |