DE3741919A1 - Gleichstrom-permanentmagnetmotor mit ankerreaktion und buerstenverschiebung gegen die anker-drehrichtung - Google Patents
Gleichstrom-permanentmagnetmotor mit ankerreaktion und buerstenverschiebung gegen die anker-drehrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Gleichstrom-Permanent
magnetmotor und insbesondere einen Betätigungsmotor, bei
dem ein hohes Festfahrdrehmoment, bezogen auf die
Stromgröße, erforderlich oder vorteilhaft ist.
Ein Beispiel eines solchen Gleichstrom-Permanentmagnet
motors ist der Antriebsmotor bei einem Fahrzeug-Wind
schutzscheibenwischersystem. Ein derartiger Gleich
strom-Permanentmagnetmotor erfordert ein sehr hohes
Drehmoment und deswegen einen hohen Strom, um die
Wischer über eine trockene klebrige Windschutzscheibe zu
bewegen, im Vergleich zu dem Drehmoment, das zur
Bewegung der Scheibenwischer über eine nasse Wind
schutzscheibe erforderlich ist. Bei den Betriebsbe
dingungen mit hohem Strom, die bei trockener Windschutz
scheibe auftreten, ist es schwierig, den Überlastschal
ter davon abzuhalten, den Gleichstrom-Permanentmagnet
motor zu stoppen. Deswegen ist es bei der Auslegung von
derartigen Gleichstrom-Permanentmagnetmotoren und ihren
Betätigungssystemen hilfreich, wenn man den Wirkungsgrad
des Motors oder sein Drehmoment pro Stromstärkeneinheit
des Ankerstromes erhöhen kann, insbesondere im Bereich
hohen Drehmomentes in der Nähe des Festfahrens, so daß
der erforderliche Strom erniedrigt werden kann.
Es wurde festgestellt, daß eine Verbesserung des
Motorwirkungsgrades bei hohem Drehmoment bei einem
Gleichstrommotor mit Feld-Permanentmagneten dadurch
erreicht werden kann, daß Anker-Reaktionsfluß-Elemente
mit hoher Permeabilität in Anlage an den vorneliegenden
Abschnitt der Permanentmagneten aufgenommen werden, d.h.
an dem Abschnitt, der zuerst mit dem sich drehenden
Anker in Wechselwirkung kommt, in Kombination mit einer
Verdrehung oder einem Versatz des Ankerfeldes gegen die
Ankerdrehrichtung.
Nach dem Stand der Technik ist sowohl die Lehre bekannt,
hochpermeable Feldelemente bei einem Gleichstrommotor
einzusetzen, um den Anker-Reaktionsfluß bei der
Erzeugung des Feldes auszunutzen, als auch die
Verdrehung des Ankerfeldes gegen die Drehrichtung des
Ankers auszunutzen, um die Kommutation zu verbessern.
Aus dem Stand der Technik ist jedoch kein Anwendungsfall
bekannt, bei dem die Kombination dieser beiden Maßnahmen
Verwendung findet, ja es ist kein Hinweis darauf
vorhanden, daß die in der hier vorliegenden Erfindung
benutzten Vorteile dieser Kombination überhaupt erkannt
wurden.
In der US-PS 5 11 375 aus dem Jahre 1893 wird ein
dynamoelektrischer Motor oder eine solche Maschine
beschrieben mit einer Feldstruktur mit einem Flußring
und normal gewickelten Polstücken. Zusätzlich zeigt
diese Patentschrift Pole D, D′ zwischen den gewickelten
Polen, die im Betrieb durch Anker-Reaktionsfluß
magnetisiert werden. Zu diesem Patent ist ein Aufsatz
des Erfinders, eines Herrn Thomson, bekannt, mit dem
Titel "Compounding Dynamos for Armature Reaction", der
bei der 12. Versammlung des AIEE in Niagara Falls, N.Y.
am 26. Juni 1895 vorgestellt wurde. In dieser
Patentschrift und dem zugehörigen Aufsatz beschreibt der
Erfinder, wie man durch Hinzufügen der Anker-Reaktions
pole ohne Serienwicklungen einen Betrieb wie bei einem
Verbundmotor mit Serienwicklungen erzielen kann. Jedoch
ist weder in diesem Patent noch in diesem Aufsatz der
zusätzliche Vorteil bei dem erzielbaren Festfahrdreh
moment beschrieben oder erwähnt, der bei einem Motor mit
hinzugefügten Polen D, D′ mit einer Bürstenverschiebung
gegen die Anker-Drehrichtung erzielt werden kann.
Zusätzlich werden keine Permanentmagnetmotore erwähnt,
und so wird auch nicht gezeigt, wie ein Permanentmag
net-Polstück dadurch abgewandelt werden kann, daß an dem
Ende, an dem der sich drehende Anker zuerst vorbeikommt,
ein Abschnitt hoher Permeabilität vorgesehen wird, in
welchem durch Ankerreaktion Magnetfluß erzeugt wird.
In jüngerer Zeit schlägt US-PS 43 83 193 die
Modifizierung von Permanentmagnet-Polstücken in der
beschriebenen Art vor, um die gleiche Art von
Serienmotoreigenschaften zu erzielen, wie sie bereits
fast ein Jahrhundert früher durch Thomson mit Bezug auf
Elektromotoren mit gewickelten Feldpolen beschrieben
wurde. Jedoch wird auch in dieser Schrift in gleicher
Weise wie in der vorher genannten der zusätzliche Effekt
nicht angeführt, der durch die Anker-Reaktionspole
hervorgerufen wird, wenn die Bürsten gegen die
Ankerdrehrichtung verschoben werden. In beiden
Patentschriften sind die durch Kommutation erzeugten
Ankerpole im wesentlichen zur Mitte zwischen den
Feldpolstücken gerichtet, und das kann als Bürstenver
schiebung Null angesehen werden, d.h. keine Bürsten
verschiebung in einer der beiden möglichen Richtungen.
Thomson erwähnt an einer Stelle seines Aufsatzes die
Verschiebung von Bürsten gegen Ankerdrehrichtung, jedoch
beschreibt er einen Generator, und eine solche
Verschiebung bei einem Generator entspricht bei einem
Motor der entgegengesetzten Verschiebungsrichtung, d.h.
mit der Ankerdrehung. Zusätzlich kennzeichnet Thomson
die Auswirkung einer solchen Verschiebung zusammen mit
seinen Anker-Reaktionspolen als unerwünscht.
Es ist weiter mit der Auslegung von Motoren befaßten
Fachleuten gut bekannt, daß eine Verschiebung von
Ankerpolen gegen die Ankerdrehrichtung bei der
Verbesserung der Kommutation hilfreich ist. Jedoch ist
diese Lehre niemals in Kombination mit der Lehre von
Anker-Reaktionspolen zu finden, geschweige denn mit
einer Lehre des vorteilhaften Effektes dieser
Kombination.
Schließlich zeigt die US-PS 6 65 902 vom 15.1.1901 einen
Gleichstrommotor, der keine Feldwicklungen oder
Permanentmagnete besitzt. Die Feldstruktur besteht
lediglich aus zwei Eisen- oder Stahl-Polstücken, in
denen das Feld gänzlich aus dem Anker-Reaktionsfluß
erzeugt wird. Die Feldstruktur dieses Gleichstrommotores
ist jedoch so radikal anders als die erfindungsgemäße
Flußringstruktur des Gleichstrom-Permantenmotors, mit
einer total anderen Magnetflußschaltung, ohne Flußring
und ohne Permanentmagnete, daß es unmöglich ist, die
Lehre dieser US-PS auf die vorliegende Erfindung
anzuwenden.
Es ist damit ein Ziel der vorliegenden Erfindung, das
Drehmoment pro Einheit des Ankerstromes, insbesondere in
der Nähe des Festfahrens, bei einem Gleichstrom-Per
manentmagnetmotor zu erhöhen.
Zur Erfüllung dieses Zieles sieht die Erfindung einen
Gleichstrom-Permanentmagnetmotor der angeführten Gattung
vor mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1.
Damit verbessert die Erfindung einen Gleichstrom-Per
manentmagnetmotor, bei dem das Gehäuse einen Flußring
und einen oder mehrere Magnetfeldpole enthält, jeder
Feldpol einen Permanentmagnet enthält, und ein allgemein
zylindrischer Anker innerhalb des Feldes der Magnetfeld
pole drehbar ist und mit diesen einen Luftspalt defi
niert, durch Verdrehen des durch den sich drehenden
Anker erzeugten Ankerfeldes um einen vorbestimmten
Winkel in der zur Ankerdrehung entgegengesetzten
Richtung von der neutralen Ausrichtung weg und dadurch,
daß für jeden Magnetfeldpol ein Anker-Reaktionsfluß
element aus einem hochpermeablen Material vorgesehen
wird, das durch den Anker-Reaktionsfluß magnetisierbar
ist, der darin durch den Ankerstrom erzeugt wird, und in
Kontakt mit dem Flußring angeordnet ist, in Kontakt mit
dem vorderen Abschnitt des Permanentmagneten des
zugehörigen Magnetfeldpoles, um so den Luftspalt über
das Ende des zugeordneten Permanentmagneten hinaus zu
erweitern, jedoch getrennt durch einen Poltrennspalt von
dem hinteren Abschnitt des Permanentmagneten beim
benachbarten Magnetfeldpol. Die Verdrehung des
Ankerfeldes gegen die Ankerdrehrichtung kann bei einer
bevorzugten Ausführung mindestens 10 elektrische Grade
betragen, und die Anker-Reaktionsflußelemente können,
obwohl in Kontakt mit dem Flußring, separate Teile sein,
sie können aber auch Teile des Flußringes sein, die
diesen verstärken oder die sich zu dem Anker hin
erstrecken, oder, falls das Motorgehäuse selbst den
Flußring bildet, Abschnitte des Gehäuses, die nach innen
zum Anker hin vorstehen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung
beispielsweise näher erläutert; in dieser zeigt:
Fig. 1 einen Gleichstrom-Permanentmagnetmotor,
bei dem das Gehäuse in Axialrichtung zur
Darstellung des Innenaufbaus weggeschnit
ten ist,
Fig. 2 eine Axialdarstellung nach Linien AX-AX
der Fig. 1 bei einer bekannten Anordnung
des Gleichstrom-Permanentmagnetmotors aus
Fig. 1, mit Flußabschnitten hoher Permeabi
lität der Feldpole, jedoch ohne Verdrehung
des Ankerfeldes gegen die Neutralausrichtung,
Fig. 3 eine Axialdarstellung nach Linien AX-AX
der Fig. 1 einer bevorzugten erfindungs
gemäßen Ausführung des Gleichstrom-Perma
nentmagnetmotors aus Fig. 1, mit Flußab
schnitten hoher Permeabilität an den Feldpolen
und Verdrehung des Ankerfeldes gegen die
Ankerdrehrichtung von der neutralen Aus
richtung aus,
Fig. 4 eine Axialdarstellung längs Linien AX-AX
der Fig. 1 einer Bauart des Gleichstrom-
Permanentmagnetmotors aus Fig. 1, die nicht
der Erfindung entspricht, mit hochpermeablen
Flußabschnitten der Feldpole und Verdrehung
des Ankerfeldes in Anker-Drehrichtung
von der neutralen Ausrichtung aus,
Fig. 5 bis 8 Axialdarstellungen nach Linien AX-AX
anderer Ausführungen erfindungsgemäßer
Art des Gleichstrom-Permanentmagnetmotors
aus Fig. 1, mit hochpermeablen Flußabschnit
ten der Feldpole und Verdrehung des Anker
feldes gegen Anker-Drehrichtung von der
neutralen Richtung aus, und
Fig. 9 bis 11 graphische Darstellungen von Vorteilen
der erfindungsgemäßen Gleichstrom-Permanent
magnetmotoren.
Nach Fig. 1 besitzt ein Gleichstrom-Permanentmagnetmotor
10 ein zylindrisches Gehäuse 11, das einen Flußring aus
hochpermeablem Material wie Eisen oder Stahl umfaßt. In
dieser Ausführung ist der zylindrische Abschnitt des
Gehäuses 11 selbst aus hochpermeablem Material und
bildet so den Flußring 12. Es kann jedoch auch
erforderlichenfalls ein Kunststoffgehäuse mit einem
getrennten Flußring kombiniert werden. Innerhalb des
Flußringes 12 und in Berührung mit diesem sind gekrümmte
Feldpole 13, bei dieser Ausführung zwei Stück, wenn auch
vier oder mehr möglich sind. Die gekrümmten Feldpole 13
sind vom Permanentmagnettyp, jedoch erfindungsgemäß in
einer Weise abgewandelt, die in Fig. 1 nicht deutlich
gezeigt werden kann, und deswegen anhand der weiteren
Figuren beschrieben wird. Ein üblicher Anker 15 mit Kern
16 und Wicklungen 17 ist auf einer Welle 18 angebracht,
die in Lagern oder Abstützungen 20 und 21 drehbar
gehalten ist. Ein Luftspalt 22 ist zwischen dem Anker 15
und den gekrümmten Feldpolen 13 bestimmt. Die verwendete
Kommutatorvorrichtung 23 ist standardmäßig, bis auf die
Winkelbeziehung der Bürsten zu den Feldpolen, jedoch ist
diese Beziehung in Fig. 1 nicht dargestellt, und wird
erst anhand der Fig. 3 näher erläutert.
Die gekrümmten Feldpole 13 des Gleichstrom-Permanent
magnetmotors 10 sind gegenüber den standardmäßigen
gekrümmten Magnetpolen dadurch abgewandelt, daß an dem
vorderen Ende, d.h. an dem Ende, das zuerst mit dem sich
drehenden Anker in Wechselwirkung tritt, ein zusätz
liches Polelement oder ein Polabschnitt aus einem
unmagnetisierten hochpermeablen Material wie Eisen oder
Stahl vorgesehen ist. Dieses zusätzliche Polelement oder
dieser zusätzliche Polabschnitt kann, wie später anhand
der Fig. 3, 5, 6, 7 und 8 näher erläutert wird, auf
unterschiedliche Weise ausgebildet sein. Fig. 3 zeigt,
daß jeder gekrümmte Felpol 13 einen Permanentmag
netabschnitt 30 und ein hochpermeables Element 31 dazu
benachbart und in Berührung mit dem Permanentmagnet
abschnitt 30 wie auch mit dem Flußring 12 besitzt. Die
hochpermeablen Elemente 31 stehen mit dem Ende 32 der
Permanentmagnetabschnitte 30 in Berührung, das zuerst
mit dem sich drehenden Anker in Wechselwirkung tritt,
und bilden deswegen die vordere Kante des gekrümmten
Feldpoles 13 bezüglich der Ankerdrehung; der Anker dreht
sich, wie in den Fig. 2 bis 6 jeweils durch Pfeile
angedeutet, im Uhrzeigersinn. Die hochpermeablen
Elemente 31 sind von der gegenüberliegenden oder
hinteren Kante 33 des Permanentmagnetabschnittes 30 des
jeweils anderen benachbarten Pols durch Poltrennspalte
35 getrennt.
Fig. 8 zeigt eine Abwandlung des Gleichstrom-Permanent
magnetmotors 10, bei der ein separater Flußring 82 in
einem nichtmagnetischen Gehäuse 89 Abschnitte 81
besitzt, die den hochpermeablen Elementen 31 der Fig. 3
entsprechen, jedoch wirken die Abschnitte 81 nicht nur
magnetisch beim Motorbetrieb als Teile der Feldpole 83,
sondern bilden auch Anschläge in Nachbarschaft zu den
vorderen Enden 87 der Permanentmagnete 80, die sich beim
Einbau der Permanentmagnete 80 in den Flußring 82 als
nützlich erweisen. Poltrennspalte 85 sind zwischen den
Abschnitten 81 und den jeweils anderen Enden 86 der
Permanentmagnete 80 gebildet. Sonst entspricht die
Ausführung nach Fig. 8 vollständig der besprochenen
Ausführung nach Fig. 3.
Eine andere Abwandlung des Gleichstrom-Permanentmagnet
motors 10 ist in Fig. 5 dargestellt, auch sie ähnlich
der Ausführung nach Fig. 3. Hier sind Feldpole 53
vorgesehen, die durch Spalte 55 getrennt sind,
Permanentmagnete 50 und hochpermeable Elemente 51
enthalten mit einer zusätzlichen Verlängerung 58, die
zwischen einem Teil des Permanentmagneten 50 und dem
benachbarten Flußring 12 liegt. Selbstverständlich sind
verschiedene Ausformungen für die zusätzliche
Verlängerung 58 möglich, und zusätzlich können die
hochpermeablen Elemente 51 mit den zusätzlichen
Verlängerungen 58 erforderlichenfalls als Teil eines
separaten Flußringes, wie in Fig. 8, ausgebildet werden.
Fig. 6 und 7 zeigen Abwandlungen des Gleichstrom-Per
manentmagnetmotors 10, bei denen der hochpermeable
Abschnitt durch den Flußring gebildet wird, der dort
näher zu dem Anker verlegt ist, statt stärker ausgeführt
zu werden.
Fig. 6 zeigt einen Flußring 62 mit gekrümmten
Abschnitten 66, die durch geradlinige Abschnitte 61
verbunden sind, welche die hochpermeablen Abschnitte der
Pole einfach durch ihre Nähe zum Anker bilden, und durch
die Art und Weise, mit der die Permanentmagnete 60 einen
konstanten Luftspalt 22 am vorderen Ende 69 bilden,
indem sie sich über den gekrümmten Abschnitt 66 hinaus
zu den geradlinigen Abschnitten 61 erstrecken und
allgemein zulaufend ausgeformt sind, um den Verlauf der
geradlinigen Abschnitte 61 auszugleichen. Am anderen
Ende 68 ist der Permanentmagnet 60 radial vor dem
geradlinigen Abschnitt 61 abgeschnitten, um den Feldpol
63 zu beenden und die Poltrennspalte 65, 67 zu bilden.
Fig. 7 besitzt andererseits einen Flußring 72 mit
einander gegenüberliegenden gekrümmten Abschnitten 79,
welche einen größeren Durchmesser aufweisen und gegen
deren Innenseiten Permanentmagnete 70 angesetzt sind,
und einander gegenüberliegende gekrümmte Abschnitte 71
mit kleinerem Durchmesser benachbart den vorderen Enden
78 der Permanentmagnete 70, die den Luftspalt 22
gegenüber dem Anker 15 von den Polen weiter fortführen,
und radialen Abschnitten 76, die die jeweiligen
gegenüberliegenden gekrümmten Abschnitte 79 und 71
miteinander zu einem einzigen Flußring verbinden. Die
gekrümmten Abschnitte 71 bilden die hochpermeablen
Elemente und sind von den hinteren Enden der
Permanentmagnete 70 durch Poltrennspalte 75 getrennt.
Zusätzlich zu den hochpermeablen Abschnitten der
Feldpole an ihren vorderen Enden erfordert die
vorliegende Erfindung eine Verdrehung oder Verschiebung
des Ankerfeldes gegen die Anker-Drehrichtung von seiner
Neutralstellung aus. Die Neutralstellung ist in Fig. 2
dargestellt, in der das Magnet-Ankerfeld zwischen den
Feldpolen gemäß Pfeil A zentriert ist, das induzierte
Anker-Reaktionsflußfeld durch die hochpermeablen
Bereiche 31 nach Pfeil R gerichtet ist und das
Permanentmagnetfeld nach Pfeil M an den Permanentmag
neten 30 zentriert ist. Diese Figur stellt, wie gesagt,
keine Variation der Erfindung dar, sondern repräsentiert
den Stand der Technik, d.h. im wesentlichen die
Anordnung nach US-PS 43 83 193.
Fig. 3 zeigt, daß das Ankerfeld gemäß dem Pfeil A gegen
die Drehrichtung des Ankers 15 von der Neutralstellung
im Spalt zwischen den Feldpolen 13 weg versetzt wurde.
Der Pfeil A zeigt auch in den Ausführungen nach Fig. 5
bis 8 in diese gleiche Richtung. Die Verdrehung des
Ankerfeldes wird erreicht durch Nachstellung des
gegenseitigen Winkels zwischen den Feldern, die durch
die Pfeile A und M angezeigt sind, in der normalen Weise
durch eine Bürstenverschiebung, um die Kommutation zu
verbessern. Eine Bürstenverschiebung in entgegen
gesetzter Richtung ist in Fig. 4 gezeigt. Das ist keine
für diese Erfindung vorteilhafte Verschiebung, da sie
tatsächlich das Festfahrdrehmoment des Gleichstrom-Per
manentmagnetmotors verringert. Diese Art von Verschie
bung in einem Motor entspricht der in US-PS 5 11 375
beschriebenen Verschiebung.
Die Verbesserung der Motorwirkung mit dieser Erfindung
gegenüber der bei einem herkömmlichen Motor wird nun
anhand der Kurven in den Fig. 9 bis 11 beschrieben. In
Fig. 9 ist der relative Wirkungsgrad eines Gleichstrom-
Permanentmagnetmotors mit hochpermeablen Bereichen an
den vorderen Enden der Feldpole aufgetragen als Funktion
der Bürstenverschiebung (Ankerpolverdrehung) in elek
trischen Graden gegenüber der Neutralstellung, wobei ein
Wirkungsgrad von 100% angezeigt ist für Bürstenverschie
bung Null und keinen vorhandenen hochpermeablen
Bereichen.
Drei unterschiedliche Kurven sind gezeigt, die drei
unterschiedliche Lastdrehmomente darstellen. Die Kurve
100 gilt für 1,059 Nm (150 oz-in), Kurve 101 gilt für
1,41 Nm (200 oz-in) und Kurve 102 für 1,765 Nm
(250 oz-in). Die Kurven zeigen eine Abnahme des
Wirkungsgrades, wenn die Bürsten mit der Ankerdrehung
verschoben werden, und ein Anwachsen, wenn sie in
Gegenrichtung zur Ankerdrehung verschoben werden, wobei
der Unterschied bei höherem Drehmoment größer wird.
Untersuchungen zeigen, daß der größte Teil dieses
Anwachsens des Wirkungsgrades nur oder zumeist von der
Bürstenverschiebung bis zu etwa 10 elektrischen Graden
im Gegensinn zur Ankerdrehung herrührt, jedoch scheint
die Verbesserung über der Bürstenverschiebung etwa bei
diesem Winkel ein Maximum zu zeigen. Das wird
dargestellt durch die gestrichelte Linie 102′, die von
der Kurve 102 abweicht, wobei die gestrichelte Linie den
Wirkungsgrad nur durch die Bürstenverschiebung ohne die
Bereiche hoher Permeabilität darstellt. Wiederum ist die
Auswirkung bei hohem Drehmoment am stärksten.
Untersuchungen zeigen ferner, daß das Drehmoment/A, d.h.
das Drehmoment pro Ankerstromeinheit in gleicher Weise
mit der Bürstenverschiebung gegen den Ankerdrehsinn
ansteigt.
Der größte Vorteil durch die erfindungsgemäße Ausführung
wird jedoch durch die Fig. 10 und 11 dargestellt, bei
denen der Strom und die Drehzahl als eine Funktion des
Drehmomentes aufgetragen sind, um so das maximal
erzielbare Drehmoment zu zeigen. Fig. 10 gilt dabei für
eine Anordnung, die keine Bereiche hoher Permeabilität
aufweist, und mit 10 elektrischen Graden Bürstenver
schiebung gegen den Drehsinn des Ankers, d.h. den besten
Erfolg nur mit Bürstenverschiebung. Fig. 11 zeigt das
Verhalten mit Bereichen hoher Permeabilität und einer
Bürstenverschiebung von 20 elektrischen Graden gegen die
Ankerdrehung von der Neutralstellung aus. Die
Verbesserung des Stromverhaltens (Kurve 104 in Fig. 10
und Kurve 107 in Fig. 11) und der Drehzahl (Kurve 105 in
Fig. 10 und Kurve 108 in Fig. 11) bei Betrieb mit hohem
Drehmoment und insbesondere bei maximal aushaltbarem
Drehmoment ist augenscheinlich. Bei einem Windschutz
scheiben-Wischermotor ergibt sich beispielsweise, daß
der Motor ein höheres Drehmoment an einer trockenen
klebrigen Windschutzscheibe aushalten kann, wenn er
erfindungsgemäß aufgebaut ist, und daß bei höheren
Drehmomenten der erfindungsgemäß aufgebaute Motor
weniger Strom zieht und deshalb nicht so leicht den
Schutzschalter ansprechen läßt.
Claims (6)
1. Gleichstrom-Permanentmagnetmotor (10) mit einem
Gehäuse (11), das einen Flußring (12) und einen oder
mehrere Magnetfeldpole (13) enthält, der bzw. die
jeweils einen Permanentmagneten (30) aufweisen, mit
einem innerhalb des Feldes der magnetischen Feldpole
drehbaren Anker (15), der mit den Polen einen Luftspalt
(22) bestimmt, wobei die Drehung des Ankers in einer
Richtung erfolgt, so daß ein vorderes Ende (32) und ein
hinteres Ende (33) jedes Permanentmagneten bestimmt
wird, wenn der Anker an den Permanentmagneten
vorbeiläuft, und mit je einem jedem Magnetfeldpol
zugeordneten Anker-Reaktionsflußelement (31), wobei das
Anker-Reaktionsflußelement aus einem hochpermeablen
Material besteht, das durch den durch den Ankerstrom
darin erzeugten Anker-Reaktionsfluß magnetisierbar ist
und in Berührung mit dem Flußring und in Berührung mit
dem vorderen Ende des Permanentmagneten des zugehörigen
Magnetfeldpoles so angeordnet ist, daß es den Luftspalt
über das Ende des Feldpoles hinaus verlängert, und durch
einen Poltrennspalt (35) von dem hinteren Ende des
Permanentmagneten beim benachbarten Magnetfeldpol
getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker eine
Kommutatorvorrichtung (23) enthält, die bei fließendem
Ankerstrom ein Ankerfeld erzeugt, das um einen vorbe
stimmten Winkel entgegengesetzt zur Anker-Drehrichtung
von einer neutralen Ausrichtung weg versetzt ist.
2. Gleichstrom-Permanentmagnetmotor nach Anspruch 1, bei
dem der vorbestimmte Drehwinkel des Ankerfeldes
mindestens 10 elektrische Grade beträgt.
3. Gleichstrom-Permanentmagnetmotor nach Anspruch 1 oder
2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anker-Reaktions
flußelemente integral mit dem Flußring (62) sind und
Abschnitte (61) des Flußringes umfassen, die sich den
vorderen Enden (69) der Permanentmagnete (60) benachbart
näher zum Anker (15) erstrecken, um den Luftspalt (22)
mit im wesentlichen konstanter Größe über das vordere
Ende der Permanentmagneten hinaus zu verlängern, sich
jedoch nicht den hinteren Kanten (68) der Permanent
magneten benachbart näher zum Anker erstrecken.
4. Gleichstrom-Permanentmagnetmotor nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Flußring (62) einander
gegenüberliegende gekrümmte Abschnitte (66) umfaßt, die
durch geradlinige Abschnitte (61) verbunden sind, wobei
die gekrümmten Abschnitte die Permanentmagnete (60)
enthalten, und jeder Permanentmagnet an seinem vorderen
Ende (69) verjüngt ausgeführt längs des geradlinigen
Abschnittes des Flußringes verläuft, daß er einen im
wesentlichen konstanten Luftspalt aufrechterhält, jedoch
an seinem hinteren Ende (68) abrupt vor dem geradlinigen
Abschnitt des Flußringes endet, um einen Poltrennspalt
(67) zu bilden, wobei die geradlinigen Abschnitte (61)
die Anker-Reaktionsflußelemente definieren.
5. Gleichstrom-Permanentmagnetmotor nach Anspruch 1 oder
2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse selbst der
Flußring (72) ist und daß die Anker-Reaktionsfluß
elemente Abschnitte (71) des Gehäuses sind, die von den
die Permanentmagnete enthaltenden Abschnitten (79) des
Gehäuses benachbart den vorderen Enden (78) der
Permanentmagnete (70) nach innen abstehen, um den
Luftspalt (22) mit im wesentlichen konstanter Größe über
das Ende der Permanentmagneten hinaus zu verlängern,
jedoch nicht den hinteren Enden der permanenten Magnete
benachbart nach innen abstehen.
6. Gleichstrom-Permanentmagnetmotor nach Anspruch 5, bei
dem das Gehäuse einander gegenüber liegende äußere
gekrümmte Abschnitte (79) umfaßt, die durch radiale
Abschnitte (76) mit inneren gekrümmten Abschnitten (71)
verbunden sind, welche näher zum Anker (15) als die
äußeren gekrümmten Abschnitte liegen, daß die äußeren
gekrümmten Abschnitte die Permanentmagnete (70)
enthalten, die radialen Abschnitte benachbart den
vorderen Enden (78) der Permanentmagnete in körperliche
Berührung mit diesen sind, um einen im wesentlichen
konstanten Luftspalt (22) über das vordere Ende der
Permanentmagneten hinaus zu verlängern, jedoch die
radialen Abschnitte an den hinteren Enden der
Permanentmagnete physikalisch von diesen durch
Poltrennspalte (75) getrennt sind.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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