DE69317955T2

DE69317955T2 - Elektrischer Reihenschlussmotor mit gleichgerichteter Zusatz-Felderregung

Info

Publication number: DE69317955T2
Application number: DE69317955T
Authority: DE
Inventors: Tai-Her Yang
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-08-05
Filing date: 1993-07-26
Publication date: 1998-08-27
Anticipated expiration: 2013-07-27
Also published as: ES2117694T3; EP0582416B1; EP0582416A1; ATE165194T1; DE69317955D1; GB9216577D0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Elektromotoren, die Permanentmagnetpole besitzen, um ein magnetisches Feld auszubilden, in dem ein Anker rotiert.
Konventionelle Motoren dieser Art enthalten Anker, die einer Überhitzung und Ausbrennen ausgesetzt sind. Wenn ein Motor plötzlich eingeschaltet wird, führt die geheueren Anstieg des Stromes, insbesondere wenn der Widerstand des Ankers niedrig ist, was zu einer Überlastung des Ankers führt. Im Ergebnis steigt die Wärme und kann das Ausbrennen des Ankers verursachen.
Darüberhinaus erzeugt ein hoher Stromanstieg durch den Anker ein magnetisches Feld, welches entgegen dem Magnetfeld des Permanentmagneten wirkt. Dieses Gegenmagnetfeld besitzt einen Entmagnetisierungseffekt bezüglich des Permanentmagneten. Diese Entmagnetisierung mag nicht sehr bedeutsam sein, aber wenn viele Stromanstiege stattgefunden haben, wird die Wirkung des Motors reduziert.
Während des Startens des elektrischen Motors können Funken zwischen dem Kommutator und den Bürsten überspringen.
Die DDR-Patentdokumente DD-A-145 590 und DD-A-109 775 beschreiben einen elektrischen Motor entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wobei ein Vollwellengleichrichter in Serie zu den Feldwicklungen geschaltet ist.
Die vorliegende Erfindung ist ein Elektromotor, umfassend einen Permanentmagneten mit einer Vielzahl von Polen, einen Anker, der zwischen den Polen angeordnet ist, gerichtete Feldwicklungen, die in Serie mit dem Anker verbunden sind und Feldwicklungen um den Permanentinagneten und einen Gleichrichter, der mit den Feldwicklungen verbunden ist, beinhaltend, wobei der Gleichrichter den Stromfluß durch die Feldwicklungen nur in einer Richtung erlaubt, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter eine Diode ist, die in Serie zu den Feldwicklungen geschaltet ist.
Die vorliegende Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung beschrieben werden:
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der der Anker in Reihe zu den gleichgerichteten Anti-Entmagnetisierungs-Wicklungen geschaltet ist.
Die Ausführung in Fig. 1 ist ein Elektromotor der Art, der einen Elektromagneten zur Ausbildung eines magnetischen Feldes über den Anker A101 des Motors enthält. Die vorliegende Erfindung ist besonders wirksam, wenn der Motor ein Gleichstrommotor ist, jedoch kann auch ein Wechselstrommotor verwendet werden.
Der Permanentmagnet besitzt Feldwicklungen S101, die um ihn gewickelt sind, so daß das Magnetfeld das durch den Magneten erzeugt wird, durch den Magnetismus, der durch den Stromfluß in den Feldwicklungen S101 induziert wird, verstärkt und der Permanentmagnet nicht entmagnetisiert wird. Bei konventionellen Elektromotoren dieser Art ist es bekannt, daß das Magnetfeld des Permanentmagneten in seiner Stärke reduziert wird, insbesondere wenn der Motor häufig überlastet wird. Durch Einfügen von Feldwicklungen S101 um den Magneten kann das Magnetfeld durch die Induktivität verstärkt werden. Die Feldwicklungen S101 müssen die korrekte Orientierung besitzen und der elektrische Strom muß in der richtigen Richtung durch die Feldwicklungen S101 fließen, so daß das Magnetfeld verstärkt wird. Diese konstante Verstärkung des Magnetfeldes verringert oder verhindert die Entmagnetisierung des Permanentmagneten.
Der Anker A101 ist elektrisch in Reihe mit den Feldwicklungen S101 verbunden. Wie vorstehend ausgeführt, wird der Permanentmagnet nur verstärkt, wenn der Strom in der richtigen Richtung durch die Feldwicklungen S101 fließt. Wenn der Motor für Vorwärts- und Rückwärtsrichtung genutzt werden soll, dann fließt der Strom durch den Motor in beiden Richtungen. In dieser Situation würde der Strom in konventionellen Feldwicklungen S101 in der Richtung in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Motors variieren, wodurch entweder eine Verstärkung oder Reduzierung des Magnetfeldes verursacht wird.
Entsprechend der Erfindung ist parallel zu den Feldwicklungen S101 eine Bypaßdiode CR201 geschaltet, die als eine sehr einfache Gleichrichtungsvorrichtung wirkt. Die Diode CR201 gestattet den Stromfluß nur in einer Richtung, blockiert jeden Stromfluß in der anderen Richtung. Während der Strom durch die Diode fließt, fließt durch die Feldwicklungen S101 ein geringer oder kein Strom. Wenn der Strom in der anderen Richtung fließt, blockiert die Diode den Bypaßabschnitt, wodurch der Strom durch die Feldwicklungen S101 getrieben wird. Diese Anordnung ist ein Halbwellengleichrichter, der den Stromfluß in einer Richtung verhindert, um durch die Feldwicklungen S101 zu fließen, so daß nur ein induzierter Magnetismus auftritt, der das Permanentmagnetfeld verstärkt. Wenn der Motor in Vorwärtsrichtung genutzt wird, fließt der Strom von dem Anschluß der mit + markiert ist und fließt durch den Anker A101 und durch die Feldwicklungen S101. Der Strom fließt nicht durch die Diode, da die Diode den Stromfluß blockiert.
Wenn der Motor rückwärts betrieben wird, dann fließt der Strom von dem mit - markierten Anschluß. Er fließt durch die Diode CR201, da diese keinen Widerstand bietet und durch den Anker A101. Der Strom fließt nicht durch die Feldwicklungen S101, da das zu einer Verringerung des Magnetfeldes führen würde.
Die Erfindung ist hauptsächlich für Anwendungsfälle vorgesehen, in denen nur eine Bewegungsrichtung des Motors gefordert wird.
Entsprechend der Erfindung wird der ungeheuere Stromanstieg verringert, da der Widerstand der Schaltung durch den Einschluß der Feldwicklungen S101 vergrößert wird. Der Anstieg wird nur in einer der Stromrichtungen verringert, üblicherweise entsprechend der Vorwärtsbewegung des Motors. Die Erfindung verringert jedoch den Überhitzungseffekt im Anker A101 und verringert dadurch die Wahrscheinlichkeit des Ausbrennens das Ankers A101. Die Verringerung der Schärfe der Anstiege bedeutet auch, daß der Permanentmagnet nicht so schnell entmagnetisiert wird. Darüberhinaus verstärken die Feldwicklungen S101 das Magnetfeld des Permanentmagneten.
Die Erfindung hilft auch bei der Reduzierung der Wahrscheinlichkeit und Schärfe von Funken zwischen dem Kommutator und den Bürsten.

Claims

1. Elektromotor umfassend:

einen Permanentmagneten mit einer Vielzahl von Polen;

einen Anker (A101), der zwischen den Polen angeordnet ist; und

gleichgerichtete Feldwicklungen, die in Serie zu dem Anker (A101) geschaltet sind und Feldwicklungen (S101) enthalten, die um den Permanentmagneten angeordnet sind und einen Gleichrichter (CR201), der an die Feldwicklungen (S101) angeschlossen ist, wobei der Gleichrichter (CR201) den Stromfluß durch die Feldwicklungen (S101) in nur einer Richtung verhindert, gekennzeichnet dadurch, daß der Gleichrichter eine Diode (CR201) ist, die parallel über die Feldwicklungen (S101) geschaltet ist.