DE8138692U1 - COLLECTORLESS DC MOTOR - Google Patents

COLLECTORLESS DC MOTOR

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DE8138692U1
DE8138692U1 DE19818138692 DE8138692U DE8138692U1 DE 8138692 U1 DE8138692 U1 DE 8138692U1 DE 19818138692 DE19818138692 DE 19818138692 DE 8138692 U DE8138692 U DE 8138692U DE 8138692 U1 DE8138692 U1 DE 8138692U1
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  • Brushless Motors (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)

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PATENTANV/ALT RAJBLE TELEFON (Ο7\\)'β%ψ,4Ρ , J { .*PATENTANV / ALT RAJBLE TELEFON (Ο7 \\) 'β% ψ, 4 Ρ , J {. *

7OÖO STLITTGART1 TELEGRAMME»ABCLRAT'STUTTGARIJ7OÖO STLITTGART1 TELEGRAMS »ABCLRAT'STUTTGARIJ

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LENBAO-1STRASSE 32 POSTSCHECK 53,TLfTTOART 74400-708 "rMfal Ifvl/^ LJAMO CDAIQI t= LENBAO-1STRASSE 32 POSTSCHECK 53, TLfTTOART 74400-708 "rMfal Ifvl / ^ LJAMO CDAIQI t =

(AM K1LUSSBERG) LANDESGiROKASSE STUTTGART 2 916 076 LJIr"^L.~IIN»d. MMlNO l~</AIDl_tZ.(AM K1LUSSBERG) LANDESGiROKASSE STUTTGART 2 916 076 LJIr "^ L. ~ IIN» d. MMlNO l ~ </ AIDl_tZ.

ZUGELASSENER VIb BEIM EUROR PATENTAMT EUROPEAN PATENT ATTORNEY APPROVED VIb AT THE EUROR PATENT OFFICE EUROPEAN PATENT ATTORNEY

ι. jj „ „.. -« ~,- STUTTGART.DEN 30.6.1984ι. jj "" .. - "~, - STUTTGART.DEN 06/30/1984

Ausscheidung aus G 81 19 065.4 anwaltsakte= P61.22D138/mRemoval from G 81 19 065.4 attorney's file = P61.22D138 / m

PAPST-MOTOREN GMBH & CO KGPAPST-MOTOREN GMBH & CO KG

Kollektorloser GleichstrommotorBrushless DC motor

Die Erfindung betrifft einen kollektorlosen Gleichstrommotor (Innenläufermotor, Außenläufermotor, Motor mit ebenem Luftspalt, etc.) , mit einem Stator und einem permanentmagnetischen Rotor. Die Erfindung eignet sich besonders gut für zweipulsige Motoren mit Reluktanz-Hilfsmoment. - Solche Motoren sind bekannt aus der DE-OS 25 14 067.The invention relates to a brushless direct current motor (internal rotor motor, external rotor motor, motor with a flat air gap, etc.), with a stator and a permanent magnetic rotor. The invention is particularly suitable for two-pulse people Motors with reluctance auxiliary torque. - Such motors are known from DE-OS 25 14 067.

Aus dem Stand der Technik sind ungewöhnliche Magnetisierungen für die Rotoren von elektrischen Maschinen bekannt. So zeigt z.B. die US - PS 3 969 644 einen Tachogenerator, nämlich ein Gerät, das bei seiner Drehung Impulse in einem Hall-IC erzeugt, der sich zwischen zwei Magnetscheiben eines Rotors befindet. Dieser Hall-IC erfordert zu seinem Betrieb ein unsymmetrisches magnetisches Wechselfeld. Deshalb sind dieUnusual magnetizations for the rotors of electrical machines are known from the prior art. So shows E.g. US Pat. No. 3,969,644 a tachometer generator, namely a device which, when rotated, generates pulses in a Hall IC, which is located between two magnetic disks of a rotor. This Hall IC requires a to operate asymmetrical alternating magnetic field. That's why they are

Rotorscheiben so magnetisiert, daß die Nordpole eine Breite von 24° haben, die Südpole dagegen nur eine Breite von 12°, d.h. die Nordpole sind doppelt so breit wie die Südpole. Dadurch ergibt sich ein Flußverlauf, wie er für solche unsymmetrische Hall-IC's günstig ist. Eine derartige Magnetisierung wäre jedoch z.B. für einen Motor ungeeignet und würde einen ungleichmäßigen Verlauf des Drehmoments bewirken.Rotor disks magnetized in such a way that the north poles have a width of 24 °, while the south poles only have a width of 12 °, i.e. the north poles are twice as wide as the south poles. This results in a flow course as it is for such asymmetrical ones Hall IC's is cheap. Such a magnetization would, however, be unsuitable for a motor, for example, and would cause the torque to develop unevenly.

-ET--ET-

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Aus der üS - PS 4 143 288 ist es ferner bekannt, an einem ringförmigen Permanentmagneten eines Kleinmotors Aussparungen am Rande vorzusehen, in welche Ausgleichgewichte des Rotors hineinragen. Diese Ausgleichgewichte können in üblicher Welse Ü teilweise abgefräst werden, um den Rotor dynamisch auszuwuchten. Durch diese Aussparungen des Permanentmagneten ergibt sich im Bereich der Aussparungen durchgehend ein Gebiet mit reduzierter Induktion, das die Leistung des Motors entsprechendFrom US - PS 4 143 288 it is also known to use an annular Permanent magnets of a small motor to provide recesses on the edge, in which balancing weights of the rotor protrude. These counterweights can be in the usual catfish Ü be partially milled off in order to dynamically balance the rotor. These cutouts in the permanent magnet result in a continuous area in the area of the cutouts reduced induction, which increases the power of the motor accordingly

verringert.decreased.

Aus der US - PS 4 086 519 ist es bekannt, für die Erzeugung der Hallsignale spezielle Magnete zu verwenden, die an anderer Stelle als der eigentliche Rotormagnet am Rotor angebracht werden und daher - bei geschickter Anordnung - weniger durch Streufelder beeinflußt sind, so daß sich ein präziseres Hallsignal ergibt. Eine solche Anordnung ist aber für viele Kleinmotoren viel iu teuer, d.h. man muß dort den galvanomagnetischen Γ) Sensor direkt vom Rotormagneten steuern lassen und kann nicht spezielle Steuermagnete verwenden.From US Pat. No. 4,086,519 it is known to use special magnets for generating the Hall signals, which are attached to the rotor at a different location than the actual rotor magnet and therefore - with a clever arrangement - are less influenced by stray fields, so that results in a more precise Hall signal. Such an arrangement is, however, much iu expensive for many small motors, ie the galvanomagnetic Γ) sensor has to be controlled directly by the rotor magnet there and special control magnets cannot be used.

Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, Motoren der eingangs genannten Art zu verbessern.It is therefore an object of the invention to improve motors of the type mentioned at the beginning.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einem eingangs genannten kollektorlosen Gleichstrommotor dadurch gelöst, daß Pole des Rotormagneten in ihrem mittleren Drehwinkelbereich jeweils mindestens eine Zone mit relativ zum Induktionsverlauf im übrigen Teil dieser Pole reduzierter Induktion auf-This object is achieved according to the invention in a brushless DC motor mentioned at the outset in that Poles of the rotor magnet in their middle angle of rotation range each have at least one zone relative to the induction curve in the remaining part of these poles of reduced induction

t ff ft I ti It ff ft I ti I

weisen. Man erhält so eine sehr günstige Form der vom Rotormagneten in der Statorwicklung induzierten Spannung, der sogef nannten Gegen-EMK, und dadurch eine günstigere Form des ■<j Statorstroms in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Rotors. Hierdurch kann man die Drehmomentenschwankungen eines solchen Motors reduzieren und ggf. seine Leistung verbessern.point. This gives a very favorable shape for the rotor magnet in the stator winding induced voltage, the so-called back EMF, and thus a more favorable form of the ■ <j stator current as a function of the angle of rotation of the rotor. Through this you can reduce the torque fluctuations of such a motor and, if necessary, improve its performance.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung eines solchen Motors f J ist dadurch gekennzeichnet, daß er einen mindestens nahezu zylindrischen Luftspalt aufweist, daß die Pole des Rotors jeweils einen axialen Uberstandsbereich mit einer Magnetisierung zur Steuerung mindestens eines außerhalb des Luftspaltes angeordneten galvanomagnetischen Sensors, insbesondere eines Hall-IC, aufweisen, und daß die Zonen mit reduzierter Induktion jeweils in diesen überStandsbereichen liegen. Ein Außenläufermotor mit einem zylindrischen Luftspalt ist aus der US - PS 4 286 bekannt. Bei diesem bekannten Motor haben die Pole des Rotors,A particularly advantageous embodiment of such a motor f J is characterized in that it has an at least almost cylindrical air gap, that the poles of the rotor each have an axial protrusion area with a magnetization for controlling at least one galvanomagnetic sensor arranged outside the air gap, in particular a Hall IC , and that the zones with reduced induction each lie in these overhang areas. An external rotor motor with a cylindrical air gap is known from US Pat. No. 4,286. In this known motor, the poles of the rotor,

( Λ welche durch geschrägte Pollücken voneinander getrennt sind (was auch bei der vorliegenden Erfindung ohne weiteres möglich ist), jeweils einen axialen Uberstandsbereich mit einer Magnetisierung zur Steuerung von zwei außerhalb des Luftspalts angeordneten HaIlgeneratoren. Will man bei einem solchen Motor einen ruhigen Lauf erzielen, so muß man auch am gegenüberliegenden Rotorende einen entsprechenden Uberstandsbereich vorsehen, d.h» der Rotor - und damit der Motor - wird unnötig lang. Durch den Gegenstand des Anspruchs wird es möglich, diesen Uberstandsbereich am gegenüberliegenden Rotorende wesentlich kleiner zu machen, also eine kürzere Gesamtlänge are what separated by slanted pole gaps (which also in the present invention is readily possible is) each achieve a smooth running an axial supernatant region having a magnetization for controlling two outside of the air gap disposed HaIlgeneratoren. If it is desired in such a motor A corresponding protrusion area must also be provided at the opposite end of the rotor, ie "the rotor - and thus the motor - becomes unnecessarily long. The subject matter of the claim makes it possible to make this protrusion area at the opposite end of the rotor significantly smaller, i.e. a shorter overall length

·■ Il I · * ·· ■ Il I · * ·

des Motors zu erhalten, wie das Gegenstand des Anspruchs 5 ist. Man kann also durch Verwendung des Gegenstands des Anspruchs 2 die überStandsbereiche des Rotormagneten ungleich groß ausbilden, ohne daß hierdurch eine unerwünscht große, in axialer Richtung auf den Rotor wirkende pulsierende Kraft entsteht. Trotzdem erhält man eine präzise Kommutierung der Statorströme an den gewünschten Stellen und eine eindeutige Steuerung dieser Ströme in Abhängigkeit von der Rotorstellung. Ein solcher Motor arbeitet auch dann sehr zufriedenstellend, wenn auf seinen Rotor von außen eine axiale Kraft wirkt, f wie das z.B. bei einem Axiallüfter der Fall ist, und er stellt deshalb an die Lagerung des Rotors keine hohen Ansprüche, so daß auch eine Lagerung des Rotors mit Gleitlagern möglich ist, wie das Gegenstand des Anspruchs 15 ist. Bevorzugt wird hierbei als galvanomagnetischer RotorStellungssensor, wie in den Ausführungsbeispielen angegeben, ein Hall-IC mit digitalem Ausgangssignal verwendet, wobei man zweckmäßig so vorgeht, daß die Magnetisierung des ! zur Steuerung des galvanomagnetischen Sensors dienenden Überstands- I of the engine, as the subject of claim 5 is. Thus, by using the subject matter of claim 2, the overhang areas of the rotor magnet can be made unequal in size without creating an undesirably large pulsating force acting on the rotor in the axial direction. In spite of this, you get a precise commutation of the stator currents at the desired points and a clear control of these currents depending on the rotor position. Such a motor also operates then very satisfactory when applied to its rotor from outside an axial force f as the example at an axial fan of the case, and therefore it does not have high demands on the mounting of the rotor, so that a bearing of the Rotor with plain bearings is possible, as is the subject matter of claim 15. A Hall IC with a digital output signal is preferably used as the galvanomagnetic rotor position sensor, as indicated in the exemplary embodiments, whereby the procedure is expediently so that the magnetization of the! to control the galvanomagnetic sensor serving protrusion I

C bereich hinsichtlich |C area with regard to |

a) der Lage der Pollücken und ';a) the position of the pole gaps and ';

b) der Polarität der Pole | im wesentlichen mit der Magnetisierung des permanentmagnetischen i '■ Rotors in seinem dem Luftspalt gegenüberliegenden Teil überein- ib) the polarity of the poles | substantially coincides with the magnetization of the permanent magnet i '■ rotor in its side opposite to the air gap portion compliance i

stimmt. 'it's correct. '

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung U ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten, in keiner Weise alsFurther details and advantageous developments of the invention U emerge from those described below and shown in the drawing, in no way as

• * D · · I I Il If Il t• * D · · I I Il If Il t

I·»· lift 1*1I · »· lift 1 * 1

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1 I ti· I1 I ti I

Einschränkung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispiel^ sowie aus den Unteransprüchen. Es zeigt:Restriction of the invention to be understood embodiment ^ as well as from the subclaims. It shows:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel, hier in Form eines zweipulsigen kollektorlosen Gleichstrommotors für einen schematisch angedeuteten Lüfter, gesehen längs der Linie I-I der Fig. 2,Fig. 1 shows an embodiment, here in the form of a two-pulse brushless DC motor for a schematically indicated fan, seen along the line I-I of Fig. 2,

Fig. 2 einen Schnitt, gesehen längs der Linie 11-11 der Fig. 1,FIG. 2 is a section taken along line 11-11 of FIG Fig. 1,

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung, gesehen längs des Pfeiles III der Fig. I,FIG. 3 is an enlarged illustration, seen along the arrow III in FIG.

Fig. Λ eine Seitenansicht der Anordnung nach Fig. 3, teilweise im Schnitt dargestellt,Fig. Λ a side view of the arrangement according to Fig. 3, shown partially in section,

Fig. 5 eine Abwicklung des Rotormagneten des Motors nachFig. 5 shows a development of the rotor magnet of the motor according to

den Fig. 1 bis 4, 20Figs. 1 to 4, 20th

Fig. 6 Schaubilder zur Erläuterung der Fig. 5, nämlichFIG. 6 shows diagrams for explaining FIG. 5, namely

A) die Induktion (= Magnetflußdichte), gemessen längs der Linie A-A der Fig. 5,A) the induction (= magnetic flux density), measured along the line A-A of FIG. 5,

B) die Induktion, gemessen längs der Linie C-C der Fig. 5,B) the induction measured along line C-C of Fig. 5,

C) die Ausgangsspannung eines von der InJuktion gemäß B) gesteuerten Hall-IC,C) the output voltage of a Hall IC controlled by the induction according to B),

Fig. 7 eine Magnetisierungsvorrichtung für einen vier-pol igen Rotor, in der Seitenansicht und teilweise geschnitten,7 shows a magnetization device for a four- 3® pole rotor, in side view and partially in section,

Fig. 8 eine Draufsicht» gesehen längs der Linie VIII-VIII der Fig. 7,FIG. 8 is a plan view seen along the line VIII-VIII in FIG. 7,

it · I I I t IC Il Il IIit I II t IC Il Il II

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OP III!OP III!

Fig. 9 Schaubilder der induzierten Spannung ( bei A ) und des Motorstroms ( bei 8 ), und den Einfluß der Erfindung auf diese Größen,9 diagrams of the induced voltage (at A ) and the motor current (at 8), and the influence of the invention on these quantities,

Fig. 10 eine Variante zu der Magnet:s.ierungsvorrichtung nach den Fig. 7 und 8,Fig. 10 shows a variant of the magnet: s.ierungsvorrichtung according to FIGS. 7 and 8,

Fig. 11 eine Prinzipdarstellung einer Entmagnetisierungs-11 shows a schematic diagram of a degaussing

vorric^tung zum Entmagnetisieren insularer Bereiche eines Außenrotormagneten,device for demagnetizing insular areas an outer rotor magnet,

■ I O Fi9- 12 eifie abgewickelte Darstellung eines vierpoligen■ IO Fi 9-12 eif he developed representation of a four-pole

Außenrotormagneten, bei dem insulare Bereiche mitOuter rotor magnet with insular areas with

reduzierter Magnetisierung vorgesehen sind, und 15 reduced magnetization are provided, and 15

Fig. 13 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäß ausgebildeten dauermagnetischen Rotor für einen Flachmotor,13 shows a plan view of a permanently magnetic rotor designed according to the invention for a flat motor,

2020th

Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten zweipulsigenIn the case of the two-pulse shown in FIGS

kollektorlosen Gleichstrommotor 7 ist mit 10 ein Irnenstator bezeichnet, dessen Blechpaket 11 beim vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Blechschnitt aufweist, wie ihn , dl'e DE - pS 23 46 380 ausführlich beschreibt, insbesonderecommutatorless direct current motor 7 is designated with a Irnenstator 10, the laminated core 11 has in the present embodiment a sheet metal section as it dl 'e DE - p S 23 46 380 describes in detail, in particular

^ ° hinsichtlich der Form des Luftspalts 23. Diesem Blechschnitt ist eine trapezförmige Rotormagnetisierung angepaßt, wie sie nachfolgend in Verbindung mit Fig. 6A näher beschrieben wird. Der dargestellte Motor ist ein Außenläufermotor; die Erfindung läßt sich jedoch z.B. in gleicher Weise auch bei Innenläufarmotoren anwenden, ebenso bei Motoren mit anderer Pulszahl. Im folgenden (Fig. 13) wird auch ein Ausführungsbeispiel für einen Flachmotor angegeben .^ ° with regard to the shape of the air gap 23. A trapezoidal rotor magnetization is adapted to this sheet metal section, as will be described in more detail below in connection with FIG. 6A. The motor shown is an external rotor motor; however, the invention can also be used, for example, in the same way in internal rotor motors, as well as in motors with a different number of pulses. In the following (FIG. 13) an exemplary embodiment for a flat motor is also given.

3535

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I ) t ■ t BI) t ■ t B

{ 10{10

Das Blechpaket 11 wird zusammengehalten durch drei jeweils ; mit einer Verdickung 14 versehene Dorne 15, 16, 17. Es hatThe laminated core 11 is held together by three each ; with a thickening 14 provided mandrels 15, 16, 17. It has

eine Mittelausnehmung, in welche ein Lagertragrohr 19 eingepreßt ist, das an seinem einen Ende einen Befestigungs- -flansch 20 hat. In die Nuten 8 und 9 des Blechpakets 11 ; sind zwei Statorwicklungen 24 und 25 eingewickelt, welchea central recess into which a bearing support tube 19 is pressed, which has a fastening at one end flange 20 has. In the grooves 8 and 9 of the laminated core 11; two stator windings 24 and 25 are wrapped, which

. sich wie dargestellt nicht gegenseitig überlappen, dadurch. do not overlap each other as shown, thereby

eine geringe axiale Höhe des Motors ergeben und zwischen sich einen wicklunrsfreien Raum 21 bilden.result in a low axial height of the motor and form a winding-free space 21 between them.

An den unteren Enden der Dorne 15 bis 17 ist eine cchalt-At the lower ends of the mandrels 15 to 17 is a c chalt-

platine 28 aus einem geeigneten Isolierwerkstoff befestigt. Sie ist mit einer gedruckte" Schaltung versehen, mit der die Anschlüsse der Statorwicklungen 24 und 25 direkt verbundenBoard 28 attached from a suitable insulating material. It is provided with a printed circuit with which the connections of the stator windings 24 and 25 are directly connected werden. Ferner trägt diese Schaltplatine die gesamte elektrische Schaltung zur Steuerung der Ströme in den Wicklungen 24 und 25. Diese Ströme Karden abhängig von der Rotorstellung kommutiert mit Hilfe eines auf der Platine 28 befestigten, vorzugsweise galvanomagnetischen Sensors,will. Furthermore, this circuit board carries the entire electrical circuit for controlling the currents in the windings 24 and 25. These card currents are commutated as a function of the rotor position with the aid of a circuit board 28 attached, preferably galvanomagnetic sensor, der hier beispielhaft als Hall-IC 30 ausgebildet ist.which is designed here as a Hall IC 30, for example.

Fig. 1 zeigt ;chematisch zwei elektronische Bauelemente 31, 32, welche auf der Schaltplatine 28 festgelötet sind.Fig. 1 shows chemically two electronic components 31, 32, which are soldered to the circuit board 28.

Die Statoranordnung ist mittels ihres Flansches 20 mit Schrauben 35 an einem Motorträger 36 befestigt, z.B. dem Tragstern eines üblichen Axiallüfters für die Belüftung elektronischer Geräte, wobei ein Lüfterflügel bei 33 angedeutet ist. Die Darstellungen in den Fig. 1 und 2The stator assembly is fastened by means of its flange 20 with screws 35 to a motor support 36, e.g. Support star of a conventional axial fan for the ventilation of electronic devices, with a fan blade at 33 is indicated. The representations in FIGS. 1 and 2

sind vergrößert; üblicherweise haben solche Axiallüfterare enlarged; usually have such axial fans

3030th

eine vorgeschriebene Höhe von z,B. nur 38 mm.a prescribed amount of e.g. only 38 mm.

Im Lagertragrohr 19 ist in zwei Gleitlagern 37, 38, zwischen welchen ein ölvorratsfilz 34 angeordnet ist, eine Rotor-In the bearing support tube 19 is in two plain bearings 37, 38, between which an oil supply felt 34 is arranged, a rotor

welle 39 gelagert, welche an ihrem in Fig. 1 dargestellten 35shaft 39 supported, which is shown in FIG 35

oberen Ende eine aus Weicheisen tiefgezogene RotorglocKeupper end a rotor bell deep-drawn from soft iron

42 eines Außenrotors 40 trägt, die nach unten geöffnet ist und den Stator 10 übergreift. Hinsichtlich einer zweckmäßigen Ausbildung der Lagerung wird auf die GB - PS 1 324 830 der Anmelderin verwiesen. In der Rotor42 of an outer rotor 40 which is open at the bottom and overlaps the stator 10. Regarding a For a suitable design of the storage, reference is made to GB-PS 1 324 830 of the applicant. In the rotor glocke 42 ist ein durchgehender ringförmiger Rotormagnet 43 angeordnet. Dieser ist in der in den Fig. 1 und 2 durch die Buchstaben N (= Nordpol) und S (= Südpol) angedeuteten Weise zweipolig radial magnetisiert. Die Pollücken 44, 45 des Rotormagneten 43 sind schmal.bell 42 is a continuous ring-shaped rotor magnet 43 arranged. This is indicated in FIGS. 1 and 2 by the letters N (= north pole) and S (= south pole) Way bipolar radially magnetized. The pole gaps 44, 45 of the rotor magnet 43 are narrow.

II.

Der Hall-IC 30 ist angeordnet im Zwischenraum zwischen denThe Hall IC 30 is arranged in the space between the

beiden Statorwicklungen 24 und 25, also nahe bei den in ftwo stator windings 24 and 25, so close to the in f

Fig. 2 linken Polspitzen 50 und 51, und im Bereich zwischen fFig. 2 left pole tips 50 and 51, and in the area between f

den beiden Statorpolen 52 und 53. Die Polspitzen 50 und 51 |the two stator poles 52 and 53. The pole tips 50 and 51 |

umschließen, wie dargestellt, die linke Nut 9 und bilden I;enclose, as shown, the left groove 9 and form I;

zwischen sich eine relativ schmale Nutöffnung zum Einbringen Vbetween them a relatively narrow groove opening for introducing V

der Statorwicklungen 24 und 25. Wie Fig. 2 klar zeigt, ]of the stator windings 24 and 25. As FIG. 2 clearly shows]

ist der Stator 10 zu seinem Mittelpunkt symmetrisch aus- ! the stator 10 is symmetrical about its center point!

gebildet. feducated. f

II. Der Hall-IC 30 ist in ein Kunststoff-Formstück 54 eingepaßt, welches auf der Platine 28 befestigt ist. Es ist in den Fig. 3 und 4 näher dargestellt und hat etwa die Form eines Backensessels, also die bekannte Form eines Sitz-Polster-The Hall IC 30 is fitted into a plastic molding 54, which is attached to the circuit board 28. It is shown in more detail in FIGS. 3 and 4 and has approximately the shape of a Back armchair, so the well-known shape of an upholstered seat

möbels mit seitlichen "Ohrenbacken", näinlich eine kreisrunde Basisplatte 55, von der Fortsätze 56 nach unten in entsprechende Ausnehmungen der Platine 28 oder eines anderen Tragstücks ragen und dadurch die Lage des Form-Stücks 54 festlegen. Von der Basisplatte 55 ragt ein Aufbau 57 nach oben, der mit einer Ausnehmung 58 zur formschlüssigen Aufnahme des Hall-IC 30 und eines Dauermagnetstücks 59 versehen ist. Letzteres ist in einem Führungskanal 62 verschiebbar, der unten mit einem Anschlag 63 versehen ist.furniture with lateral "ear cheeks", namely a circular base plate 55, from which projections 56 protrude downward into corresponding recesses in the board 28 or another support piece and thereby determine the position of the shaped piece 54. A structure 57 protrudes upward from the base plate 55 and is provided with a recess 58 for receiving the Hall IC 30 and a permanent magnet piece 59 in a form-fitting manner. The latter can be displaced in a guide channel 62 which is provided with a stop 63 at the bottom.

Ein Distanzstück 64 bestimmt den Abstand der Unterseite 35 A spacer 64 determines the distance between the underside 35

des Hall-IC 30 von der Basisplatte 55. Die beiden Seiten-of the Hall IC 30 from the base plate 55. The two side

wangen 65, 66 zwischen denen der HaIl-IC 30 angeordnet ist, sind etwas federnd und halten dadurch den Hall-IC 30 sicher fest: Der Hall-IC 30 hat unten Draifhanschl üsse 67, von denen nur einer dargestellt ist, und diese sind bei 68 mit den Leiterbahnen der Platine 28 verlötet, wodurch gleichzeitig der Hall-IC 30 und d^s Formstück 50 an der Platine 28 festgehalten werden. Das Dauermagnetstück 59 ist mittels eines Klebstofftropfens 71 fixiert. Es dient zur Symmetrierung des Motors, vergleiche die DE-OS 31 11 10 Cheeks 65, 66 between which the Hal-IC 30 is arranged are somewhat resilient and thus hold the Hall-IC 30 securely in place: The Hall-IC 30 has wire connections 67 at the bottom, only one of which is shown, and these are at 68 soldered to the conductor tracks of the circuit board 28, whereby the Hall IC 30 and the shaped piece 50 are held on the circuit board 28 at the same time. The permanent magnet piece 59 is fixed by means of an adhesive drop 71. It serves to balance the engine, compare DE-OS 31 11 10

Zur korrekten Steuerung des Hall-IC 30 wird eine bestimmte Magnetflußdichte des Rotormagneten 43 benötigt, d.h. der Oberstandsbereich 72 des Rotormagneten 43, der nach unten über das Statorblechpaket 11 übersteht, muß eine bestimmteFor correct control of the Hall IC 30, a certain magnetic flux density of the rotor magnet 43 is required, i.e. the Upper protruding area 72 of the rotor magnet 43, which protrudes downward over the stator core 11, must be a certain Mindestlänge haben, z.B. von 5...10 mm. Auf der gegenüberliegenden Seite kann jedoch der dortige Oberstandsbereich •73 kurzer sein, da dort ein längerer Oberstandsbereich keinen Nutzen bringt, aber teueres Magnetmaterial vergeudet. Der dem Statorblechpaket 11 gegenüberliegendeHave a minimum length, e.g. of 5 ... 10 mm. On the opposite side, however, the supernatant area there can be • 73 should be shorter, since a longer overhang area is of no use there, but wastes expensive magnetic material. The one opposite the stator lamination stack 11

Teil des Rotormagneten 43 ist in Fig. 1 mit 70 bezeichnet.Part of the rotor magnet 43 is designated by 70 in FIG. 1.

Diese unterschiedliche Größe der Oberstandsbereiche 72 und 73 hat zur Folge, daß auf den Rotor 40 eine Kraft 74 ]This different size of the supernatant areas 72 and 73 has the consequence that on the rotor 40 a force 74]

in Richtung nach oben wirkt (vergl. Fig. 1), da der Rotor-N. 25 magnet 43 immer das Bestreben hat, sich symmetrisch zumacts in the upward direction (see. Fig. 1), since the rotor-N. 25 magnet 43 always strives to be symmetrical to the Statorblechpaket 11 einzustellen. Diese nach oben wirkende Kraft 74 ist zudem drehstellungsabhängig, da ja der Luftspalt 23 gemäß Fig. 2 nicht üb^erall derselbe ist, vergleiche die DE - PS 23 46 380, wo die Luftspaltform ausführlichSet stator laminated core 11. This upwardly acting force 74 is also dependent on the rotational position, since the air gap 23 according to FIG. 2 is not generally the same, compare the DE - PS 23 46 380, where the air gap shape in detail

Of)Of)

erläutert ist.is explained.

Bei Verwendung eines solchen Motors in einem Lüfter wirkt dieser Kraft 74 eine Gegenkraft von den Lüfterflügeln 33 entgegen, und wenn diese Kräfte etwa gleich cjroß sind, können sich erhebliche und sehr störende axiale Schwingungen ergeben.When such a motor is used in a fan, this force 74 is acted upon by a counterforce from the fan blades 33 against, and if these forces are roughly equal, considerable and very disruptive axial vibrations can result.

Zur Reduzierung oder Eliminierung dieses störenden Phänomens wird nach der Erfindung eine spezielle Magnetisierung des Rotormagneten 43 verwendet, wie sie beispielhaft in • den Fig. 5 und 6 dargestellt ist. Im folgenden werden auchIn order to reduce or eliminate this disturbing phenomenon, a special magnetization is used according to the invention of the rotor magnet 43 is used, as is shown by way of example in FIGS. 5 and 6. The following are also andere Magnetisierungen angegeben, die denselben Zweck erfüllen.indicated other magnetizations that serve the same purpose.

J Fig. 5 zeigt den Rotormagneten 43 in Abwicklung. DieJ Fig. 5 shows the rotor magnet 43 in development. the

Pollücken 44, 45, die auch geschrägt sein können, sind für alle Rotorbereiche etwa übereinstimmend. Ebenso ist die Magnetisierung um die Pollücken 44, 45 herum überall etwa gleich.Pole gaps 44, 45, which can also be beveled, are roughly the same for all rotor areas. Likewise, the magnetization is everywhere around the pole gaps 44, 45 about the same.

Die Magnetisierung längs der Linie A-A der Fig. 5, also im oberen Teil des Motorbereichs 70, ist gemäß Fig. 6 A etwa trapezförmig, d.h. auf einem Bereich von etwa 170° el. ist die Induktion B.. jeweils praktisch konstant und fällt im Bereich der Pollücken steil ab, so daß sich bei 76 und 77 steile NuIldurchgänge ergeben. Dieselbe Magnetisierung findet man im oberen Oberstandsbereich 73.The magnetization along the line A-A of FIG. 5, that is to say in the upper part of the motor region 70, is A according to FIG. 6 approximately trapezoidal, i.e. over a range of around 170 ° el. the induction B .. is practically constant and drops steeply in the area of the pole gaps, so that there are steep zero passages at 76 and 77. The same magnetization is found in the upper protruding area 73.

Iivi unteren Teil des Motorbereichs 70 und im unteren Oberstandsbereich 72 dagegen ist die Magnetisierung längs der H Linie CC so, wie sie in Fig. 6 B dargestellt ist.In the lower part of the motor region 70 and in the lower protruding region 72, on the other hand, the magnetization along the H line CC is as shown in FIG. 6B.

( Die Nulldurchgänge bei 76' und 77' sind hinsichtlich( The zero crossings at 76 'and 77' are with respect to

Lage und Form genau dieselben wie bei 76 und 77, d.h. die Induktion Bcc ändert sich hier innerhalb eines kleinen Drehwinkels sehr stark. Dies ist wichtig für eine präzise Umschaltung des Hall-IC 30 möglichst nahe bei diesen Nulldurchgängen 76' und 77'. (HaVl-ICs haben eine gewisse Schaltasymmetrie, d.h. sie schalten nicht genau dann, wenn sich die Polarität des Magneten umkehrt. Außerdem haben HaIl-ICs mit digitalem Ausgangssignal eine Schalthysterese.Position and shape exactly the same as in 76 and 77, ie the induction B cc changes here very strongly within a small angle of rotation. This is important for precise switching of the Hall IC 30 as close as possible to these zero crossings 76 'and 77'. (HaVl-ICs have a certain switching asymmetry, ie they do not switch exactly when the polarity of the magnet is reversed. In addition, HaIl-ICs with a digital output signal have a switching hysteresis.

Eine hohe Steilheit der Induktionsänderung fördert deshalb 5 A high steepness of the induction change therefore promotes 5

ein präzises Schalten zum gewünschten Zeitpunkt.)precise switching at the desired time.)

Im Mittel bereich 78 (Fig. 6 B) zwischen den NuIΊ durchgängen 76', 77' dagegen ist die Induktion Bcc reduziert, z.B. um 10 bis 40 % und vorzugsweise um etwa 20...30 % gegenüber dem Maximalwert. Diese Reduzierung hat keinen Einfluß auf das Ausgangssignal U30 des Hall-IC 30, wie es in Fig. 6 C dargestellt ist, da sich hierbei das Vorzeichen der Induktion nicht ändert und der Hall-IC 30 an seinem Ausgang nur zwei Schaltzustände kennt, nämlich hoch und niedrig. (Die Erfindung wäre aber auch bei einemIn the middle area 78 (Fig. 6 B) between the NuIΊ passages 76 ', 77', however, the induction B cc is reduced, for example by 10 to 40 % and preferably by about 20 ... 30 % compared to the maximum value. This reduction has no effect on the output signal U 30 of the Hall IC 30, as shown in FIG. 6C, since the sign of the induction does not change here and the Hall IC 30 only knows two switching states at its output, namely high and low. (The invention would also apply to one galvanomagnetischen Sensor mit analogem Ausgang verwendbar, da auch dort ein gewisses Absinken des Ausgangssignals im Mittelbereich 78 nicht stört, wenn die Schaltung entsprechend ausgelegt ist, z.B. wenn das analoge Hallsignal einen Komparator mit Hysterese steuert.galvanomagnetic sensor with analog output can be used, since a certain drop in the output signal in the middle area 78 does not interfere there either if the circuit is designed accordingly, e.g. if the analog Hall signal controls a comparator with hysteresis.

Diese Reduzierung der Induktion B-- wird jeweils vorgenommen in einem Bereich 79, dessen Grenze in Fig. 5 mit 80 bezeichnet ist und der sich etwa bis zur Mitte des Rotormagneten 43 erstreckt, also den OberstandsbereichThis reduction in induction B-- is carried out in each case in an area 79, the limit of which in FIG 80 is designated and which extends approximately to the middle of the rotor magnet 43, that is to say the protruding area

72 und einen Teil des Motorbereichs 70 erfaßt. 2072 and part of the engine area 70 is detected. 20th

Da die Kraft, mit der ein Magnet von einem Weicheisenstück angezogen wird, etwa mit dem Quadrat der magnetischen Induktion steigt, bewirkt die Reduzierung der magnetischen Induktion in den Bereichen 79 um ca. 30 %, also auf 70 % des Maximalwertes, etwa eine Halbierung der magnetischen Kraft 74 (0,72 = 0,49). Anders gesagt wirkt der untere Oberstandsbereich 72 durch die Erfindung so , als sei er viel schmaler, so daß die axiale Kraft 74 nurSince the force with which a magnet is attracted to a piece of soft iron increases roughly with the square of the magnetic induction, reducing the magnetic induction in areas 79 by approx. 30 %, i.e. to 70 % of the maximum value, roughly halves the magnetic force 74 (0.7 2 = 0.49). In other words, the invention makes the lower protruding region 72 act as if it were much narrower, so that the axial force 74 only

mehr klein ist und auch bei Verwendung von Gleitlagern 30is more small and also when using plain bearings 30

37, 38 sehr gut beherrscht werden kann.37, 38 can be controlled very well.

Die Erfindung bringt ferner - unabhängig von der Frage des magnetischen Zuges - einen wichtigen Vorteil im Verhalten des Motors. Hierzu wird auf Fig. 9 Bezug genommen. 35The invention also brings - regardless of the question of magnetic pull - an important advantage in the behavior of the motor. Reference is made to FIG. 9 for this purpose. 35

Diese zeigt bei A) den Verlauf der induzierten SpannungThis shows the course of the induced voltage at A)

uincalso der Spannung, die in den Statorwicklungen 24, 25 induziert wird, wenn der Motor stromlos ist und mai den Rotor 40 von außen antreibt. Mit durchgehenden Linien 82 ist die Spannung dargestellt, die man ohne die Erfindung u i nc i » that is to say the voltage that is induced in the stator windings 24, 25 when the motor is de-energized and may be driving the rotor 40 from the outside. The voltage that would be obtained without the invention is shown with solid lines 82 erhält, also bei einheitlicher Magnetisierung des ganzenreceived, so with uniform magnetization of the whole

Rotors, gemäß. Fig. 6, A. Diese Spannung ist etwa trapez-Rotor, according to. Fig. 6, A. This voltage is approximately trapezoidal

imt geneigtem Dach.imt sloping roof.

förmig/. Mit gestrichelten Linien 83 ist die Spannung dargestellt, die man mit der Erfindung erhält. Diese ist durch die in den Bereichen 79 reduzierte Induktion in der Mitte etwas eingesattelt, d.h. die Dachstücke der Trapeze haben oben bei 80 bzw. 80' kleine Dellen oder Einsattelungen.shaped /. The voltage obtained with the invention is shown with dashed lines 83. This is through the induction reduced in areas 79 is somewhat saddled in the middle, i.e. the roof sections of the trapezoids have Small dents or indentations at the top at 80 or 80 '.

Gemäß Rg.9 B haben diese Einsattelungen 80, 80! einen wichtigen, sehr erwünschten EinflcS auf den Strom in denAccording to Rg.9 B these indentations have 80, 80 ! an important, very desirable influence on the flow of electricity in the

1^ Statorwicklungen 24, 25. Ohne die Erfindung ergibt sich der Stromverlauf 85, der mit durchgehenden Linien dargestellt ist und bei 86 eine starke Einsa'telung hat, welche unerwünscht ist, weil sie die Leistung des Motors 7 reduziert und ein ungleichmässiges Drehmoment bewirkt. 87 1 ^ stator windings 24, 25. Without the invention, the current curve 85 results, which is shown with solid lines and has a strong Einsa'telung at 86, which is undesirable because it reduces the power of the motor 7 and causes an uneven torque. 87 dagegen zeigt (in gestrichelten Linien) den Stromverlauf bei der Erfindung, d.h. dort ist diese Einsattelung wesentlich schwächer, und es ergibt sich somit ein günstigerer Stromverlauf, bei dem der Strom beim Anstieg und auch kurz vor dem Abschalten auf weniger hohe Werte ansteigt, ν 25 sich aber insgesamt'/S^rsel be Mittelwert des Stromes und damit auch dieselbe Antriebsleistung ergibt, freilich mit weniger starken Drehmomentschwankungen, was sehr vorteilhaft ist. Der Wegfall der unerwünschten Stromspitzen ist auch für die Transistoren günstig, welche die in Fig. 9 B dargestellten Ströme schalten, d.h. diese Transistoren werden weniger stark belastet.on the other hand shows (in dashed lines) the current curve in the invention, that is, this dip is much weaker there, and the result is a more favorable current curve in which the current rises to less high values during the rise and also shortly before switching off, ν 25 but overall the mean value of the current and thus also the same drive power result, admittedly with less pronounced torque fluctuations, which is very advantageous. The elimination of the undesired current peaks is also favorable for the transistors which switch the currents shown in FIG. 9B, ie these transistors are less heavily loaded.

Die Fig. 7 und 8 zeigen beispielhaft eine Magnetisierungsvorrichtung 90, die aber zur Magnetisierung eines vierpoligen Rotors ausgebildet ist. (Der Rotor 40 nach den7 and 8 show an example of a magnetization device 90 which, however, is designed to magnetize a four-pole rotor. (The rotor 40 after the

1616

1 Fig. 1 und 2 ist ein zweipoliger Rotor). 1 Fig. 1 and 2 is a two-pole rotor).

Ein Blechpaket 91 ist mit 4 Nuten 32 bis 95 versehen, in die aine Wicklung 96 wie dargestellt so pingewickelt ist, daß bei Stromdurchfluß am Umfang des Blechpakets 91 abwechselnd Nord- und Südpole erzeugt werden.A laminated core 91 is provided with 4 grooves 32 to 95, is pin-wound in the aine winding 96 as shown, that when current flows through the circumference of the laminated core 91 alternating north and south poles are generated.

Das Blechpaket 91 ist außen zylindrisch, aber dort, wo die Bereiche 79 mit reduzierter Induktion erzeugt werdenThe laminated core 91 is cylindrical on the outside, but where the regions 79 are generated with reduced induction sollen, sind Aussparungen 97 vorgesehen, die wie dargestellt eine etwa zylindrische Kontur haben, aber sich nicht bis zu den Nuten 92 bis 95 erstrecken. Ihr Padius entspricht wie Oargestellt etwa dem des Blechpakets 91, so daß die Aussparungen 97 im Querschnitt linsenförmigare intended, recesses 97 are provided which, as shown, have an approximately cylindrical contour, but each other do not extend to the grooves 92-95. As shown, your Padius corresponds roughly to that of the sheet-metal packet 91, so that the recesses 97 are lens-shaped in cross section sind. Diese Aussparungen 97 sind ausgefüllt mit entsprechenden linsenförmigen Kupferstücken 98.are. These recesses 97 are filled with corresponding lenticular copper pieces 98.

Der zu magnetisierende Rotor 100 und sein Rotormagnet 1.01 sind in Fig. 7 schematisch in der entsprechenden Lage angedeutet. In dieser Lage wird ein kurzer Gleichstromimpuls durch die Wicklung 96 gejagt, und der Magnet 101 erhält dann die gewünschte Magnetisierung. Dabei entstehen in den linsenförmigen Kupferstücken 98 Wirbel -ströme, die die magnetischen Flußlinien aus diesen Kupferstücken verdrängen und damit die Reduzierung der Induktion in den gegeiiüberl legenden Bereichen des Rotormagneten 101 unterstützen.The rotor 100 to be magnetized and its rotor magnet 1.01 are indicated schematically in Fig. 7 in the corresponding position. In this position a short direct current pulse is chased through the winding 96 and the magnet 101 then receives the desired magnetization. Eddy currents arise in the lens-shaped copper pieces 98, which displace the magnetic flux lines from these copper pieces and thus support the reduction of the induction in the opposing areas of the rotor magnet 101.

Naturgemäß läßt sich die Vorrichtung nach den Fig. 7 und 30Of course, the device according to FIGS. 7 and 30th

8 leicht auch für einen zweipoligen Rotor abwandeln, wie8 can easily be modified for a two-pole rotor, such as

er in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist.it is shown in Figs.

Fig. 10 zeigt eine Variante zu der Magnetisierungsvorrichtung der Fig. 7 und 8. Gleiche oder glsichwirkende10 shows a variant of the magnetization device of FIGS. 7 and 8. Identical or equivalent

κ.κ.

Teile wie in den Fig. 7 und 8 werden mit denselben Be- |Parts as in FIGS. 7 and 8 have the same loading |

i Ϊ i Ϊ

I *I *

I · t ■ »JillI · t ■ »Jill

I · · · t 1I · · · t 1

• · ■ 1 } I• · ■ 1} I

zugszeichen bezeichnet wie dort.Marks as there.

Die Wicklung 96 besteht hier jeweils aus mehreren Windungen. In den Aussparungen 97 sind hier keine Kupferstücke vorgesehen, sondern es ist jeweils ein Teil 102 der Wicklung 96 wie bei Fig. 7 außen herumgeführt, ein anderer Teil 103 dagegen bogenförmig durch die Aussparungen 97 hindurchgeführt. Dadurch wird in den AussparungenThe winding 96 here consists of several turns. No copper pieces are provided in the recesses 97 here, but rather a part 102 in each case The winding 96 is guided around the outside as in FIG. This will be in the recesses 97 die magnetische Induktion beim Magnetisiercrngsvor-10 gaig reduziert, so daß der Rotormagnet 101 an den gegen- überliegenden Stellen weniger stark magnetisiert wird.97 Gaig reduces the magnetic induction at Magnetisiercrngsvor- 10 so that the rotor magnet is less strongly magnetized at the counter opposite locations one hundred and first

Eine andere Alternative zeigt Fig. H5 ^d zwar eine Entmagnetisierungsvorrichtung 106 zur teilweisen Ent-1^ magnetisierung von vorbestimmten, Vorzugsweise insel-Another alternative is shown in Fig. 5 H ^ d namely a demagnetization device 106 for partial unloading 1 ^ magnetization of predetermined Preferably insular

förmigen Bereichen eines Rotormagneten. Hierzu wird der Rotormagnet zuerst in einer Magnetisierungsvorrichtung voll magnetisiert, z.B. in der Vorrichtung 90 nach den Fig. 7 und 8, aber ohne die Aussparungen 97, so daß überall eine trapezförmige Magnetisierung analog Fig. 6 A entsteht.shaped areas of a rotor magnet. For this purpose, the rotor magnet is first fully magnetized in a magnetization device, for example in device 90 according to FIGS. 7 and 8, but without the recesses 97, so that a trapezoidal magnetization analogous to FIG. 6A arises everywhere.

Die Entmagnetisierungsvorrichtung 106 nach Fig.. 11 hat . einen Magnetkern 107 mit vier Schenkeln 108, von denenThe degaussing device 106 according to FIG. 11 has. a magnetic core 107 with four legs 108, of which

\\ jeder eine gleich große Wicklung 109 trägt, die paralleleach carries a winding 109 of the same size, which is parallel

oder in Reihe geschaltet und alternierend gepolt sind,or connected in series and polarized alternately,

so daß am Außenumfang der Schenkel 108 abwechselnd Nord·* und Südpole entstehen, wie das in der üblichen Weiseso that on the outer circumference of the legs 108 alternately north * and south poles arise, like that in the usual way

durch N (= Nordpol) und S (= Südpol) angedeutet ist. 30is indicated by N (= north pole) and S (= south pole). 30th

Gemäß Fig. 12 wird diese Vorrichtung 106 so gegenüber dem magnetisierten Rotormagneten 110 angebracht, daß sie etwa gegenüber der Grenzlinie 111 zwischen dem Oberstandsbereich 72 und dem Motorbereich 70 liegt, und dann 35According to FIG. 12, this device 106 is mounted opposite the magnetized rotor magnet 110 that it lies approximately opposite the boundary line 111 between the supernatant area 72 and the motor area 70, and then 35

wird ein Stromstoß durch die vier Wicklungen 108 geschickt, so daß im Magneten 110 vier insulare BereicheA surge of current is sent through the four windings 108, so that in the magnet 110 four insular areas

112 mit einer wohl definierten reduzierten Magnetisierung entstehen, die teils im Oberstandsbereich 72, teils im Motorbereich 70 liegen und von den Pollücken 113 jeweils einen zeitlichen Abstand halten, ebenso vom unteren112 arise with a well-defined reduced magnetization, some of which are located in the protruding area 72, some in the Motor area 70 and keep a time interval from the pole gaps 113, as well as from the lower one Rand des Rotormagneten 110. Auf diese Weise erreicht man mehrere wichtige Vorteile:Edge of the rotor magnet 110. In this way one achieves several important advantages:

a) Durch die Entmagnetisierung des zuvor magnetisieren Rotormagneten 110 ergibt sich insgesamt eine sehra) By demagnetizing the magnetize previously Rotor magnet 110 results in a very good overall stabile Magnetisierung in den insularen Bereichen 112, die sich im Betrieb sehr wenig ändert.stable magnetization in the insular areas 112, which changes very little during operation.

b) Die Steuerung eines Hall-IC durch den "Oberstandsbereich 72 wird nicht beeinträchtigt.b) The control of a Hall IC through the "upper stand area 72" is not impaired.

1515th

c) Der axiale Zug 74 (Fig. 1) wird sehr stark reduziert, so daß Gleitlager für die Lagerung des Rotors verwendet werden können.c) The axial train 74 (Fig. 1) is greatly reduced, so that plain bearings can be used to support the rotor.

d} Es ergibt sich die gewünschte Einsattelung 80 (Fig. 9 A) der induzierten Spannung und damit der gewünschte gleichmäßigere Stromverlauf.d} The desired indentation 80 results (Fig. 9 A) the induced voltage and thus the desired, more uniform current curve.

Naturgemäß ist die Erfindung hinsichtlich der Einsattelungen 80, 80' und ihrer vorteilhaften Wirkungen nicht auf Motoren beschränkt, die einen zylindrischen Luftspalt haben und bei denen ein axialer Zug auftreten kann.The invention is not natural with regard to the indentations 80, 80 'and their advantageous effects limited to motors that have a cylindrical air gap and where axial tension can occur.

Z.B. zeigt Fig. 13 einen vierpoligen Rotormagneten 120For example, FIG. 13 shows a four-pole rotor magnet 120

3030th

für einen Flachmotor, wie ihn z.B. die Fig. 1 bis 4 oderfor a flat motor such as, for example, Figs. 1 to 4 or 20 bis 22 der US - PS 3 840 761 (US 47 = US - 134 eb) zeigen, auf die zur Vermeidung unnötiger Längen verwiesen wird. Die Drehrichtung ist in Fig. 13 ;,<it 121 bezeichnet, und die - etwa spiralförmigen1 - Po'llücken sind'mit 122 bezeichnet. Der Magnetisierungsverlauf längs der Linie A-A entspricht der Darstellung in Fig. 6 A, und der Mag-20 to 22 of US Pat. No. 3,840,761 (US Pat. No. 47 = US Pat. No. 134 eb), to which reference is made to avoid unnecessary lengths. The direction of rotation is shown in Fig. 13;, <referred to it 121, and - about 1 spiral - Po'llücken sind'mit 122 designates. The course of magnetization along the line AA corresponds to the illustration in Fig. 6A, and the magnetization

UM Ί '· " ,'
I
TO Ί '· ",'
I.

'''1'1V'''1' 1 V

it···· # · J- iit ···· # · J- i

netisierungsverl auf längs der Linie C-C entspricht der !,·netization loss along the line C-C corresponds to the!, ·

Darstellung in Fig. 6 C. Dies wird dadurch erreicht, daß |Representation in Fig. 6 C. This is achieved by having |

in jedem Pol 123 ein insularer Bereich 124 entmagneti- |in each pole 123 an insular area 124 demagnetic |

siert worden ist. Die induzierte Spannung erhält dadurch ||has been sated. The induced voltage thus receives ||

die in Fig. 9 A dargestellte Form mit den Einsattelungen jthe shape shown in Fig. 9A with the indentations j

80, 80*. Naturgemäß kann man z.B. bei dem Rotormagneten j80, 80 *. Naturally, e.g. with the rotor magnet j

120 nach Fig. 13 bei jedem Pol statt eines großen Bereichs ti120 of Fig. 13 at each pole instead of a large area ti

124 mehrere kleinere Bereiche entsprechender Größe und I124 several smaller areas of appropriate size and I.

Lage schwächer magnetisieren oder - nach vorheriger . ;Magnetize position weaker or - after previous. ; Magnetisierung - wieder teilweise entmagnetisieren. Maß- ;Magnetization - partially demagnetize again. Measure;

gebend ist die Form 'der induzierten Spannung bzw. derThe form 'of the induced voltage or the

( gewünschte "glatte" Stromverlauf ohne übermäßige Spitzen ," ( desired "smooth" current curve without excessive peaks, "

oder Täler. ,or valleys. ,

!5 Zur Erreichung dieses Zieles kann man selbstverständlich i auch entsprechende Ausnehmungen im Rotormagneten vor- . < sehen. Wenn der Rotormagnet z.B. ein sogenannter Gummimagnet ist, also eine Mischung aus Hartferriten und einem s Elastomer, so kann man an den erforderlichen Stellen z.B. J! 5 To achieve this goal one can of course i also corresponding recesses in the rotor magnet. <see. If the rotor magnet is, for example, a so-called rubber magnet, i.e. a mixture of hard ferrite and a s Elastomer, so you can e.g. J

diesen Magneten weniger dick machen oder sogar mit |make this magnet less thick or even with |

Löchern versehen, um die gewünschte Form der induzierten·· |Holes are provided to create the desired shape of the induced ·· | Spannung zu erhalten. Auf diese Weise erhält man eine sehr |,To maintain tension. In this way you get a very |,

große Vielzahl konstruktiver Möglichkeiten zur Realisierung der Erfindung. Dabei ist es z.B. auch keineswegs ( 25 notwendig - wenn auch meistens vorteilhaft -, daß ein solcher Motor durch galvanomagnetische Kommutiermittel gesteuert wird. Ebensogut würde sich die Verbesserung derlarge variety of design options for realizing the invention. In this example, it is by no means (25 necessary - although most advantageous -., That such a motor is controlled by galvanomagnetic Kommutiermittel just as well, the improvement would be the

Form der induzierten Spannung z.B. bei einem Motor mit |Form of the induced voltage e.g. for a motor with |

optoelektronischer Kommutierung oder mit Hochfrequenz- · |optoelectronic commutation or with high frequency · |

kommutierung auswirken. f.affect commutation. f.

Wie bereits erwähnt, eignet sich die Erfindung in gleicher Weise auch für Motoren mit anderer Pulszah.1. Es müssenAs already mentioned, the invention is equally suitable Also for motors with a different pulse rate. 1. To have to

dann entsprechend mehr galvanomagnetische oder sonstige 35then correspondingly more galvanomagnetic or other 35

Sensoren vorgesehen werden, die aber von derselben Steuer-'Sensors are provided, but they are controlled by the same control '

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2020th

spur gesteuert werden können. - Hinsichtlich einer zweckmäßigen elektronischen Schaltung zur Verwendung in Verbindung mit einem Hall-IC kann z.B. auf die DE - OS 31 11 (D 136) hingewiesen werden.track can be controlled. - Regarding a suitable electronic circuit for use in connection with a Hall IC, e.g., reference is made to DE - OS 31 11 (D 136) should be pointed out.

Claims (16)

PATENTANWALTRAJBLE TELEFON (O?,11) l}Efaft48. '. '. .' . *. .* ΪΡ!ΥΠ=ΝΤΔΝ\Λ/ΔΙ T 70O0 STUTTGART 1 TELEGRAMME: ABELPAT STJJTTpAtjT J J M«l I_IN IMI NVVML·! LENBACHSTRASSE 32 POSTSCHECfta^lTTeARTT-MOO-TOe ·· r-^Ir-,, ,κ,/^ LJAMC |—>ΛΙΓ3· ι— ca>^K1LLES3ERG) LANCDESGiROKAssEStuttgart 2915076 LJI ML.-M no. MAlNO r<Alt5i_t ZUGELASSENER VERTRETER BBM EUROR PATENTAMT EUROPEAN PATENT ATTORNEY Ausscheidung aus G 81 19 056 „4 STUTTGART, den 30.6.1984 PAPST-MOTOREN GMBH & CO KG ^nwaltsakte: P61.32D138/m SchutzansprüchePATENT ANWALTRAJBLE TELEFON (O?, 11) l} Efaft48. '. '. . ' . *. . * ΪΡ! ΥΠ = ΝΤΔΝ \ Λ / ΔΙ T 70O0 STUTTGART 1 TELEGRAMS: ABELPAT STJJTTpAtjT J J M «l I_IN IMI NVVML ·! LENBACHSTRASSE 32 POSTSCHECfta ^ lTTeARTT-MOO-TOe ·· r- ^ Ir- ,,, κ, / ^ LJAMC | -> ΛΙΓ3 · ι— ca> ^ K1LLES3ERG) LANCDESGiROKAssEStuttgart 2915076 LJI ML.-MUG <Alt5iNO r REPRESENTATIVE BBM EUROR PATENTAMT EUROPEAN PATENT ATTORNEY Retirement from G 81 19 056 "4 STUTTGART, June 30, 1984 PAPST-MOTOREN GMBH & CO KG ^ nwaltsakte: P61.32D138 / m protection claims 1. Kollektorloser Gleichstrommotor (Innenläufermotor, Außenläufermotor, Motor mit ebeuem Luftspalt, etc.), mit einem Stator (10) und einem permanentmagnetischen Rotor (40;1. Brushless DC motor (internal rotor motor, external rotor motor, Motor with an even air gap, etc.), with a stator (10) and a permanent magnetic rotor (40; s. 110; 120) , s . 110; 120), S ( ) insbesondere zweipulsiger Motor mit Reluktanz-Hilfsmoment, dadurch gekennzeichnet,S () in particular two-pulse motor with reluctance auxiliary torque, characterized in that daß Pole des Rotcrmagneten in ihrem mittleren Drehwinkeibereich jeweils mindestens eine Zone (79; 112; 124) mit relativ zum Induktionsverlauf (Fig. 6A) im übrigen Teil dieser Pole reduzierter Induktion (Fig. GB: 78) aufweisen.that poles of the Rotcrmagneten each have at least one zone (79; 112; 124) with relative to the Induction curve (FIG. 6A) is reduced in the remaining part of these poles Induction (Fig. GB: 78). 2. Motor nach Ansprucu 1, dadurch gekennzeichnet, daß er einen mindestens nahezu zylindrischen Luftspalt (23) aufweist (Innenläufermotor oder Auienläufermotor), daß die Pole des Rotors (40) jeweils einen axialen Überstandsbereich (72) mit einer Magnetisierung zur Steuerung mindestens eines außerhalb des Luftspaltes2. Motor according to Ansprucu 1, characterized in that it has a has at least a nearly cylindrical air gap (23) (internal rotor motor or external rotor motor) that the poles of the rotor (40) in each case one axial protrusion area (72) with a magnetization for controlling at least one outside the air gap (23) angeordneten galvanomagnetischen Sensors (30), insbesondere % ( ' eines Hall-IC, aufweisen,(23) arranged galvanomagnetic sensor (30), in particular % ('of a Hall IC, und da£ die Zonen (79; 112) mit reduzierter Induktion jeweils in diesen Überstandsbereichen liegen.and that the zones (79; 112) with reduced induction, respectively lie in these overhang areas. 3- Motor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Zonen (79; 112) mit reduzierter Induktion auch in die dem Luftspalt3- engine according to claim 2, characterized in that the zones (79; 112) with reduced induction also in the air gap (23) gegenüberliegenden Bereich dieser Pole erstrecken.(23) opposite area of these poles extend. 4. Motor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zonen (79; 112) mit reduzierter Induktion jeweils im Abstand von den benachbarten Pollücken (44, 45) angeordnet sind.4. Motor according to claim 2 or 3, characterized in that the zones (79; 112) with reduced induction each at a distance of the adjacent pole gaps (44, 45) are arranged. VTNR: 106941VTNR: 106941 1111 1. I··· 1 1 1 ·1111 1. I ··· 1 1 1 · 111 · .1 · * ■111 · .1 · * ■ I I. 5. Motor nach mindestens einem der Ansprüche 2-4, dadurch |; gekennzeichnet, daß an beiden Längsenden des Rotors (40) ein5. Motor according to at least one of claims 2-4, characterized | ; characterized in that one at both longitudinal ends of the rotor (40) I Überstandsbereich (72, 73) vorgesehen ist, und daß der zurI overhang area (72, 73) is provided, and that the for \ Steuerung des mindestens einen Sensors (30) dienende Über- \ Control of the at least one sensor (30) serving transfer i Standsbereich (72), gemessen vom jeweils benachbarten Ende i Stand area (72), measured from the respective adjacent end ; des Statorblechpakets (11), eine größere axiale Erstreckung; of the laminated stator core (11), a greater axial extent I hat als der andere überStandsbereich (73).I than the other has over stance area (73). ·. ·. 6. Motor nach mindestens einem der Ansprüche 2 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetisierung (Bn ) des zur Steuerung des galvanomagnetischen Sensors (30) dienenden Überstands-6. Motor according to at least one of claims 2-5, characterized in that the magnetization (B n ) of the supernatant used to control the galvanomagnetic sensor (30) : bereich (72) hinsichtlich: area (72) with regard to a) der Lage der Pollücken (44, 45) und ^ b) der Polarität der Polea) the position of the pole gaps (44, 45) and ^ b) the polarity of the poles ': im wesentlichen mit der Magnetisierung des permanentmagnetischen': essentially with the magnetization of the permanent magnetic Rotors (40) in seinem dem Luftspalt (23) gegenüberliegendenRotor (40) in its the air gap (23) opposite Γ Teil (70) übereinstimmt,Γ part (70) matches, ' ' 7. Motor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß I die im Luftspaltbereich (70) vorgesehenen Zonen (79) roit7. Motor according to claim 3 or 4, characterized in that I roit the zones (79) provided in the air gap region (70) '■ reduzierter Induktion nicht mehr als 50 % der im Luftspalt- '■ reduced induction not more than 50% of the air gap 5 bereich liegenden Rotormagnetfläche umfassen.5 include area lying rotor magnetic surface. [j [j 8. Motor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,8. Motor according to at least one of the preceding claims, • dadurch gekennzeichnet, daß die Zonen (79; 112; 124) mit• characterized in that the zones (79; 112; 124) with reduzierter Induktion als mindestens teilweise entmagnetisierte Bereiche im Dauermagnetmaterial ausgebildet sind.Reduced induction are formed as at least partially demagnetized areas in the permanent magnet material. 9. Motor nach mindestens einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zonen (79; 112; 124) mit reduzierter j Induktion als Ausnehmungen im Daiiermagnetmaterial ausgebildet9. Motor according to at least one of claims 1 - 7, characterized in that that the zones (79; 112; 124) with reduced induction are formed as recesses in the Daiiermagnetmaterial ί sind.ί are. f f 10. Motor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, da-10. Motor according to at least one of the preceding claims, there- j durch gekennzeichnet, daß die Zonen (112; 124) mit reduzierterj characterized in that the zones (112; 124) with reduced I Induktion inseiförmig in den jeweiligen Polen (z.B. 123)I induction in the shape of an island in the respective poles (e.g. 123) angeordnet sind.are arranged. • t * · ti• t * · ti I I I I II I I I I • I• I • II'• II ' • i ·• i · <· 3 *■<· 3 * ■ 11. Motor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die inselförmigen Bereiche etwa im Bereich desjenigen Statorgrenzbereiches vorgesehen sind, welcher dem den galvanomagnetischen Sensor (30) steuernden Rotorbereich (72) zugewandt ist.11. Motor according to claim 10, characterized in that the island-shaped areas are provided approximately in the area of that stator boundary area which corresponds to the galvanomagnetic Sensor (30) controlling rotor area (72) faces. 12. Motor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zonen (79; 112) mit reduzierter!' Induktion etwa 10...90 % der Gesamtfläche des mit dem galvanomagnetischen Sensor (30) zusammenwirkenden Rotorbereichs (72) umfassen.12. Motor according to at least one of the preceding claims, characterized in that the zones (79; 112) with reduced! ' Induction about 10 ... 90% of the total area of the rotor area interacting with the galvanomagnetic sensor (30) (72) include. 13. Motor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zonen (79; 112) mit reduzierter Induktion etwa 40...60 % der Gesamtfläche dieses mit dem galvanomagnetischen Sensor (30) zusammenwirkenden Rotorbereicihs (72) umfassen.13. Motor according to claim 12, characterized in that the Zones (79; 112) with reduced induction about 40 ... 60% of the total area of this with the galvanomagnetic sensor (30) cooperating rotor areas (72) comprise. 14. Motor nach mindestens einem der Ansprüche 2 - 6 „· bei welchem die Rotorpole (43) in einem topfartigen Außenrotorteil (42) angeordnet sind,14. Motor according to at least one of claims 2 - 6 "· in which the rotor poles (43) are arranged in a pot-like outer rotor part (42), dadurch gekennzeichnet,characterized, daß der überStandsbereich (72) zur Steuerung des galvanomagnetischen Sensors (30) an der offenen Seite des topfartigen Außenrotorteils (42) liegt.that the overhang area (72) for controlling the galvanomagnetic Sensor (30) is on the open side of the cup-like outer rotor part (42). 15. Motor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (40) mit Gleitlagern (37,f 38) gelagert ist.15. Motor according to at least one of the preceding claims, characterized in that the rotor (40) with sliding bearings (37, f 38) is stored. 16. Motor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die permanentmagnetischen Pole des Rotors (40; 110; 120) in ihrem motorisch wirksamen Bereich (70) und außerhalb der Zonen mit reduzierter Induktion (79; 112; 124) eine etwa trapezförmige Magnetisierung (B^)16. Motor according to at least one of the preceding claims, characterized in that the permanent magnetic poles of the rotor (40; 110; 120) in their motor-driven area (70) and outside the zones with reduced induction (79; 112; 124) an approximately trapezoidal magnetization (B ^) mit schmalen Lücken (44, 45) der Magnetisierung im Übergangsbereich zwischen benachbarten Polen aufweisen. with narrow gaps (44, 45) of magnetization in the transition area between adjacent poles.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4898759A (en) * 1988-07-27 1990-02-06 Nidec Corporation Molded printed circuit board for use with a brushless electric motor
US4910420A (en) * 1988-07-27 1990-03-20 Nidec Corporation Brushless electric motor
US4934041A (en) * 1988-07-27 1990-06-19 Nidec Corporation Method of assembling brushless electric motors

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