DE8814775U1

DE8814775U1 - DC machine, in particular electric motor with an even-grooved armature

Info

Publication number: DE8814775U1
Application number: DE8814775U
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1988-11-26
Filing date: 1988-11-26
Publication date: 1990-04-05
Anticipated expiration: 1998-11-27

Description

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 10 State of the art

Die Erfindung geht aua von einer eieiehstroenaachine nach der Gattinm 6*a Bauptanspruchs. Ba ist schon eine solche Maschine bekannt» bei der die Anordnung der Magnete» besUglich einer auf halbem Magnetabat» d liegenden, die Ankerdrehachse schneidenden Geraden spiegelbildlich ist. Dabei tritt der der als PolfUhligkeit oder Magnetkanten-Klebemoment bekannte Effekt auf, bei den sich dessen Werte der Haft- oder Klebekraft der beiden Magnete addieren. Bei einer bekannten Gleichstrommaschine (DB-OS 32 18 239) hat man sur Verringerung der PolfUhligkeit in Achsrichtung des Maschinenankere gesehen mehrere Magnetsegmente hintereinander angeordnet und diese in Umfangsricbtung des Polrohres gegeneinander veraetst. Der oben geschilderte Mangel der gleichphasigen Schwingung des Klebemoments der beiden ablaufenden Magnetkanten ist dabei aber nicht auszuschließen, weil sieh auch da immer ein Magnetpaar spiegelbildlich gegenüberliegt und die Abstände der beiden su einem Paar gehörenden Magnet gleich groß ist.The invention is also based on a direct current machine according to the main claim. Such a machine is already known in which the arrangement of the magnets is mirror-imaged with respect to a straight line lying halfway along the magnet axis and intersecting the armature rotation axis. This gives rise to the effect known as pole sensitivity or magnetic edge adhesive moment, in which the values of the adhesive or adhesive force of the two magnets are added together. In a known direct current machine (DB-OS 32 18 239), several magnet segments were arranged one behind the other in order to reduce the pole sensitivity in the axial direction of the machine armature and these were offset against each other in the circumferential direction of the pole tube. However, the above-described defect of the in-phase oscillation of the adhesive moment of the two advancing magnetic edges cannot be ruled out, because a pair of magnets is always opposite each other in mirror image and the distances between the two magnets belonging to a pair are the same.

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Advantages of the invention

Di» erffindungsgemäße Maschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Klebemomente der beiden Magnete gegenphasig schwingen, so daß sich eine resultierende Schwingung ergibt, deren Amplitude um ca. 75 \ niedriger liegt als dies bei den bekannten Maschinen der Fall sein kann.The machine according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that the adhesive moments of the two magnets oscillate in antiphase, so that a resulting oscillation is produced whose amplitude is approximately 75 \ lower than can be the case with known machines.

Durch die in den Unteranspruchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Haupttmspruch angegebenen Gleichstrommaschine möglich.The measures listed in the subclaims enable advantageous further developments and improvements of the direct current machine specified in the main claim.

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Bin AusfShrungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung naher erläutert. Es seigen Figur 1 eine Prinsipdarstellung einer bekannten elektrischen, permanentmagnetisch erregten Gleichstrommaine mit einen Diagramm der bei dieser auftretenden Klebemomentschwingungen und Figur 2 eine Prinsipdarstellung einer erfindungsgemäßen Maschine mit dem dazugehörigen Klebemomentendiagramm.An embodiment of the invention is shown in the drawing and explained in more detail in the following description. Figure 1 is a schematic diagram of a known electrical, permanently magnetically excited direct current machine with a diagram of the sticking torque oscillations that occur in it and Figure 2 is a schematic diagram of a machine according to the invention with the associated sticking torque diagram.

Description of the two examples

Gemäß der in Figur 1 dargestellten bekannten Anordnung hat der Elektromotor einen BückschluOring 10, der auch als Polrohr beseichnet wire. Aa der Innenwand des Bückschlußringe 10 sind einander gegenüberliegend swei im wesentlichen segmentfSrmige Permanentmagnete 12, 14 befestigt, die den sw Elektromotor gehörenden Motoranker 16 umfangen. Zn Umfangsriebtung des Büekechlußringe 10 «taschen sind die beiden Permanentmagnete 12 und 14 mit Abstand voneinander angeordnet, wobei Äie beiden Abstände 19 gleich groß sind. Der Motoranker weist swölf Buten 18 sur Aufnahme von nicht dargestellten Ankerwicklungen auf. Zwischen den einander benachbarten Nuten ISAccording to the known arrangement shown in Figure 1, the electric motor has a return ring 10, which is also referred to as a pole tube. Two essentially segment-shaped permanent magnets 12, 14 are attached to the inner wall of the return ring 10, opposite one another, which surround the motor armature 16 belonging to the electric motor. The two permanent magnets 12 and 14 are arranged at a distance from one another in the circumferential direction of the return ring 10, whereby the two distances 19 are the same size. The motor armature has twelve slots 18 for receiving armature windings (not shown). Between the adjacent slots IS

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verbleiben sogenannte Ankerzähne 20, die jeweils durch eine Nut voneinander getrennt sind. Hie Figur 1 weiter zeigt/ soll sich der Motoranker 16 in Richtung des Pfeiles 22, also im Uhrzeigersinn drehen. Beispielsweise aus konstruktiven Gründen hat sich in Umfangeriohtung dee fiuakeohlußringe 10 gesehen eine Lange der Magneten 12/ 14 ergeben/ daß sieh die in Umfangerichtung ergebenden Endkanten 11/ 13 biw. 15/ 17 entweder alle gleichseitig über einem Ankersahn 20 befinden oder daß sie, bei einer entsprechenden Ankerstellung su den Magneten/ jeweils Über den Ankernuten 18 befinden. Bs ist in der rachweit allgemein bekannt/ daß immer dann/ wenn ein Ankersahn unter der sogenannten ablaufenden Kante 13 bsw. 17 durchläuft und sieh von dieser entfernt/ sich ein sogenanntes Klebemoment auebildet/ das aueh als PolfUhligkeit beseiohnet wird. Dieses Klebemoment ist neben dem Elektromotor in figur 1 als Diagramm aufgetragen, wobei fUr jeden Magneten 12 bzw. 14 eine eigene Kurve aufgezeichnet worden ist. In der Ordinate sind dabei die Größen der Riebemomente aufgetragen/ während auf der Abszisse der Drehwinkel des Ankers in bezug auf die Magnete angegeben ist. Das su Figur 1 gehörende Diagramm zeigt also, daß die Klebemomente der beiden Permanentmagnete 12/ gleichsinnig schwingen, so daß sieh deren Werte addieren. Derart hohe Klebemomente sind in vielen Fällen unerwünscht.So-called armature teeth 20 remain, each of which is separated from one another by a groove. Figure 1 shows that the motor armature 16 should rotate in the direction of arrow 22, i.e. clockwise. For example, for design reasons, the length of the magnets 12/14, viewed in the circumferential direction of the flux core rings 10, has resulted in the circumferential direction of the end edges 11/13 and 15/17 either all being on the same side above an armature tooth 20 or, with a corresponding armature position below the magnets, they are each above the armature grooves 18. It is generally known in the world that whenever an armature tooth runs under the so-called running edge 13 or 17 and moves away from it, a so-called sticking moment is formed, which is also referred to as pole sensitivity. This adhesive torque is plotted next to the electric motor in Figure 1 as a diagram, with a separate curve being plotted for each magnet 12 or 14. The magnitudes of the friction torques are plotted on the ordinate, while the angle of rotation of the armature in relation to the magnets is indicated on the abscissa. The diagram in Figure 1 therefore shows that the adhesive torques of the two permanent magnets 12 oscillate in the same direction, so that their values add up. Such high adhesive torques are undesirable in many cases.

Bs soll eine einfache Möglichkeit gefunden werden/ um die Größe des Gesamtklebemoments entscheidend zu reduzieren.For example, a simple way should be found to significantly reduce the size of the total adhesive torque.

Die Anordnung gemäß Figur 2 gibt dem Fachmann eine solche Lösung an die Hand. Bei der Beschreibung des Ausfuhrungsbeispiels sind für alle Bauelemente und Ausgestaltungen Bezugszahlen verwendet worden, die um die Zahl 100 größer sind als die in Figur 1 verwendeten Bezugszahlen. Bei den erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen gemäß Figur 2 ist also ebenfalls ein Buckschlußring 110 vorhanden, in welchem zwei Permanentmagnete 112 bzw. 114 angeordnet sind, die einen Motoranker 116 umfangen. Der Motoranker 116 ist ebenfalls geradzahlig genutet, d. h. er weißt zwölf Ankernuten 118 auf, dieThe arrangement according to Figure 2 provides the expert with such a solution. In the description of the exemplary embodiment, reference numbers have been used for all components and configurations that are 100 times larger than the reference numbers used in Figure 1. In the exemplary embodiments according to the invention according to Figure 2, there is also a bucking ring 110 in which two permanent magnets 112 and 114 are arranged, which surround a motor armature 116. The motor armature 116 is also grooved in an even number of ways, i.e. it has twelve armature grooves 118, which

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ebenfalls zur Aufnahme von nicht dargestellten Ankerwinklungen dienen. Heiter verbleiben zwischen den einander benachbarten Ankernuten 118 zwölf Ankerzähne 120. Auch beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 dreht iich dar Anker int Uhrzeigersinn; also in Richtung des Pfeiles 122. Abweichend von dar Anordnung gemäß Figur 1 ist jedoch hai dar erfindungsgemäßen Anordnung gemäß Figur 2 in Umfangerichtung das Küoksehlußrohres 110 gemessen, dar aina Abstand 124 zwischen den beiden Magnetsegmenten 112, 114 größer als dar andere Abstand 126. Dias ist dadurch erreicht, daß das Magnetsegnent 112 in Drehrichtung 122 um den Winkel ^ % versetzt worden ist. Dabei steht der Winkel (£ für den Teilungswinkel von Ankernut 118 aur benachbarten Ankernut 118 bsw. vom einem Ankerzahn 120 sum benachbarten Ankerzahn 120. Nie figur 2 zeigt, befinden sich in dar dargestellten Betriebsstellung die ablaufende Xante 113 des Magnetsegments 112 Über einer Ankernut 118, während sich die ablaufende Kante 117 des anderen Magnetsegments 114 über einem Ankersahn 120 befindet. Die sich daraus ergebenden Schwingungen des Klebemoments sind im nebenstehenden Diagramm angegeben. Es zeigt sich, daß bei der erZindungsgemäßen Anordnung Klebemomente gegenphasig schwingen, ao daß sich eine resultierende Schwingung ergibt, deren Amplitude um ca. 75 \ niedriger liegt als dies bei den bekannten Maschinen der Fall ist.also serve to accommodate armature angles not shown. Twelve armature teeth 120 remain between the adjacent armature grooves 118. In the embodiment according to Figure 2, the armature also rotates clockwise, i.e. in the direction of arrow 122. However, in contrast to the arrangement according to Figure 1, in the arrangement according to the invention according to Figure 2, measured in the circumferential direction of the valve closure tube 110, one distance 124 between the two magnet segments 112, 114 is greater than the other distance 126. This is achieved by the magnet segment 112 being offset in the direction of rotation 122 by the angle ^ %. The angle (ε) represents the pitch angle of the armature groove 118 to the adjacent armature groove 118 or of one armature tooth 120 to the adjacent armature tooth 120. As shown in Figure 2, in the operating position shown, the trailing edge 113 of the magnet segment 112 is above an armature groove 118, while the trailing edge 117 of the other magnet segment 114 is above an armature tooth 120. The resulting oscillations of the adhesive torque are shown in the diagram opposite. It can be seen that in the arrangement according to the invention, adhesive torques oscillate in antiphase, so that a resulting oscillation occurs whose amplitude is approximately 75 \ lower than is the case with the known machines.

Bs versteht sich von selbst, daß diese erfindungsgemäße Anordnung der Magnete sinngemäß auch bei dem Anker eines sogenannten EC-Motors anwendbar ist, wenn dort dem Problem der Polfühligkeit begegnet werden soll.It goes without saying that this arrangement of the magnets according to the invention can also be used in the armature of a so-called EC motor if the problem of pole sensitivity is to be addressed there.

Claims

ROBBBT BOSCH OMBH, 7000 Stuttgart 10 claims

1. DC machine, in particular an electric motor with an even-numbered slotted armature which rotates in a return pipe provided with two permanent magnets, the magnets being designed in segmental form and arranged one behind the other on the inner wall of the return pipe at a distance from one another as seen in the direction of rotation of the armature, characterized in that measured in the circumferential direction of the return pipe (110), one distance (124) between the two magnet segments (112 or 114) is greater than the other distance (126).

2. DC machine according to claim 1, characterized in that the rear edge (113) seen in the direction of rotation (122) of the armature (116) is located above an armature groove (118) when the rear edge (117) of the other magnet (114) is located above an armature tooth (120) present between two adjacent armature grooves (118).