EP0226626A1 - Electric pump - Google Patents

Electric pump

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Publication number
EP0226626A1
EP0226626A1 EP19860904085 EP86904085A EP0226626A1 EP 0226626 A1 EP0226626 A1 EP 0226626A1 EP 19860904085 EP19860904085 EP 19860904085 EP 86904085 A EP86904085 A EP 86904085A EP 0226626 A1 EP0226626 A1 EP 0226626A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
amplifier
magnet
windings
opposite
pump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19860904085
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Heinz Turbanisch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0226626A1 publication Critical patent/EP0226626A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/18Rotors
    • F04D29/22Rotors specially for centrifugal pumps
    • F04D29/2261Rotors specially for centrifugal pumps with special measures
    • F04D29/2283Rotors specially for centrifugal pumps with special measures for reverse pumping action

Definitions

  • the invention relates to an electric pump, which is particularly suitable for aquariums.
  • Newer pumps have a permanent magnet, which is also driven with 220 V alternating voltage. This results in a certain smoothness, but the use of 220 V AC voltage in and around the aquarium is problematic.
  • DC motors are for continuous operation as a result of Short life of the collector and the collector brushes not suitable.
  • the invention has for its object to propose a pump that can be operated with a low voltage and has a long service life in continuous operation.
  • the invention proposes a pump which is equipped with an electric motor, a gyro driven by the electric motor and with a water inlet and a water outlet which are connected to the gyroscope and which is characterized in that the electric motor has a diametrically polarized magnet and the magnet Has opposite windings arranged at the same angle, that each winding is connected via an assigned amplifier to a low-voltage source that supplies a direct current, and that each amplifier input is connected to the amplifier output of the subsequent amplifier via a first phase shifter and to the amplifier output of the previous amplifier via a second phase shifter is.
  • the pump according to the invention can be operated with a low voltage, for example with 12 V DC voltage, and is suitable for continuous operation with a high level of smoothness.
  • the power consumption can be kept low due to an efficiency of 80% for 12 V devices.
  • the speed can be set via a voltage control. This allows the pump to be adapted to any pool size.
  • Fig. 1 the. Structure of a first embodiment of the pump according to the invention in longitudinal section; 2 shows a cross section along line II-II in Fig. 1.
  • Figure 3 shows the structure of a second embodiment of the pump according to the invention in longitudinal section.
  • Fig. 4 the control circuit according to the invention in
  • FIG. 5 shows the control circuit according to FIG. 6 in detail
  • Fig. 6 shows a variant of the arrangement of the water outlet
  • Fig. 7 shows a further variant of the arrangement of the
  • the main housing 1 is cup-shaped and double-walled.
  • a diametrically polarized, cylindrical magnet 4 is accommodated, which is attached on the one hand by means of a first bearing 2 attached to the housing base and on the other hand by means of a second bearing 8 which is attached to a gyro housing 12 covering the cavity of the cup-shaped main housing , rotatably attached.
  • a gap is provided which allows water to flow through for cooling purposes.
  • the long side of the magnet 4 opposite windings 3 are provided, which are received in the double-walled housing 1 completed.
  • the windings 3 arranged around the cylindrical magnet have essentially the same angular distance from one another, their flat iron cores extending over the entire length of the cylindrical magnet. In the present embodiment, three windings with an angle of 120 ° are provided (see FIG. 2). However, 6 or 12 windings can also be accommodated in the main housing 1 to increase the torque.
  • the entire windings 3 are preferably surrounded by an annular core sheet 5, which significantly improves the magnetic flux under loads.
  • the windings 3 are cast in resin 10.
  • the gyroscope housing 12 includes a gyroscope 6, which is attached to the shaft 13 of the cylindrical magnet 4 and thus rotates with the magnet 4.
  • a water intake socket 9 and a water outlet socket 7 are also formed on the gyro housing 12.
  • this control circuit can also be integrated in the main housing 1 above the windings 3 and cast in resin 10.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the pump according to the invention.
  • This embodiment differs essentially from the previous one in that the magnet 4 'is disc-shaped and that one of the end faces of the magnet 4' is opposite the windings 3.
  • the housing part which has the windings 3 is encapsulated in plastic in a watertight manner.
  • the collectorless DC motor has in the stator, for example, the three windings 3 mentioned above (hereinafter referred to as W 1 , W 2 , W 3 ), which are distributed around the circumference of the pump in a manner corresponding to a three-phase winding, each offset by 120 ° and operated in a star connection become.
  • the rotor consists of the cylindrical permanent magnet 4 or 4 ', which is magnetized diametrically with two poles and whose magnetic flux passes through the windings in the radial direction.
  • Each winding W 1 , W 2 , W 3 is connected to the direct current source via an associated amplifier V 1 , V 2 , V 3 .
  • Each amplifier input is connected to the amplifier output via a first phase shifter ⁇ 32, ⁇ 2 1, ⁇ 13 subsequent stage and connected via a second phase shifter ⁇ 12, ⁇ 23, ⁇ 31 to the amplifier output of the previous stage.
  • the circuit thus represents a three-stage Mul ti vibrator, the frequency of which is determined by the phase shifter.
  • Design of the circuit ensures that only one stage is switched on and the rotating field generated in the motor always rotates in the predetermined direction.
  • the rotor When the current is switched on, some amplifier stage first switches on the associated winding. At this time, the rotor has an arbitrary angular position and is aligned by the switched-on winding in the shortest way, with or against the intended direction of rotation. In the following tilting operations, the armature is pulled synchronously in the predetermined direction with the rotating field, as is the case, for example, with a stepper motor.
  • the rotor induces one in the winding corresponding to the angular position by the rotational steps or angular momentum
  • phase shifters are dimensioned such that the following stage is switched on first and the previous stage is blocked by the following stage via the respective phase shifter. This process is repeated 3 times per full armature revolution, so that the armature is exposed to a constant torque and starts up in a known manner.
  • FIG. 5 shows the detailed of Figure 4
  • the first phase shifter group is through the RC elements R 7 , C 4 ; R 8 , C 5 ; R 9 , C 6 shown, the second phase shifter group by the RC elements R 4 , C 4 ; R 5 , C 5 . , C 6 ; etc.
  • a relay 50 is also provided, which is used to switch the direction of rotation of the motor.
  • the changeover is only achieved by swapping W 1 and W 2 , for example; ie two of the three windings are separated and interchanged.
  • the motor then stops briefly depending on the load and, as described in connection with Fig. 4, begins to rotate in the opposite direction by rotating the phase by 360 °.
  • the pump 2 has water outlet connections 7 lying on the same axis, which discharge the water in opposite directions.
  • This configuration of the water outlet connection and the possibility of switching the direction of rotation of the gyro can cause a sea surf or
  • Flow change effect can be achieved, which is indispensable especially in low sea water animals. It is also possible that the first water outlet connection is used as a flow and the second is operated as a skimmer. At the same time, the water intake socket is equipped with a filter and takes over the water cleaning.
  • FIG. 7 shows an embodiment similar to FIG. 6, in which the water outlet connections are arranged at right angles to one another. When the direction of rotation of the gyro changes, the water flow is directed accordingly in a fixed direction.

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Abstract

Une pompe, notamment pour aquariums, est pourvue d'un moteur électrique, d'un gyrostat mû par le moteur électrique, d'une tubulure d'admission d'eau et d'une tubulure d'évacuation d'eau connectées au gyrostat. Le moteur électrique présente un aimant (4) diamétralement polarisé et des enroulements (W1, W2, W3) opposés à l'aimant, agencés à la même distance angulaire. Chaque enroulement est connecté via un amplificateur (V/61, V2, V3) correspondant à une source de basse tension de courant continu. L'entrée de chaque amplificateur est connectée via un premier déphaseur (O/32, O/21, O/13) à la sortie de l'amplificateur suivant et via un deuxième déphaseur (O/12, O/23, O/31) à la sortie de l'amplificateur précédent. Cette pompe peut être actionnée par une tension continue de 12 V et présente une grande longévité.A pump, in particular for aquariums, is provided with an electric motor, a gyrostat driven by the electric motor, a water intake manifold and a water evacuation manifold connected to the gyrostat. The electric motor has a diametrically polarized magnet (4) and windings (W1, W2, W3) opposite the magnet, arranged at the same angular distance. Each winding is connected via an amplifier (V / 61, V2, V3) corresponding to a low voltage source of direct current. The input of each amplifier is connected via a first phase shifter (O / 32, O / 21, O / 13) to the output of the next amplifier and via a second phase shifter (O / 12, O / 23, O / 31 ) at the output of the previous amplifier. This pump can be operated by a direct voltage of 12 V and has a long service life.

Description

ELEKTRISCHE PUMPE ELECTRIC PUMP
Technisches GebietTechnical field
Die Erfindung betrifft eine elektrische Pumpe, die sich insbesondere für Aquarien eignet.The invention relates to an electric pump, which is particularly suitable for aquariums.
Stand der TechnikState of the art
Aquarienpumpen gibt es in den verschiedensten Ausführungen mit 220 V Wechsel Spannung, ausgelegt als Tauch-, bzw. Überwasserpumpen. Diese Modelle sind zum größten Teil mit einem Spaltmotor ausgerüstet. Der Nachteil zeigt sich in lauten Lüftergeräuschen, da diese Art Antrieb stets luftgekühlt werden muß. Der Wirkungsgrad eines solchen Motors liegt bei ca. 30%.Aquarium pumps are available in various designs with 220 V alternating voltage, designed as submersible or surface water pumps. Most of these models are equipped with a split motor. The disadvantage is evident in loud fan noises, since this type of drive must always be air-cooled. The efficiency of such a motor is around 30%.
Neuere Pumpen haben einen Permanentmagneten, der ebenfalls mit 220 V Wechsel Spannung angetrieben wird. Hierdurch ergibt sich eine gewisse Laufruhe, jedoch ist der Einsatz von 220 V Wechsel Spannung im und am Aquariumbecken problematisch.Newer pumps have a permanent magnet, which is also driven with 220 V alternating voltage. This results in a certain smoothness, but the use of 220 V AC voltage in and around the aquarium is problematic.
Gleichstrommotoren sind für den Dauerbetrieb infolge der Kurzlebigkeit des Kollektors und der Kollektorbürsten nicht geeignet.DC motors are for continuous operation as a result of Short life of the collector and the collector brushes not suitable.
Außerdem kann sich z.B. beim Spaltmotor aufgrund der erforderlichen Schmierung des Lagers und des Lüfterflügels auf der Wasseroberfläche ein Ölfilm ausbilden, der den Sauerstoffaustausch behindert.In addition, e.g. In the case of the split motor, due to the required lubrication of the bearing and the fan blade, form an oil film on the water surface, which hinders the oxygen exchange.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe vorzuschlagen, die mit einer Niederspannung betrieben werden kann und eine hohe Lebensdauer bei Dauerbetrieb aufweist.The invention has for its object to propose a pump that can be operated with a low voltage and has a long service life in continuous operation.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Die Erfindung schlägt eine Pumpe vor, die mit einem Elektromotor, einem vom Elektromotor angetriebenen Kreisel sowie mit einem Wassereinlaßstutzen und einem Wasserauslaßstutzen, die mit dem Kreisel in Verbindung stehen, ausgestattet ist und die dadurch gekennzeichnet ist daß der Elektromotor einen diametrisch gepolten Magneten sowie dem Magneten gegenüberliegend im gleichen Winkel abstand angeordnete Wicklungen aufweist, daß jede Wicklung über einen zugeordneten Verstärker an eine einen Gleichstrom abgebende Niederspannungsquelle angeschlossen ist und daß jeder Verstärkereingang über einen ersten Phasenschieber mit dem Verstärkerausgang des nachfolgenden Verstärkers und über einen zweiten Phasenschieber mit dem Verstärkerausgang des vorhergehenden Verstärkers verbunden ist.The invention proposes a pump which is equipped with an electric motor, a gyro driven by the electric motor and with a water inlet and a water outlet which are connected to the gyroscope and which is characterized in that the electric motor has a diametrically polarized magnet and the magnet Has opposite windings arranged at the same angle, that each winding is connected via an assigned amplifier to a low-voltage source that supplies a direct current, and that each amplifier input is connected to the amplifier output of the subsequent amplifier via a first phase shifter and to the amplifier output of the previous amplifier via a second phase shifter is.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.Advantageous embodiments of the invention are the subject of dependent claims.
Die erfindungsgemäße Pumpe kann mit einer Niederspannung, z.B. mit 12 V Gleichspannung, betrieben werden und eignet sich für den Dauerbetrieb bei hoher Laufruhe.The pump according to the invention can be operated with a low voltage, for example with 12 V DC voltage, and is suitable for continuous operation with a high level of smoothness.
Da beim Stromausfall über das Netzgerät ein Akku gepuffert werden kann, der automatisch die Stromversorgung für einige Stunden übernimmt, wird der Fischbestand in Salz- und Süßwasser mit Sicherheit überleben. Ein Stromausfall und die damit verbundene fehlende Wasserumwälzung führt nach neuesten Erkenntnissen innerhalb einer Stunde zum Absterben des Fischbesatzes. Dies gilt im besonderen Maße, wenn Seewasser auf 30°C aufgeheizt wurde, und die Sauerstoffzufuhr über die Oberfläche vermindert oder unterbunden wird.As a battery can be buffered in the event of a power failure and automatically takes over the power supply for a few hours, the fish population in salt and fresh water will surely survive. According to the latest findings, a power failure and the associated lack of water circulation lead to the death of the fish population within an hour. This is particularly true when sea water has been heated to 30 ° C and the supply of oxygen via the surface is reduced or prevented.
Die Verwendung der erfindungsgemäßen Pumpe im oder am Wasser ist unproblematisch, da 12 V Gleichspannung in Verbindung mit einem kurzschlußfesten Netzteil absolut ungefährlich ist.The use of the pump according to the invention in or on the water is unproblematic, since 12 V direct voltage in connection with a short-circuit proof power supply is absolutely harmless.
Ferner kann der Stromverbrauch infolge eines Wirkungsgrades von 80% bei 12 V-Geräten niedrig gehalten werden.Furthermore, the power consumption can be kept low due to an efficiency of 80% for 12 V devices.
Da es keine beweglichen Teile mehr gibt, alle Teile aus Kunststoff bestehen und selbst die Wicklungen in Harz eingegossen sind, ist eine Korrosion ganz ausgeschlossen. Über eine Spannungssteuerung kann die Drehzahl eingestellt werden. Dadurch kann die Pumpe an jede Beckengröße angepaßt werden.Since there are no moving parts, all parts are made of plastic and even the windings are cast in resin, corrosion is completely impossible. The speed can be set via a voltage control. This allows the pump to be adapted to any pool size.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 den. Aufbau eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Pumpe im Längsschnitt; Fig. 2 einen Querschnitt gemäß Linie II-II in Fig. 1; Fig. 3 den Aufbau eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Pumpe im Längsschnitt; Fig. 4 die erfindungsgemäße Ansteuerschaltung imFig. 1 the. Structure of a first embodiment of the pump according to the invention in longitudinal section; 2 shows a cross section along line II-II in Fig. 1. Figure 3 shows the structure of a second embodiment of the pump according to the invention in longitudinal section. Fig. 4, the control circuit according to the invention in
Blockschaltbild; Fig. 5 die Ansteuerschaltung gemäß Fig. 6 im Detail; Fig. 6 eine Variante der Anordnung des Wasserauslasses und Fig. 7 eine weitere Variante der Anordnung desBlock diagram; FIG. 5 shows the control circuit according to FIG. 6 in detail; Fig. 6 shows a variant of the arrangement of the water outlet and Fig. 7 shows a further variant of the arrangement of the
Was.serausl asses.Was.serausl asses.
Bester Weg zur Ausführung der ErfindungBest way to carry out the invention
In Fig.1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Pumpe dargestellt. Das Hauptgehäuse 1 ist becherförmig und doppelwandig ausgeführt. In dem Hohlraum des becherförmigen Gehäuses 1 ist ein diametrisch gepolter, zylinderförmiger Magnet 4 aufgenommen, der einerseits mit Hilfe eines am Gehäuseboden befestigten ersten Lagers 2 und andererseits mit Hilfe eines zweiten Lagers 8, das an einem den Hohlraum des becherförmigen Hauptgehäuses abdeckenden Kreiselgehäuses 12 angebracht ist, drehbar befestigt. Zwischen dem zylindrischen Magneten 4 und dem Hohlraum sowie zwischen dem Hauptgehäuse und dem Krei sei gehäuse 12 ist ein Spalt vorgesehen, der einen Wasserdurchfluß zu Kühlungszwecken ermöglicht. Der Längsseite des Magneten 4 gegenüberliegend sind Wicklungen 3 vorgesehen, die in dem doppel wandigen Gehäuse 1 abgeschlossen aufgenommen sind. Die um den zylindrischen Magneten herum angeordneten Wicklungen 3 weisen im wesentlichen einen gleichen Winkelabstand zueinander auf, wobei deren flache Eisenkerne über die gesamte Länge des zylindrischen Magneten reichen. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind drei Wicklungen mit einem Wi nkel abstand von 120° vorgesehen (vgl. Fig.2). Zur Erhöhung des Drehmoments können jedoch auch 6 oder 12 Wicklungen in dem Hauptgehäuse 1 untergebracht werden. Die gesamten Wicklungen 3 werden vorzugsweise von einem Ringkernblech 5 umgeben, welches den Magnetfluß bei Belastungen wesentlich verbessert.1 shows a first embodiment of the pump according to the invention. The main housing 1 is cup-shaped and double-walled. In the cavity of the cup-shaped housing 1, a diametrically polarized, cylindrical magnet 4 is accommodated, which is attached on the one hand by means of a first bearing 2 attached to the housing base and on the other hand by means of a second bearing 8 which is attached to a gyro housing 12 covering the cavity of the cup-shaped main housing , rotatably attached. Between the cylindrical magnet 4 and the cavity and between the main housing and the Krei be housing 12, a gap is provided which allows water to flow through for cooling purposes. The long side of the magnet 4 opposite windings 3 are provided, which are received in the double-walled housing 1 completed. The windings 3 arranged around the cylindrical magnet have essentially the same angular distance from one another, their flat iron cores extending over the entire length of the cylindrical magnet. In the present embodiment, three windings with an angle of 120 ° are provided (see FIG. 2). However, 6 or 12 windings can also be accommodated in the main housing 1 to increase the torque. The entire windings 3 are preferably surrounded by an annular core sheet 5, which significantly improves the magnetic flux under loads.
Die Wicklungen 3 sind in Harz 10 eingegossen. Das Kreiselgehäuse 12 schließt einen Kreisel 6 ein, der auf der Welle 13 des zylinderförmigen Magneten 4 befestigt ist, und sich somit mit dem Magneten 4 dreht. An dem Kreiselgehäuse 12 sind ferner ein Wassereinzugsstutzen 9 sowie ein Wasserauslaßstutzen 7 ausgebildet.The windings 3 are cast in resin 10. The gyroscope housing 12 includes a gyroscope 6, which is attached to the shaft 13 of the cylindrical magnet 4 and thus rotates with the magnet 4. A water intake socket 9 and a water outlet socket 7 are also formed on the gyro housing 12.
An der äußeren Bodenwand la des Hauptgehäuses 1 befindet sich eine Durchführung 15 für ein Kabel 14, das der Verbindung der Wicklungen 3 mit der später beschriebenen Ansteuerschaltung dient. Diese Ansteuerschaltung kann jedoch auch in das Hauptgehäuse 1 oberhalb der Wicklungen 3 integriert und in Harz 10 eingegossen werden.On the outer bottom wall la of the main housing 1 there is a bushing 15 for a cable 14, which is used to connect the windings 3 to the control circuit described later. However, this control circuit can also be integrated in the main housing 1 above the windings 3 and cast in resin 10.
In Fig.3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Pumpe dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich im wesentlichen vom vorhergehenden dadurch, daß der Magnet 4' scheibenförmig ausgebildet ist und daß eine der Stirnseiten des Magneten 4' den Wicklungen 3 gegenüberliegt. Der die Wicklungen 3 aufweisende Gehäuseteil ist wasserdicht in Kunststoff vergossen.3 shows a further embodiment of the pump according to the invention. This embodiment differs essentially from the previous one in that the magnet 4 'is disc-shaped and that one of the end faces of the magnet 4' is opposite the windings 3. The housing part which has the windings 3 is encapsulated in plastic in a watertight manner.
Fig.4 zeigt den schemattschen Aufbau des Pumpenmotors mit zugehöriger Ansteuerschaltung. Der kollektorlose Gleichstrommotor weist dabei im Stator z.B. die vorstehend erwähnten drei Wicklungen 3 auf (nachstehend als W1, W2, W3 bezeichnet), die einer Drehstromwicklung entsprechend um jeweils 120° gegeneinander versetzt über den Umfang der Pumpe verteilt sind und in Sternschaltung betrieben werden.4 shows the schematic structure of the pump motor with the associated control circuit. The collectorless DC motor has in the stator, for example, the three windings 3 mentioned above (hereinafter referred to as W 1 , W 2 , W 3 ), which are distributed around the circumference of the pump in a manner corresponding to a three-phase winding, each offset by 120 ° and operated in a star connection become.
Der Rotor besteht aus dem zylindrischen Dauermagneten 4 bzw 4', der zweipolig diametral magnetisiert ist und dessen magnetischer Fluß die Wicklungen in radialer Richtung durchsetzt. Jede Wicklung W1, W2, W3 wird über einen zugeordneten Verstärker V1 , V2, V3 an die Gleichstromquelle geschaltet. Jeder Verstärkereingang ist über einen ersten Phasenschieber Φ32 , Φ 2 1 , Φ13 mit dem Verstärkerausgang der nachfolgenden Stufe und über einen zweiten Phasenschieber Φ12, Φ23, Φ31 mit dem Verstärkerausgang der vorhergehenden Stufe verbunden. Die Schaltung stellt also einen dreistufigen Mul ti vibrator dar, dessen Kippfrequenz durch den Phasenschieber bestimmt wird. Durch entsprechendeThe rotor consists of the cylindrical permanent magnet 4 or 4 ', which is magnetized diametrically with two poles and whose magnetic flux passes through the windings in the radial direction. Each winding W 1 , W 2 , W 3 is connected to the direct current source via an associated amplifier V 1 , V 2 , V 3 . Each amplifier input is connected to the amplifier output via a first phase shifter Φ 32, Φ 2 1, Φ 13 subsequent stage and connected via a second phase shifter Φ 12, Φ 23, Φ 31 to the amplifier output of the previous stage. The circuit thus represents a three-stage Mul ti vibrator, the frequency of which is determined by the phase shifter. By appropriate
Auslegung der Schaltung wird erreicht, daß jeweils nur eine Stufe eingeschaltet wird und das im Motor erzeugte Drehfeld immer in der vorbestimmten Richtung rotiert.Design of the circuit ensures that only one stage is switched on and the rotating field generated in the motor always rotates in the predetermined direction.
Beim Einschalten des Stromes schaltet zunächst irgendeine Verstärkerstufe die zugehörige Wicklung ein. Der Rotor hat zu diesem Zeitpunkt eine beliebige Winkelstellung und wird von der eingeschalteten Wicklung auf den kürzesten Weg, mit oder gegen die vorgesehene Drehrichtung, ausgerichtet. Bei den folgenden Kippvorgängen wird der Anker synchron in der vorbestimmten Richtung mit dem Drehfeld mitgezogen, wie dies beispielsweise bei einem Schrittmotor der Fall ist.When the current is switched on, some amplifier stage first switches on the associated winding. At this time, the rotor has an arbitrary angular position and is aligned by the switched-on winding in the shortest way, with or against the intended direction of rotation. In the following tilting operations, the armature is pulled synchronously in the predetermined direction with the rotating field, as is the case, for example, with a stepper motor.
Durch die Drehschritte oder Drehimpulse induziert der Rotor in dem der Winkelstellung entsprechenden Wicklung einenThe rotor induces one in the winding corresponding to the angular position by the rotational steps or angular momentum
Spannungsimpuls, der sowohl der vorhergehenden als auch der folgenden Verstärkerstufe zugeführt wird. Die Phasenschieber sind dabei so bemessen, daß die folgende Stufe zuerst eingeschaltet wird und die vorhergehende Stufe von der folgenden Stufe über den jeweiligen Phasenschieber gesperrt wird. Dieser Vorgang wiederholt sich pro volle Ankerumdrehung 3 mal, so daß der Anker einem dauernden Drehmoment ausgesetzt ist und in bekannter Weise hochläuft.Voltage pulse that is supplied to both the preceding and the following amplifier stage. The phase shifters are dimensioned such that the following stage is switched on first and the previous stage is blocked by the following stage via the respective phase shifter. This process is repeated 3 times per full armature revolution, so that the armature is exposed to a constant torque and starts up in a known manner.
Fig.5 zeigt das der Fig.4 zugehörige detaillierteFigure 5 shows the detailed of Figure 4
Schaltbild. Die Leistungstransistoren T4, T5, T6 bilden zusammen mit ihren Vortransistoren T1, T2, bzw. T3 die den Wicklungen W1, W2, W3 zugeordneten Verstärker. Die erste Phasenschiebergruppe ist durch die RC-Glieder R7, C4; R8, C5; R9, C6 dargestellt, die zweite Phasenschiebergruppe durch die RC-Glieder R4, C4; R5, C 5. , C6; usw. In Fig. 5 ist ferner ein Relais 50 vorgesehen, das der Umschaltung der Drehrichtung des Motors dient. Die Umschaltung wird lediglich durch das Vertauschen von z.B. W1 und W2 erreicht; d.h. es werden zwei der drei Wicklungen abgetrennt und vertauscht. Der Motor bleibt dann kurzzeitig je nach Belastung stehen und beginnt, wie im Zusammenhang mit Fig.4 beschrieben, durch die Phasendrehung von 360° in entgegengesetzter Richtung zu drehen.Wiring diagram. The power transistors T 4 , T 5 , T 6 together with their pre-transistors T 1 , T 2 and T 3 form the amplifiers assigned to the windings W 1 , W 2 , W 3 . The first phase shifter group is through the RC elements R 7 , C 4 ; R 8 , C 5 ; R 9 , C 6 shown, the second phase shifter group by the RC elements R 4 , C 4 ; R 5 , C 5 . , C 6 ; etc. In Fig. 5, a relay 50 is also provided, which is used to switch the direction of rotation of the motor. The changeover is only achieved by swapping W 1 and W 2 , for example; ie two of the three windings are separated and interchanged. The motor then stops briefly depending on the load and, as described in connection with Fig. 4, begins to rotate in the opposite direction by rotating the phase by 360 °.
In der Fig.6 weist die Pumpe 2 auf gleicher Achse liegende Wasserauslaßstutzen 7 auf, die in entgegengesetzten Richtungen das Wasser abgeben. Durch diese Ausgestaltung der Wasserauslaßstutzen und die Möglichkeit die Drehrichtung des Kreisels umzuschalten kann ein Meeresbrandungs- bzw.In FIG. 6, the pump 2 has water outlet connections 7 lying on the same axis, which discharge the water in opposite directions. This configuration of the water outlet connection and the possibility of switching the direction of rotation of the gyro can cause a sea surf or
Strömungsänderungseffekt erzielt werden, der insbesondere bei niedrigen Meereswassertieren unerläßlich ist. Weiterhin ist es möglich, daß der erste Wasserauslaßstutzen als Strömung eingesetzt und der zweite als Abschäumer betrieben wird. Gleichzeitig wird der Wassereinzugsstutzen mit einem Filter bestückt und übernimmt die Wasserreinigung.Flow change effect can be achieved, which is indispensable especially in low sea water animals. It is also possible that the first water outlet connection is used as a flow and the second is operated as a skimmer. At the same time, the water intake socket is equipped with a filter and takes over the water cleaning.
Fig.7 zeigt ein der Fig.6 ähnliches Ausführungsbeispiel, bei dem die Wasserauslaßstutzen rechtwinklig zueinander angeordnet sind. Hier wird bei Drehrichtungsänderung des Kreisels die Wasserströmung entsprechend in fixierter Richtung geleitet. 7 shows an embodiment similar to FIG. 6, in which the water outlet connections are arranged at right angles to one another. When the direction of rotation of the gyro changes, the water flow is directed accordingly in a fixed direction.

Claims

Patentansprüche Claims
1. Pumpe, insbesondere für Aquarien, mit einem Elektromotor, einem vom Elektromotor angetriebenen Kreisel sowie einem Wassereinlaßstutzen und einem Wasserauslaßstutzen, die mit dem Kreisel in Verbindung stehen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , - daß der Elektromotor einen diametrisch gepolten1.Pump, in particular for aquariums, with an electric motor, a gyro driven by the electric motor as well as a water inlet connection and a water outlet connection, which are connected to the gyro, so that the electric motor has a diametrically polarized polarity
Magneten (4, 4') sowie dem Magneten gegenüberliegend im gleichen Wi nkel abstand angeordnete Wicklungen (W1, W2,Magnets (4, 4 ') and windings arranged opposite to the magnet at the same angular distance (W 1 , W 2 ,
W3) aufwei.st,W 3 )
- daß jede Wicklung (W1, W2, W3) über einen zugeordneten Verstärker (V1, V2, V3) an eine einen Gleichstrom abgebende Niederspannungsquelle angeschlossen ist und- That each winding (W 1 , W 2 , W 3 ) is connected via an assigned amplifier (V 1 , V 2 , V 3 ) to a low-voltage source that emits a direct current and
- daß jeder Verstärkereingang über einen ersten Phasenschieber (Φ32, Φ21, Φ13 ) mi t dem Verstärkerausgang des nachfolgenden Verstärkers und über einen zweiten Phasenschieber (Φ12, Φ23 , Φ31) mit dem Verstärkerausgang des vorhergehenden Verstärkers verbunden ist.- That each amplifier input is connected via a first phase shifter (Φ 32 , Φ 21 , Φ 13 ) with the amplifier output of the subsequent amplifier and via a second phase shifter (Φ 12 , Φ 23 , Φ 31 ) to the amplifier output of the previous amplifier.
2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (4) zylindrisch ausgebildet ist und daß die Wicklungen (W1, W2, W3) der Längsseite des Magneten gegenüberliegen.2. Pump according to claim 1, characterized in that the magnet (4) is cylindrical and that the windings (W 1 , W 2 , W 3 ) are opposite to the long side of the magnet.
3. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (4') scheibenförmig ausgebildet ist und daß die Wicklungen (W1, W2, W3 ) der Stirnseite des Magneten (4') gegenüberliegen.3. Pump according to claim 1, characterized in that the magnet (4 ') is disc-shaped and that the windings (W 1 , W 2 , W 3 ) of the end face of Magnets (4 ') are opposite.
4. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Drehrichtungsumkehr des Motors ein Relais (50) zum Vertauschen der Anschlüsse der Wicklungen (W1, W2,) vorgesehen ist.4. Pump according to one of claims 1 to 3, characterized in that a relay (50) for interchanging the connections of the windings (W 1 , W 2 ,) is provided for reversing the direction of rotation of the motor.
5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Wasserauslaßstutzen 7 vorgesehen sind, die das Wasser in bestimmte Richtungen abgeben.5. Pump according to one of claims 1 to 4, characterized in that two water outlet connections 7 are provided which emit the water in certain directions.
6. Pumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserauslaßstutzen (7) auf gleicher Achse liegen.6. Pump according to claim 5, characterized in that the water outlet connection (7) lie on the same axis.
7. Pumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserauslaßstutzen (7) einen rechten Winkel biIden.7. Pump according to claim 5, characterized in that the water outlet connection (7) form a right angle.
8. Elektrischer Pumpenantrieb, gekennzeichnet durch einen Elektromotor, der einen diametrisch gepolten Magneten (4, 4') sowie dem Magneten gegenüberliegend im gleichen Winkel abstand angeordnete Wicklungen (W1, W2, W3) aufweist, wobei jede Wicklung über einen zugeordneten Verstärker (V1, V2, V3) an eine einen Gleichstrom abgebende Niederspannungsquelle angeschlossen ist und daß jeder Verstärkereingang über einen ersten Phasenschieber8. Electric pump drive, characterized by an electric motor which has a diametrically polarized magnet (4, 4 ') and the magnet opposite opposite at the same angle spaced windings (W 1 , W 2 , W 3 ), each winding via an associated amplifier (V 1 , V 2 , V 3 ) is connected to a low-voltage source supplying a direct current and that each amplifier input is connected via a first phase shifter
32, Φ21, Φ13) mit dem Verstärkerausgang des nachfolgenden Verstärkers und über einen zweiten32 , Φ 21 , Φ 13 ) with the amplifier output of the following amplifier and via a second one
Phasenschieber (Φ 12, Φ23, Φ31) mit dem Verstärkerausgang des vorhergehenden Verstärkers verbunden ist.Phase shifter (Φ 12 , Φ 23 , Φ 31 ) is connected to the amplifier output of the previous amplifier.
9. Elektrischer Pumpenantrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (4) zylindrisch ausgebildet ist und daß die Wicklungen (W1, W2, W3) der Längsseite des Magneten gegenüberliegen.9. Electric pump drive according to claim 8, characterized in that the magnet (4) is cylindrical and that the windings (W 1 , W 2 , W 3 ) of Opposite the long side of the magnet.
10. Elektri scher Pumpenantrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (4') scheibenförmig ausgebildet ist und daß die Wicklungen (W1, W 2, W3) der Stirnseite des Magneten (4') gegenüberliegen.10. Electric shear pump drive according to claim 8, characterized in that the magnet (4 ') is disc-shaped and that the windings (W 1 , W 2 , W 3 ) of the end face of the magnet (4') are opposite.
11. Elektrischer Pumpenantrieb nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Drehrichtungsumkehr des Motors ein Relais (50) zum Vertauschen der Anschlüsse der Wicklungen (W1, W2, W3) vorgesehen ist. 11. Electric pump drive according to one of claims 8 to 10, characterized in that a relay (50) for interchanging the connections of the windings (W 1 , W 2 , W 3 ) is provided for reversing the direction of rotation of the motor.
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