EP0265425A1 - Commutator machine - Google Patents

Commutator machine

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Publication number
EP0265425A1
EP0265425A1 EP86901805A EP86901805A EP0265425A1 EP 0265425 A1 EP0265425 A1 EP 0265425A1 EP 86901805 A EP86901805 A EP 86901805A EP 86901805 A EP86901805 A EP 86901805A EP 0265425 A1 EP0265425 A1 EP 0265425A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
thickness
magnet
armature
field strength
ferrite
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP86901805A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Adolf Mohr
Bernd Wieland
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP0265425A1 publication Critical patent/EP0265425A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K23/00—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors
    • H02K23/02—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by arrangement for exciting
    • H02K23/04—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by arrangement for exciting having permanent magnet excitation

Definitions

  • the invention is based on a collector machine according to the preamble of the main claim.
  • a collector machine in particular such a small DC motor, is known from DE-OS 28 45 264 or from DE-PS 31 19 782.
  • the variation of the different machine dimensions was limited, in particular by the demagnetization resistance of the ferrite material used, the tendency was to increase the armature diameter as a percentage with increasing motor size and to reduce the optimum magnet heights as a percentage.
  • Known calculation methods for such permanently magnetically excited collector machines only allowed optimization of the manufacturing costs on the one hand and the power to weight ratio on the other hand to a limited extent.
  • the main claim has the advantage that using a ferrite magnetic material that can be varied within further limits with regard to remanence and coercive field strength, a machine design has been found that allows a particularly advantageous coordination of the armature transverse field and excitation field and at a favorable price Volume utilization of the machine leads.
  • the thickness of the magnets used is expediently chosen to be constant over the length or the circle segment.
  • FIG. 1 shows a cross section through a collector machine according to the invention
  • FIG. 2 shows a Br / J H C diagram of the permanent magnet used.
  • FIG. 1 shows a cross section through a small DC motor with a yoke part 10, which together with permanent magnets 11 fixed therein forms the stator 12 of the collector machine.
  • An armature 15 is seated rotatably within the stator 12, leaving an air gap 14 free, and an armature winding 17 is inserted in the slots 16 thereof.
  • the armature 15 is rotatably supported on a shaft 18.
  • FIG. 2 shows in the form of a diagram the dependence between remanence (Br) and coercive field strength J H C for different ferrite materials.
  • a lower line 22 denotes the level of development in 1982, a middle line the level of development of single-component ferrite magnets in 1985 and an upper line the currently achievable limit for multi-component ferrite magnets.
  • Another limit line 25 shows the theoretically achievable limit with a remanence B r of 465 mT.
  • FIG. 3 shows the dependency of the B and J H C values of permanent magnets on additions of Al 2 O 3 of different sizes. Because of the scattering of the magnetic values, the hatched areas, the decrease in the B r value and the increase in the J H C value with increasing Al 2 O 3 addition to the ferrite powder can be clearly seen.
  • the Al 2 O 3 additives are generally between 0 and 6% by weight.
  • the limit field strength H G is particularly important for the design of collector machines with permanent magnet excitation; This is the field strength up to which a permanent magnet is stable.
  • the values of the remanence and the limit field strength of a ferrite magnetic material can be varied within a wide range by the addition of aluminum oxide, as the curves in FIG. 2 and FIG. 3 show. Depending on whether a higher remanence or a higher limit field strength is desired, the properties of the ferrite magnetic material can be changed along the solid lines in FIG. 2 by adding aluminum oxide. The value of the remanence decreases with increasing values of the limit field strength. In the illustration according to FIG.
  • the middle line 23 corresponds to the current status of a single-substance magnet
  • the upper line 2k applies to a two-substance magnet.
  • a two-component magnet is understood to mean a permanent magnet which is constructed along the circumference of the armature 15 from two different ferrite materials, one of which has the higher coercive field strength and the other has the higher remanence; this fact is explained in detail in the publications cited at the beginning of the prior art.
  • the value of the limit field strength of the magnetic material can be increased to compensate for the smaller magnet thickness.
  • the anchor diameter d A of the machine can be increased with a constant outer diameter d M. A maximum of the value from torque to engine volume can be derived from this without the effects of saturation being noticeable.
  • FIG. 1 shows an embodiment of the construction of a small DC motor according to the invention. For this
  • FIG. 2 shows the change in the remanence (B r ) and the coercive field strength ( J H C ) (or the limit field strength (H G )) for different ferrite magnetic materials to which different amounts of aluminum oxide have been added.
  • a ferrite material according to characteristic curve 22 can be changed by adding aluminum oxide such that a B r / J H C ratio of 420 mT /
  • 260 kA / m gives a ratio of, for example, 330 mT / 450 kA / m.
  • Newer ferrite single-material materials behave roughly in accordance with the mean characteristic curve 23, with significantly higher remanence values being obtained with the same coercive field strength or limit field strength.
  • Various special material values have already been explained with reference to FIG. 3.
  • collector machines according to the invention which also applies to generators in the same way, thus achieves an advantageous coordination of the armature transverse field and excitation field and thereby a favorable volume utilization of the motor, i.e. the greatest possible performance with unchanged volume and / or weight, or a reduction in dimensions with unchanged performance.
  • the phenomena of saturation are taken into account and the possibility is used to change the values of the remanence and the coercive field strength in a known manner by adding aluminum oxide in such a way that the best results in terms of excitation flux and resistance to demagnetization are achieved for the respective application.
  • Iron saturation serves as an adjustment parameter in order to achieve the lowest possible power-to-weight ratio.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc Machiner (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)

Abstract

Une machine à collecteur, en particulier un petit moteur à courant continu possédant au moins une paire d'aimants permanents (11) supportés par une section magnétique à circuit de retour (10) et fabriqués dans un matériau ferrite uniforme ou dans un matériau à plusieurs composants ayant des zones très coercitives et rémanentes le long de la périphérie d'une armature (15) en rotation à l'intérieur du support (12). En choisissant des matériaux ferrite appropriés, selon les exigences concernant la résistance du champ d'excitation ou la résistance à la démagnétisation, et par le dimensionnement proposé du diamètre de l'armature (dA), de l'épaisseur de l'aimant (DM) et de l'épaisseur de la section à circuit de retour (DR), il est possible de réaliser la conception optimale pour le moteur en cherchant à obtenir la puissance la plus grande possible pour le plus petit poids possible.A collector machine, in particular a small direct current motor having at least one pair of permanent magnets (11) supported by a magnetic section with feedback circuit (10) and manufactured in a uniform ferrite material or in a material with several components having very coercive and remanent zones along the periphery of a frame (15) rotating inside the support (12). By choosing appropriate ferrite materials, according to the requirements concerning the resistance of the excitation field or the resistance to demagnetization, and by the proposed dimensioning of the diameter of the armature (dA), of the thickness of the magnet (DM ) and the thickness of the return circuit section (DR), it is possible to achieve the optimal design for the motor by seeking to obtain the greatest possible power for the smallest possible weight.

Description

KollektormaschineCollector machine
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einer Kollektormaschine nach der Gattung des Hauptanspruches. Eine solche Maschine, insbesondere ein derartiger Gleichstrom-Kleinmotor, ist bekannt aus der DE-OS 28 45 264 oder aus der DE-PS 31 19 782. Hierbei war der Variation der verschiedenen Maschinenabmessungen eine Grenze gesetzt, insbesondere durch die Entmagnetisierungsfestigkeit des verwendeten Ferritmaterials, wobei die Tendenz bestand, mit wachsender Motorgröße den Ankerdurchmesser prozentual zu vergrößern und die optimalen Magnethöhen prozentual zu verkleinern. Bekannte Berechnungsmethoden für derartige permanentmagnetisch erregte Kollektormaschinen erlaubten dabei nur in begrenztem Umfang eine Optimierung einerseits der Herstellungskosten und andererseits des Leistungsgewichtes. Vorteile der ErfindungThe invention is based on a collector machine according to the preamble of the main claim. Such a machine, in particular such a small DC motor, is known from DE-OS 28 45 264 or from DE-PS 31 19 782. Here the variation of the different machine dimensions was limited, in particular by the demagnetization resistance of the ferrite material used, the tendency was to increase the armature diameter as a percentage with increasing motor size and to reduce the optimum magnet heights as a percentage. Known calculation methods for such permanently magnetically excited collector machines only allowed optimization of the manufacturing costs on the one hand and the power to weight ratio on the other hand to a limited extent. Advantages of the invention
Die erfindungsgemäße Kollektor-Maschine mit den kennzeichnenden Merkmalen, des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil, daß unter Verwendung eines in weiteren Grenzen bezüglich Remanenz und Koerzitivfeidstärke variierbaren Ferritmagnetmaterials eine Maschinenauslegung gefunden worden ist, welche eine besonders vorteilhafte Abstimmung von Ankerquerfeld und Erregerfeld gestattet und zu einer günstigen Volumenausnutzung der Maschine führt. Die Dicke der verwendeten Magnete wird dabei mit Ausnahme der sich verjüngenden Magnetenden zweckmäßigerweise über der Länge, bzw. dem Kreissegment konstant gewählt.The collector machine according to the invention with the characterizing features, the main claim has the advantage that using a ferrite magnetic material that can be varied within further limits with regard to remanence and coercive field strength, a machine design has been found that allows a particularly advantageous coordination of the armature transverse field and excitation field and at a favorable price Volume utilization of the machine leads. With the exception of the tapered magnet ends, the thickness of the magnets used is expediently chosen to be constant over the length or the circle segment.
Zeichnungdrawing
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Kollektormaschine, Figur 2 ein Br/JHC-Diagramm der verwendeten Permanentmagnet-An embodiment of the invention is shown in the drawing and explained in more detail in the following description. FIG. 1 shows a cross section through a collector machine according to the invention, FIG. 2 shows a Br / J H C diagram of the permanent magnet used.
Ferritmaterialien und Figur 3 ein Diagramm der Br/JHC-Ferrite materials and Figure 3 is a diagram of Br / J H C -
Werte in Abhängigkeit von verschiedenen Al2O3 -Zusätzen .Values depending on various Al 2 O 3 additives.
Beschreibung des AusführungsbeispielesDescription of the embodiment
Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch einen GleichstromKleinmotor mit einem Rückschlußteil 10, welches zusammen mit darin befestigten Permanentmagneten 11 den Ständer 12 der Kollektormaschine bildet. Innerhalb des Ständers 12 sitzt drehbar unter Freilassung eines Luftspaltes 14 ein Anker 15, in dessen Nuten 16 eine Ankerwicklung 17 eingebracht ist. Der Anker 15 ist drehbar auf einer Welle 18 gehalten. Figur 2 zeigt in Form eines Diagrammes die Abhängigkeit zwischen Remanenz (Br) und Koerzitivfeidstärke JHC für verschiedene Ferrit-Materialien. Eine untere Linie 22 bezeichnet den Entwicklungsstand im Jahre 1982, eine mittlere Linie den Entwicklungsstand von Einstoff- Ferritmagneten im Jahr 1985 und eine obere Linie die derzeit erreichbare Grenze bei Mehrstoff-Ferritmagneten Eine weitere Grenzlinie 25 zeigt die theoretisch erreichbare Grenze bei einer Remanenz Br von 465 mT .Figure 1 shows a cross section through a small DC motor with a yoke part 10, which together with permanent magnets 11 fixed therein forms the stator 12 of the collector machine. An armature 15 is seated rotatably within the stator 12, leaving an air gap 14 free, and an armature winding 17 is inserted in the slots 16 thereof. The armature 15 is rotatably supported on a shaft 18. FIG. 2 shows in the form of a diagram the dependence between remanence (Br) and coercive field strength J H C for different ferrite materials. A lower line 22 denotes the level of development in 1982, a middle line the level of development of single-component ferrite magnets in 1985 and an upper line the currently achievable limit for multi-component ferrite magnets. Another limit line 25 shows the theoretically achievable limit with a remanence B r of 465 mT.
Figur 3 zeigt die Abhängigkeit der B - und JHC-Werte von Permanentmagneten von verschieden großen Zusätzen an Al2O3. Wegen der auftretenden Streuungen der magnetischen Werte ergeben sich hierbei die schraffierten Bereiche, die Abnahme des Br-Wertes und die Zunahme des JHC-Wertes mit steigendem Al 2O3-Zusatz zum Ferritpulver ist deutlich zu erkennen.FIG. 3 shows the dependency of the B and J H C values of permanent magnets on additions of Al 2 O 3 of different sizes. Because of the scattering of the magnetic values, the hatched areas, the decrease in the B r value and the increase in the J H C value with increasing Al 2 O 3 addition to the ferrite powder can be clearly seen.
Für verschiedene Magnetmaterialien ergeben sich folgende Wertpaare :The following value pairs result for different magnetic materials:
Die Al2O3-Zusät ze liegen in der Regel zwischen Werten von 0 und 6 Gew.-%.The Al 2 O 3 additives are generally between 0 and 6% by weight.
Neben der Koerzitivfeidstärke JHC ist für die Auslegung von Kollektormaschinen mit Peraanentmagneterregung insbesondere die Grenzfeldstärke HG entscheidend; das ist diejenige Feldstärke, bis zu welcher ein Dauermagnet stabil ist. Die Werte der Remanenz und der Grenzfeldstärke eines Ferritmagnetmaterials können durch den Zusatz von Aluminiumoxid in einem weiten Bereich varriert werden, wie dies die Kurven in Figur 2 und Figur 3 zeigen. Je nachdem, ob eine höhere Remanenz oder eine höhere Grenzfeldstärke angestrebt wird, können durch Zusatz von Aluminiumoxid die Eigenschaften des Ferritmagnetmaterials entlang der durchgezogenen Linien in Figur 2 verändert werden. Mit zunehmenden Werten der Grenzfeldstärke nimmt dabei der Wert der Remanenz ab. In der Darstellung gemäß Figur 2 entspricht die mittlere Linie 23 dem derzeit erreichten Stand eines Einstoff-Magneten, die obere Linie 2k gilt für einen Zweistoff-Magneten. Unter Zweistoff-Magnet wird dabei ein Permanentmagnet verstanden, welcher entlang des Umfangs des Ankers 15 aus zwei verschiedenen Ferritmaterialien aufgebaut ist, von denen eines die höhere Koerzitivfeidstärke und das andere die höhere Remanenz hat; dieser Sachverhalt ist in den eingangs zum Stand der Technik genannten Druckschriften ausführlich erläutert.In addition to the coercive field strength J H C , the limit field strength H G is particularly important for the design of collector machines with permanent magnet excitation; This is the field strength up to which a permanent magnet is stable. The values of the remanence and the limit field strength of a ferrite magnetic material can be varied within a wide range by the addition of aluminum oxide, as the curves in FIG. 2 and FIG. 3 show. Depending on whether a higher remanence or a higher limit field strength is desired, the properties of the ferrite magnetic material can be changed along the solid lines in FIG. 2 by adding aluminum oxide. The value of the remanence decreases with increasing values of the limit field strength. In the illustration according to FIG. 2, the middle line 23 corresponds to the current status of a single-substance magnet, the upper line 2k applies to a two-substance magnet. A two-component magnet is understood to mean a permanent magnet which is constructed along the circumference of the armature 15 from two different ferrite materials, one of which has the higher coercive field strength and the other has the higher remanence; this fact is explained in detail in the publications cited at the beginning of the prior art.
Da in einem Permanentmagnetmotor das Ankerquerfeld nur an der ablaufenden Kante des Magnet Segmentes 11 ent¬magnetisierend wirkt, zur Magnetmitte hin etwa linear abnimmt und in der auflaufenden Hälfte des Magnetsegmenten aufmagnetisierend wirkt, muß die Beständigkeit sforderung des Permanentmagneten nur an der ablaufenden Magnetkante erfüllt werden. Auf dieser Seite des Permanentmagneten 11 müssen also eine Mindest-Since in a permanent magnet motor the armature transverse field has a demagnetizing effect only on the trailing edge of the magnet segment 11, decreases approximately linearly towards the magnet center and has a magnetizing effect in the rising half of the magnet segment, the resistance requirement of the permanent magnet must only be met at the trailing magnetic edge. On this side of the permanent magnet 11, a minimum
Magnetdicke DM und eine Mindest-Grenzfeidstärke HG erreicht werden. Als weitere wichtige Maße sind in FigurMagnet thickness D M and a minimum limit field strength H G can be achieved. Other important dimensions are in figure
1 eingetragen der Außendurchmesser dM der Maschine, der Ankerdurchmesser dA, die Magnetdicke DM und die1 entered the outer diameter d M of the machine, the armature diameter d A , the magnet thickness D M and the
Di cke de s Rücks chlußt e i l s DR . Wird die Magnetdicke DM kleiner gewählt, so muß derThickness of the recludes D R. If the magnet thickness D M is chosen to be smaller, the
Wert der Grenzfeldstärke des Magnetmaterials vergrößert werden, um die geringere Magnetdicke zu kompensieren.The value of the limit field strength of the magnetic material can be increased to compensate for the smaller magnet thickness.
Dies führt gleichzeitig zu einer Verringerung desThis also leads to a reduction in the
Remanenz-Wertes. Außerdem erhöht sich wegen der geringeren Dicke des Magneten die Scherung, was zu einer weiteren Flußverringerung führt. Andererseits kann aber bei konstantem Außendurchmesser dM der Ankerdurchmesser dA der Maschine vergrößert werden. Hieraus läßt sich ein Maximum des Wertes von Drehmoment zu Motorvolumen ableiten, ohne daß sich Sättigungseinflüsse bemerkbar machen.Retentive value. In addition, due to the smaller thickness of the magnet, the shear increases, which leads to a further reduction in flux. On the other hand, the anchor diameter d A of the machine can be increased with a constant outer diameter d M. A maximum of the value from torque to engine volume can be derived from this without the effects of saturation being noticeable.
Unter Berücksichtigung der Sättigung wird das Ankerquerfeld verkleinert. Hierdurch ist nur noch eine geringere Grenzfeldstärke HG erforderlich, so daß ein größerer Remanenz-Wert Br entsprechend den Kennlinien in Figur 2 erzielbar ist. Hierdurch wird derTaking the saturation into account, the anchor cross field is reduced. As a result, only a lower limit field strength H G is required, so that a larger remanence value B r corresponding to the characteristics in FIG. 2 can be achieved. This will make the
Sattigungsemfluß, der ja auch im Erregerkreis wirksam ist, kompensiert.Saturation flow, which is also effective in the pathogen group, compensates.
Werden die Permanentmagnete 11 dünner ausgebildet, so verringert sich der Erregerfluß und die Sättigungsauswirkung. 3ei einer zu geringen Magnetdicke DM wird der Erregerfluß so klein, daß das geforderte Drehmoment nur mit großem Ankerstrombelag verwirklicht werden kann, was meist zu unzulässiger Erwärmung der Maschine führt. Wird die Magnetdicke D zu groß gewählt, so wird zwar das Ankerquerfeld stark unterdrückt und es kann ein Magnetmaterial mit kleiner Grenzfeldstärke und großer Remanenz verwendet und durch die kleine Scherung ein Flußgewinn erzielt werden; andererseits wird dann jedoch der Durchmesser des Ankers 15 so klein, daß der erhöhte Flußwert durch Sattigungserscheinungen im Anker 15 schlecht genutzt wird, was wiederum zu einer Verringerung des erzielbaren Drehmomentes bei gleichem Motorvolumen führt. Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Aufbaus eines Gleichstrom-Kleinmotors. Für dieseIf the permanent magnets 11 are made thinner, the excitation flux and the saturation effect are reduced. If the magnet thickness D M is too small, the excitation flux becomes so small that the required torque can only be achieved with a large armature current coating, which usually leads to inadmissible heating of the machine. If the magnet thickness D is chosen too large, the armature transverse field is strongly suppressed and a magnetic material with a small limit field strength and large remanence can be used and a flux gain can be achieved by the small shear; on the other hand, however, the diameter of the armature 15 then becomes so small that the increased flux value is poorly used due to signs of saturation in the armature 15, which in turn leads to a reduction in the torque which can be achieved with the same motor volume. Figure 1 shows an embodiment of the construction of a small DC motor according to the invention. For this
Bauform mit einem Außendurchmesser dM ≤ 120 mm sind folgende zweipoligen Ausführungen realisiert worden:The following two-pole versions have been implemented with an outer diameter d M ≤ 120 mm:
Aus Figur 2 ist die Veränderung der Remanenz (Br) und der Koerzitivfeidstärke (JHC) (bzw. der Grenzfeldstärke (HG)) für verschiedene Ferrit-Magnetmaterialien ersichtlich, denen unterschiedliche Mengen Aluminiumoxid beigegeben worden sind.FIG. 2 shows the change in the remanence (B r ) and the coercive field strength ( J H C ) (or the limit field strength (H G )) for different ferrite magnetic materials to which different amounts of aluminum oxide have been added.
Beispielsweise kann ein Ferrit-Material gemäß Kennlinie 22 durch die Zugabe von Aluminiumoxid dahingehend verändert werden, daß sich aus einem Br/JHC-Verhältnis von 420 mT/For example, a ferrite material according to characteristic curve 22 can be changed by adding aluminum oxide such that a B r / J H C ratio of 420 mT /
260 kA/m ein Verhältnis von beispielsweise 330 mT/450 kA/m ergibt. Neuere Ferrit-Einstoffmaterilien verhalten sich etwa entsprechend der mittleren Kennlinie 23, wobei sich bei gleicher Koerzitivfeldstärke, bzw. Grenzfeldstärke deutlich höhere Remanenzwerte ergeben. Verschiedene spezielle Materialwerte sind zuvor anhand von Figur 3 bereits erläutert worden.260 kA / m gives a ratio of, for example, 330 mT / 450 kA / m. Newer ferrite single-material materials behave roughly in accordance with the mean characteristic curve 23, with significantly higher remanence values being obtained with the same coercive field strength or limit field strength. Various special material values have already been explained with reference to FIG. 3.
Noch günstigere Werte können bei den gleichen Maschinen erzielt werden mit sogenannten Zweikomponenten-Magneten 11 welche im Bereich der stärksten Entmagnetisierung durch das Ankerquerfeld aus einem hochkoerzitivεn Material und im übrigen aus einem hochremanenten Material bestehen. Diesen Zweikomponenten-Ferritmagneten 11 entspricht die obere Kennlinie 24 . Mit 25 ist zur Verdeutlichung die theoretisch erreichbare Grenze angedeutet. Auf dem Gebiet der Gleichstrom-Kleinmotoren ist es dabei zweckmäßig, für Scheibenwischermotoren Permanentmagnete 11 mit höhere Remanenz und niedriger Koerzitivfeidstärke auszuwählen, für Gebläsemotoren Magnete mit mittlerer Remanenz und mittlerer Koerzitivfeldstärke und für Starter und Netzspannungsmotoren Magnete mit niedriger Remanenz, jedoch sehr hoher Koerzitivfeidstärke, bzw. Grenzfeldstärke. Diese Auswahl entspricht den im Betrieb der einzelnen Motoren auftretenden Entmagnetisierungseinflüssen.Even more favorable values can be achieved in the same machines with so-called two-component magnets 11, which are made of a highly coercive material in the area of the strongest demagnetization by the armature transverse field otherwise consist of a highly retentive material. The upper characteristic curve 24 corresponds to these two-component ferrite magnets 11. The theoretically achievable limit is indicated at 25 for clarification. In the field of small DC motors, it is expedient to select permanent magnets 11 with higher remanence and low coercive field strength for windshield wiper motors, magnets with medium remanence and medium coercive field strength for blower motors and magnets with low remanence for starters and mains voltage motors, but very high coercive field strength Limit field strength. This selection corresponds to the demagnetization influences that occur during operation of the individual motors.
Durch den erfindungsgemäß vorgeschlagenen Aufbau von Kollektormaschinen, welcher in gleicher Weise auch für Generatoren gilt, erreicht man also eine vorteilhafte Abstimmung von Ankerquerfeld und Erregerfeld und hierdurch eine günstige Volumenausnüt zung des Motors, d.h. eine größtmögliche Leistung bei unverändertem Volumen und/oder Gewicht, bzw. eine Reduzierung der Abmessungen bei gleichgebliebener Leistung. Bei der erfindungsgemäßen Gestalstung sind insbesondere die Säτtigungserscheinungen berücksichtigt und die Möglichkeit genutzt, die Werte der Remanenz und der Koerzitivfeldstärke in bekannter Weise durch Beigabe von Aluminiumoxid so zu verändern, daß für den jeweiligen Anwendungsfall die besten Ergebnisse bezüglich Erregerfluß und Entmagnetisierungsfestigkeit erreicht werden. Die Eisensättigung dient dabei als Anpassungsparameter, um das geringstmögliche Leistungsgewicht zu erreichen. The proposed construction of collector machines according to the invention, which also applies to generators in the same way, thus achieves an advantageous coordination of the armature transverse field and excitation field and thereby a favorable volume utilization of the motor, i.e. the greatest possible performance with unchanged volume and / or weight, or a reduction in dimensions with unchanged performance. In the design according to the invention, in particular the phenomena of saturation are taken into account and the possibility is used to change the values of the remanence and the coercive field strength in a known manner by adding aluminum oxide in such a way that the best results in terms of excitation flux and resistance to demagnetization are achieved for the respective application. Iron saturation serves as an adjustment parameter in order to achieve the lowest possible power-to-weight ratio.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Kollektormaschine, insbesondere Gleichstrom-Kleinmotor, mit mindestens einem Paar von an einem magnetischen Rückschlußteil befestigten Permanentmagneten, vorzugsweise in Kreissegmentform, aus wenigstens einem Ferrit-Material, und mit einem eine Wicklung tragenden Anker, welcher innerhalb des aus Rückschlußteil und Permanentmagneten gebildeten Ständers rotiert, dadurch gekennzeichnet, daß Ferrit-Materialien verwendet werden mit einer Remanenz1. collector machine, in particular small DC motor, with at least one pair of permanent magnets attached to a magnetic yoke part, preferably in the form of a circular segment, made of at least one ferrite material, and with an armature carrying a winding which rotates within the stator formed from the yoke part and permanent magnet , characterized in that ferrite materials are used with a remanence
(Br) und Koerzitivfeidstärke (JHC ) oberhalb einer Grenzlinie im Br/JHC-Diagramm von 440 mT/260 kA/m und 350 mT/(B r ) and coercive field strength ( J H C ) above a boundary line in the Br / J H C diagram of 440 mT / 260 kA / m and 350 mT /
500 kA/m und daß der Aufbau so getroffen ist, daß bei vorgegebenem Außendurchmesser (dM) der Maschine ≤ 120 mm das Verhältnis und M500 kA / m and that the structure is made in such a way that, given the outer diameter (d M ) of the machine ≤ 120 mm, the ratio and M
ist , wobei dA = Ankerdurchmeser, p = Polpaarzahl DM = Dicke der Magnete und DR = Dicke des Rückschlußteils istis where d A = armature diameter, p = number of pole pairs D M = thickness of the magnets and D R = thickness of the yoke part
2. Kollektormaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Magnete (DM) mit Ausnahme der Magnetenden über der Länge konstant ist. 2. Collector machine according to claim 1, characterized in that the thickness of the magnets (D M ) is constant over the length with the exception of the magnet ends.
EP86901805A 1985-07-03 1986-03-14 Commutator machine Withdrawn EP0265425A1 (en)

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DE3523755 1985-07-03

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EP0265425A1 true EP0265425A1 (en) 1988-05-04

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EP (1) EP0265425A1 (en)
JP (1) JPS63500629A (en)
KR (1) KR880700518A (en)
DE (1) DE3523755A1 (en)
WO (1) WO1987000361A1 (en)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR890015482A (en) * 1988-03-16 1989-10-30 이종섭 Magnetic Excitation Induction Motor
JPH01252151A (en) * 1988-03-30 1989-10-06 Mitsubishi Electric Corp Permanent magnet type dc machine
JPH0757072B2 (en) * 1989-02-13 1995-06-14 本田技研工業株式会社 Permanent magnet rotating machine
JPH0374164A (en) * 1989-08-14 1991-03-28 Hitachi Ltd Motor
US5742111A (en) * 1996-01-18 1998-04-21 Surge Power Corporation D.C. electric motor
DE19832157B4 (en) * 1998-07-17 2008-08-21 Nidec Motors & Actuators (Germany) Gmbh Electric machine
JP2001069692A (en) * 1999-08-27 2001-03-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Permanent magnet filed type, small-sized direct-current motor
JP2002247827A (en) 2001-02-20 2002-08-30 Moric Co Ltd Dc motor
EP1235326A3 (en) * 2001-02-20 2002-10-16 Kabushiki Kaisha Moric Dc motor
CA2459733C (en) * 2001-09-07 2010-04-20 Shell Canada Limited Assembly for drilling low pressure formation
JP2005033843A (en) * 2003-05-15 2005-02-03 Aichi Steel Works Ltd Dc brush motor and its permanent magnet
JP3839428B2 (en) * 2003-06-10 2006-11-01 アスモ株式会社 DC machine
TWI244817B (en) * 2004-02-05 2005-12-01 Chin-Kun Tsai DC motor
DE102008039194A1 (en) * 2008-08-22 2010-02-25 Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg electric motor
CN201975875U (en) * 2011-01-27 2011-09-14 德昌电机(深圳)有限公司 Electric tool and magnetoelectric machine thereof

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3083310A (en) * 1960-03-11 1963-03-26 Controls Co Of America Electric motor having a permanent magnet stator
FR1369107A (en) * 1963-09-06 1964-08-07 Philips Nv Improvements to magnetic circuits, in particular for electric motors
IT971563B (en) * 1972-12-05 1974-05-10 S O L E Spa Soc Opitergina Lav PERMANENT MAGNET MOTOR IN PARTICULAR FOR WASHING MACHINES AND RELATED MANUFACTURING METHOD
DE2550416A1 (en) * 1975-11-10 1977-05-12 Siemens Ag Permanent magnetic excited DC machine stator - has ferrite magnet and flux concentrating inserts for pole faces to form pole arcs
US4082968A (en) * 1976-11-23 1978-04-04 Contraves-Goerz Corporation Speed detector for use on a dc motor
DE2748162A1 (en) * 1977-10-27 1979-05-03 Bosch Gmbh Robert PERMANENT MAGNETICALLY EXCITED DC SMALL MOTOR
DE3237650A1 (en) * 1981-10-12 1983-05-11 Kabushiki Kaisha Morita Seisakusho, Kyoto MICRO MOTOR WITH BUILT-IN COOLANT PIPES
JPS5870060U (en) * 1981-10-30 1983-05-12 三菱電機株式会社 starting motor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO8700361A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
JPS63500629A (en) 1988-03-03
DE3523755A1 (en) 1987-01-15
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WO1987000361A1 (en) 1987-01-15
US4774426A (en) 1988-09-27

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