NO892173L - Elektromotor med elektrisk kommutering. - Google Patents

Description

ELEKTROMOTOR MED ELEKTRONISK KOMMUTERING, FORTRINNSVIS FOR DRIFT AV EN MASKIN FOR FORFLYTNING AV ET FLUID, SPESIELT EN HÅRTØRRER UTSTYRT MED EN SLIK MOTOR.

Oppfinnelsen vedrører en elektromotor med elektronisk kommutering, av det slag som omfatter: en rotor som omfatter permanentmagneter anbragt slik at det fastsettes en magnetisk akse for rotoren, og

en stator som omslutter rotoren og omfatter viklinger som skal mates med likestrøm og som fastsetter en magnetisk akse for statoren,

kommuteringsmidler er anordnet for på skjønnsom måte å snu strømmens sirkulasjonsretning i viklingene for at det elektromagnetiske elementet som utøves av statoren på rotoren alltid skal virke i samme retning,

midler som er følsomme for rotorens stilling er anordnet for å styre nevnte kommuteringsmidler og snu strømmens sirkulasjonsretning i viklingene,

og dessuten er det anordnet reluktanselementer i statoren for å bringe rotoren til stillstand i en stilling der start av motoren vil være sikret.

Oppfinnelsen gjelder mere spesielt en slik motor i hvilken statorviklingene er forbundet i serie, og er i et redusert antall, spesielt lik fire, mens kommuteringsmidlene omfatter et redusert antall transistorer, spesielt fire transistorer som danner en dobbelt bro.

I de mange anvendelser som krever en rotasjonsdrivkraft, anvendens for tiden den såkalte "universalmotor". Denne motoren er enkel med små dimensjoner for en gitt styrke,

og kan rotere med relativ høye hastigheter, godt over 5000 omdreininger/minutt, hvilket er spesielt interessant for maskiner for drift av gassformige fluider, som f.eks. ventilatorer, blåsemaskiner og spesielt for hår-tørrere .

Denne "universalmotor" som omfatter en mekanisk kollektor og børster, oppviser imidlertid alvorlige ulemper forbundet med bruk av disse elementene, nemlig gnistring forår-saket av dårlige kommuteringer, av generering av forstyr-relser, og av bråk som den forårsaker.

Motorer med elektronisk kommutering gjør det mulig å eli-minere kollektoren og børstene i universalmotorene, men innfører generelt relativt kostbare komponenter som vil øke prisen på motoren betydelig.

Det er dessuten til dags dato vanlig annerkjent at en motor med elektronisk kommutering og reluktanselementer bare kan fungere korrekt ved relativt lave rotasjonshast-igheter, f.eks. av størrelsesorden 2000 omdreininger/minutt. Det er anslått at ved høyere hastigheter, særlig over 5000 omdreininger/minutt skulle det ikke lenger væ-re mulig å få en slik motor med elektronisk kommutering til å fungere korrekt på grunn av den betydning som den antagonistiske effekten av reluktanselementet har ved disse hastighetene.

Oppfinnelsen har særlig som formål å tilveiebringe en elektromotor med elektronisk kommutering av det slag som er definert foran, som kan rotere med like høye hastigheter som en universalmotor, med en god ytelse,

med et redusert plassbehov ved en gitt styrke, og som har en økonomisk og enkel konstruksjon.

Ifølge oppfinnelsen er en elektromotor med elektronisk kommutering av det slag som er referert forankarakterisert vedat: statoren omfatter et antall sporpar som er adskilt av tenner som er jevnt fordelt over hele den indre perife-rien av statoren,

reluktanselementene er asymmetriske i forhold til statorens magnetiske akse og er dannet av to grupper som

er diametralt motsatt tennene og sporene, idet de tennene som ikke tilhører reluktanselementene har en lengde som er mindre enn lengden til de tennene som tilhører reluktanselementene ,

statorviklingene er for en del plassert i sporene

i reluktanselementene og for en annen del i sporene som ikke tilhører reluktanselementene, slik at statorviklingene er plassert i nærheten av diametralplanet vinkelrett på statorens magnetiske akse, hvilket gjør det mulig å forbedre viklingskoeffisienten.

Reluktanselementenes asymmetri i forhold til statorens magnetiske akse medvirker til vesentlig å redusere brem-seeffekten av reluktanselementet og muliggjøre rotasjon med en høy hastighet med en tilfredsstillende kobling; forbedring av viklingskoeffisienten muliggjør forbedring av motorens ytelse.

Reluktanselementenes akse er fortrinnsvis forskjøvet med 45° i forhold til den magnetiske akse for statorviklingene .

For en indre diameter av statoren på ca. 20 mm og en total høyde av tennene på ca. 7,7 mm, er forskjellen i lengde mellom tennene til reluktanselementene og tennene som ikke tilhører disse elementene ca. tre tidels mili-meter.

Hvert reluktanselement kan ha en vinkelstørrelse på ca. 100°.

Statoren sam kan omfatte seksten spor og seksten tenner i diametralt motsatte reluktanselementene omfatter hvert fem tenner og fire spor, mens de seks gjenværende tennene danner to grupper på tre tenner, som er diametralt motsatte, med en redusert lengde, idet to viklinger er plassert i to spor i de reluktanselementer som befinner seg mot en vinkelende av disse elementene, mens de to andre statorviklingene er plassert i de to sporene som er nære naboer, og som ikke tilhører reluktanselementene.

For en tilstrekkelig aksial lengde av statoren, særlig for en lengde over 20 mm, heller statorsporene fortrinnsvis med en vinkel som er bestemt i forhold til geneatrisene, slik at effekten av de harmoniske tennene på det elektromagnetiske elementet reduseres.

Rotoren er fordelaktig utstyrt med magneter på basis av sjeldne jordmetaller, særlig kobolt-samarium. Disse magnetene kan ha form av en rund teglsten (tuile) bestående av en sylindrisk del, hvis vinkel i sentrum ligger mellom 110° og 140°, og spesielt er nær 125°.

De midlene som er følsomme for rotorens stilling kan for det første omfatte et organ som f.eks. en skive eller lignende festet til rotoraksen og omfattende felter med forskjellig kontrast, særlig et klart felt og et mørkt felt, og for det andre en fotoelektrisk oppfanger som kan motta et lyssignal som stammer fra nevnte felt og kan gi et elektrisk signal som kan anvendes for å styre snuingen av strømretningen i viklingene.

Organet, skiven eller lignende, kan omfatte to mørke sektorer hvis bakre ende ifølge rotorens rotasjonsretning, er diametralt motsatt og festet i vinkel, som oppfangeren, for øyeblikkelig å tilsvare denønskede kommutering.

Fordelaktig har en mørk sektor en utstrekning på mer

enn 90° og mindre enn 180°, mens den andre mørke sektoren har en utstrekning på mindre enn 90°, idet de klare sektorene strekker seg mellom de mørke sektor-

ene .

En passende logisk krets er anordnet for å styre strøm- retningen i statorviklingene på passende måte for å oppnå en rotasjon av rotoren som alltid er i ønsket retning, ifølge hvilken en mørk eller lys sektor ses av oppfangeren når motoren har stanset.

Generelt omfatter den fotoelektriske oppfanger en sender, fortrinnsvis for infrarød stråling.

Som variant omfatter midlene som er følsomme for plas-sering av rotoren en oppfanger med halv-effekt, som kan gi et elektrisk signal for å styre snuingen av strømret-ningen i viklingene, som svar på passasje av minst en magnet som bæres av et organ som f.eks. en skive eller lignende, festet til rotoraksen.

Rotasjonshastigheten for en motor med elektronisk kommutering ifølge oppfinnelsen kan være av størrelseshastig-heten 13000 omdreininger/minutt.

En spesielt interessant anvendelse av en slik motor gjelder drift av maskiner for forflytning av fluider, særlig gassformige, som f.eks. en blåsemaskin, en ventilator eller spesielt en hårtørrer, i hvilke startingen av motoren gjennomføres med en ladning som er praktisk talt null (elementets motstand mot starting i det vesentlige null).

Oppfinnelsen gjelder også en maskin for forflytning av et fluid, særlig gassformig, og spesielt en hårtørrer eller en håndtørrer, generelt bærbar,karakterisertved at den er utstyrt med en motor med elektronisk kommutering slik som definert tidligere.

Oppfinnelsen består, bortsett fra de anordninger som er vist ovenfor, i et visst antall andre anordninger som det vil bli mere snakk om senere med hensyn til en spe-siell utførelsesform som er beskrevet med henvisning til de vedføyde tegningene, men som ikke er begrensende. Figur 1 på tegningene er et forenklet skjema av en motor med elektronisk kommutering. Figur 2 viser en motor ifølge oppfinnelsen i sideriss. Figur 3 er et snitt av statoren ifølge linjen III-III på figur 2, hvilket snitt er underkastet en rotasjon på 90°. Figur 4 illusterer en variant av utførelsen av statorens tenner og spor. Figur 5 er et skjema for anordningen av statorens viklinger . Figur 6 er en grafisk fremstilling for bestemmelse av vik-lingskoef f isienten . Figur 7 er en grafisk fremstilling som viser variasjonene av det elektromagnetiske elementet vist med streker og prikker av reluktanselementet vist med streker og av det resulterende element for motoren vist heltrukket, som funksjon av rotasjonsvinkelen. Figur 8 viser skjematisk en rotor og en skive som er festet til aksen på denne rotoren, såvel av en fotoelektrisk oppfanger-sender forbundet med denne skiven.

Endelig viser figur 9 en utførelsesvariant i hvilken skiven på figur 8 er erstattet med en trommel.

Det henvises først til figur 1 for en omtale av elektro-motorer med elektronisk kommutering.

En slik motor 1 omfatter en rotor 2 utstyrt med permanentmagneter og en stator 3'som omslutter rotoren, og omfatter spor slik som 4 (figur 2) i hvilke viklinger slik som 5 er plassert, som skal mates med likestrøm og fastsetter en magnetisk akse A for statoren. I den følgende beskrivelse anses aksen for statoren A å være horisontal og utgjøre referanseaksen. I praksis kan naturligvis denne aksen være orientert forskjellig.

I det aktuelle utførelseseksempel omfatter statoren 2

en enkel, styrbar vinding, dannet av fire viklinger 5, 6, 7 og 8 som er forgrenet i serie.

Rotorens magneter fastsetter en magnetisk akse for rotoren ^ J> .

Når vinkelen $- mellom den magnetiske aksen A for statoren og den magnetiske aksen A for rotoren er forskjellig fra null, pa kTT nær, fremkommer et elektro-magnetisk element mellom statoren og rotoren, hvilket element har en tendens til å bringe rotorens magnetiske akse på linje med statoren akse.

For en gitt sirkulasjonsretning av strømmen i' statorviklingene, anses det elektromagnetiske elementet å være posistivt for fy varierende fra null

For at det elektromagnetiske element som utøves på rotoren skal beholde den samme retningen når 0<*>varierer fra TT tu 2TT , snus strømretningen i statorens vinding ved hjelp av kommuteringsmidlet C.

En ny snuing av strømretningen i statoren vil finne sted nar passerer verdien 2 Tf .

Snuingene av strømretningen styres som oppsummering for verdier av fy lik null og^Tf til nær 2klT .

Det oppnådde elektromagnetiske elementet har en gang lik en likerettet sinusbølger, det vil si hvis negative vekslinger er erstattet med positive vekslinger.

Kommuteringsmidlene C omfatter fire transistorer Kl, K2,

K3, K4, som danner en dobbelt bro mellom klemmene for mat-ing av likestrøm, hvilke transistorer er vist skjematisk i form av en enkel strømbryter. Strømbryterne Kl, K3 er forgrenet i serie mellom mateklemmene, på samme måte som strømbryterne K2 og K4. Statorvindingen er forbundet med hver av sine ender til et midtpunkt som ligger mellom to strømbrytere.

Styringen av disse strømbryterne gjennomføres slik at

Kl, K4 er lukket samtidig, mens K2, K3 er åpne. For denne forgreningen sirkulerer strømmen i en retning i statorens vinding. For å oppnå en strømsirkulasjon med motsatt retning lukkes strømbryterne K2, K3 samtidig med at strømbryterne Kl, K4 åpnes.

Styringen av strømbryterne sikres ved hjelp av midler D som er følsomme for vinkelstillingen til rotoren 2. Disse midlene D, som forklares nedenfor, omfatter fortrinnsvis en elektrisk oppfanger kombinert med et organ som f .eks. en skive som er festet til rotoraksen omfattende mørke og lyse felt.

Det aktuelle utførelseseksempel er spesielt enkelt, over-ensstemmende med det søkte formål, siden statoren omfatter en eneste vinding og kommuteringsmidlene omfatter ba-re fire strømbrytertransistorer.

I en slik motor oppheves det elektromagnetiske elementet for hver slik at dersom rotoren 2 stanser i en slik stilling, kan den endelige startingen av rotoren ikke finne sted.

For å hindre en slik ulempe er det i statoren anordnet

to reluktanselementer for å bringe rotoren til stillstand i en stilling der starting av motoren vil være sikret. Re-luktansfenomenet har en tendens til å bringe rotoren 2 i en stilling der luftspalten er minimal. Disse elementene stikker frem radialt mot det indre i forhold til stator-enes indre overflate, og rotoren 2 plasserer seg ved hver

stans i aksen for disse elementene.

Nærværet av slike reluktanselementer gjør, når rotoren 2 roterer, at det oppstår et reluktanselement som har en frekvens som er dobbelt av det elektromagnetiske elementets frekvens, og som kombineres med dette.

For å optimere den elektriske motoren med elektronisk kommutering ifølge oppfinnelsen og særlig for å forbedre dens ytelse og tillate den å rotere ved høye hastigheter, anordnes reluktanselementer 9, 10 (se figur 2) asymmetrisk i forhold til aksen A for statorviklingene, og som omfatter spor 4 hvorav minst en del tjener til å romme minst en vikling for statoren 3, for å sikre oppnåelse av en maksimal viklingskoeffisient.

Ved å arbeide på denne måten, minskes de antagonistiske effektene av reluktanselementet på motorens ønskede funksjon, og reluktanselementet anvendes maksimalt for rotasjon i den ønskede retningen. Takket være anvend-elsen av spor som er anordnet i reluktanselementene,

kan dessuten viklingene plasseres i nærheten av diametralplanet rettvinklet på den magnetiske aksen A for statoren, hvilket som forklart mere detaljert senere, forbedrer viklingskoeffisienten, og gjør det mulig å forbedre motorens ytelse.

Som det fremgår av figur 2, er aksen F for reluktanselementene^, 10 forskjøvet med en vinkel OC , fordelaktig lik 45° i forhold til den magnetiske aksen A

for statorviklingene.

Statoren 3 omfatter et antall sporpar 4 adskilt av tenner 11 som er jevnt fordelt over hele statorens indre peri-feri .

Reluktanselementene 9, 10 er dannet av to diametralt motsatte grupper av tenner 11 og spor 4. Tennene 11 som ikke deltar i reluktanselementene har en lengde 1, i ra-dialretningen, som er litt mindre enn lengden L for de tennene som tilhører elementene 9 og 10.

Hvert reluktanselement strekker seg i vinkel med en vinkel som fortrinnsvis ligger mellom 80° og 120°, og fordelaktig i nærheten av 100°.

I det utførelseeksempel som er vist på figur 2 omfatter statoren 3 seksten spor 4 og seksten tenner 11. Hvert reluktanselement er slik det fremgår av figur 2, dannet av en kombinasjon av fem tenner 11 og fire spor. Hver gruppe på fem tenner strekker seg i det vesentlige over 100°. De to gruppene er diametralt motsatte.

De seks gjenværende tennene, med lengde _1 danner to andre grupper som er diametralsk motsatte.

Statoromvindingen som er dannet av fire viklinger forbundet i serie, omfatter to viklinger 5, 6 rommet i to spor i reluktanselementet som befinner seg mot den ene vinkelenden av elementet, nemlig den øvre enden for elementet 9 og den nedre enden for elementet 10, mens de to andre statorviklingene 7 og 8 er plassert i de umiddelbart nærliggende sporene 4 som ikke til-hører reluktanselementene.

I et eksempel på en fremstilling av en elektromotor

for en håndtørrer er statorens indre diameter av stør-relsesorden 20 mm, høyden L og tennene 11 er omtrent 7,7 mm og forskjellen i lengde L-l er av størrelses-orden tre tidels millimeter (0,3 mm), idet rotorens ytre diameter er av størrelsesorden 19 mm.

Viklingskoeffisienten Kbob tilsvarer forholdet mellom vektorsummen for alle elektromotoriske krefter som er frembrakt av de forskjellige viklingene, og produktet N.E., idet N er det totale antall vindinger i alle de viklinger som er forbundet i serie og E er amplituden for den elektromotoriske kraft som produseres av hver vikling.

Stillingene for de fire viklingene er vist på figur 5, med vinkelavstander tilsvarende statoren på figur 2,

idet den magnetiske aksen for statoren er en akse som er horisontal på denne figur 5. Den spisse vinkelen ^ mellom middelplanet for viklingene 5 og 6 er lik den som eksisterer mellom middelplanet for viklingene 7 og 8. I det eksempel som er vist på figur 4 såvel som på figur 5, er denne vinkel # lik 22,5° (lik 360°/16) . Vinkelen Y mellom middelplanet for viklingene 5 og 8

er lik 110° i utførelseseksemplet på figur 2. Denne verdien er overført til figur 5.

Sirkulasjonsretningen for strømmen i viklingene er vist skjematisk med et pilpunkt (sirkel med punkt i sentrum), når strømmen går fra baksiden mot forsiden av figurens plan, og med en styrefjær (kors i en sirkel) for den motsatte retningen.

Vektorsummen for alle elektromotoriske krefter som er produsert av de forskjellige viklingene er vist på figur 6. Viklingene er alle det samme antall vindinger og samme diameter, amplituden for den elektromotoriske kraft som produseres av hver vikling er den samme.

Den elektromotoriske kraften som produseres av vikling-—«f

en 7 er vist på figur 6 med vektoren E7 orientert lodd-rett ovenfra og nedover. Den elektromotoriske kraften for viklingen 8 er vist med vektoren E8, med samme norm

—> q—ysom E7, men forskjøvet med en vinkelpi forhold til E7. Den elektromotoriske kraft som frembringes av viklingen

5 er vist med vektoren E^ med samme norm som den forangående, men som danner en vinkelføf-TT )i forhold til vektoren. Endelig er den elektromotoriske kraft som frembringes av viklingen 6 representert ved vektoren E6, med samme norm som de forangående, men som danner en vinkel med vektoren E5. Den resulterdne elektromotoriske kraft er vist med vektoren Etot. I det betraktede eksemplet, hvor vinkelen @ var 22,5° og vinkelen^ 110°, er normen for vektoren Etot lik 3,6 ganger normen for de elementære vektorene.Viklingskoeffisienten er da lik kbob = 3,6/ 4 = 0.9, hvilket tilsvarer en meget god viklingskoeffisient. Dette forklares av det faktum at viklingene, slik det fremgår av figur 5, og praktisk talt diametrale,

det vil si at deres midlere plan er nær det plan som står i rett vinkel på den magnetiske aksen A for statoren .

Når statorens tykkelse, det vil si dens dimensjon ifølge dens akse, er relativt stor, f.eks. 20 mm, kan det som det vises delvis på figur 4, anordnes spor 4 som heller med en bestemt vinkel i forhold til generatrisene for sylinderen som danner statorens indre overflate, slik at effekten på det elektromagnetiske elementet av de harmoniske tennene reduseres. I det tilfelle som er vist på figur 3, er sporene parallelle med nevnte gene-ratriser.

For å oppnå helningen o, forskyves statorplatene seg i mellom i den ønskede vinkel idet oppstablingen av disse platene utgjør statoren.

Rotoren 2 (se figur 2) er utstyrt med magneter 12, 13

på basis av sjeldne jordmetaller, særlig magneter av kobolt,samarium. Hver magnet har formen av en rund teglsten bestående av en del av en sylinder hvis vinkel i sentrum ligger 110° og 140°, og er fortrinnsvis her 125°. Kurveradien for den ytre overflaten av magnetene er i det vesentlige lik radien til statorens indre overflate .

Magnetene 12 og 13 er festet, særlig ved liming, til de to diametralt motsatte, polare endene, utfoldet fra rotorens kjerne 14 av bløtt jern.

Figur 7 viser et element oppnådd med en motor ifølge oppfinnelsen. Denne kurven er gitt for et vinkelområde fra 0° til 180°, det vil si for et vinkelområde som tilsvarer elementets periode.

Elementet gjelder som ordinat. Graderingene av ordinaten skal multipliseres med 10~^Nm for å oppnå verdien for elementet i det betraktede eksempel (lengde for rotoren 15 mm, indre diameter for statoren 20 mm).

Den strek-prikkede kurven 15 viser variasjonene for det elektromagnetiske elementet som dannes ved samvirkning av statorens elektromagnetiske felt og rotorens magnetiske felt.

Den stiplede kurven 16 viser variasjonene av reluktanselementet .

Variasjonene av totalelementet vises ved hjelp av den heltrukne kurven 17 som oppnås ved addisjon av de forangående to kurvene.

Det fremgår klart fra denne figur 17 at reluktanselementet er positivt for de vinkelområder hvor det elektromagnetiske elementet er svakt eller negativt, mens reluktanselementet er negativt når det elektromagnetiske elementet er sterkt positivt. Kombinasjonen av reluktanselementet og det elektromagnetiske elementet ifølge oppfinnelsen fører til et totalelement hvis svingninger rundt en middelverdi, som tilsvarer den rette linjen 18 som er parallell med absisseaksen, er relativt små, mens middelverdien for det element som tilsvarer denne rette linje 18 er relativ høy.

Reluktanselementet er utmerket for å sikre rotorens 2 stilling ved stillstand.

Av figur 8 fremgår at midlene D som er følsomme for stillingen av rotoren 2 omfatter et organ 19, som f.eks. en skive 20 eller lignende, festet til rotoraksen 2 og omfattende felt med forskjellig konstrast, spesielt et lyst og et mørkt felt, spesielt et hvitt felt og et svart felt. I det betraktede eksemplet omfatter skiven 20 to mørke felt eller sektorer 21, 22 hvis bakre ender 21a, 22a, ifølge rotorens rotasjonsretning (i urviserretningen ifølge figur 8) er diametralt motsatte.

Sektoren 21 strekker seg over en vinkel som høyst er lik 90°. På figur 8 er vinkelen for sektor 21 av størrelses-orden 60°. Sektoren 22 strekker seg over en vinkel over 90° og under 180°. På figur 8 strekker sektoren 22 seg over en vinkel på ca. 160°.

De to mørke sektorene 21, 22 er skilt av de to lyse sektorene 23, 24.

Endene 21a og 22a er innstilt i vinkel slik at de tilsvarer de ønskede kommuteringsøyeblikkene, det vil si at de bringes på linje på rotorens to magnetiske akser.

Midlene D omfatter dessuten en fotoelektrisk oppfanger

25 som omfatter en sender av infrarøde stråler rettet mot sektorene på skiven 20, og en mottager som er føl-som for stråler som tilbakesendes fra den sektor av skiven som er rammet av strålingen.

Strålen fra oppfangerens 25 sender er innstilt i vinkel på statorens magnetiske akse. Oppstillingen er ordnet slik at når strålen faller på en mørk sektor som f.eks. 21, 22, er den stråle som tilbakesendes mot oppfangerens 25 mottaker uttilstrekkelig til å produsere et signal ved utløpet av denne mottaker. Når den avgitte strålen faller på en lys sektor, som f.eks. 23, 24, gir derimot oppfangerens 25 mottaker ved sitt utløp et signal som tilsvarer f.eks. et logisk nivå "1". Dette signalet anvendes for å styre snuingen av strømretningen i statorviklingene .

Fortrinnsvis er oppfangeren 25 forbundet med styringsmid-let 26 som kan gjennomføre snuingen av strømretningen i viklingene bare for de stigende frontene av signalene som produseres av oppfangeren 25. En stigende front tilsvarer passasje av lysstrålen som kommer fra oppfangerens 25 sender, fra en mørk sektor som f.eks. 21 eller 22 til en lys sektor. Disse midlene 26 kan omfatte en monostabil strømkrets som bare kan utløses av stigende fronter av signaler fra oppfangeren.

Rotorens stansestilling bestemmes på 180° nær av reluktanselementene .

For å sikre start av rotoren i den ønskede rotasjonsretning, må strømmen i statorviklingene 5, 6, 7 og 8 sirku-lere i en retning eller i en annen, ifølge rotorens stilling ved stillstand.

Kombinasjonen av mørke felt 21 og 22 som er vist på figur 8, tillater å gjøre en forskjell ifølge hvilken sydpolen S på rotoren befinner seg oppe eller nede ved stans, ifølge det som er vist på figur 8. Når sydpolen befinner seg nede, som vist på figur 8, ser oppfangeren 25

det mørke feltet 22 ved stans, dersom nordpolen N befinner seg nede ved stans kan derimot oppfangeren se den ly-se sektoren 24.

En logisk strømkrets 27 er kombinert med oppfangeren 25 for å styre en passende strømretning i viklingene 5 til 8 ved start av motoren, ifølge hvilken signalet ved ut-løpet av oppfangeren 25, når motoren er i stillstand, tilsvarer en "0"-logikk (tilfelle når oppfangeren 25

ser sektoren 22 ved stans), eller en "l"-logikk (tilfelle når oppfangeren 25 ser sektoren 24 ved stans).

Når start av motoren er blitt sikret i ønsket retning, gjennomføres kommuteringene deretter normalt.

Figur 9 illustrerer en utførelsesvariant i hvilken organet 19 istedet for å bestå av en skive som på figur 8, består av en trommel 20a som er festet til rotoraksen.

De mørke og lyse sektorene er anordnet på den ytre overflaten av den sylindriske veggen 28 på denne trommelen. Oppfangeren 25 er rettet mot denne veggen 28 samtidig som den har en radial avstand, som vist på figuren.

Grupperingen av de mørke og lyse sektorene og oppstil-lingens funksjon er lik det som er beskrevet i forbind-else med figur 8.

Som forskjell kan skiven 20 bare omfatte to soner (eller sektorer), den ene svart eller mørk, den andre lys, istedet for fire sektorer 21 til 24 som vist på figur 8.

Bare to krafttransistorer, istedet for de fire som er anordnet på figur 1, kan anvendes, i kombinasjon med en spenningskilde i et midtpunkt.

Den optiske oppfangeren kan velges slik at den tillater anvendelse av stigende og synkende fronter for sitt signal for å styre, i rekkefølge, metningen av disse to krafttransistorene.

Ifølge en annen variant er den oppfanger som kan styre transistorene, for snuing av strømmen, en oppfanger med halv-effekt, hvis forbruk er mindre enn for en optisk oppfanger og som er ufølsom for forurensning. Minst en magnet er festet til en skive som er festet til rotoren, og oppfangeren med halv-effekt vipper når denne magnet-en passerer under den.

Oppfinnelsen gjør det mulig å oppnå en motor med elektronisk kommutering som kan rotere med høye hastigheter, særlig av størrelsesorden 13000 omdreininger/minutt med redusert plassbehov for en gitt styrke, og som er spesi elt stille og pålitelig. En slik motor er spesielt til-passet til drift av en maskin for forflytning av et gassformig fluid, og mere spesielt for en hårtørrer som er bærbar eller står på en fast plass.

Claims (16)

1. Elektromotor med elektronisk kommutering omfattende: en rotor (2) som omfatter permanentmagneter (12, 13) anordnet slik at de fastsetter en magnetakse for rotoren, og en stator (3) som omslutter rotoren og omfatter viklinger (5, 6, 7, 8) som skal mates med likestrøm, og som fastsetter en magnetisk akse (A) for statoren, kommuteringsmidler (C) som er anordnet for skjønn-somt å snu sirkulasjonsretningen for strømmen i viklingene for at det elektriske element som utøves av statoren (3) på rotoren (2) alltid virker i samme retning, midler (D) som er følsomme for rotorens stilling som er anordnet for å styre kommuteringsmidlene (C) og snu sirkulasjonsretningen for strømmen i viklingene og reluktanselementer (9, 10) som dessuten er anordnet i statoren (3) for å bringe rotoren (2) til stillstand i en stilling hvor start av motoren er sikret,karakterisert vedat statoren (3) omfatter et antall sporpar (4) som er skilt av tenner (11) som er jevnt fordelt over hele den indre overflaten av statoren (3) , reluktanselementer (9, 10) er asymmetriske i forhold til den magnetiske akse (A) for statoren og er dannet av to grupper av diametralt motsatte tenner og spor, idet tennene som ikke tilhører reluktanselementene har en lengde (1) som er mindre enn lengden (L) for de tenner som tilhører reluktanselementene, statorviklingene (5, 6, 7, 8) er for en del (5, 6) plassert i sporene i reluktanselementene (9, 10) og for en annen del i de spor som ikke tilhører reluktanselementene, slik at statorviklingene (5, 6, 7, 8) er plassert i nærheten av diametralplanet vinkelrett på den magnetiske aksen (A) for statoren, hvilket gjør det mulig å forbedre viklingskoeffisienten (Kbob).

2. Elektromotor ifølge krav 1,karakterisertved at statorviklingene (5, 6, 7, 8) foreligger i redusert antall, spesielt lik fire, og forbundet i serie, mens kommuteringsmidlene (C) omfatter et redusert antall transistorer, spesielt fire transistorer (Kl, K2, K3, K4) som danner en dobbelt bro.

3. Motor ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat aksen for reluktanselementene (9, 10) er forskjøvet 45° i forhold til den magnetiske aksen (A) for viklingene til statoren (3).

4. Motor ifølge krav 1,karakterisertved at lengden (1) for tennene (11) som ikke tilhører reluktanselementene (9, 10) er omtrent tre tidels millimeter mindre enn de tennene som tilhører reluktanselementene, for en total høyde (L) for tennene på ca. 7,7 millimeter, og med en indre diameter for statoren (3) på ca. 20 millimeter, idet rotorens (2) ytre diameter er av størrelsesorden 19 millimeter.

5. Motor ifølge kravene 3 eller 4,karakterisert vedat hvert reluktanselement (9, 10) har en vinkelutstrekning på ca. 100°.

6. Motor ifølge et hvilket som helst av kravene 3 til 5,karakterisertvedat statoren (3) omfatter seksten spor (4) og seksten tenner (11), reluktanselementene (9, 10) omfatter hvert fem tenner og fi-re spor og er diametralt motsatte, de seks gjenværende danner to grupper som likeledes er diametralt mosatte, og har en redusert lengde ( 1) , to viklinger (5, 6) rommes i to spor i reluktanselementene som befinner seg i en vinkelende av disse elementene, mens de to andre viklingene (7, 8) til statoren rommes i de to umiddelbart følgende spor.

7. Motor ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat statorens (3) spor heller med en bestemt vinkel ( Q i forhold til generatrisene, slik at effekten av de harmoniske tennene på det elektromagnetiske elementet reduseres.

8. Motor ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat rotoren (2) er utstyrt med permanentmagneter (12, 13) på basis av sjeldne jordmetaller, spesielt magnet av kobolt-samarium.

9. Motor ifølge krav 8,karakterisertved at permanentmagnetene (12, 13) har formen av en rund teglsten hvis vinkel i sentrum ligger mellom 110° og 140°, og spesielt er nær 125°.

10. Motor ifølge et hvilket som helst av de foregående krav i hvilken midlene (D) som er følsomme for rotorens (2) stilling omfatter for det første et organ (19) slik som en skive eller lignende, festet til rotorens (2) akse og omfatter felt med forskjellig kontrast, særlig et lyst og et mørkt felt, og for det andre en fotoelektrisk oppfanger (25) som kan motta et lyssignal som stammer fra nevnte felt (21, 22; 23, 24) og kan produsere et elektrisk signal som anvendes for styring av snuingen av strømretningen i viklingene,karakterisertved at den omfatter styremidler (26) som kan bestemme snuingen av strømretningen i viklingene (5, 6, 7, 8) til statoren (3) bare for de stigende fronter av signalene som produseres av oppfangerne, idet en stigende front tilsvarer passasje fra en mørk sektor (21, 22) til en lys sektor (23, 24) foran oppfangeren (25).

11. Motor ifølge krav 10,karakterisertved at organet (19) omfatter to mørke sektorer (21, 22) hvis bakre ender, avhengig av rotorens rotasjonsretning, er diametralt motsatte og innstilt i vinkel, det samme som oppfangeren (25), for å tilsvare de ønskede kommuteringsøyeblikkene.

12. Motor ifølge krav 11,karakterisertved at en mørk sektor (22) strekker seg over mer enn 90° og mindre enn 180°, mens den andre mørke sektoren (21) strekker seg over minst 90°, idet de lyse sektorene (23, 24) strekker seg mellom de mørke sektorene.

13. Motor ifølge krav 11 eller 12,karakterisert vedat for å påvise rotorens (2) stansestilling og bestemme den retningen strømmen skal gis i statorens (3) viklinger for alltid å ha samme rotasjonsretning for rotoren, anordnes en logisk strømkrets (27) for å styre strømretningen på passende måte i statorviklingene, ifølge hvilken en mørk sektor (22) eller lys sektor (24) kan ses av oppfangeren (25) når motoren er stanset.

14. Motor ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat dens rota-sjonshastighet er av størrelsesorden 13000 omdreninger/ minutt.

15. Anvendelse av en motor ifølge et hvilket som helst av de foregående krav for drift av en maskin for forflytning av et fluid, spesielt gassformig, som f.eks. en hårtørrer, en blåsemaskin, en ventilator eller lignende.

16. Hårtørrer, spesielt en bærbar sådan,karakterisert vedat den er utstyrt med en motor iføl-ge et hvilket som helst av kravene 1-14.