Schrittmotor Es sind Schrittmotoren bekannt, deren Ständerwicklung
von Impulsen erregt wird, welche abwechselnd entgegengesetzte Polarität haben. Der
Läufer, welcher aus einem Dauermagneten mit angesetzten Weicheisenpolen besteht,
wird bei jedem Impuls um eine Polteilung weiterbewegt. Um die Drehrichtung festzulegen,
haben die Läuferpole unsymmetrische Form. In ihrer axialen Ansicht haben diese Pole
eine in die Drehrichtung weisende Spitze von etwa schnabelförmiger Gestalt, wodurch
der Luftspalt zum Teil vergrößert und der Magnetfluß verringert wird.Stepper motor There are known stepper motors whose stator winding
is excited by pulses which are alternately of opposite polarity. Of the
Runner, which consists of a permanent magnet with attached soft iron poles,
is moved forward by one pole pitch with each pulse. To determine the direction of rotation,
the rotor poles have an asymmetrical shape. In their axial view these have poles
a tip pointing in the direction of rotation of approximately the shape of a beak, whereby
the air gap is partially enlarged and the magnetic flux is reduced.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, bei derartigen
Schrittmotoren eine bessere Ausnutzung des Magnetflusses und damit eine Erhöhung
des Drehmomentes zu erzielen. Der Schrittmotor zur Umwandlung elektrischer Impulse
in eine Drehbewegung mit einem Dauermagnetläufer, auf dessen Umfang sich Läuferpole
in einer der Ständerpolzahl entsprechenden Anzahl befinden, wird gemäß der -Erfindung
so ausgebildet, daß die Länge der als Polflügel ausgeführten Läuferpole größer ist
als die Polteilung und daß die axiale Erstreckung des Poles von Null beginnend stetig
bis zu einem Maximum ansteigt und von da sich zunächst gleichfalls stetig vermindert,
jedoch in einer Entfernung, die kleiner ist als die Polabmessung vor dem Maximum,
unstetig zu Null wird, so daß die Abwicklung etwa die Form eines an der einen Spitze
abgestumpften gleichschenkligen Dreiecks aufweist. Das Wesen der Erfindung besteht
also darin, daß die erforderlichen Unsymmetrien nicht in radialer, sondern in axialer
Richtung gebildet sind, wodurch eine Vergrößerung des Motorluftspaltes vermieden
und gleichzeitig aber auch die bei bekannten Schrittmotoren bereits gelöste grundlegende
Aufgabe, nämlich die Festlegung einer bestimmten Drehrichtung, erfüllt wird.The object of the present invention is in such
Stepper motors make better use of the magnetic flux and thus an increase
to achieve the torque. The stepper motor for converting electrical impulses
in a rotary motion with a permanent magnet rotor, on the circumference of which there are rotor poles
are in a number corresponding to the number of stator poles, according to the invention
designed so that the length of the rotor poles designed as pole wings is greater
than the pole pitch and that the axial extension of the pole starts continuously from zero
rises up to a maximum and from there at first also steadily decreases,
but at a distance that is smaller than the pole dimension in front of the maximum,
becomes discontinuous to zero, so that the development roughly takes the form of a one at one point
has truncated isosceles triangle. The essence of the invention consists
that is, that the required asymmetries are not radial, but axial
Direction are formed, thereby avoiding an increase in the motor air gap
and at the same time, however, the fundamental already solved in known stepper motors
Task, namely the definition of a certain direction of rotation, is fulfilled.
Gemäß der weiteren Erfindung liegen die Polflügel an der Mantelfläche
eines Zylinders an, die nur durch die zwischen den Polflächen aufeinanderfolgender
Pole befindlichen Luftzwischenräume unterbrochen ist.According to the further invention, the pole wings lie on the lateral surface
of a cylinder, only through the one between the pole faces successive
Pole located air spaces is interrupted.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Schrittmotors
dargestellt.In the drawing is an embodiment of the proposed stepper motor
shown.
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch den Läufer des vorgeschlagenen Schrittmotors.
Auf der Läuferachse 1 sitzt ein axial magnetisierter Dauermagnetkern 2, dessen beide
Stirnseiten mit Polscheiben 3 und 4 versehen sind. Die in der Achsrichtung über
den Kern umgebogenen Polscheibenteile 5 laufen in Polflügel aus, die in den Fig.
2 und 3, die eine Aufsicht und eine Seitenansicht einer Polscheibe zeigen, im einzelnen
zu erkennen sind. Jede Polscheibe geht zunächst in zylinderförmige Teile 9, 10 über
und endet in den Polflügeln 11 und 12. Die Form der Polflügel 11 und 12 ist in der
in derFig.3 dargestellten Seitenansicht der Polscheibe zu erkennen. Die Teile 9,
10 der Polscheiben sowie die daran anschließenden Polflügel 11, 12 liegen an der
Mantelfläche eines Zylinders an, die nur durch die zwischen den Polflügeln aufeinanderfolgender
Pole befindlichen Luftzwischenräume unterbrochen ist.Fig. 1 shows a section through the rotor of the proposed stepping motor.
On the rotor axis 1 sits an axially magnetized permanent magnet core 2, both of which
Front sides are provided with pole disks 3 and 4. The in the axial direction about
Pole disc parts 5 bent over the core run out into pole wings, which are shown in FIGS.
2 and 3, which show a plan view and a side view of a pole disk, in detail
can be recognized. Each pole disk initially merges into cylindrical parts 9, 10
and ends in the pole wings 11 and 12. The shape of the pole wings 11 and 12 is shown in FIG
in derFig.3 shown side view of the pole disc to recognize. The parts 9,
10 of the pole discs and the adjoining pole wings 11, 12 are located on the
Lateral surface of a cylinder, which is only due to the successive between the pole wings
Pole located air spaces is interrupted.
Fig. 4 zeigt die Abwicklung dieses Zylindermantels in eine Ebene,
in die zugleich auch die Abwicklung des außerhalb des zylinderförmigen Motorluftspalts
liegenden Zylindermantels, in der die Ständerpole liegen, hineingezeichnet ist.
Die Ständerpole sind dabei mit 13 bis 16 bezeichnet. Vor ihnen liegen die Polflügel
17 und 18 der einen Poscheibe und 19 und 20 der anderen Polscheibe. Es sei nun eine
solche Magnetisierung des Dauermagnetkernes angenommen, daß die Polscheiben 17 und
18 einen Südpol und die Polscheiben 19 und 20 einen Nordpol bilden. Dann entspricht
die bezeichnete Abwicklung einer solchen Ständerpolerregung, daß die Ständerpole
14 und 16 Südpol- und 13 und 15 Nordpolcharakter haben. Der nächste dem Schrittmotor
zugeführte Impuls, der beispielsweise mit Hilfe eines Stromwendeschalters eine umgekehrte
Stromrichtung wie der vorhergegangene habe, erzeugt nun in den Ständerpolen 14 und
16 einen Nordpol und in den Ständerpolen 13 und 15 einen Südpol. Auf Grund ihrer
Polarität werden nun die Polflügel in den Bereich der ihnen entgegengesetzten Ständerpole
gezogen und verharren dort bis zum Eintreffen des nächsten Impulses, d. h., die
Polflügel 19 und 20 bewegen sich so, daß sie in dem Bereich ihrer größten axialen
Erstreckung vor den Ständerpolen 13 und 15 liegen. Entsprechend verhalten sich die
Polflügel 17 und 18 in bezug auf die Ständerpole 14 und 16. Der Schrittmotor führt
also bei dem Eintreffen eines Impulses jeweils eine begrenzte Drehbewegung aus.Fig. 4 shows the development of this cylinder jacket in a plane,
in which at the same time the development of the outside of the cylindrical engine air gap
lying cylinder jacket, in which the stator poles lie, is drawn in.
The stator poles are denoted by 13 to 16. The pole wings lie in front of them
17 and 18 of one pole disc and 19 and 20 of the other pole disc. It is now one
such magnetization of the permanent magnet core assumed that the pole discs 17 and
18 form a south pole and the pole disks 19 and 20 form a north pole. Then corresponds
the designated development of such a stator pole excitation that the stator poles
14 and 16 have the character of the south pole and 13 and 15 have the character of the north pole. The next to the stepper motor
supplied pulse, which is reversed, for example with the help of a commutation switch
Current direction as the previous one, now generated in the stator poles 14 and
16 a north pole and in the stator poles 13 and 15 a south pole. Because of your
The polarity will now be the pole wings in the area of the stator poles opposite them
pulled and remain there until the arrival of the next impulse, i. h., the
Pole wings 19 and 20 move so that they are in the area of their largest axial
Extension in front of the stator poles 13 and 15 are. The behave accordingly
Pole wings 17 and 18 with respect to the stator poles 14 and 16. The stepper motor leads
so when a pulse arrives, a limited rotational movement is made.