DE1139574B

DE1139574B - Electric drive motor with fixed collector and rotating brushes, especially for driving machine tools according to a previously registered program

Info

Publication number: DE1139574B
Application number: DEC21074A
Authority: DE
Original assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Current assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Priority date: 1959-04-01
Filing date: 1960-03-25
Publication date: 1962-11-15

Description

Elektrischer Antriebsmotor mit festem Kollektor und drehbaren Bürsten, insbesondere zum Antrieb von Werkzeugmaschinen gemäß einem vorher registrierten Programm Die Erfindung betrifft als Stellmotor benutzbare elektrische Antriebsmotoren mit einem festen Kollektor und drehbaren Bürsten, insbesondere zum Antrieb von Werkzeugmaschinen unter Ausgang von einem vorher registrierten Programm.Electric drive motor with fixed collector and rotating brushes, in particular for driving machine tools according to a previously registered Program The invention relates to electric drive motors that can be used as servomotors with a fixed collector and rotating brushes, especially for driving machine tools taking exit from a previously registered program.

Es ist ein Elektromotor, insbesondere zum Antrieb von industriellen Maschinen, wie Werkzeugmaschinen od. dgl., in Abhängigkeit von einem z. B. auf einem Magnetband aufgezeichneten Programm bekannt, der einen als »Grammeschen Ring« ausgebildeten, mit einer Ringwicklung mit n Windungen versehenen Stator, einen festen Kollektor mit n gegeneinander in der Umfangsrichtung versetzten leitenden Lamellen, n die n leitenden Lamellen mit den n Windungen des Grammeschen Rings verbindende Leiter, eine Antriebswelle, welche zwei drehbare, mit Gleichstrom zwei diametral gegenüberliegende leitende Lamellen speisende Bürsten trägt und einen z. B. durch einen Dauermagneten oder einen zweipoligen Elektromagneten gebildeten Rotor aufweist, so daß die die angetriebene Welle bildende Rotorwelle synchron mit den drehbaren Bürsten angetrieben wird, welche so angebracht sind, daß die Fliehkraft sie gegen die leitenden Lamellen des festen Kollektors drückt.It is an electric motor, especially for driving industrial machines, such as machine tools. The like. Depending on a z. B. program recorded on a magnetic tape known, which is designed as a "Gram's Ring", provided with a ring winding with n turns stator, a fixed collector with n mutually offset in the circumferential direction conductive lamellae, n the n conductive lamellae with the n turns of the Grammeschen ring connecting conductor, a drive shaft, which carries two rotatable, with direct current two diametrically opposite conductive lamellae feeding brushes and a z. B. formed by a permanent magnet or a two-pole electromagnet rotor, so that the rotor shaft forming the driven shaft is driven synchronously with the rotatable brushes which are attached so that the centrifugal force presses them against the conductive lamellae of the fixed collector.

Der erwähnte Grammesche Ring ist eine Spulenanordnung in dynamoelektrischen Maschinen nach Gramme, der eine bestimmte Art von Induktionselement darstellt, die von Z. T. Gramme für elektrische Motoren und Generatoren eingeführt wurde. Die Spulen sind auf einen Eisenring aufgewickelt, und die Zuführungen sind mit den Lamellen des Kollektors verbunden.The aforementioned Gramme's ring is a coil arrangement in dynamoelectric Gramme machines, which represents a certain type of induction element, the was introduced by Z. T. Gramme for electric motors and generators. The spools are wound on an iron ring, and the feeders are with the lamellas of the collector connected.

Die Rotorwelle oder angetriebene Welle eines derartigen Motors gestattet die Vornahme des Antriebs einer industriellen Maschine, z. B. einer Werkzeugmaschine, wenn die die drehbaren Bürsten tragende Antriebswelle entsprechend dem aufgezeichneten Programm mittels eines Antriebsmotors in Umdrehung versetzt wird, z. B. mittels des Empfangsteils oder Rotors einer Selsynanordnung, da der Antrieb der Antriebswelle nur eine kleine Leistung erfordert, während eine erheblich größere Leistung, die mehrere Kilowatt erreichen kann, an der angetriebenen Welle verfügbar ist, wobei der Leistungsstrom des Motors bei den bekannten Vorrichtungen von der die drehbaren Bürsten mit Gleichstrom speisenden Spannungsquelle geliefert wird.The rotor shaft or driven shaft of such a motor is permitted making the drive of an industrial machine, e.g. B. a machine tool, when the drive shaft carrying the rotatable brushes according to the recorded one Program is set in rotation by means of a drive motor, z. B. by means of of the receiving part or rotor of a selsyn arrangement, as the drive of the drive shaft only requires a small amount of power, while a significantly larger amount of power that can reach several kilowatts, is available on the driven shaft, with the power current of the motor in the known devices of the rotatable Brushes with direct current feeding voltage source is supplied.

Der erwähnte Begriff »Selsynanordnung« ist eine. Abkürzung für »Self-synchronous« und wird verwendet für einen elektrischen Synchronmotor mit drei Statorwicklungen, bei dem der Rotor eine Winkelstellung einnimmt, die eine Funktion von elektrischen Signalen ist, welche über drei Leitungen, von einem Transmitter oder einem Selsyngenerator ausgehend, übertragen werden. Der Selsyngenerator ist ein Generator, der die Winkelstellung seines Rotors in drei Spannungen umwandelt, deren jede eine Amplitude als Funktion dieser Winkelstellung hat.The term "selsyn arrangement" mentioned is one. Abbreviation for "Self-synchronous" and is used for an electric synchronous motor with three stator windings, in which the rotor assumes an angular position which is a function of electrical Signals is sent via three lines, from a transmitter or a selsyn generator outgoing, are transmitted. The Selsyngenerator is a generator that the angular position of its rotor is converted into three voltages, each of which has an amplitude as a function this angular position has.

Ein derartiger Motor gestattet zwar einen synchronen Antrieb mit einer geringen, in dem Empfangsteil der Selsynanordnung verfügbaren Leistung, wobei an der Rotorwelle ein z. B. für den Antrieb einer Werkzeugmaschinenkurbel ausreichendes Moment verfügbar ist, es hat sich jedoch gezeigt, daß in gewissen Fällen Pendelerscheinungen auftreten.Such a motor allows a synchronous drive with a low power available in the receiving part of the selsyn arrangement, where on the rotor shaft a z. B. sufficient for driving a machine tool crank Moment is available, it has been shown, however, that in certain cases pendulum phenomena appear.

Die Erfindung bezweckt, einen derartigen für den Antrieb von Werkzeugmaschinen besonders geeigneten Motor so zu verbessern, daß jede Gefahr von Pendelungen vermieden wird, wobei außerdem noch die Leistung und die Genauigkeit des Antriebs gesteigert werden, so daß er unmittelbar für den selbsttätigen Antrieb und die Präzisionsfernsteuerung von industriellen Maschinen z. B. gemäß einem vorher registrierten Programm benutzt werden kann. Bei der vorgeschlagenen Anordnung werden die von dem Antriebsmotor angetriebenen und mit den Lamellen des festen Kollektors zusammenwirkenden drehbaren Teile nicht mehr durch eine Bürste je Pol des Rotors gebildet, sondern für jeden Pol durch ein Paar von. Bürsten, welche elektrisch miteinander so verbunden sind, daß sie an dem Stator mit Ringwicklung, welchen sie über die mit ihnen zusammenwirkenden Lamellen und die zugeordneten Leiter speisen, verhältnismäßig breite, nicht erregte Zonen abgrenzen, welche verhältnismäßig breiten Polen gleichwertig sind, welche sich im Synchronismus mit diesen drehbaren Teilen drehen und die Pole des Rotors antreiben, wobei die Breite einer jeden dieser Zonen vorzugsweise gleich der eines jeden Pols des Rotors ist.The invention aims to provide such a device for driving machine tools To improve particularly suitable motor so that any risk of oscillation is avoided the performance and accuracy of the drive is also increased so that it is immediately available for automatic drive and precision remote control of industrial machines e.g. B. used according to a previously registered program can be. In the proposed arrangement of the Drive motor driven and interacting with the slats of the fixed collector rotatable parts are no longer formed by a brush per pole of the rotor, but for each pole through a pair of. Brushes which are electrically connected to each other are that they are on the stator with ring winding, which they cooperate with them via the Feed lamellas and the associated ladder, relatively wide, not energized Define zones which are equivalent to which relatively broad poles rotate in synchronism with these rotatable parts and the poles of the rotor drive, the width of each of these zones preferably equal to that of one each pole of the rotor is.

Dank dieser Ausbildung wird der Rotor mit großer Genauigkeit angetrieben, genauso, als ob der Stator sich drehende ausgeprägte Pole besitzen würde.Thanks to this design, the rotor is driven with great accuracy, just as if the stator had rotating salient poles.

Die Erfindung hat daher einen elektrischen Antriebsmotor zum Gegenstand, insbesondere zum selbsttätigen Antrieb von Werkzeugmaschinen gemäß einem vorher registrierten Programm, welcher einen als Grammeschen Ring ausgebildeten Stator mit Ringwicklung mit n Elementarwicklungen, einen festen Kollektor mit n in der Umfangsrichtung gegeneinander versetzten leitenden Lamellen, n die in der gleichen Reihenfolge betrachteten n leitenden Lamellen mit den n Wicklungen des Grammeschen Rings verbindende Leiter, einen auf einer angetriebenen Welle befestigten Rotor mit wenigstens zwei Polen und eine Antriebswelle besitzt, welche für jeden Pol des Rotors einen drehbaren Teil trägt, welcher mit elektrichem Strom gespeist und gegen die Lamellen gedrückt wird, wobei die erfindungsgemäße Ausführung dadurch gekennzeichnet ist, daß jeder drehbare Teil durch zwei elektrisch miteinander verbundene Bürsten gebildet wird.The invention therefore has an electric drive motor as an object, in particular for the automatic drive of machine tools according to a previously registered program, which has a stator designed as a Gram's ring with ring winding with n elementary windings, a fixed collector with n in the Circumferentially mutually offset conductive lamellae, n in the same Sequence considered n conductive lamellas with the n windings of the gram tree Ring connecting conductors, a rotor mounted on a driven shaft with at least two poles and a drive shaft, which for each pole of the Rotor carries a rotatable part, which is fed with electrical current and against the slats is pressed, the embodiment according to the invention characterized is that each rotatable part is operated by two electrically connected brushes is formed.

Bei der bevorzugten Ausführungsform wird jeder drehbare Teil durch zwei Bürsten gebildet, welche zwischen sich einen Winkel bilden,, welcher praktisch gleich dem einen jeden Pol des Rotors begrenzenden Zentriwinkel ist.In the preferred embodiment, each rotatable part is through formed two brushes, which form an angle between them, which is practical is equal to the central angle delimiting each pole of the rotor.

Der Stator ist vorzugsweise genutet und weist n12 Nuten auf, wobei der Grammesche Ring zwei Elementarwicklungen je Nut besitzt. Die virtuellen ausgeprägten Pole des Stators, welche sich im Synchronismus mit den sie mit Strom speisenden drehbaren Teilen drehen, werden dann durch zwei, drei oder vier Statorzähne zwischen aufeinanderfolgenden Nuten gebildet (je nach dem von den beiden Bürsten dieser drehbaren Teile gebildeten Winkel).The stator is preferably grooved and has n12 slots, where the Gramme ring has two elementary windings per groove. The virtual pronounced Poles of the stator, which are in synchronism with the ones they supply with electricity rotating parts are then rotated by two, three or four stator teeth between successive grooves formed (depending on which of the two brushes this rotatable Parts formed angle).

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung in ihrer - Anwendung auf zwei besondere Ausführungsformen beispielshalber erläutert.The invention is illustrated below with reference to the drawing in FIG - Explained by way of example, application to two particular embodiments.

Fig: 1 zeigt die Anwendung der Erfindung auf einen mit Gleichstrom gespeisten Motor mit festem Kollektor und drehbaren Bürsten; Fig.2 zeigt die Anwendung der Erfindung auf einen mit Drehstrom gespeisten Motor mit festem Kollektor und drehbaren Bürsten.Fig. 1 shows the application of the invention to a direct current powered motor with fixed collector and rotating brushes; Fig.2 shows the application the invention on a three-phase motor with a fixed collector and rotating brushes.

In Fig. 1, welche die Anwendung der Erfindung auf einen Gleichstrommotor Zeigt, enthält der Motor einen Stator 1 mit z. B. vierundzwanzig Nuten 2, welche vierundzwanzig Zähne 3 abgrenzen. Dieser Stator weist die in Drehstrommotoren für 25 Hz benutzte Bauart auf. Der Stator ist als »Gammescher Ring« mit einer Ringwicklung versehen, welche vorzugsweise zwei Elementarspulen oder Halbspulen 4 je Nut 2 enthält, wobei jede (in Fig. 1 zur Vereinfachung der Zeichnung als eine einfache Windung dargestellte) Halbwicklung4 durch einen Leiter 5 mit einer leitenden Lamelle 6 eines Kollektors 7 verbunden ist, welcher seitlich achtundvierzig gleichmäßig um einen Winkel von gegeneinander versetzte Lamellen trägt, wobei die Reihenfolge der Lamellen 6 und der zugehörigen Spulen 4 die gleiche ist wie dargestellt.In Fig. 1, which shows the application of the invention to a DC motor, the motor comprises a stator 1 with e.g. B. twenty-four grooves 2, which define twenty-four teeth 3. This stator is of the type used in three-phase motors for 25 Hz. The stator is provided as a "Gammes ring" with a ring winding, which preferably contains two elementary coils or half-coils 4 per slot 2, each half-winding 4 (shown in FIG. 1 as a single turn to simplify the drawing) through a conductor 5 with a conductive Lamella 6 of a collector 7 is connected, which laterally forty-eight evenly at an angle of carries mutually offset lamellae, the order of the lamellae 6 and the associated coils 4 being the same as shown.

Dieser feste Kollektor 7 wirkt mit drehbaren Teilen zur Gleichstromspeisung zusammen, welche gemäß einem wesentlichen Kennzeichen der Erfindung durch zwei Paare 8N, 8 S von Bürsten 8 gebildet werden, welche von einer isolierenden Buchse 9 getragen werden, welche auf eine die Antriebswelle bildende Welle 10 aufgekeilt ist. Diese Welle 10 trägt noch zwei Ringe 11N und 11 S, welche aus einer Gleichstromquelle 12 durch zwei feste Bürsten 13 N bzw. 13 S gespeist werden und durch Leiter 14N, 14S an die beiden Bürsten 8 eines jeden Paares 8N, 8 S geschaltet sind, welche miteinander verbunden sind.This fixed collector 7 cooperates with rotating parts for direct current supply which, according to an essential characteristic of the invention, are formed by two pairs 8N, 8S of brushes 8 carried by an insulating bushing 9 which is keyed onto a shaft 10 forming the drive shaft is. This shaft 10 also carries two rings 11N and 11 S, which are fed from a direct current source 12 by two fixed brushes 13 N and 13 S and are connected to the two brushes 8 of each pair 8N, 8 S by conductors 14N, 14S, which are connected to each other.

Jede Bürste 8 wird zweckmäßig durch eine dünne elastische Lamelle aus Phosphorbronze gebildet, welche an ihrem Ende eine in einem dünnwandigen (zur Vereinfachung der Zeichnung nicht dargestellten) Kasten angeordnete Kohle 15 trägt, wobei eine am Boden eines jeden Kastens angebrachte Schraubenfeder die Kohle 15 gleichmäßig und weich gegen die Lamellen des Kollektors 7 drückt, wodurch jede Gefahr einer Funkenbildung und einer unregelmäßigen Abnutzung der Kollektorlamellen während der Drehung der drehbaren Bürsten B mit veränderlicher Geschwindigkeit vermieden wird. Die Anbringung der Kohlen an den drehbaren Bürsten ist an sich bekannt.Each brush 8 is expediently by a thin elastic lamella made of phosphor bronze, which at its end has a thin-walled (for Simplification of the drawing, not shown) box arranged coal 15 carries, a coil spring attached to the bottom of each box carries the carbon 15 presses evenly and softly against the slats of the collector 7, eliminating any danger sparking and irregular wear of the collector lamellas during the rotation of the rotatable brushes B at a variable speed is avoided will. The attachment of the coals to the rotating brushes is known per se.

Da das Bürstenpaar 8N mit dem positiven Pol und das Bürstenpaar 8 S mit dem negativen Pol der Spannungsquelle 12 verbunden ist, wird durch die Lamellen 6, gegen welche sich diese Bürsten legen, und die zugehörigen Leiter 5 zwischen den mit den Lamellen 6, auf welchen sich die Bürsten 8 N befinden, verbundenen Halbspulen 4 der Ringwicklung ein Nordpol (schraffiert und mit N bezeichnet) und zwischen den mit den Lamellen 6, auf welchen sich die Bürsten 8S befinden, verbundenen Halbspulen 4 ein Südpol (schraffiert und mit S bezeichnet) erzeugt, wobei der Strom zwischen den Zonen N und S über die beiden parallel geschalteten nicht schraffierten Hälften der Ringwicklung fließt, während die Zwischenhalbspulen der schraffierten Zonen N und S nicht erregt werden.Since the pair of brushes 8N with the positive pole and the pair of brushes 8 S is connected to the negative pole of the voltage source 12, is through the lamellae 6, against which these brushes lie, and the associated conductors 5 between the half-coils connected to the lamellae 6 on which the brushes 8 N are located 4 of the ring winding a north pole (hatched and labeled N) and between the half-coils connected to the lamellae 6 on which the brushes 8S are located 4 generates a south pole (hatched and labeled S), with the current between the zones N and S via the two parallel-connected non-hatched halves the ring winding flows, while the intermediate half-coils of the hatched zones N and S are not energized.

Der Rotor 16 des Motors weist zwei mit Na (Nordpol) und Sa (Südpol) bezeichnete ausgeprägte Pole auf und kann entweder durch einen Dauermagneten oder (wie dargestellt) durch einen Elektromagneten mit zwei in Reihe geschalteten Spulen 17N, 17S gebildet werden, welche durch Leiter 18N, 18S über zwei Schleifringe 19N, 19S gespeist werden. Diese Schleifringe 19N, 19S sitzen auf der gleichen Welle 20 wie der Rotor 16 und werden durch Bürsten 21N, 21S gespeist, welche in Reihe mit den Bürsten 13N, 13S an die Klemmen der Gleichstromquelle 12 geschaltet sind.The rotor 16 of the motor has two salient poles designated Na (north pole) and Sa (south pole) and can either be formed by a permanent magnet or (as shown) by an electromagnet with two coils 17N, 17S connected in series, which are formed by conductors 18N, 18S are fed via two slip rings 19N, 19S. These slip rings 19N, 19S sit on the same shaft 20 as the rotor 16 and are fed by brushes 21N, 21S which are connected in series with the brushes 13N, 13S to the terminals of the direct current source 12.

Die Arbeitsweise des in Fig. 1 dargestellten Motors ist folgende: In der Ruhestellung, z. B. der dargestellten Stellung der drehbaren Teile 8N, 8S, wird ein Nordpol N und ein Südpol S in dem Stator 1 in der oben erläuterten Weise erzeugt. Der Nordpol Na und der Südpol Sa des Rotors stellen sich dann den Polen N und S gegenüber, wie dargestellt.The operation of the motor shown in Fig. 1 is as follows: In the rest position, z. B. the illustrated position of the rotatable parts 8N, 8S, a north pole N and a south pole S is generated in the stator 1 in the manner explained above. The north pole Na and the south pole Sa of the rotor then face the poles N and S, as shown.

Bei einer Drehung der Welle 10 z. B. durch den Empfängerteil oder Rotor einer Selsynanordnung, welche durch ein auf einem entsprechenden Träger, z. B. einem Magnetband, registriertes Programm gesteuert wird, bewirkt die Drehung der Bürstenpaare 8N, 8S die synchrone Drehung der virtuellen Pole N und S. Hierdurch wird gleichzeitig die gleichmäßige synchrone Drehung der Pole Sa und Na (welche den Polen N bzw. S folgen) und somit die der Welle 20 erzeugt, welche die Antriebswelle des Stellmotors oder Antriebsmotors bildet und ohne Störpendelungen z. B. eine beliebige Antriebswelle einer Werkzeugmaschine oder einer anderen industriellen Maschine entweder unmittelbar oder über Getriebe oder andere mechanische oder elektrische Übertragungsmittel mit oder ohne Drehmomentumformung antreiben kann, wobei der erfindungsgemäße Motor schon selbst einen Drehmoment- oder Leistungsverstärker mit sehr großem Übersetzungsverhältnis darstellt.When the shaft 10 rotates, for. B. by the receiver part or rotor of a selsyn arrangement, which by a on a corresponding carrier, z. B. a magnetic tape, registered program is controlled, the rotation of the pairs of brushes 8N, 8S causes the synchronous rotation of the virtual poles N and S. This is the even synchronous rotation of the poles Sa and Na (which follow the poles N and S) and thus generated the shaft 20, which forms the drive shaft of the servomotor or drive motor and without perturbation z. B. can drive any drive shaft of a machine tool or other industrial machine either directly or via gears or other mechanical or electrical transmission means with or without torque conversion, the motor according to the invention itself being a torque or power amplifier with a very large transmission ratio.

Zur Vermeidung von Störpendelungen ist zweckmäßig die Breite der sich drehenden Pole N und S des Stators 1 (mit je drei Zähnen 3) praktisch gleich der der ausgeprägten Pole Sa und Na des Rotors 16, wie in der Zeichnung dargestellt. Der Winkel A zwischen den beiden Bürsten 8 eines beliebigen Paares, z. B. des Paares 8S, ist dann praktisch gleich dem jeden ausgeprägten Pol des Rotors begrenzenden Zentriwinkel B.To avoid perturbations, the width of the rotating poles N and S of the stator 1 (each with three teeth 3) is practically the same as that of the salient poles Sa and Na of the rotor 16, as shown in the drawing. The angle A between the two brushes 8 of any pair, e.g. B. of the pair 8S, is then practically equal to the central angle B delimiting each salient pole of the rotor.

Die Anordnung der Fig. 1 kann natürlich auch für eine Speisung mit einphasigem Wechselstrom benutzt werden, wobei dann das Magnetfeld N-S ein Wechselfeld anstatt eines Gleichfeldes ist.The arrangement of FIG. 1 can of course also be used for feeding single-phase alternating current can be used, in which case the magnetic field N-S is an alternating field instead of a constant field.

In Fig.2 ist die Anwendung der Erfindung auf einen mit Drehstrom gespeisten Antriebsmotor dargestellt, wobei in Fig. 1 und 2 die gleichen Bezugszeichen zur Bezeichnung gleichwertiger Teile benutzt sind.In Figure 2, the application of the invention is fed with a three-phase current Drive motor shown, wherein in Fig. 1 and 2 the same reference numerals for Designation of equivalent parts are used.

Der Stator 1 und der Kollektor 7 sind in beiden Ausführungsformen die gleichen. Infolge der Benutzung von Drehstrom sind jedoch drei Bürstenpaare 81, 811, 8,11 zur Speisung des Stators 1 und drei (durch die Wicklungen 17" 17,I, 17111) erzeugte ausgeprägte Pole Ia, Ha, IIIa für den Rotor 16a vorgesehen. Infolgedessen sind in Fig.2 die Bezugszeichen, welche in Fig. 1 mit den Indizes N und S für die beiden Gleichstrompolaritäten versehen waren, für die drei Phasen des von der Drehstromleitung 12a gelieferten Drehstroms mit den Indizes 1, 1I und 111 versehen.The stator 1 and the collector 7 are the same in both embodiments. As a result of the use of three-phase current, however, three pairs of brushes 81, 811, 8, 11 are provided for supplying the stator 1 and three salient poles Ia, Ha, IIIa generated (by the windings 17 " 17, I, 17111) for the rotor 16a The reference numerals in FIG. 2, which were provided with the indices N and S in FIG. 1 for the two direct current polarities, are provided with the indices 1, 11 and 111 for the three phases of the three-phase current supplied by the three-phase line 12a.

An Stelle des dargestellten Rotors mit drei ausgeprägten Polen l a, lI a, III a kann natürlich auch ein genuteter Dreiphasenrotor benutzt werden, wodurch jedoch gegebenenfalls die Genauigkeit des Antriebs verringert wird.Instead of the illustrated rotor with three pronounced poles la, lI a, III a , a grooved three-phase rotor can of course also be used, but this may reduce the accuracy of the drive.

Die Arbeitsweise des Motors der Fig.2 ist die gleiche wie die des Motors der Fig. 1, die beiden Polaritäten sind jedoch durch die drei Phasen I, 1I, III ersetzt, wobei die Drehung der Welle 10, d. h. der Bürstenpaare 8" 811, 8,1I, die der virtuellen Pole I, 1I, III i bewirkt, was einen synchronen Antrieb der Pole l a, 1I a, III a des Rotors und somit der Abtriebswelle 20 zur Folge hat. Es ist zu bemerken, daß ein Mehrphasenmotor der Fig. 2 nicht ein Motor mit doppeltem Drehfeld ist, so daß die virtuellen Pole des Stators 1 die entsprechenden Pole des Rotors genau antreiben.The mode of operation of the motor of FIG. 2 is the same as that of the motor of FIG. 1, but the two polarities are replaced by the three phases I, 1I, III, the rotation of the shaft 10, ie the pairs of brushes 8 "811, 8.1I, which causes the virtual poles I, 1I, III i, which results in a synchronous drive of the poles l a, 1I a, III a of the rotor and thus of the output shaft 20. It should be noted that a multiphase motor of the Fig. 2 is not a double rotating field motor so that the virtual poles of the stator 1 accurately drive the corresponding poles of the rotor.

Ferner ist zu bemerken, daß, wenn an Stelle von zwei Bürsten je Statorpol mit den verschiedenen Speiseströmen eine einzige Bürste je Pol verwendet wird, welche eine in der Nähe des Winkels A liegende Winkelöffnung hat, man einen erheblich weniger guten Antrieb erhält, und zwar einerseits infolge der bedeutenden Trägheit einer derartigen breiten Bürste und andererseits infolge der schwierigen Herstellung eines gleichmäßigen Kontakts einer derartigen Bürste mit den Kollektorlamellen.It should also be noted that if instead of two brushes per stator pole with the different feed currents a single brush is used per pole, which one has an angular opening near the angle A, one considerably less gets good drive, on the one hand as a result of the significant inertia of a such a wide brush and, on the other hand, because of the difficult manufacturing of a uniform contact of such a brush with the collector lamellas.

Die erfindungsgemäßen Antriebsmotoren sind insbesondere zum Antrieb der verschiedenen Kurbeln einer Werkzeugmaschine gemäß einem vorher z. B. auf einem Magnetband registrierten Programm z. B. mittels der unten, in Verbindung mit Fig. 3 erläuterten Anordnung geeignet, welche zweckmäßig eine Selsynanordnung zum Antrieb eines jeden erfindungsgemäßen Motors enthält. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Bürsten wird eine magnetische Sättigung des Stators in der Mitte eines jeden sich drehenden virtuellen Pols desselben vermieden, wodurch die Breite der sich drehenden Pole genau begrenzt werden kann. Dies hat einen kräftigen und sehr genauen Antrieb mittels eines kleinen Moments an der Antriebswelle zur Folge, da schon eine sehr geringe Verschiebung zwischen den Polen des Rotors und den Polen des Stators eine erhebliche Kraft erzeugt.The drive motors according to the invention are in particular for driving the various cranks of a machine tool according to a previously z. B. on one Magnetic tape registered program e.g. B. by means of the below, in connection with Fig. 3 explained arrangement suitable, which expediently a selsyn arrangement for the drive of each engine according to the invention. By the arrangement according to the invention the brush will have a magnetic saturation of the stator in the middle of each rotating virtual pole of the same avoided, reducing the width of the rotating pole can be precisely limited. This has a powerful and very accurate Drive by means of a small torque on the drive shaft, there is already one very little displacement between the poles of the rotor and the poles of the stator generates a significant force.

Ferner verhindert, wie die Erfahrung gezeigt hat, diese Anordnung der sich drehenden Bürsten vollständig Störpendelungen des Rotors, insbesondere bei einer Gleichstromspeisung.Furthermore, as experience has shown, this arrangement prevents of the rotating brushes completely perturbations of the rotor, in particular with a direct current supply.

Als Beispiel für die Anwendung eines erfindungsgemäßen Motors ist in Fig.3 schematisch eine Anordnung für den selbsttätigen Antrieb einer Drehbank mit Hilfe von zwei mit Gleichstrom gespeisten Motoren mit drehbaren Doppelbürsten dargestellt.As an example of the application of a motor according to the invention is in Figure 3 schematically an arrangement for the automatic drive of a lathe with the help of two DC-fed motors with rotating double brushes shown.

Die Anordnung gestattet die Nachbildung von auf einem Magnetband gemäß einem bekannten Verfahren registrierten Bewegungen. Es können entweder drei durch drei Magnetbandgerätköpfe abgelesene Spuren oder, wie in Fig. 3 dargestellt, ein Magnetbandgerät mit einer einzigen Spur benutzt werden, auf welcher ein komplexer Strom aufgezeichnet ist, welcher aus einem Bezugsstrom mit der Frequenz fo und Strömen mit den Frequenzen f1 und f2 zum Antrieb der beiden Kurbeln besteht. Diese verschiedenen Ströme wurden mit Hilfe von Trägerströmen mit den Frequenzen Fo, F1, F2 registriert, welche mit f, bzw. f1 bzw. f2 moduliert wurden, wodurch die Frequenzen F, ± fo, F1 :1: f1, F2, ± f2 erzeugt werden. So kann z. B. F, durch den Netzstrom von 50 Hz moduliert werden. Ebenso kann F1 durch den Strom f1 moduliert werden, welcher von dem Rotor einer Registrier-Selsynanordnung geliefert wird, welche mechanisch mit der betreffenden Kurbel gekuppelt ist, während der Stator dieser Selsynanordnung von dem 50-Hz-Netz gespeist wird, so daß f1 z. B. zwischen 25 und 75 Hz schwankt, je nachdem, ob sich der Rotor in der einen oder der anderen Richtung dreht, wobei die Frequenz .f, = 50 Hz dem Stillstand der Kurbel entspricht. In gleicher Weise wird F2 durch den der zweiten Kurbel der Drehbank entsprechenden Strom f2 moduliert.The arrangement allows the replication of on a magnetic tape according to FIG a known procedure registered movements. Either three can go through three tape recorder heads read tracks or as shown in Fig. 3 Magnetic tape recorder can be used with a single track, on which a complex Current is recorded, which consists of a reference current with the frequency fo and currents with the frequencies f1 and f2 to drive the two cranks. These different Currents were registered with the help of carrier currents with the frequencies Fo, F1, F2, which were modulated with f, or f1 or f2, whereby the frequencies F, ± fo, F1: 1: f1, F2, ± f2 can be generated. So z. B. F, by the mains current of 50 Hz can be modulated. Likewise, F1 can be modulated by the current f1, which from the rotor of a register selsyn assembly which mechanically is coupled to the crank in question, while the stator of this selsyn arrangement is fed from the 50 Hz network, so that f1 z. B. fluctuates between 25 and 75 Hz, depending on whether the rotor is turning in one direction or the other, whereby the frequency .f, = 50 Hz corresponds to the standstill of the crank. In the same way F2 is modulated by the current f2 corresponding to the second crank of the lathe.

Die so erhaltene komplexe Registrierung wird von dem einzigen Ablesekopf des schematisch bei 120 in Fig. 3 dargestellten Magnetbandgeräts abgelesen. Die drei Komponentenströme werden durch die Bandfilter 121, 122, 123 getrennt, anschließend durch die ihre beiden Halbwellen gleichrichtenden Brückenschaltungen 124, 125, 126 gleichgerichtet und schließlich durch die Verstärker 127, 128, 129 verstärkt, bevor sie die Rotoren der Selsynanordnungen 130 bzw. 131 bzw. 132 speisen.The complex registration thus obtained is read by the single reading head of the magnetic tape recorder shown schematically at 120 in FIG. The three component streams are separated by the band filters 121, 122, 123, then rectified by the bridge circuits 124, 125, 126, which rectify their two half-waves, and finally amplified by the amplifiers 127, 128, 129 before they reach the rotors of the selsyn arrangements 130 and 131, respectively or 132 dine.

Die Selsynanordnung 132, deren Stator aus dem 50-Hz-Drehstromnetz gespeist wird, treibt die drehbaren Bürsten des Drehfeldfrequenztransformators 133 an. Dieser wird durch den Stator eines gewöhnlichen Drehstrommotors und den Rotor eines gewöhnlichen Universalmotors mit seitlichem Kollektor gebildet. Die durch den Stator und den in einer festen Stellung festgebremsten Rotor gebildete Anordnung bildet einen Transformator. Wenn sich die Bürsten nicht drehen, ist die von diesem Transformator gelieferte Frequenz gleich der des ihn speisenden Netzes, d. h. gleich 50 Hz. Bei einer Drehung der Bürsten 133 mit einer Frequenz von f, - 50 Hz oder von 50 Hz - f, liefert der Transformator eine Frequenz von f, - 50 -f- 50 = fo oder von 50 - (50 - f,) = fo, d. h. stets die Frequenz fo.The Selsyn arrangement 132, whose stator is made from the 50 Hz three-phase network is fed, drives the rotatable brushes of the rotating field frequency transformer 133 at. This is created by the stator of an ordinary three-phase motor and the rotor of an ordinary universal motor with a side collector. By the stator and the rotor braked in a fixed position arrangement formed forms a transformer. If the brushes don't spin, this is it The frequency supplied by the transformer is the same as that of the mains supplying it, d. H. same 50 Hz. When the brushes 133 rotate at a frequency of f, - 50 Hz or from 50 Hz - f, the transformer delivers a frequency of f, - 50 -f- 50 = fo or from 50 - (50 - f,) = fo, d. H. always the frequency fo.

Der so erhaltene Bezugsdrehstrom f, speist die Statoren von zwei weiteren Selsynanordnungen 130 und 131. Der Rotor von 130 dreht sich dann in der einen oder der anderen Richtung mit der Geschwindigkeit f, - f, oder f, - f,, je nachdem, ob f1 größer oder kleiner als f, ist, wobei er bei seiner Drehung mit der gleichen Geschwindigkeit die drehbaren Doppelbürsten des Stellmotors 134 der in Fig. 1 dargestellten Art antreibt, welcher seinerseits die betätigte Kurbel 136 antreibt. In der gleichen Weise treibt der Rotor der Selsynanordnung 131 die zweite Kurbel 137 der gesteuerten Werkzeugmaschine an.The reference three-phase current f 1 thus obtained feeds the stators of two further Selsyn arrangements 130 and 131. The rotor of 130 then rotates in one direction or the other at the speed f, - f, or f, - f ,, depending on whether f1 is greater or less than f, and when it rotates at the same speed it drives the rotatable double brushes of the servomotor 134 of the type shown in FIG. 1, which in turn drives the actuated crank 136. In the same way, the rotor of the selsyn arrangement 131 drives the second crank 137 of the controlled machine tool.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Electric drive motor, in particular for the automatic drive of machine tools according to a previously registered program, with a stator wound as a "Grammescher Ring" with a ring winding with n elementary windings, a fixed collector with n conductive lamellae offset from one another in the circumferential direction, n the considered in the same order n lamellas with the n windings of the Gramme's ring connecting conductors, a rotor fixed on a driven shaft with at least two poles and a drive shaft which carries a rotatable part for each pole of the rotor, which is fed with current and against the lamellae is pressed, characterized in that each rotatable part is formed by two electrically interconnected brushes (8).

2. Electric drive motor according to claim 1, characterized in that each rotatable part (8 N, 8S; 8 " 8m, 81u) is formed by two brushes (8) which together form an angle (A) which is practically equal to each Pole (Na, Sa; Ia, Ha, Ma) of the rotor (16,16a) is the limiting central angle (B).

3. Electric drive motor according to claim 1 or 2, characterized in that that each brush (8) is formed by an elastic metal lamella; which one Box carries in which a coal (15) and this coal against the slats (6) of the collector (7) pressing spring are housed.

4. Electric drive motor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the stator (1) is grooved and that it contains n / 2 grooves (2) and that the Gram's ring has two elementary windings (4) per groove (2) contains.

5. Electric drive motor according to one of claims 1 to 4, characterized in that the rotor (16) has two salient poles (Na, Sä) and that the drive shaft (10) has two rotatable parts (8 N, 8 S) fed with direct current wearing.

6. Electric drive motor according to one of claims 1 to 4, characterized in that the rotor (16a) is formed by an electromagnet with three salient poles (I a, Ha, III a) , each of which has an excitation coil (17I, 1711, 17111 ) carries, and that the drive shaft (10 ) carries three rotatable parts (8I, 811, 8111); the three excitation coils (171, 1711, 17111) on the one hand and the three rotatable parts (8r, 811, 8111) on the other hand being fed with three-phase current. Documents considered: German Patent No. 718 353; German interpretative document No. 1025 976.