DE1538799B2 - Schrittschaltmotor - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Schrittschalt- Erregerwicklungen in Form von Ringen CA, CB

motor, bestehend aus einem Rotor mit einer Anzahl bzw. CC versehen. Insbesondere sind, wie in

zahnförmiger Pole am Außenumfang, einem Stator F i g. 1 (b) dargestellt ist, die einzelnen Stator- und

mit mehreren Statorelementen, die konzentrisch zum Rotorelemente mit Zähnen versehen, die einander

Rotor angeordnet sind und deren ebenfalls zahn- 5 gegenüberstehen und gleiche Breite haben,

förmige Pole denen des Rotors gegenüberstehen, und Wenn also beispielsweise die Zähne der drei

den Statorelementen zugeordnetenjiringförmigen Er- Rotorelemente auf einer geraden Linie liegen und die

regerwicklungen. Ein derartiger Schrittschaltmotor ist Zähne der drei Statorelemente so angeordnet sind,

bekannt (deutsche Auslegeschrift 1158 624). das sie gegeneinander um Vs Teilungswinkel versetzt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen io sind (vgl. Fig. 2), und wenn dann die drei Spulen

solchen Schrittschaltmotor in der Hinsicht zu ver- getrennt in der Reihenfolge SA, SB und SC erregt

bessern, daß das Trägheitsmoment des Rotors ver- werden, wird der Rotor um einen Teilungswinkel

ringert wird, um dem Motor eine bessere Anlauf- jedesmal dann fortgeschaltet, wenn eine der Spulen

charakteristik zu geben. erregt wird. Das ist das Arbeitsprinzip dieses be-

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch er- 15 kannten Dreiphasen-Schrittschaltmotors,

reicht, daß im Stator jeweils mindestens zwei oder F i g. 3 zeigt einen Schnitt durch einen erfindungs-

mehrere Statorelemente an einer oder mehreren be- gemäßen Schrittschaltmotor, der aus zwei Rotorele-

stimmten axialen Stellen und in Umfausrichtung menten RAC und RBD und vier Statorelementen

gegeneinander verschoben angeordnet sind. SA, SB, SC und SD besteht, die den Rotorelementen

Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß infolge 20 RAC bzw. RBD entsprechen. Wie aus Fig. 3 erder Ineinanderschachtelung der Statorelemente, der sichtlich ist, hat das Statorelement SA die Form des Rotor verkürzt wird, was zu der gewünschten Ver- Buchstabens C und ist in axialer Richtung breiter; ringerung des Trägheitsmoments führt, das Statorelement SC hat die Form des Buchsta-..

Bei einer Ausführungsform der Erfindung weist bens U und ist in Radialrichtung länger. Diese beiden"'¹· der Rotor zwei in axialer Richtung verschoben an- 25 Elemente sind abwechselnd auf dem ganzen Außengeordnete gleichartige Rotorelemente und der Stator umfang des Rotorelementes RAC vorgesehen. Die vier Statorelemente auf, die derart angeordnet sind, Statorelemente SB und SD sind abwechselnd am daß je zwei in Umfängsrichtung benachbarte Stator- Außenumfang des Rotorelements RBD in gleicher elemente in axialer Richtung verschoben sind. Weise angeordnet. Die Statorelemente SB und SD

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung 30 sind gegen die Statorelemente SA und SC in Richbesteht der Rotor aus drei an einer bestimmten tung der Rotorwelle versetzt angeordnet. Es sind axialen Stelle angeordneten Statorelementen, die in vier Erregerwicklungen CA, CC, CB und CD zur Umfängsrichtung um zwei Drittel Rotorpolteilung Erregung der Statorelemente SA, SC, SB bzw. SD gegeneinander verschoben sind und deren zahn- vorgesehen. Die beiden Rotorelemente sind auf einer förmige Pole eine Breite von einem Drittel Rotor- ₃₅ gemeinsamen Welle SH angeordnet, und um die polteilung aufweisen, die gleich der halben Rotor- beiden Rotorelemente herum sind Kurzschlußringe zahnbreite entspricht. SRAC und SRBD vorgesehen. Die beiden Rotor-Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an elemente sind miteinander drehfest verbunden, und Hand der Zeichnung im folgenden näher beschrieben. die Rotorzähne liegen in einer geraden Linie.
Es zeigt 40 Die Beziehung zwischen den Rotorzähnen und

Fig. 1 (a) einen Längsschnitt durch einen be- den Statorzähnen beim erfindungsgemäßen Schrittkannten Dreiphasen-Schrittschaltmotor, motor ist in den F i g. 4 und 5 dargestellt. Die Zahn-

Fig. 1 (b) einen Schnitt längs der Linie b-b in breite der Statorzähne A₁, B₁, C₁, D₁, A₂, B₂, C₂,

F i g. 1 (a), D₂, . . . ist kleiner als die Hälfte der Zahnbreite der

Fig. 2 ein Schema zur Erläuterung der Arbeits- ₄₅ Rotorzähne R₁, R₀, . . . , und zwei Statorzähne sind

weise des bekannten Dreiphasen-Schrittschaltmotors, . gegenüber einem Rotorzahn vorgesehen. Die Zähne

Fig. 3 einen Schnitt durch eine Ausführungsform der Statorelemente sind auch in Umfängsrichtung

der Erfindung, gegeneinander versetzt, und zwar in der Reihenfolge:

Fig. 4 eine Vorderansicht der Ausführungsform _{Zahn Αχ des} Statorelements SA, Zahn B₁ des Sta-

nach F i g. 3, ₅o torelements SB, Zahn C₁ des Statorelements SC,

Fig. 5 eine Schemaskizze zur Erläuterung der Zahn Z)₁ des Statorelements SD, Zahn A₂ des

Wirkungsweise eines Schrittschaltmotors nach Statorteils SA, Zahn B₂ des Statorelements SB

Fig. 3, usw.

F i g. 6 eine teilweise geschnittene perspektivische \y_enn jetzt ein elektrischer Strom gleichzeitig in

Darstellung der Ausführungsform nach F i g. 3, ₅₅ den Wicklungen CA und CB fließt, werden die

Fig. 7 die Anordnung der Statorelemente einer Rotorzähne R₁, R₉, . . . in die Lage gezogen, in der

zweiten Ausführungsform der Erfindung, sie den Statorzährlen A₁B₁, A₂B₂, ... gegenüber-

Fig. 8 eine Abwicklung der zahnförmigen Stator- stehen, und sie bleiben gemäß Fig. 5 stehen. Wird

pole der zweiten Ausführungsform der Erfindung, anschließend der elektrische Strom in der Wicklung

F i g. 9 eine Abwicklung der zahnf Örmigen Rotor- 60 CA abgeschaltet und die Wicklungen CC erregt, wer-

pole der zweiten Ausführungsform und den die Rotorzähne R₁, R₂, . . .in eine Läge ge-

Fig. 10 eine perspektivische Darstellung eines zogen, in der sie den Statorzähnen B₁ C₁, B₂ C₂, ...

Schrittschaltmotors nach den F i g. 7, 8 und 9. gegenüberstehen. Der Rotor kann also schrittweise

Der in F i g. 1 (a) und 1 (b) dargestellte bekannte dadurch verdreht werden, daß nacheinander die

Schrittschaltmotor besteht aus drei Rotorelementen 65 Wicklungen CC, CD und CD, CA erregt werden,

RA, RB und RC und drei Statorelementen SA, SB wobei die oben erläuterten Vorgänge sich in gleicher

und SC, die konzentrisch zu dem Rotor angeordnet Weise abspielen. (Der elektrische Strom in den

sind. Die Statorelemente SA, SB und SC sind mit Wicklungen soll immer so gewählt werden, daß der

magnetische Fluß im Rotor stets die gleiche Richtung hat.)

Das Trägheitsmoment des Rotors dieser ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schrittschaltmotors beträgt nur zwei Drittel des Trägheitsmoments des Rotors eines üblichen -Schrittschaltmotors. . "£■■■-'

Fig. 7 zeigt die Statorelemente A, B und C einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Die Statorelemente A und C sind in umgekehrter Richtung gegeneinander mit Bezug auf den Rotor R versetzt, und jeder hat etwa die Form des Buchstabens C. Der Statorkern B hat die Form des Buchstabens U und ist in Radialrichtung höher als die beiden Statorelemente A und C. Diese Statorelemente sind in ^X5 Umfangsrichtung in der Reihenfolge A, C, B, . . . angeordnet.

Die F i g. 8 und 9 zeigen Abwicklungen zur Darstellung der Relativlage von Stator und Rotor. Die Rotorzähne mit der Zahnbreite RW sind in axialer ^ao Richtung gleich der Zahnbreite der Statorzähne SW. Die Statorzähne folgen in Umfangsrichtung jeweils im Abstand der Zahnbreite SW in der Reihenfolge A, C, B, A, ... (in der Zeichnung von oben nach unten) aufeinander. Da die Rotorzähne in Umlaufrichtung doppelt so breit sind wie die Statorzähne und ebenfalls im Abstand einer Statorzahnbreite SW aufeinanderfolgen, steht der Stator A jeweils der oberen Hälfte der Rotorzähne 1 und 3 gegenüber, und ein Stator B steht der unteren Hälfte des Rotorzahns 2 gegenüber. Der Augenblickszustand des Rotors und Stators bei Erregung der Statorelemente A und B ist in den F i g. 8 und 9 dargestellt. Wenn die Erregung der Statorelemente A und B umgewandelt wird in die Erregung der Statorelemente B und C, wird der Rotor 1 vom Statorkern C angezogen. Der Rotorzahn 1 bewegt sich also um einen halben Teilungswinkel des Stators nach unten und stoppt. Der Schrittschaltmotor kann schrittweise in der gleichen Weise verdreht werden, wie oben beschrieben, indem nacheinander elektrischer Strom in die Wicklungen AB, BC und CA geschickt wird.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schrittschaltmotor, bestehend aus einem Rotor mit einer Anzahl zahnförmiger Pole am Außenumfang, einem Stator mit mehreren Statorelementen, die konzentrisch zum Rotor angeordnet sind und deren ebenfalls zahnförmige Pole denen des Rotors gegenüberstehen, und den Statorelementen zugeordneten, ringförmigen Erregerwicklungen, dadurch gekennzeichnet, daß im Stator jeweils mindestens zwei oder mehrere Statorelemente (SA, SC, SB, SD) an einer oder mehreren bestimmten axialen Stellen und in Umfangsrichtung gegeneinander verschoben angeordnet sind.

2. Schrittschaltmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor zwei in axialer Richtung verschoben angeordnete, gleichartige Rotorelemente (RAC, RBD) und der Stator vier Statorelemente (SA, SB, SC, SD) aufweist, die derart angeordnet sind, daß je zwei in Umfangsrichtung benachbarte Statorelemente (SA, SD bzw. SC, SB) in axialer Richtung verschoben sind (Fig. 3).

3. Schrittschaltmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator aus drei an einer bestimmten axialen Stelle angeordneten Statorelementen (A, B, C) besteht, die in Umfangsrichtung um zwei Drittel Rotorpolteilung gegeneinander verschoben sind und deren zahnförmige Pole eine Breite von einem Drittel Rotorpolteilung aufweisen, die gleich der halben Rotorzahnbreite entspricht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen