DE1613006B2 - Kollektorloser gleichstrommotor - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen kollektorlosen dung dieses Rückschlußkörpers als Wickelkörper einGleichstrommotor mit einem diametral gepolten Per- oder mehrlagig wendelartig gewunden ist.
manentmagnetrotor und einer stationären Ankerwick- Mit einer solchen Wicklungsanordnung wird die lung mit mehreren Wicklungssträngen, die mittels Bildung dicker und sich quer über die Motorstirneiner Steuerschaltung nacheinander an eine Gleich- 5 fläche erstreckender Wickelköpfe bei Gleichstromstromquelle anschaltbar sind. motoren der genannten Art vermieden.

Ein Motor dieser Art ist in der Zeitschrift »Der Jeder Wicklungsstrang wird zweckmäßig in an sich Elektromeister«, 1965, Heft 17, S. 1234 bis 1236 be- bekannter Weise aus mindestens zwei über den Umschrieben. Bei diesem Motor ist die stationäre Anker- fang des Rückschlußkörpers um eine Polteilung oder wicklung auf einem dünnwandigen Kunststoffgehäuse, ίο ein ganzzahliges Vielfaches davon gegeneinander verdas als Wickelkörper dient, so aufgebracht, daß sie setzt angeordneten und gegenläufig zueinander geden Läufermagneten umschließt. Die Wicklung bildet wundenen oder gegensinnig zueinander geschalteten an beiden Enden des Motors Wickelköpfe, die eine Strangabschnitten zusammengesetzt, so daß über die nicht unerhebliche Vergrößerung der Baulänge des Stirnflächen des Motors lediglich einzelne Verbin-Motors mit sich bringen. 15 dungsleitungen zwischen den Strangabschnitten ge-

Es ist auch bereits ein Stator für mehrphasige führt sind.

elektromagnetische Induktionsvorrichtungen bekannt Die Wicklungsstränge werden direkt oder vorzugs-(USA.-Patentschrift 3 187 211), bei welchem ein weise unter Zwischenlage einer Schicht aus elektrisch ringförmiger, lameliierter Eisenkörper mit einer aus isolierendem Material, beispielsweise eines Kunstmehreren Spulen bestehenden Ringwicklung versehen 20 stoffmantels, auf den Rückschlußkörper gewickelt, ist. Diese Statorkonstruktion hat jedoch den Nach- der gleichzeitig als Stützkörper für die Wicklung teil, daß der Stator genutet ist, wobei in jeder Nut dient, so daß im allgemeinen keine zusätzlichen Maßeine Spule der Ringwicklung angeordnet ist. Genutete nahmen zur Befestigung der Wicklung getroffen wer-Siatoren ergeben jedoch zwangläufig eine ungleich- den müssen.

mäßige Magnetflußverteilung über den ganzen Um- 25 In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines

fang und somit bei einem Motor ein entsprechend erfindungsgemäß ausgebildeten Gleichstrommotors

ungleichmäßiges Drehmoment, so daß der Rotor zum schematisch dargestellt und wird im folgenden näher

Rucken neigt. erläutert. Es zeigt

Es sind weiterhin bereits elektrische Maschinen be- F i g. 1 eine schematische stirnseitige Ansicht eines kannt (schweizerische Patentschrift 4160), bei wel- 30 Gleichstrommotors mit der erfindungsgemäßen Wickchen mehrere Ringwicklungen gleichmäßig verteilt lungsanordnung,

auf einem ringförmigen' Kern angeordnet sind. Es Fig. 2 einen zentralen Längsschnitt durch den in

handelt sich jedoch hier um Drehstrommaschinen, die Fig. 1 dargestellten Motor.

mit phasenverschobenen, sinusförmigen Wechsel- Der in der Zeichnung dargestellte Motor weist Spannungen gespeist werden. Während beim An- 35 einen scheibenförmigen Permanentmagnetläufer 1 auf, meldungsgegenstand die Wicklungsstränge mittels der zweipolig ausgebildet ist. Dieser Permanenteiner Steuerschaltung nacheinander an eine Gleich- magnetrotor ist von einem stationären, konzentristromquelle gelegt werden, wobei die einzelnen Wick- sehen, ringförmigen Magnetfluß-Rückschlußkörper 2 lungsstränge mit Rechteckimpulsen gespeist werden umgeben, der im allgemeinen als lameliierter Eisen- und im Stator eine trapezförmige, nicht sinusförmige 40 ring ausgebildet ist, um eine Wirbelstrombildung zu Feldverteilung angestrebt wird, um Stromspitzen an vermeiden. Der Rückschlußkörper 2 kann aber auch den Kommutierungsstellen, also beim Umschalten als Ferritrohr oder Ferritring ausgebildet sein.
von einem Wicklungsstrang auf den anderen Wick- Eine in drei gleichmäßig über den Umfang des lungsstrang, zu vermeiden. Motors verteilte Wicklungsstränge Ι-Γ, H-II', IH-III'

Es ist ferner ein Schrittschaltmotor bekannt (fran- 45 gegliederte Statorwicklung ist auf den Magnetfluß-

zösische Patentschrift 1 236 687), bei welchem eine Rückschlußkörper aufgewickelt. Jeder der drei Wick-

Ringspule auf einem Ringsegmentkern angeordnet lungsstränge ist in zwei, um 180° am Umfang des

ist. Dieser Schrittschaltmotor besitzt jedoch einen in Rotors gegeneinander versetzte Strangabschnitte

radialer Richtung magnetisierten Rotor, dessen Ober- unterteilt. Der erste Abschnitt des Wicklungsstranges

fläche sägezahnartig ausgebildet ist, und der Ring- 50 beginnt beim Wicklungseingang I und ist über einen

segmentkern der Statorwicklung weist an seinen bei- Winkelbereich von 60° auf den Rückschlußring 2

den Enden ausgeprägte Magnetpole auf, die keine aufgewickelt. Das Ende dieses Wicklungsabschnittes

gleichmäßige Magnetflußverteilung gewährleisten. ist mittels einer Verbindungsleitung 3 mit -dem gegen-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die über dem Ende des ersten Abschnittes des ersten

stationäre Ankerwicklung eines Gleichstrommotors 55 Wicklungsstranges um 180° am Umfang des Rück-

der eingangs genannten Art so anzuordnen, daß die schlußringes 2 versetzt beginnenden Anfang des zwei-

Bildung starker und die Baulänge der Maschine ver- ten Abschnitts dieses Wicklungsstranges verbunden,

größernder Wickelköpfe vermieden wird und daß der sich ebenfalls über einen Winkelbereich von 60°

eine gleichmäßige Magnetflußverteilung über den am Umfang des Rückschlußringes erstreckt und am

ganzen Umfang des Motors und damit die Erzielung 60 Wicklungsausgang Γ endet. Wie aus F i g. 1 ersicht-

eines guten Drehmomentes einschließlich überdurch- lieh ist, durchläuft der über eine nicht dargestellte

schnittlicher Gleichlaufeigenschaften gewährleistet ist. Steuerschaltung nacheinander in die einzelnen Wick-

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß da- lungsstränge geleitete Gleichstrom die zweite Hälfte durch gelöst, daß die Wicklungsstränge um einen sta- des vorstehend beschriebenen Wicklungsstranges in tionären, den Permanentmagnetrotor konzentrisch 65 umgekehrter Durchflußrichtung wie die erste Hälfte umgebenden, zylindrischen oder zylinderringförmigen dieses Stranges. Da die eine Hälfte jedes Wicklungs-Magnetfluß-Rückschlußkörper aus einem Material stranges jeweils einem Nordpol und die andere Hälfte mit ferromagnetischen Eigenschaften unter Verwen- jedes Wicklungsstranges jeweils einem Südpol des

Permanentmagnetrotors gegenüberliegt, wird auf diese Weise in beiden Wicklungsabschnitten ein gleichsinnig wirkendes Drehmoment erzeugt.

Die beiden anderen Wicklungsstränge mit den Eingängen II und III und den Ausgängen ΙΓ und ΙΙΓ sind in gleicher Weise in zwei Abschnitte aufgeteilt, die jeweils um 180° gegeneinander versetzt auf dem Rückschlußring 2 angeordnet und gegensinnig zueinander geschaltet sind. Jeder Abschnitt der drei Wicklungsstränge bedeckt einen Winkelbereich von 60° des Rückschlußringes 2 und wird im allgemeinen gesondert auf einer Wickelmaschine angebracht. Anschließend werden die Enden und Anfänge einander zugeordneter Strangabschnitte miteinander verbunden. Um den Rückschlußkörper kann ein aus zwei Schalenringen zusammengesetztes Kunststoffgehäuse mit achsparallelen Außenstegen zur Gliederung der Wickelfläche in den einzelnen Strangabschnitten zugeordnete Felder vorgesehen werden, die das anschließende Wickeln der Strangabschnitte erleichtern.

Der Rückschlußkörper 2 kann auch als länglicher Zylinder ausgebildet und die Windungen können zusätzlich durch Kleben auf dem Rückschlußkörper 2 befestigt sein. Der Motor wird zweckmäßig mehrpolartig ausgeführt, wobei sich die Winkelversetzung der einzelnen Wicklungsabschnitte ändert.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Kollektorloser Gleichstrommotor mit einem diametral gepolten Permanentmagnetrotor und einer stationären Ankerwicklung mit mehreren Wicklungssträngen, die mittels einer Steuerschaltung nacheinander an eine Gleichstromquelle anschaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungsstränge (Ι-Γ, ΙΙ-ΙΓ, ΙΙΙ-ΙΙΓ) um einen stationären, den Permanentmagnetrotor (1) konzentrisch umgebenden, zylindrischen oder zylinderringförmigen Magnetfluß-Rückschlußkörper (2) aus einem Material mit ferromagnetischen Eigenschaften unter Verwendung dieses Rückschlußkörpers (2) als Wickelkörper ein- oder mehrlagig wendelartig gewunden sind.

2. Gleichstrommotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Wicklungsstrang (Ι-Γ, ΙΙ-ΙΓ, ΙΙΙ-ΙΙΓ) aus mindestens zwei über den Umfang des Rückschlußkörpers (2) um eine Polteilung oder ein ganzzahliges Vielfaches davon gegeneinander versetzt angeordneten und gegenläufig zueinander gewundenen oder gegensinnig zueinander geschalteten Strangabschnitten besteht.

3. Gleichstrommotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückschlußkörper (2) mit einem Mantel aus elektrisch isolierendem Material umgeben ist.

4. Gleichstrommotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Mantel ein aus zwei Schalenringen zusammengesetztes Kunststoffgehäuse mit achsparallelen Außenstegen zur Gliederung der Wickelfläche in den einzelnen Strangabschnitten zugeordnete Felder vorgesehen ist.

5. Gleichstrommotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetfluß-Rückschlußkörper (2) als Ferritrohr oder Ferritring ausgebildet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen