DE1858656U - Elektrische motoranordnung. - Google Patents

Description

• Elektrische Motoranordnung Vorliegende Neuerung befaßt sich mit der vorteilhaften Ausgestaltung einer elektrischen Motoranordnung, insbesondere unter Verwendung eines Kleinsynchronmotors.
• Die Vorteile von Kleinsynchronmotoren sind allgemein bekannt. Sie

  liegen vor allem in ihrer kontaktfreien Arbeitsweise, die lang-

  zeitigen, robusten Betrieb ohne Wartung ermöglicht. Vorteilhaft ist bei derartigen Motoren ferner die hohe Drehzahlkonstanz, die auch bei verhältnismäßig großen Spannungsschwankumgen gewahrt bleibt.
• Als Nachteil ist jedoch zu erwähnen, daß diese Motoren notwendigerweise an ein Wechselstromnetz angeschlossen werden müssen. Dadurch wird leider eine weite Verbreitung dieser Kleinsynchronmotoren auch bei tragbaren elektrischen Geräten verhindert, die auf eine eigene Stromversorgung angewiesen sind und welche naturgemäß aus einer Gleichstromquelle (Trockenbatterie, Eleinakkumulator) besteht. Es ist nun seit langem bekannt, Synchronmotoren aus Gleiohstromquellen vermittels der Zwischenschaltung eines elektronischen-das heißt ebenfalls kontaktlos arbeitenden-Umformers zu betreiben. Durch die Verwendung einer derartigen Anordnung ist es möglich, die Vorteile des kontaktlos arbeitenden Kleinsynchronmotors auch bei gleichstromgespeisten und vornehmlich tragbaren Geräten auszunutzen.
• Die für die Speisung solcher Einrichtungen notwendigen Gleichspannung

  den

  dürften im wesentlichenVin der Fernmeldetechnik üblichen und normenmäßig festgelegten Spannungswerten entsprechen. Bei tragbaren Geräten werden jedoch vorzugsweise nur die Normspannungen unterer Größenordnungen in Frage kommen. So werden Gleichspannungen von 24 Volt doch wohl verhältnismäßig die oberste Grenze darstellen.
• Der wesentliche Vorteil derartiger kleiner Spannungen liegt darin, daß der Anteil an Ohmschen Verlusten innerhalb der Wicklung der Geräte prozentual bedeutend kleiner ist und dementsprechend der Leistungsverbrauch bei derartigen Geräten entsprechend verringert werden kann. Abgesehen davon ist es nur möglich, bei verhältnismäßig kleinen Spannungen eine wirtschaftliche Gleichstromversorgung aus Trockenbatterien oder Kleinsammlern zu ermöglichen.
• Die für den Betrieb eines derartigen Synchronmotor über eine elektronische Umformeranordnung notwendigen elektronischen Bauelemente sind räumlich gesehen verhältnismäßig klein und ermöglichen eine bauliche Unterbringung auf einer Fläche, die derjenigen des Synchronmotors ohne weiteres entspricht.
• Es ist nun der Zweck dieser Neuerung, geeignete bauliche Anordnungen für die Unterbringung der elektronischen Bauelemente innerhalb der Durchmesserfläche des Synchronmotors vorzuschlagen.
• Fig. 1 zeigt eine Schaltung, welche der Anordnung nach der Neuerung zugrundeliegen kann. Es sind jedoch in dieser Hinsicht schon eine große Zahl von Vorschlägen bekanntgemacht worden, welche sich alle damit befassen, Synchronmotoren durch elektronische Schaltungseinrichtungen zu steuern.
• In Fig. 1, die beispielsweise einen der Vorschläge darstellt, sind die Eingänge der Transistoren und 2 mit den Wicklungen 3 und 4 verbunden. Die Ausgänge der Transistoren sind an den Schwingkreis, der aus den Induktivitäten 5 und 6 und dem Kondensator 7 besteht, angeschlossen9 welcher aufgrund seiner Ereiskonstanten die Frequenz des erzeugten Wechselstromes bestimmt. Die Wicklungen 3 und 4 sowie 5 und 6 liegen auf dem Spulenkörper des Synchronmotor.
• Durch die Kopplung zwischen den Spulen 3 ? 4 und 5, 6 wird nur das System angeregt, so daß durch die Verstärkerwirkung der Transistoren 1 und 2 die Anordnung als Oszillator wirkt und zwar auf einer

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  Frequenz, die vorzugsweise der normalen Netzfrequenz-also 50 Hz-

  entspricht. Abgesehen hiervon kann natürlich die Frequenz auch von

  der Netzfrequenz abweichend gewählt werden, wodurch der große Vorteil einer solchen Anordnung, der darin liegt, den Synchronmotor gegebenenfalls auch mit einer Drehzahl betreiben zu können, die ihm eigentlich und systemmäßig nicht zukommt, gegeben ist. Die Speisung erfolgt durch die Stromquelle 8, die sowohl eine Trockenbatterie als auch ein Eleinsammler vorzugsweise der Nickel-Cadmium-Bauart sein kann. Die Frequenz solcher Anordnungen ist verhältnismäßig konstant, in gewissem Maße ist diese jedoch von der Spannung abhängig.
• Die Schaltung arbeitet nach dem Gegentaktverfahren, so daß nur jeweils eine Halbwelle der Wechselfrequenz von den einzelnen Vicklungshälften verarbeitet werden kann. Effektiv gesehen wird jedoch das Synchronmotorsystem von einem Wechselfluß durchflutet.
• Auf diese Weise werden also dieselben Verhältnisse nachgebildet, wie sie beim Anschluß des Synchronmotor an das Weohselstromnetz entstehen würden. Fig. 1 zeigt die Schaltung einer derartigen Anordnung nur in ihrem einfachsten Aufbau. Es können nun weitere Mittel beispielsweise für die Konstanthaltung der Frequenz sowie der Stabilisierung der Ströme und Spannungen usw. vorgesehen sein, und ebenso können bei besonders hohen Ansprüchen an die Konstanz der elektrischen Werte mehrere kaskadenartig geschaltete Stufen der elektronischen Schaltung in Anwendung kommen, wobei die erste Stufe ausschließlich zur Schwingungserzeuung dient und die nachfolgenden Stufen lediglich die notwendige Verstärkung der Frequenzenergie bewirken. Derart ergänzte Einrichtungen haben den Vorteil, daß halterungen der Bauelemente sowie Spannungsschwankungen nur noch verschwindenden Einfluß auf die Frequenzkonstanz der Anordnung haben.
• Fig. 2 zeigt nun die bauliche Anordnung der elektronischen Halbleiterelement sowie der weiteren zugeordneten Teile der Schaltung.

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  In Fig. 2 zeigt 9 den Synchronmotor, vorzugsweise normaler

  Bauart, jedoch mit entsprechend geänderten Wicklungen der Spule.

• Der Synchronmotor ist vorteilhafterweise auf einer Platine 10 angeordnet, um eine leichte Montage der gesamten Baueinheiten ihrem Verwendungsort zu ermöglichen. Hinter dem Motor 9 ist eine Platte 11 angeordnet, welche aus einem isolierenden Werkstoff besteht. Auf dieser Platte, welche über die Säulen 12 mit dem Synchronmotor verbunden bzw. auf diesem befestigt sein kann, sind nun die elektrischen und elektronischen Bauelemente angeordnet. So zeigt 13 die beiden für die Gegentaktschaltung beispielsweise angeführten Transistoren, 14 eventuelle Widerstände und sonstige regelnde Schaltelemente und 15 ein oder mehrere Kondensatoren. Vorteilhafterweise wird nun die Isolierplatte 11 aus kupferkaschiertem Material gefertigt, das derart bearbeitet wird, daß die geätzte Kupferkaschierung gleichzeitig die Verdrahtung der einzelnen Bauelemente untereinander erübrigt. Dies dürfte vor allem dann von Vorteil sein, wenn eine größere Zahl von Bauelementen auf der Platte angeordnet und verdrahtet werden sollen. Hierbei können nach bekannter gleichzeitig in der Kaschierung die Verbindungsstellen der Schaltung möglichst nahe bei den Spulen vorgesehen werden, so daß sich auch hier eine Vereinfachung in der Montage der Baueinheit ergibt. Die Bauteile selbst können auf der Platte 11 durch Verkleben oder Aufgießen gehaltert werden, es wird im allgemeinen jedoch genügen, wenn die Halterung nur durch die Verlötung der einzelnen Anschlußdrähte der Bauelemente vorgenommen wird. Lediglich bei Geräten, die starken

  Beschleunigungsstößen unterliegen könnten, dürfte eine zusätzliche

  Befestigung der Bauelemente angebracht sein.
• Vorteilhafterweise wird zum Schutz der Anordnung gegen äußere Einflüsse eine Schutzkappe vorgesehen, die aus leicht nachgiebigem, biegsamem Kunststoff bestehen kann und die einfach über die Platte 10 dicht abschließend geschoben wird und von dem Pfeiler 16 mit

Claims (3)

1. Schutzansprüche : 1. Elektrische Motoranordnung insbesondere mit einem Synchronkleinmotor, der aus einer Gleichstromquelle gespeist wird, wobei Einrichtungen zur Umwandlung des Gleichstromes in Wechselstrom vorgesehen sind, die vorzugsweise auf elektronischer Basis arbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß der Synchronmotor und die Einrichtung zur Umformung des Gleichstromes in Wechselstrom als eine zusammengehörende Baueinheit ausgestaltet und die einzelnen Baugruppen in ihrer räumlichen Folge schichtartig angeordnet sind und zwar derart, daß diese mit ihren äußeren Abmaßen den Außendurchmesser des Synchronmotors nirgends überragen.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Baueinheit auf einer isolierenden Platte angeordnet ist, auf welcher nach Art der gedruckten Schaltung die Stromlaufwege nach bereits bekannten Verfahren aufgebracht sind.
3. 3. Anordnungen nach Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelemente auf der Trägerplatte (all) durch Verklebung oder Vergießung zusätzlich gehaltert sind.