DE10121905A1 - Multiple shaft motor has stator parts each consisting of two outer stator pole legs, at least one central leg and at least two stator yokes joining outer and inner legs - Google Patents
Multiple shaft motor has stator parts each consisting of two outer stator pole legs, at least one central leg and at least two stator yokes joining outer and inner legsInfo
- Publication number
- DE10121905A1 DE10121905A1 DE10121905A DE10121905A DE10121905A1 DE 10121905 A1 DE10121905 A1 DE 10121905A1 DE 10121905 A DE10121905 A DE 10121905A DE 10121905 A DE10121905 A DE 10121905A DE 10121905 A1 DE10121905 A1 DE 10121905A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- stator
- shaft motor
- motor according
- permanent magnet
- parts
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K16/00—Machines with more than one rotor or stator
- H02K16/02—Machines with one stator and two or more rotors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K37/00—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors
- H02K37/10—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type
- H02K37/12—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type with stationary armatures and rotating magnets
- H02K37/14—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Mehrwellenmotor mit zumindest zwei mit alternierenden Polen versehenen unabhängig voneinander betreibbaren Permanentmagnetrotoren. The invention relates to a multi-shaft motor with at least two with alternating poles provided independently operable permanent magnet rotors.
Aus der WO 00/05803 ist ein gattungsgemäßer Mehrwellenmotor bekannt, mit einer Anzahl von elektrischen Spulen, die mit einem oder mehreren Statorkernteilen zusammenwirken, wobei zumindest zwei Permanentmagnetrotoren eine Spule gemeinsam aufweisen. Der magnetische Fluss einer Spule hat dabei die Möglichkeit über zwei geschlossene Magnetkreise mit je zwei Luftspalten zu verlaufen. Die beiden Magnetkreise gehören zu unterschiedlichen Motorwellen. Zur Gewährleistung eines ausreichenden magnetischen Flusses über den jeweils aktiven Permanentmagnetrotor ist die Spule entprechend größer auszulegen. Bei Betrieb eines Permanentmagnetrotors kann ein benachbarter Permanentmagnetrotor entsprechend der Umschaltfrequenz der Spule hin und her schwingen. Dieses Schwingen kann bei Anwendungen z. B. als Spiegelantrieb als störend empfunden werden. Zusätzlich können Schwinggeräusche entstehen. Die einzelnen Statorteile des bekannten Mehrwellenmotors sind unterschiedlich ausgebildet, wodurch sich die Teilezahl erhöht. Dadurch ist die Bewicklung und Montage relativ umständlich. A generic multi-shaft motor is known from WO 00/05803, with a number of electrical coils that interact with one or more stator core parts, wherein at least two permanent magnet rotors have a coil in common. The The magnetic flux of a coil has the option of two closed ones Magnetic circuits with two air gaps each. The two magnetic circuits belong to different motor shafts. To ensure adequate magnetic Flow over the active permanent magnet rotor is correspondingly larger interpreted. When operating a permanent magnet rotor, an adjacent one Permanent magnet rotor back and forth according to the switching frequency of the coil swing. This swing can be used in applications such. B. as a mirror drive as disturbing be felt. In addition, vibrating noises can occur. The single ones Stator parts of the known multi-shaft motor are designed differently, whereby the number of parts increased. This makes the winding and assembly relatively cumbersome.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher einen Mehrwellenmotor bereitzustellen, der möglichst einfach und aus wenigen Teilen aufgebaut ist, leicht zu bewickeln und zu montieren ist und der nicht zu störenden Schwingungen der inaktiven Permanentmagnetrotoren neigt. The object of the present invention is therefore to provide a multi-shaft motor which is as simple as possible and made up of a few parts, easy to wrap and close is mounted and the undisturbed vibrations of the inactive Permanent magnet rotors tend.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. This object is achieved according to the invention by the features of claim 1.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläzutert. Es zeigen: Embodiments of the invention are described in more detail below with reference to the drawing erläzutert. Show it:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform eines Mehrwellenmotors, Fig. 1 is a plan view of a first embodiment of a multi-shaft engine,
Fig. 2 eine Darstellung der Anordnung der Rotorachsen der ersten Ausführungsform, Fig. 2 illustrates the arrangement of the rotor axes with the first embodiment,
Fig. 3a eine Seitenansicht auf einen Stellantrieb mit dem Mehrwellenmotor der ersten Ausführungsform, Fig. 3a shows a side view of an actuator having the multi-wave motor of the first embodiment,
Fig. 3b eine Draufsicht auf den Mehrwellenmotor der ersten Ausführungsform montiert auf einer Zwischenplatte, FIG. 3b is a top view of the multi-wave motor of the first embodiment is mounted on an intermediate plate,
Fig. 4a eine Schnittansicht eines Permanentmagnetrotors, FIG. 4a is a sectional view of a permanent magnet rotor,
Fig. 4b eine weitere Seitenansicht des Permanentmagnetrotors, FIG. 4b is a further side view of the permanent magnet rotor,
Fig. 4c eine vergrößerte Darstellung zweier gegensinnig magnetisierter Permanentmagnetpole, Fig. 4c shows an enlarged view of two oppositely magnetized permanent magnet poles,
Fig. 5 eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform des Mehrwellenmotors, Fig. 5 is a plan view of a second embodiment of the multi-shaft engine,
Fig. 6a eine dreidimensionale Ansicht von wesentlichen Teilen des Mehrwellenmotors der zweiten Ausführungsform, FIG. 6a is a three-dimensional view of essential parts of the multi-wave motor of the second embodiment,
Fig. 6b eine Variante zu Fig. 6a, Fig. 6b shows a variant of Fig. 6a,
Fig. 7a eine Seitenansicht eines Stellantriebs mit drei Ausgangswellen, Fig. 7a is a side view of an actuator with three output shafts,
Fig. 7b eine weitere Variante des Mehrwellenmotors der zweiten Ausführungsform auf einer Zwischenplatte montiert Fig. 7b another variant of the multi-shaft motor of the second embodiment mounted on an intermediate plate
Fig. 8 eine Vereinfachte Darstellung einer Wickeleinrichtung und eines Wickelvorgangs. Fig. 8 is a simplified representation of a winding device and a winding process.
Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines Mehrwellenmotors 1, mit drei E-förmigen in einer Dreiecksformation angeordneten Statorteilen 6, mit je zwei äußeren Statorpolschenkeln 7, je einem mittleren Statorpolschenkel 8, wobei jedes Statorteil 6 mit zwei Permanentmagnetrotoren 3 zusammenwirkt und je eine Spule 13 um je ein Statorjoch 9 gewickelt ist, wobei die Statorjoche den mittleren Statorpolschenkel 8 mit den beiden äußeren Statorpolschenkeln 7 verbinden. Durch diese Anordnung sind jedem Permanentmagnetrotor 3 zwei Spulen 13 und vier Hauptpole 15, die an den Enden der Statorpolschenkel 7, 8 ausgebildet sind, zugeordnet. Jeder Permanentmagnetrotor 3 ist auf diese Weise unabhängig von den übrigen Permanentmagnetrotoren betreibbar. Es ist auch möglich alle Permanentmagnetrotoren 3 gleichzeitig und völlig unabhängig voneinander zu betreiben. Der Mehrwellenmotor 1 weist drei Permanentmagnetrotoren 3 auf, die ebenfalls in einer Dreiecksformation angeordnet sind. Fig. 1 shows a first embodiment of a multi-wave motor 1 with three E-shaped arranged in a triangular formation stator 6, with two outer Statorpolschenkeln 7, depending on an average Statorpolschenkel 8, wherein each stator 6 cooperates with two permanent magnet rotors 3 and a respective coil 13 is wound around a stator yoke 9 each, the stator yokes connecting the middle stator pole leg 8 to the two outer stator pole legs 7 . By this arrangement, each permanent magnet rotor 3 are two coils 13 and four main poles 15 which are formed at the ends of the Statorpolschenkel 7, 8 assigned. In this way, each permanent magnet rotor 3 can be operated independently of the other permanent magnet rotors. It is also possible to operate all permanent magnet rotors 3 simultaneously and completely independently of one another. The multi-shaft motor 1 has three permanent magnet rotors 3 , which are also arranged in a triangular formation.
Wie Fig. 2 zeigt bilden die Schnittpunkte der Rotorachsen 4 mit der Ebene 17, in der die Statorteile 6 liegen ein gleichseitiges Dreieck. As Fig. 2 shows form the intersection points of the rotor axis 4 with the plane 17 in which the stator 6 are an equilateral triangle.
In den Fig. 3a und 3b ist der Mehrwellenmotor 1 in einem Motorgehäuse 18 bzw. auf einer Zwischenplatte 19 dargestellt, auf der er durch Heißverprägen oder Schnappen befestigt ist. Die Zwischenplatte 19 trennt das Motorgehäuse 18 von einem Getriebegehäuse 20. Durch diese Anordnung lassen sich die Getriebebestandteile, die gewöhnlich mit Schmiermittel versehen sind von den Motorbestandteilen trennen. Der Mehrwellenmotor kann grundsätzlich auch mit dem Getriebe in einem Gehäuse untergebracht sein. Aus dem Getriebegehäuse 20 treten drei Ausgangswellen 21 aus, die nicht mit den Rotorachsen des Mehrwellenmotors fluchten müssen. Als Untersetzungsgetriebe bieten sich Stirnradgetriebe, Schneckengetriebe oder auch Spannungswellengetriebe oder Kombinatioinen aus diesen an. Im vorliegenden Beispiel sind leitende Elemente 23, die als Leitbleche oder Lötstifte ausgeführt sein können auf der Zwischenplatte 19 zu einem Steckeranschluss 22 geführt. Die Zwischenplatte kann grundsätzlich als Leiterplatte mit Steckeranschluss ggf. mit einer Gehäusefunktion ausgeführt sein. In FIGS. 3a and 3b of the multi-shaft engine 1 is illustrated in a motor housing 18 or on an intermediate plate 19, to which it is attached by heat staking or snap. The intermediate plate 19 separates the motor housing 18 from a gear housing 20 . This arrangement allows the transmission components, which are usually lubricated, to be separated from the engine components. In principle, the multi-shaft motor can also be accommodated with the gear in a housing. Three output shafts 21 emerge from the transmission housing 20 and do not have to be aligned with the rotor axes of the multi-shaft motor. Helical gear units, worm gear units or tension shaft gear units or combinations of these are suitable as reduction gear units. In the present example, conductive elements 23 , which can be designed as baffles or solder pins, are guided on the intermediate plate 19 to a plug connection 22 . The intermediate plate can in principle be designed as a printed circuit board with a plug connection, possibly with a housing function.
In den Fig. 4a, 4b, 4c ist ein Permanentmagnetrotoren 3 dargestellt, bestehend aus einem Rotorkörper 29, mit einer Nabe 28, einer Rotorwelle 24, einem Ritzel 25, einer Lageraufnahme 30, die vorzugsweise auf einer feststehenden Achse gelagert wird, die mit dem Getriebegehäuse 20 verbunden ist, einem Rückschlussring 16, einem Permanentmagnetring 27, der so magnetisiert ist, dass zehn alternierende Rotorpole 2 entstehen, die abwechselnd radial nach außen bzw. radial nach innen magnetisiert sind, wie in Fig. 4c deutlich zu erkennen ist (Ringsegment mit zwei Rotorpolen 2). Die Rotorwelle 24 erstreckt sich von einem durch das Motorgehäuse 18 begrenzten Motorraum in einen durch das Getriebegehäuse 20 begrenzten Getrieberaum, wo das Ritzel 25 z. B. in ein mehrstufiges Stirnradgetriebe eingreift. In FIGS. 4a, 4b, 4c, a permanent magnet rotor 3 is shown, comprising a rotor body 29 having a hub 28, a rotor shaft 24, a pinion 25, a bearing holder 30 which is preferably mounted on a stationary axis coincident with the Gearbox 20 is connected, a yoke ring 16 , a permanent magnet ring 27 , which is magnetized so that ten alternating rotor poles 2 are formed, which are alternately magnetized radially outwards or radially inwards, as can be clearly seen in Fig. 4c (ring segment with two rotor poles 2 ). The rotor shaft 24 extends from a motor space delimited by the motor housing 18 into a transmission space delimited by the gear housing 20 , where the pinion 25 z. B. engages in a multi-stage spur gear.
Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mehrwellenmotors 1', mit drei Permanentmagnetrotoren 3', die jeweils einen Rückschlussring 16' und einen Permanentmagnetring 27' mit alternierenden radial magnetisierten Rotorpolen 2' aufweisen, zwei Statorteilen 6', die aus weichmagnetischen Blechen bestehen und identisch ausgebildet sind. Auf jedem Statorteil 6', sind drei Spulen 13' gewickelt. Zur Isolation der Spulen 13' sind Isolierstoffkörper 11' vorgesehen. Um die Teileanzahl so gering wie möglich zu halten wird vorzugsweise ein gemeinsamer Isolierstoffkörper je Statorteil 6' verwendet, auf dem alle zugeordneten Einzelspulen gewickelt sind. Jedes Statorteil 6' besteht aus äußeren Statorpolschenkeln 7', mittleren Statorpolschenkeln 8' und Statorjochen 9' als Verbindungsbereiche zwischen den Statorpolschenkeln 7', 8'. Die Spulen 13' sind jeweils zwischen zwei benachbarten Statorpolschenkeln 7', 8' eines Statorteils 6' angeordnet und um je ein Statorjoch 9' gewickelt. Jeder äußere Statorpolschenkel 7' weist ein als Hauptpol 15' dienendes Ende auf. Jeder mittlere Statorpolschenkel 8' weist zwei als Hauptpole 15' dienende Enden auf. Zusätzlich zu den Hauptpolen sind Zusatzpole 14' vorgesehen, die aus einzelnen weichmagnetischen Blechen zusammengesetzt sind. Diese Zusatzpole 14' sind im Bereich zwischen den Hauptpolen 15' den radial magnetisierten Rotorpolen 2' gegenüberliegend angeordnet und magnetisch mit dem jeweils zugehörigen Hauptpol verbunden. Die Zusatzpole 14' dienen in erster Linie dazu die Selbsthaltemomente der Permanentmagnetrotoren 3' zu erhöhen. Beispiele für die Ausführung und Anordnung dieser Zusatzpole sind in der DE-OS 199 09 227 beschrieben, die ausdrücklich zum Offenbarungsgehalt dieser Erfindung gehört. Fig. 5 shows a second embodiment of a multi-shaft motor 1 'according to the invention, with three permanent magnet rotors 3 ', each having a return ring 16 'and a permanent magnet ring 27 ' with alternating radially magnetized rotor poles 2 ', two stator parts 6 ', which consist of soft magnetic sheets and are identical. Three coils 13 'are wound on each stator part 6 '. Insulating material bodies 11 'are provided for isolating the coils 13 '. In order to keep the number of parts as small as possible, a common insulating body is used for each stator part 6 ', on which all assigned individual coils are wound. Each stator part 6 'consists of outer stator pole limbs 7 ', middle stator pole limbs 8 'and stator yokes 9 ' as connection areas between the stator pole limbs 7 ', 8 '. The coils 13 'are each arranged between two adjacent stator pole legs 7 ', 8 'of a stator part 6 ' and are wound around a stator yoke 9 '. Each outer stator pole leg 7 'has an end serving as the main pole 15 '. Each middle stator pole leg 8 'has two ends serving as main poles 15 '. In addition to the main poles, additional poles 14 'are provided, which are composed of individual soft magnetic sheets. These additional poles 14 'are arranged in the area between the main poles 15 ' opposite the radially magnetized rotor poles 2 'and are magnetically connected to the respectively associated main pole. The additional poles 14 'serve primarily to increase the self-holding moments of the permanent magnet rotors 3 '. Examples of the design and arrangement of these additional poles are described in DE-OS 199 09 227, which expressly belongs to the disclosure content of this invention.
Die Permanentmagnetrotoren 3' weisen fünf alternierend gepolte Rotorpolpaare auf. Zwei benachbarte Hauptpole 15' eines Statorteils 6' stehen entgegengesetzt magnetisierten Rotorpolen radial in einem Winkelabstand von 108° (drei Rotorpolbreiten) gegenüber. Je Permanentmagnetrotor 3' sind vier Hauptpole 15' vorgesehen, wobei jeweils zwei Hauptpole 15' des einen Statorteils 6' und zwei Hauptpole 15' des anderen Statorteils 6' mit dem jeweiligen Permanentmagnetrotor 3' zusammenwirken. Die Hauptpole 15' des einen Statorteils 6' stehen einer Rotorpolmitte des zugeordneten Permanentmagnetrotors 3' gegenüber, während die Hauptpole 15' des anderen Statorteils 6' einem Rotorpolübergang des zugeordneten Permanentmagnetrotors 3' gegenüber stehen. Die zwei zwischen den jeweiligen Hauptpolen 15' angeordneten und einem Permanentmagnetrotor 3' zugeordneten Spulen 13', werden im Vollschrittbetrieb abwechselnd aktiviert. Im Halbschrittbetrieb werden beide Spulen 13' teilweise auch gleichzeitig aktiviert. Entsprechend oben beschriebener Winkelzuordnung der Hauptpole zu den Rotorpolen bleibt zwischen benachbarten Hauptpolen 15' unterschiedlicher Statorteile 6' ein Winkelabstand in Bezug auf den zugeordneten Permanentmagnetrotor 3' von 54° und 90°; im gezeigen Beispiel sind diese Abstände abwechselnd 54°, 90°, 90°, 54°, 54°, 90°. Die Hauptpole 15' können auch in der Reihenfolge 54°, 90°, 54°, 90°, 54°, 90° angeordnet sein. The permanent magnet rotors 3 'have five alternately poled rotor pole pairs. Two adjacent main poles 15 'of a stator part 6 ' oppose radially opposed magnetized rotor poles at an angular distance of 108 ° (three rotor pole widths). Four main poles 15 'are provided for each permanent magnet rotor 3 ', two main poles 15 'of one stator part 6 ' and two main poles 15 'of the other stator part 6 ' interacting with the respective permanent magnet rotor 3 '. The main poles 15 'of one stator part 6 ' face a rotor pole center of the associated permanent magnet rotor 3 ', while the main poles 15 ' of the other stator part 6 'face a rotor pole transition of the associated permanent magnet rotor 3 '. The two coils 13 'arranged between the respective main poles 15 ' and assigned to a permanent magnet rotor 3 'are alternately activated in full step operation. In half-step operation, both coils 13 'are partially activated at the same time. According to the above-described angular assignment of the main poles to the rotor poles, an angular distance of 54 ° and 90 ° with respect to the associated permanent magnet rotor 3 'remains between adjacent main poles 15 ' of different stator parts 6 '; in the example shown, these distances are alternately 54 °, 90 °, 90 °, 54 °, 54 °, 90 °. The main poles 15 'can also be arranged in the order 54 °, 90 °, 54 °, 90 °, 54 °, 90 °.
In den Fig. 6a und 6b ist die räumliche Anordnung der Hauptbestandteile des Mehrwellenmotors 1' dargestellt, sie verdeutlichen den Unterschied der beiden vorgeschlagenen Varianten des zweiten Ausführungsbeispiels. In Fig. 6a sind die mittleren Statorpolschenkel 8' jeweils unterschiedlich ausgebildet; In Fig. 6b dagegen sind gleichförmig. Jeder Mehrwellenmotor 1' besteht im wesentlichen aus zwei Statorteilen 6' und drei Permanentmagnetrotoren 3'. Die beiden Statorteile 6' sind identisch ausgebildet, so dass nur ein Stanzwerkzeug benötigt wird. Der Öffnungswinkel zwischen den Hauptpolen 15' beträgt stets 108°, so dass alle Spulen die gleiche Länge aufweisen können. Die Spulen und Spulenkörper, sowie die Zusatzpole sind in den Fig. 6a, 6b der Einfachheit halber weggelassen. Die Statorteile 6' sind in einer Ebene angeordnet, zu der die Drehachsen 4' der Permanentmagnetrotoren 3' rechtwinklig angeordnet sind. Die Drehachsen 4' sind vorzugsweise in einer Linie aufgereiht. Um möglichst viel Blechmaterial einzusparen sind die Abstände unter den Permanentmagnetrotoren 3' so gering wie möglich, aber so groß wie nötig, damit keine magnetische Wechselwirkung untereinander auftritt. Die Querschnitte der äußeren Statorpolschenkel 7', der mittleren Statorpolschenkel 8' und der Statorjoche 9' sind etwa gleich groß ausgebildet, insbesondere, wenn kein Wert auf gleichzeitige Betätigung der Motoren gelegt wird. Die Permanentmagnetrotoren 3' bestehen im wesentlichen aus einer Rotorwelle 24', einem Rückschlussring 16' und einem Permanentmagnetring mit fünf alternierend angeordneten und radial magnetisierten Rotorpolpaaren. Jeder Rotorpol 2' nimmt einen Winkelbereich von 36° ein. Die Permanentmagnetrotoren 3' können bei beiden Ausführungsformen der Erfindung gleich, vorzugsweise nach den Fig. 4a, 4b, 4c ausgebildet sein. In Figs. 6a and 6b, the spatial arrangement of the main components is of the multi-wave motor 1 'is shown, they illustrate the difference of the two proposed versions of the second embodiment. In Fig. 6a, the middle Statorpolschenkel 8 'are each formed differently; In contrast, in Fig. 6b are uniform. Each multi-shaft motor 1 'consists essentially of two stator parts 6 ' and three permanent magnet rotors 3 '. The two stator parts 6 'are identical, so that only one punching tool is required. The opening angle between the main poles 15 'is always 108 °, so that all coils can have the same length. The coils and bobbin, as well as the additional poles are omitted in FIGS. 6a, 6b for the sake of simplicity. The stator parts 6 'are arranged in a plane to which the axes of rotation 4 ' of the permanent magnet rotors 3 'are arranged at right angles. The axes of rotation 4 'are preferably lined up in a line. In order to save as much sheet metal as possible, the distances between the permanent magnet rotors 3 'are as small as possible, but as large as necessary, so that no magnetic interaction occurs with one another. The cross sections of the outer stator pole legs 7 ', the middle stator pole legs 8 ' and the stator yokes 9 'are of approximately the same size, in particular if no value is placed on the simultaneous actuation of the motors. The permanent magnet rotors 3 'essentially consist of a rotor shaft 24 ', a return ring 16 'and a permanent magnet ring with five alternately arranged and radially magnetized rotor pole pairs. Each rotor pole 2 'occupies an angular range of 36 °. The permanent magnet rotors 3 'can be of the same design in both embodiments of the invention, preferably according to FIGS. 4a, 4b, 4c.
Sollen alle drei Permanentmagnetrotoren 3, 3' betätigt werden, dann müssen die mittleren Statorpolschenkel 8, 8' etwa den doppelten Querschnitt aufweisen wie die äußeren Statorpolschenkel 7, 7'. In Fig. 7 ist ein Multiwellenmotor 1' mit Gehäuse dargestellt, bei dem alle Permanentmagnetrotoren 3' gleichzeitig und unabhängig voneinander betätigbar sein sollen. Die mittleren Statorpolschenkel 7' sind daher mit dem zweifachen Querschnitt aufgebildet wie die äußeren Statorpolschenkel 8'. Die Statorteile 6' sind vorzugsweise aus geschichteten Blechlamellen paketiert, es ist aber auch denkbar Sinterteile zu verwenden. Zusatzpole 14' dienen in erster Linie dazu das Selbsthaltemoment der Permanentmagnetrotoren zu erhöhen. Die Spulen 13' jedes Statorteils 6' sind auf einem gemeinsamen Spulenkörper 11' gewickelt, die so verlängert sind, dass leitende Elemente 23' in Form von Lötstiften einpressbar sind. Ein Teil der leitenden Elemente 23' verbindet die Spulenkörper 11' beider Statorteile 6' miteinander. Alle leitenden Elemente 23' erstrecken sich in einen Steckeranschluss 22' einer Zwischenplatte 19', die ein Motorgehäuse 18' von einem Getriebegehäuse 20' trennt. Aus dem Getriebegehäuse 20' treten Ausgangswellen 21 aus, die nicht mit den Rotorachsen übereinstimmen müssen. Durch das nicht näher dargestellte Getriebe ist die Lage der einzelnen Ausgangswellen 21' den geometrischen Verhältnissen entsprechen mehr oder weniger frei wählbar. Wegen ihres hervorragenden Wirkungsgrades werden Stirnradgetriebe bevorzugt. Bei engen Bauraumverhältnissen eignen sich insbesondere auch Spannungswellengetriebe (auch als Harmonic Drive bekannt) oder Wolfromgetriebe (z. B. fünfrädriges reduziertes Umlaufrädergetriebe), weil sich durch diese eine besonders hohe Untersetzung in einer Getriebestufe realisieren lassen. Nachteilig ist bei diesen getrieben der deutlich geringere Wirkungsgrad. If all three permanent magnet rotors 3 , 3 'are to be actuated, then the middle stator pole legs 8 , 8 ' must have approximately twice the cross-section as the outer stator pole legs 7 , 7 '. FIG. 7 shows a multi-shaft motor 1 'with a housing, in which all permanent magnet rotors 3 ' should be able to be actuated simultaneously and independently of one another. The middle stator pole limbs 7 'are therefore designed with twice the cross-section as the outer stator pole limbs 8 '. The stator parts 6 'are preferably packaged from layered sheet metal laminations, but it is also conceivable to use sintered parts. Additional poles 14 'serve primarily to increase the self-holding torque of the permanent magnet rotors. The coils 13 'of each stator part 6 ' are wound on a common coil body 11 ', which are extended so that conductive elements 23 ' can be pressed in in the form of solder pins. A part of the conductive elements 23 'connects the coil formers 11 ' of both stator parts 6 'to each other. All conductive elements 23 'extend into a plug connection 22 ' of an intermediate plate 19 'which separates a motor housing 18 ' from a gear housing 20 '. Output shafts 21 emerge from the transmission housing 20 'and do not have to coincide with the rotor axes. Due to the gear not shown, the position of the individual output shafts 21 'can be more or less freely selected to correspond to the geometric conditions. Helical gear units are preferred because of their outstanding efficiency. In tight spaces, tension shaft gearboxes (also known as harmonic drives) or tungsten gearboxes (e.g. five-wheel reduced epicyclic gearboxes) are particularly suitable because they enable a particularly high reduction in one gear stage. The disadvantage of these drives is the significantly lower efficiency.
Für die Bewicklung der Statorteile 6, 6' eignet sich die Ausführung aus Fig. 6b am besten, weil die Statorteile 6' dort gleichmäßiger ausgebildet sind. Vorzugsweise erfolgt die Bewicklung dergestalt, dass die einzelnen Statorteile 6, 6' mit dem Isolierstoffkörper 11, 11' versehen werden, der gewöhnlich über die Satorteile 6, 6' gesteckt und per Schnappverbindung darauf fixiert sind. Die so vorbereiteten Statorteile 6, 6' werden auf eine Wickelvorrichtung 31 befestigt (Fig. 8) und ein Wickeldraht 26 wird an einer Anschlussstelle 12 (hier in Form von Kontaktstiften), die auch ein Bestandteil eines der leitenden Elemente 23, 23' sein kann, angeschlagen. Es wird aber bevorzugt die Anschlussstellen 12 im Wickelkörper 11, 11' äquidistant anzuordnen, um den Wickelvorgang so einfach wie möglich durchführen zu können. Dabei werden mehrere Wickeldrähte 26 über Drahtführungshülsen 32 geführt und zunächst gleichzeitig an den zugeordneten Anschlussstellen 12 angeschlagen, dann wird ein Teil der Wickelvorrichtung 31, der das Statorteil 6, 6' aufnimmt, in eine schnelle Drehung versetzt und der Wickeldraht 26 einfach aufgespult. Bei zwei, drei oder noch mehr Spulen erfolgt dann ein gleichzeitiges Bewickeln aller Spulen 13'. Dadurch wird eine erhebliche Verkürzung der Taktraten erreicht. Sobald die Spulenkörper 11, 11' bewickelt sind, werden die zweiten Enden der Spulen 13' jeweils an eine weitere anschlussstelle 12 angeschlagen. Die so bewickelten Statorteile 6, 6' sind als kompakte Baugruppe einfach zu handhaben und leicht zu montieren. The embodiment from FIG. 6b is best suited for the winding of the stator parts 6 , 6 'because the stator parts 6 ' are formed more uniformly there. The winding is preferably carried out in such a way that the individual stator parts 6 , 6 'are provided with the insulating material body 11 , 11 ', which is usually placed over the sator parts 6 , 6 'and fixed thereon by a snap connection. The stator parts 6 , 6 'prepared in this way are fastened to a winding device 31 ( FIG. 8) and a winding wire 26 is attached to a connection point 12 (here in the form of contact pins), which can also be a component of one of the conductive elements 23 , 23 ' , struck. However, it is preferred to arrange the connection points 12 in the winding body 11 , 11 ′ equidistantly in order to be able to carry out the winding process as simply as possible. Several winding wires 26 are guided over wire guide sleeves 32 and initially struck simultaneously at the assigned connection points 12 , then a part of the winding device 31 , which receives the stator part 6 , 6 ', is set in a rapid rotation and the winding wire 26 is simply wound up. In the case of two, three or even more coils, all coils 13 'are wound simultaneously. As a result, the clock rates are considerably reduced. As soon as the coil formers 11 , 11 'have been wound, the second ends of the coils 13 ' are each struck at a further connection point 12. The stator parts 6 , 6 'wound in this way are easy to handle and easy to assemble as a compact assembly.
Gegenüber Einzelmotoren weist der erfindungsgemäße Mehrwellenmotor deutliche Vorteile
auf: er besteht maximal aus drei, vorzugsweise nur aus zwei Statorteilen 6, 6', die sich
einfach bewickeln lassen. Diese Statorteile weisen darüber hinaus die gleiche Außenkontur
auf, wodurch nur ein Stanz- oder Presswerkzeug nötig ist. Der Mehrwellenmotor 1, 1'
benötigt weniger Blechmaterial, wenn Teile der Statorpolschenkel 7, 7', 8, 8', die mit
benachbarten Permanentmagnetrotoren 3, 3' zusammenwirken für beide Magnetkreise
verwendet werden. Dadurch ist das Gesamtgewicht des Mehrwellenmotors 1, 1' kleiner als
das Gewicht mehrerer Einzelmotoren zusammen. Zudem können die selben Zusatzpole 14,
14' die bei Einzelmotoren verwendet werden auch bei dem Mehrwellenmotor 1, 1' eingesetzt
werden. Die Anzahl der Statorteile 6, 6' ist unabhängig von der Anzahl der
Permanentmagnetrotoren 3, 3'. Beim Stanzen der Statorbleche fällt relativ wenig Stanzabfall
an, weil die Statorbleche E- bzw. kammartig ausgebildet sind, dadurch können sie ineinander
verzahnt angeordnet gestanzt werden. Das gleichzeitige Wickeln mehrerer Spulen 13, 13' ist
bei dem Mehrwellenmotor einfacher durchführbar als bei Einzelmotoren. Werden die
mittleren Statorpolschenkel 7, 7' mit dem doppelten Querschnitt der äußeren
Statorpolschenkel 8 ausgeführt, sind alle Permanentmagnetrotoren 3, 3' gleichzeitig und
unabhängig voneinander betreibbar. Werdem die mittleren Statorpolschenkel 8, 8' mit einer
Wicklung versehen, so dass jeweils eine Spule 13, 13' mit zwei Permanentmagnetrotoren
zusammenwirkt, sind weniger Anschlüsse notwendig und dadurch auch weniger
Halbbrücken zur Ansteuerung der Spulen 13, 13', dies gilt insbesondere für die erste
Ausführungsform aus Fig. 1.
Bezugszeichenliste
1, 1' Mehrwellenmotor
2, 2' alternierende Rotorpole
3, 3' Permanentmagnetrotor
4, 4' Rotorachse
5 gleichseitiges Dreieck
6, 6' Statorteile
7, 7' äußere Statorpolschenkel
8, 8' mittlere Statorpolschenkel
9, 9' Statorjoche
10, 10' Wicklung
11, 11' Isolierstoffkörper
12, 12' Anschlusspunkte
13, 13' Spulen
14, 14' Zusatzpole
15, 15' Hauptpole
16, 16' Rückschlussring
17 Ebene
18, 18' Motorgehäuse
19, 19' Zwischenplatte
20, 20' Getriebegehäuse
21, 21' Ausgangswelle
22, 22' Steckeranschluss
23, 23' leitende Elemente
24, 24' Rotorwelle
25, 25' Ritzel
26 Wickeldraht
27, 27' Permanentmagnetring
28 Nabe
29 Rotorkörper
30 Lageraufnahme
31 Wickelvorrichtung
32 Drahtführungshülsen
Compared to single motors, the multi-shaft motor according to the invention has clear advantages: it consists of a maximum of three, preferably only two, stator parts 6 , 6 'that can be easily wound. These stator parts also have the same outer contour, which means that only one punching or pressing tool is required. The multi-shaft motor 1 , 1 'requires less sheet material if parts of the stator pole legs 7 , 7 ', 8 , 8 ', which interact with adjacent permanent magnet rotors 3 , 3 ', are used for both magnetic circuits. As a result, the total weight of the multi-shaft motor 1 , 1 'is less than the weight of several individual motors combined. In addition, the same additional poles 14 , 14 'which are used in single motors can also be used in the multi-shaft motor 1 , 1 '. The number of stator parts 6 , 6 'is independent of the number of permanent magnet rotors 3 , 3 '. When punching the stator sheets there is relatively little punching waste, because the stator sheets are E-shaped or comb-like, which means that they can be punched in an interlocking manner. The simultaneous winding of several coils 13 , 13 'is easier to carry out in the multi-shaft motor than in the case of single motors. If the middle stator pole legs 7 , 7 'are designed with the double cross section of the outer stator pole legs 8 , all permanent magnet rotors 3 , 3 ' can be operated simultaneously and independently of one another. If the middle stator pole legs 8 , 8 'are provided with a winding, so that one coil 13 , 13 ' interacts with two permanent magnet rotors, fewer connections are necessary and therefore fewer half bridges for controlling the coils 13 , 13 ', this applies in particular to the First embodiment from FIG. 1. List of reference symbols 1 , 1 'multi-shaft motor
2 , 2 'alternating rotor poles
3 , 3 'permanent magnet rotor
4 , 4 'rotor axis
5 equilateral triangle
6 , 6 'stator parts
7 , 7 'outer stator pole legs
8 , 8 'middle stator pole leg
9 , 9 'stator yokes
10 , 10 'winding
11 , 11 'insulating body
12 , 12 'connection points
13 , 13 'coils
14 , 14 'additional poles
15 , 15 'main poles
16 , 16 'return ring
17 level
18 , 18 'motor housing
19 , 19 'intermediate plate
20 , 20 'gear housing
21 , 21 'output shaft
22 , 22 'connector
23 , 23 'conductive elements
24 , 24 'rotor shaft
25 , 25 'pinion
26 winding wire
27 , 27 'permanent magnet ring
28 hub
29 rotor body
30 inventory
31 winding device
32 wire guide sleeves
Claims (30)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10121905A DE10121905A1 (en) | 2001-05-03 | 2001-05-03 | Multiple shaft motor has stator parts each consisting of two outer stator pole legs, at least one central leg and at least two stator yokes joining outer and inner legs |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10121905A DE10121905A1 (en) | 2001-05-03 | 2001-05-03 | Multiple shaft motor has stator parts each consisting of two outer stator pole legs, at least one central leg and at least two stator yokes joining outer and inner legs |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10121905A1 true DE10121905A1 (en) | 2003-02-20 |
Family
ID=7683748
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10121905A Withdrawn DE10121905A1 (en) | 2001-05-03 | 2001-05-03 | Multiple shaft motor has stator parts each consisting of two outer stator pole legs, at least one central leg and at least two stator yokes joining outer and inner legs |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10121905A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101202480B (en) * | 2006-07-14 | 2012-05-23 | 杨泰和 | Double electric machine sets structure |
US20180355769A1 (en) * | 2015-11-24 | 2018-12-13 | Camcon Auto Limited | Stator Assembly |
WO2019072673A1 (en) * | 2017-10-09 | 2019-04-18 | Kuka Deutschland Gmbh | Robot arm with a robot-hand drive device |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DD160206A2 (en) * | 1980-06-16 | 1983-05-11 | Walter Gleichmann | STATOR FOR ELECTRIC MACHINES AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
US5684351A (en) * | 1995-01-04 | 1997-11-04 | U.S. Philips Corporation | Electrical driving device comprising more than one permanent-magnet-excited rotor and a shaver comprising said driving device |
DE19909227A1 (en) * | 1998-03-06 | 1999-10-21 | Buhler Motor Gmbh | Two-phase step or synchronous motor with two soft magnetic stator parts |
DE69607126T2 (en) * | 1995-12-28 | 2000-11-09 | Eta S A Fabriques D Ebauches G | Electromechanical converter with multiple rotors and control processes therefor |
-
2001
- 2001-05-03 DE DE10121905A patent/DE10121905A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DD160206A2 (en) * | 1980-06-16 | 1983-05-11 | Walter Gleichmann | STATOR FOR ELECTRIC MACHINES AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
US5684351A (en) * | 1995-01-04 | 1997-11-04 | U.S. Philips Corporation | Electrical driving device comprising more than one permanent-magnet-excited rotor and a shaver comprising said driving device |
DE69607126T2 (en) * | 1995-12-28 | 2000-11-09 | Eta S A Fabriques D Ebauches G | Electromechanical converter with multiple rotors and control processes therefor |
DE19909227A1 (en) * | 1998-03-06 | 1999-10-21 | Buhler Motor Gmbh | Two-phase step or synchronous motor with two soft magnetic stator parts |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101202480B (en) * | 2006-07-14 | 2012-05-23 | 杨泰和 | Double electric machine sets structure |
US20180355769A1 (en) * | 2015-11-24 | 2018-12-13 | Camcon Auto Limited | Stator Assembly |
WO2019072673A1 (en) * | 2017-10-09 | 2019-04-18 | Kuka Deutschland Gmbh | Robot arm with a robot-hand drive device |
CN111201114A (en) * | 2017-10-09 | 2020-05-26 | 库卡德国有限公司 | Robot arm with robot hand driving device |
US11279047B2 (en) | 2017-10-09 | 2022-03-22 | Kuka Deutschland Gmbh | Robot arm with a robot-hand drive device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1657800B1 (en) | Permanent-magnet rotor | |
EP1114500B1 (en) | Electric motor | |
DE69113482T2 (en) | ELECTRIC MOTOR. | |
EP1955426B1 (en) | Electrical machine and rotor for an electrical machine | |
DE102006000426A1 (en) | Laminated core for rotor of e.g. electric motor, has individual cores that are wound in spiral form, where cores are connected with one another by portion of outer circumference of core | |
DE3885066T2 (en) | Linear motor with locking magnetic poles depending on the angle. | |
EP1629590B1 (en) | Transversal flux machine | |
EP1620932A1 (en) | Electric machine | |
EP0286905A1 (en) | Electronically commutated brushless DC motor | |
DE112005003694T5 (en) | magnet motor | |
EP0954087A1 (en) | Dynamoelectrical transmission and centrifugal pump with such transmission | |
DE102006050201A1 (en) | Transverse flux machine and method for producing a transverse flux machine | |
WO2000003469A2 (en) | Electric machine, especially a reluctance motor | |
DE69814356T2 (en) | Brushless permanent magnet electric motor | |
EP1428306A1 (en) | Electronically-commutated electric motor comprising coils with parallel axes | |
DE19909227B4 (en) | Two-phase motor, namely stepper motor or synchronous motor with two soft-magnetic stator parts | |
DE102004050374A1 (en) | Electric machine, in particular DC motor | |
DE102020101149A1 (en) | Axial flux machine with mechanically fixed stator cores with radially extending sheet metal segments | |
DE60212405T2 (en) | Stand assembly for an electrical machine and manufacturing method for the same | |
DE19704769C2 (en) | Multi-strand synchronous machine with permanent magnets and coil modules | |
DE10121905A1 (en) | Multiple shaft motor has stator parts each consisting of two outer stator pole legs, at least one central leg and at least two stator yokes joining outer and inner legs | |
DE2913691C2 (en) | Stand for a brushless electric motor | |
DE69917014T2 (en) | Improvements in or relating to rotary actuators | |
EP3035497B1 (en) | Revolving door | |
DE3502284A1 (en) | DC motor without a commutator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8130 | Withdrawal |