DE1230486B - Elektrische Maschine, die mit zwei beiderseits des Rotors angeordneten Magneten versehen ist - Google Patents

Description

• Elektrische Maschine, die mit zwei beiderseits des Rotors angeordneten Magneten versehen ist Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Maschine, die mit zwei beiderseits des Rotors koaxial angeordneten, axial magnetisierten und je aus mindestens zwei in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden, entgegengesetzt magnetisierten Abschnitten bestehenden Magneten versehen ist, bei der der Rotor eine verteilte Spulenwicklung auf einer Zylinderfläche um die Rotorachse aufweist und der maximale, mit der Rotorwicklung verkettete Kraftfluß dadurch erhalten wird, daß gleichnamige Pole der zwei Magneten einander gegenüber angeordnet sind.
• Es sind Motoren mit Rotoren bekannt, die eine sogenannte gedruckte Verdrahtung aufweisen und bei denen der Kraftfluß der Magneten den Rotor in einer Richtung senkrecht zur Ebene des Rotors durchsetzt. Ein Nachteil der gedruckten Verdrahtung ist, daß je Spule nur eine beschränkte Windungszahl auf dem Rotor vorgesehen werden kann, wodurch das abgegebene Drehmoment beschränkt und die Impedanz dieser Spulen niedrig ist. Infolgedessen sind diese Motoren nur für niedrige Spannungen geeignet. Auch ist ein Gleichstromkleinstmotor bekannt, bei. dem im Spalt zwischen den Ringen ein Flachanker- mit frei tragender Wicklung angeordnet ist. Der eine Ring, der die Dauermagnete trägt, ist als Weicheisenrückschlußring ausgebildet. Er kann auch durch eine Wand des Motorgehäuses ersetzt werden. Die frei tragende Wicklung und der gesamte Aufbau dieses bekannten Gleichstromkleinstmotors ergibt aber *nur sehr kleine Drehmomente, die der Motor air -der Welle abgeben kann. Gleichstrommaschinen der -#erschiedensten Ausführungen sind auch aus der französischen Patentschrift 1232 438 und den deutschen Auslegeschriften 1010 914, 1096 473 sowie aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1826 690 bekannt. -Eine bekannte Wechselstrommaschine der eingangs angegebenen Art zeigt eine Magnetanordnung, bei der auch gleichnamige Pole der Magneten einander gegenüberliegen. Die Maschine nach der genannten französischen Patentschrift 1232 438 zeigt schließlich die Möglichkeit, die Veränderung des mit den Ankerspulen der elektrischen Maschine verketteten Magnetflusses durch Verdrehen der beiden axial vor dem Anker angeordneten Magneten zu erreichen; dabei ist bei gegenüberstehenden gleichnamigen Dauermagnetpolen der Fluß maximal und bei gegenüberstehenden ungleichnamigen Magnetpolen der mit der Wicklung verkettete Magnetfluß minimal.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Maschine zu schaffen, die im Vergleich zu den bekannten Maschinen bei gleichen Abmessungen ein größeres Drehmoment abReben kann. Die Erfindung für eine elektrische Maschine der eingangs genannten Art ist dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen der Spulenwicklung in radialer Richtung nahezu völlig außerhalb des Bereiches der Magneten angeordnet und auf Ankerzähnen eies ringförmigen Kernes aus ferromagnetischem Material vorgesehen sind, die sich vom Ring zur Rotorwelle hin völlig zwischen den Magneten erstrecken.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Nuten zwischen den Ankerzähnen eine nahezu konstante Breite aufweisen. In dem radialen Raum zwischen den Enden der Ankerzähne kann ein Kommutator angeordnet sein, wobei zwischen den Ankerzähnen und dem Kommutator und gegebenenfalls in den Ankernuten ein Isoliermaterial angeordnet ist. Zur Regelung des Kraftflusses durch die Spulen können die beiden ringförinigen Magneten in an sich durch die französische Patentschrift 1232 438 bekannter Weise in Bezug aufeinander um eine Polteilung um ihre Achse verdrehbar sein.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Motor nach der Erfindung, F i g. 2 eine Draufsicht auf den Motor nach F i g. 1 mit abgenommenem oberen Schild, wobei auf der linken Hälfte der Rotor entfernt ist. In den Figuren stellen 1 und 2 die Lagerschilde dar, die zusammen das Gehäuse des Motors bilden. In diesen Lagerschilden sind Lager 3 bzw. 4 angeordnet, in denen die Welle 5 des Rotors gelagert ist. Die Lagerschilde bestehen beirn vorliegenden Ausführungsbeispiel aus nichtmagnetisierbarem Werkstoff und sind mit Ringen aus weichmagnetischem Werkstoff 6 bzw. 7 versehen, auf denen ringförmige Dauermagneten 8 bzw. 9 angeordnet sind. Diese Magneten bestehen beint Ausführungsbeispiel je aus acht entgegengesetzt magnetisierten Abschnitten, von denen zwei mit 10 bzw. 11 bezeichnet sind. Die Ringe sind axial magnetisiert, wobei die gleichnamigen Pole einander gegenüber angeordnet sind.
• Auf der Welle 5 ist ein Kommutator 12 befestigt, der durch ein thermohärtendes Material 13 mit dem umgebenden Rotorpaket 14 verbunden ist. Dieses Rotorpaket 14 weist sich zur Rotorachse hin erstrekkende Ankerzähne 15 auf. Zwischen den Ankerzähneu 15 befinden sich Nuten 16 mit nahezu konstanter Breite, in deren unteren Enden Spulen 17 derart angeordnet sind, daß jede Spule 14 mehrere Ankerzähne 15 umfaßt. Die Zu- und Abführungsdrähte 18 dieser Spulen 17 sind mit den Kollektorlamellen 19 verbunden. Im Lagerschild 1 sind weiter zwei Bürstenhalter 20 angeordnet, in denen Bürsten 21 nachgiebig befestigt sind. Das Feld der ringförmigen Magneten 8 und 9 tritt beiderseits des Rotors axial in diesen ein und biegt dann ab, um radial durch die Ankerzähne 15 zum ringförmigen Teil des Rotors hin zu verlaufen, wonach es durch die Ankerzähne 15, die den entgegengesetzten Polen der ringförmigen Magneten 8 und 9 gegenüberliegen, wieder in die Magneten 8 und 9 zurückkehrt und sich durch die Kurzschlußringe 6 bzw. 7 wieder schließt. Dadurch, daß die Breite der Ankerzähne 15 nach außen zu-nimmt, bleibt in ihnen die Induktion bei zunehmendem Kraftfluß, praktisch konstant.
• Dadurch, daß die Köpfe der Spulen 17 über den ringförmigen Teil des Rotors gebracht werden, werden die radialen Abmessungen der Wicklungen in den Nuten 16 zwischen den Ankerzähnen 15 noch erheblich verrülgei4 wodurch sich die Magneten 8 und 9 über einen größeren Teil der Ankerzähne 15 erstrecken können. Wird dafür Sorge getragen, daß die Magneten 8 und 9 um eine Polteilung gegeneinander verdrehbar sind, so ergibt sich auf einfache Weise eine Drehzahlregelung.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Elektrische Maschine, die mit zwei beiderseits des Rotors koaxial angeordneten, axial magnetisierten und je aus mindestens zwei in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden, entgegengesetzt magnetisierten Abschnitten bestehenden Magneten versehen ist, bei der der Rotor eine verteilte Spulenwicklung auf einer Zylinderfläche um die Rotorachse aufweist und der maximale, mit der Rotorwicklung verkettete Kraftfluß dadurch erhalten wird, daß gleichnamige Pole der zwei Magneten einander gegenüber angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen der Spulenwicklung in radialer Richtung nahezu völlig außerhalb des Bereiches der Magneten angeordnet und auf Ankerzähnen eines ringförmigen Kernes aus ferromagnetischem Material vorgesehen sind, die sich vom Ring zur Rotorwelle hin völlig zwischen den Magneten erstrecken.
2. 2. Elektrische Maschine nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten zwischen den Ankerzähnen eine nahezu konstante Breite aufweisen. 3. Elektrische Maschine nach einem der vorm hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im radialen Raum zwischen den Enden der Ankerzähne unter Zwischenlage von Isoliermaterial ein Kommutator angeordnet ist. 4. Elektrische Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Isoliermaterial auch in den Ankernuten angeordnet ist. 5. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung des Kraftflusses durch die Spulen die beiden ringförmigen Magneten in Bezug aufeinander um eine Polteilung um ihrechse verdrehbar sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 839 062; deutsche Auslegeschriften Nr. 1010 914, 1096 473; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1826 690,-französische Patentschrift Nr. 1232 438; britische Patentschrift Nr. 717 830.