DE1240582B - Commutatorless motor - Google Patents

Description

Kommutatorloser Motor Die Erfindung betrifft einen kommutatorlosen Motor mit einer Statorwicklung, welche nach Art einer Gegentaktschwingschaltung zwischen den beiden Emitterelektroden zweier im Gegentakt geschalteter Transistoren liegt und deren Mittelanzapfung über eine Gleichspannungsquelle mit den zusammengeschalteten Kollektorelektroden der Transistoren verbunden ist, und mit einer zwischen den Basiselektroden der Transistoren liegenden, mit der Statorwicklung magnetisch gekoppelten Rückkopplungswicklung, deren Mittelanzapfung über je einen Widerstand mit den vorzugsweise geerdeten Kollektoren sowie der Mittelanzapfung der Statorwicklung verbunden ist.Commutatorless motor The invention relates to a commutatorless motor with a stator winding, which is in the manner of a push-pull oscillating circuit between the two emitter electrodes of two push-pull transistors and whose center tap is connected to the interconnected collector electrodes of the transistors via a DC voltage source, and to one between the base electrodes of the transistors lie, magnetically coupled with the stator winding feedback winding, the center tap is connected via a resistor to the preferably grounded collectors and the center tap of the stator winding.

Es sind bereits kommutatorlose Motoren bekanntgeworden, bei denen eine Transistor- bzw. Röhrenschwingschaltung als Gleichspannungswandler verwendet wird. Bei derartigen Motoren ist es möglich, die Drehzahl des Motors durch Änderung eines oder mehrerer frequenzbestimmender Schaltelemente des Schwingkreises zu ändern, da die Drehzahl des Motors von der Frequenz des Erregerfeldes abhängt. Die Steuerung des Schwingkreises erfolgt durch eine Rückkopplungswicklung, die mit der Statorwicklung magnetisch gekoppelt ist. Die Konstanz der Drehzahl solcher Motoren hängt im wesentlichen davon ab, inwieweit der Rotor ohne Rückwirkung auf die Schwingschaltung bleibt. Bei einem der bekannten kommutatorlosen Motoren erfolgt die Vereinigung der Schwingschaltung mit dem Motor dadurch, daß die Rückkopplungswicklung und die Statorwicklung durch einen im wesentlichen eisengeschlossenen Magnetkreis mit der Rotorwicklung verkoppelt sind. Hierbei sind die Rückkopplungswicklung und die Statorwicklung im räumlichen gleichen Abstand zur Rotorwicklung auf den Schenkel eines C-förmigen Eisenblechpaketes gewickelt. Weiterhin ist ein Motor bekanntgeworden, bei dem die Rückkopplungswicklung mittels eines Luftspaltes elektromagnetisch von der Rotor- und der Statorwicklung isoliert ist. Bei einem anderen kommutatorlosen Motor ist die Rückkopplungswicklung lediglich über das Streufeld an die Statorwicklung angekoppelt.There are already commutatorless motors known in which a transistor or tube oscillating circuit is used as a DC voltage converter will. With such motors it is possible to change the speed of the motor by changing it to change one or more frequency-determining switching elements of the resonant circuit, since the speed of the motor depends on the frequency of the excitation field. The control The resonant circuit is carried out by a feedback winding that connects to the stator winding is magnetically coupled. The constancy of the speed of such motors essentially depends depends on the extent to which the rotor has no effect on the oscillating circuit. In one of the known commutatorless motors, the oscillating circuit is combined with the motor in that the feedback winding and the stator winding through an essentially iron-closed magnetic circuit coupled to the rotor winding are. Here, the feedback winding and the stator winding are in the spatial same distance to the rotor winding on the leg of a C-shaped sheet iron package wrapped. Furthermore, a motor has become known in which the feedback winding by means of an air gap electromagnetically from the rotor and stator windings is isolated. Another commutatorless motor has the feedback winding only coupled to the stator winding via the stray field.

Wie sich gezeigt hat, erfüllen diese bekannten Motoren nicht die an sie gestellten Anforderungen hinsichtlich der Konstanz der Rotordrehzahl. Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Beeinflussung der Schwingschaltung durch den Rotor weitgehend zu unterbinden. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Rückkopplungswicklung in axialer Verlängerung der feststehenden Statorwicklung örtlich derart angeordnet t2 ist, daß sie relativ zum Abstand zwischen Rotor- und Statorwicklung einen großen Abstand zur Rotorwicklung besitzt. Dadurch ergibt sich gegenüber den bekannten Motoren eine bessere Konstanz der Drehzahl. Zusätzlich wird diese Wirkung noch durch die besondere Anordnung der Transistoren und Widerstände unterstützt. Diese sind nämlich vorzugsweise wärmeleitend mit der Außenseite des von einem Kühlmittel durchströmten Motorgehäuses verbunden.As has been shown, these known engines do not meet the requirements they made requirements with regard to the constancy of the rotor speed. Accordingly the invention is based on the object of influencing the oscillating circuit largely prevented by the rotor. According to the invention this object is achieved solved in that the feedback winding in the axial extension of the fixed Stator winding is locally arranged t2 that it is relative to the distance between The rotor and stator windings are at a large distance from the rotor winding. Through this This results in a better constancy of the speed compared to the known motors. In addition, this effect is enhanced by the special arrangement of the transistors and resistors supported. Namely, these are preferably thermally conductive with the Connected outside of the motor housing through which a coolant flows.

In den F i g. 1 bis 3 der Zeichnungen ist der Gegenstand der Erfindung an Hand besonders bevorzugter Ausführungsbeispiele dargestellt, welche nachstehend im einzelnen erläutert sind. Es zeigen F i g. 1 und 3 Schaltbilder kommutatorloser Motoren und F i g. 2 eine perspektivische Darstellung eines kommutatorlosen Motors.In the F i g. 1 to 3 of the drawings, the subject matter of the invention is illustrated by means of particularly preferred exemplary embodiments, which are explained in detail below. It shows F i g. 1 and 3 circuit diagrams of commutatorless motors and FIG. 2 is a perspective view of a commutatorless motor.

Entsprechend dem Schaltbild nach F i g. 1 ist die Statorwicklungl eines kommutatorlosen Motors mit der Rotorwicklung3 und der Rückkopplungswicklung 5 elektromagnetisch gekoppelt. Erfindungsgemäß ist die Anordnung der Rückkopplungswicklung so getroffen, daß sich diese in axialer Verlängerung der feststehenden Statorwicklung 1 relativ zum Abstand zwischen Rotor- und Statorwicklung weit entfernt von der Rotorwicklung 3 befindet.According to the circuit diagram according to FIG. 1 , the stator winding of a commutatorless motor is electromagnetically coupled to the rotor winding 3 and the feedback winding 5. According to the invention, the arrangement of the feedback winding is such that it is located in an axial extension of the stationary stator winding 1 relative to the distance between the rotor and stator windings, far away from the rotor winding 3 .

Die Schwingschaltung zeigt einen bekannten Aufbau. Die GleichspannungsquelleB ist mit dem Pluspol an der Mittelanzapfung 2 der Statorwicklung 1 und mit dem Minuspol über einen Schalter S mit den beiden an Masse liegenden Kollektoren der Transistoren 1 und II verbunden. Die Emitterelektroden 9 und 9' sind über die Leitungen 13 bzw. 13' mit dem oberen bzw. unteren Anschluß 4 bzw. 6 der Statorwicklung 1 und die Basiselektroden 7 bzw. 7' über die Leitungen 17 bzw. 15 mit dem unteren bzw. dem oberen Anschluß 10 bzw. 8 der Rückkopplungswicklung 5 verbunden. Die Einstellung der Rückkopplung erfolgt durch Einstellung der Widerstände R, oder R2, die zwischen dem Pluspol der Quelle B und Masse liegen und über die Leitung 14 an die Mittelanzapfung der Rückkopplungswicklung 5 angeschlossen sind.The oscillating circuit shows a known structure. The DC voltage source B is connected to the positive pole at the center tap 2 of the stator winding 1 and to the negative pole via a switch S to the two ground collectors of the transistors 1 and II. The emitter electrodes 9 and 9 ' are connected via the lines 13 and 13' to the upper and lower terminal 4 and 6 of the stator winding 1 and the base electrodes 7 and 7 ' via the lines 17 and 15 to the lower and the upper terminal 10 or 8 of the feedback winding 5 connected. The feedback is set by setting the resistors R, or R2, which lie between the positive pole of the source B and ground and are connected to the center tap of the feedback winding 5 via the line 14.

Um ein Verschieben der Arbeitspunkte der Transistoren I und/oder II durch Erwärmung der Transistoren selbst oder der Widerstände R, und R, im Betrieb zu verhindern, sind diese, wie F i g. 2 zeigt, wärmeleitend mit der Außenseite des Motorgehäuses 16 verbunden. Das Gehäuse 16 ist rohrförmig ausgebildet und von einem strömungsfähigen Kühlmittel durchsetzt. Das Gehäuse 16 trägt die Statorwicklung 1, und in axialer Verlängerung zu dieser die Rückkopplungswicklung 5. Innerhalb des Gehäuses sind radiale, im Kühlmittelstrom liegende, wärmeleitende Bleche 3' angeordnet. Das Kühlmittel, z. B. Luft, wird durch einen auf der Rotorwelle befindlichen Ventilator Y' umgewälzt. Da die Transistoren und Widerstände an der Außenseite des gekühlten Gehäuses 16 angebracht sind, ist es möglich, unter Verzicht auf die üblichen Kühlbleche sehr kleine Bauelemente zu verwenden.In order to prevent the operating points of the transistors I and / or II from shifting due to the heating of the transistors themselves or the resistors R 1 and R 2 during operation, these are as shown in FIG. 2 shows, connected to the outside of the motor housing 16 in a thermally conductive manner. The housing 16 is tubular and penetrated by a flowable coolant. The housing 16 supports the stator 1, and an axial extension to this, the feedback winding 5. Within the housing are radial, located in the coolant flow, heat conductive sheets 3 '. The coolant, e.g. B. air is circulated by a fan located on the rotor shaft Y '. Since the transistors and resistors are attached to the outside of the cooled housing 16 , it is possible to use very small components without using the usual cooling plates.

Wie F i g. 3 zeigt, können im Fall eines Einphasenbetriebes der obere und der untere Teil der Statorwicklung 1 in an sich bekannter Weise in entgegengesetzt gepolte Wicklungspaare l' unterteilt sein, wobei über Phasenverschiebungs-Kondensatoren eine weitere Drehfeldphasenwicklung parallel zur Hauptstatorwicklung geschaltet ist. Die Wicklungen l' und 10' sind, wie bei 20 schematisch dargestellt, auf einem gemeinsamen Kern angeordnet.Like F i g. 3 shows, in the case of single-phase operation, the upper and lower parts of the stator winding 1 can be subdivided in a manner known per se into oppositely polarized winding pairs 1 ' , a further rotating field phase winding being connected in parallel to the main stator winding via phase shift capacitors. The windings 1 ' and 10' are, as shown schematically at 20, arranged on a common core.

Claims (2)

Patentansprüche: 1. Kommutatorloser Motor mit einer Statorwicklung, welche nach Art einer Gegentaktschwingschaltung zwischen den beiden Emitterelektroden zweier im Gegentakt geschalteter Transistoren liegt und deren Mittelanzapfung über eine Gleichspannungsquelle mit den zusammengeschalteten Kollektorelektroden der Transistoren verbunden ist, und mit einer zwischen den Basiselektroden der Transistoren liegenden, mit der Statorwicklung magnetisch gekoppelten Rückkopplungswicklung, deren Mittelanzapfung über je einen Widerstand mit den vorzugsweise geerdeten Kollektoren sowie der Mittelanzapfung der Statorwicklung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplungswicklung (5) in axialer Verlängerung der feststehenden Statorwicklung (1) örtlich derart angeordnet sind, daß sie relativ zum Abstand zwischen Rotor- (3) und Statorwicklung (1) einen großen Abstand zur Rotorwicklung besitzt. Claims: 1. Commutatorless motor with a stator winding, which is located in the manner of a push-pull oscillating circuit between the two emitter electrodes of two push-pull transistors and whose center tap is connected to the interconnected collector electrodes of the transistors via a DC voltage source, and with one between the base electrodes of the transistors, with the stator winding magnetically coupled feedback winding, the center tap is connected via a resistor to the preferably grounded collectors and the center tap of the stator winding, characterized in that the feedback winding (5) are arranged in axial extension of the fixed stator winding (1) locally such that it has a large distance from the rotor winding relative to the distance between the rotor (3) and stator winding (1). 2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Schwingfrequenz der Gegentaktschaltung bestimmenden Schaltelemente, vorzugsweise die Transistoren und Widerstände, wärmeleitend mit der Außenseite des von einem Kühlmittel durchströmten Motorgehäuses (16) verbunden sind. 3. Motor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein rohrförmiges Motorgehäuse, in welchem radiale, im Kühlmittelstrorn liegende, wärmeleitende Bleche (Y) angeordnet sind, die Statorwicklungen und in axialer Verlängerung die Rückkopplungswicklungen trägt. 4. Motor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Rotorwelle Ventilatorflügel oder dergleichen Ventilationselemente zum Einblasen von Kühlluft angeordnet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1793 377; französische Patentschrift Nr. 1230 005; USA.-Patentschriften Nr. 1563 084, 1996 460, 2995690. 2. Motor according to claim 1, characterized in that the switching elements determining the oscillation frequency of the push-pull circuit, preferably the transistors and resistors, are connected in a thermally conductive manner to the outside of the motor housing (16) through which a coolant flows. 3. Motor according to claim 2, characterized in that a tubular motor housing, in which radial, lying in the coolant flow, heat-conducting metal sheets (Y) are arranged, the stator windings and the feedback windings in an axial extension. 4. Motor according to claim 2 or 3, characterized in that fan blades or the like ventilation elements for blowing in cooling air are arranged on the rotor shaft. Considered publications: German utility model No. 1793 377; French Patent No. 1230 005; U.S. Patent Nos. 1563 084, 1996 460, 2995690.