DE19917689A1 - Electric motor with sinusoidal air gap contained in the jacket of a pole tube that separates the stator poles from each other. - Google Patents

Abstract

The motor has ring toroidal coils mounted around a hollow pole tube (1) of high permeability which is fitted in the coil support carriers (33,34,35). Air gaps (20,21,22) are cut out of the lateral area of the pole tube by a laser beam. To hold the pole tube together axially, thin webs (10) are left when cutting out the air gaps and which bridge the air gaps.

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor gemäß dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1.The invention relates to an electric motor according to the Oberbe handle of claim 1.

Ein Elektromotor dieser Gattung, der insbesondere als Schrittmotor ausgebildet ist, ist aus der EP 0 896 416 A1 bekannt. Bei diesem Elektromotor ist der den Rotor koaxial umschließende Stator aus zwei axial aneinander anschließenden Statorsegmenten aufgebaut. Jedes Statorsegment weist eine zylindrisch gewickelte Ringspule auf. Das Magnetjoch jedes Statorsegments wird aus zwei Blech-Stanz-Biege-Teilen gebil­ det, die die Ringspule topfförmig umschließen. Dadurch wird einerseits ein die Ringspule koaxial umgebender magnetischer Rückschluss gebildet und andererseits werden koaxial inner­ halb der Ringspule in konstanter Winkelteilung angeordnete Statorpole dadurch gebildet, dass die beiden Blech-Stanz- Biege-Teile zahnförmig ineinander greifen. Die jeweils inein­ andergreifenden Zähne bilden die Statorpole, wobei ein die Statorpole voneinander trennender Luftspalt verbleibt, der in Umfangsabwicklung die Form einer mit der Winkelteilung peri­ odischen Kurve hat.An electric motor of this type, which in particular as Stepper motor is formed from EP 0 896 416 A1 known. In this electric motor, the rotor is coaxial enclosing stator from two axially adjoining Stator segments built. Each stator segment has one cylindrical wound toroid. The magnetic yoke each The stator segment is made up of two sheet metal stamped and bent parts det enclose the ring coil in a pot shape. This will on the one hand a magnetic coaxial surrounding the toroid Inference is formed and on the other hand are coaxially inner half of the ring coil arranged in constant angular division Stator poles formed in that the two sheet metal stamping Interlock bent parts tooth-shaped. The one in each other engaging teeth form the stator poles, one being the Air gap separating stator poles remains, which in Circumference processing in the form of a peri with angular division odd curve.

Die Herstellung des bekannten Elektromotors ist aufwendig, da für jedes Statorsegment zwei Blech-Stanz-Biege-Teile ge­ fertigt und montiert werden müssen. Für jeden Motortyp, d. h. für jeden Motordurchmesser, jede Polteilung usw. sind eigene Stanz- und Biegewerkzeuge notwendig. Die Auswahl der für das Magnetjoch verwendeten Materialien ist durch deren Biegeei­ genschaften beschränkt und kann nicht nur nach den magneti­ schen Eigenschaften getroffen werden.The production of the known electric motor is complex because for each stator segment, two sheet metal stamped and bent parts must be manufactured and assembled. For each engine type, i.e. H. for each motor diameter, each pole pitch, etc. are separate Punching and bending tools necessary. Choosing the for that Magnetic yoke materials are used by their bending egg properties limited and can not only according to the magneti properties.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, der bei kostengünstiger Herstellung eine größere Flexibilität in Bezug auf die magnetischen Eigenschaften und die Dimensionie­ rung ermöglicht. The invention has for its object an electric motor to provide the genus mentioned at the beginning, the greater flexibility in low-cost production Regarding the magnetic properties and the dimension tion enables.  

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Elek­ tromotor mit den Merkmalen des Anspruchs 1.This object is achieved by an elec tromotor with the features of claim 1.

Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments and developments of the invention are specified in the subclaims.

Erfindungsgemäß weist der Stator ein den magnetischen Rück­ schluss bildendes Joch auf, welches die Ringspule umschließt, während die Statorpole durch ein hohlzylindrisches Polrohr gebildet sind, welches koaxial in die Ringspule und das Joch eingesetzt wird. Der Luftspalt, der die Statorpole in Um­ fangsrichtung entsprechend der Polteilung trennt, ist in dem Mantel des Polrohres eingearbeitet.According to the invention, the stator has a magnetic back closing yoke, which encloses the toroid, while the stator poles through a hollow cylindrical pole tube are formed, which is coaxial in the ring coil and the yoke is used. The air gap that defines the stator poles in Um trapping direction according to the pole pitch is in the Jacket of the pole tube incorporated.

Die Unterteilung des den Magnetfluss führenden Teiles des Stators in das äußere Joch und das innere Polrohr bietet den Vorteil, dass die Materialien für das Joch und das Polrohr im Wesentlichen nach ihren weichmagnetischen Eigenschaften aus­ gewählt werden können. Die Statorbleche, aus welchen das Joch aufgebaut ist, sind einfache Stanzteile. In das Polrohr muss nur der Luftspalt eingearbeitet werden. Bei dem gesamten Auf­ bau des den Magnetfluss führenden Teils des Stators sind kei­ ne Biegebearbeitungen notwendig, die besondere mechanische Materialeigenschaften notwendig machen würden.The division of the part of the magnetic flux Stator in the outer yoke and the inner pole tube offers the Advantage that the materials for the yoke and the pole tube in the Essentially based on their soft magnetic properties can be chosen. The stator sheets from which the yoke are simple stamped parts. Must be in the pole tube only the air gap can be incorporated. With the whole up Construction of the part of the stator which conducts the magnetic flux are not ne bending processes necessary, the special mechanical Material properties would be necessary.

Der erfindungsgemäße Aufbau bietet weiter eine hohe Flexibi­ lität in der Fertigung. Die Polteilung und die Polform der Statorpole kann weitgehend frei gewählt werden. Es ist nur notwendig, die Form des in das Polrohr eingearbeiteten Luft­ spaltes zu ändern. Dies kann in einfacher Weise durch Umpro­ grammieren der Bearbeitungsmaschinen durchgeführt werden. Vorzugsweise wird der Luftspalt mittels eines Laserstrahls in den Mantel des Polrohres eingeschnitten, so dass sich eine besonders einfache Bearbeitung und Programmierung der Form des Luftspaltes ergibt. Auch unterschiedliche Motorgrößen und Motordurchmesser können ohne wesentlich erhöhten Werkzeugauf­ wand hergestellt werden. The structure according to the invention also offers a high degree of flexibility manufacturing. The pole pitch and the pole shape of the Stator poles can largely be chosen freely. It is only necessary, the shape of the air incorporated into the pole tube to change column. This can be done easily by Umpro programming of the processing machines. The air gap is preferably closed by means of a laser beam cut the jacket of the pole tube so that there is a particularly easy editing and programming of the shape of the air gap results. Also different engine sizes and Motor diameters can be increased without significantly wall.  

Ist der Stator aus mehreren axial aneinander anschließenden Statorsegmenten aufgebaut, so wird vorzugsweise ein gemein­ sames Polrohr für alle Statorsegmente verwendet. Jedem Sta­ torsegment ist dabei ein Luftspalt zugeordnet, wobei die Luftspalte der einzelnen Statorsegmente axial beabstandet in den Mantel des Polrohres eingearbeitet werden.If the stator is made up of several axially adjoining one another Stator segments built, so is preferably a common same pole tube used for all stator segments. Every sta An air gap is assigned to the door segment, the Air gaps of the individual stator segments axially spaced in the jacket of the pole tube are incorporated.

Die erfindungsgemäße Ausbildung des Stators mit einem Polrohr kann bei den verschiedensten Typen von Elektromotoren einge­ setzt werden. Vorzugsweise wird ein permanentmagnetischer Rotor verwendet. Es können jedoch auch Rotoren mit Kurz­ schlussspulen verwendet werden. Der Elektromotor kann als Drehstrommotor, als Wechselstrommotor oder als Gleichstrommo­ tor betrieben werden. Wegen der großen Flexibilität in der Winkelteilung und der Form der Statorpole eignet sich der erfindungsgemäße Elektromotor insbesondere auch als Schritt­ motor. Durch die Form, die Anzahl und Breite der Statorpole sowie ggf. durch einen Winkelversatz der Statorpole der ein­ zelnen Statorsegmente können die technischen Eigenschaften des Elektromotors frei gewählt und bestimmt werden, wie z. B. das Haltemoment, das Rastmoment, das Anlaufmoment sowie die Laufcharakteristik des Motors.The inventive design of the stator with a pole tube can be used in various types of electric motors be set. A permanent magnet is preferred Rotor used. However, short rotors can also be used closing coils are used. The electric motor can be used as AC motor, as an AC motor or as a DC motor gate operated. Because of the great flexibility in the The angular division and the shape of the stator poles are suitable Electric motor according to the invention in particular also as a step engine. Due to the shape, number and width of the stator poles and possibly by an angular offset of the stator poles individual stator segments can have technical properties of the electric motor can be freely selected and determined, such as. B. the holding torque, the cogging torque, the starting torque and the Running characteristics of the engine.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigenIn the following, the invention is based on one in the drawing illustrated embodiment explained in more detail. Show it

Fig. 1 den Mantel des Polrohres in Umfangsabwicklung, Fig. 1 shows the jacket of the pole tube in circumferential development,

Fig. 2 einen Axialschnitt des Elektromotors, Fig. 2 is an axial section of the electric motor,

Fig. 3 schematisch das Polrohr mit einem Luftspalt, Fig. 3 shows schematically the pole tube with an air gap,

Fig. 4 einen Axialschnitt eines Stators mit drei Stator­ segmenten, Fig. 4 is an axial section segments of a stator having three stator,

Fig. 5 schematisch einen Rotor mit drei Segmenten und Fig. 5 shows schematically a rotor with three segments and

Fig. 6 eine Abwandlung der Form des Luftspaltes. Fig. 6 shows a modification of the shape of the air gap.

Fig. 2 zeigt einen Axialschnitt eines Elektromotors. Der Elektromotor weist einen Rotor 4 auf, der drehfest auf einer Ausgangswelle 5 sitzt. Der Rotor 4 wird koaxial von einem fest in einem Gehäuse 2 angeordneten Stator umschlossen, der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel drei axial aneinander an­ schließende zylindrisch gewickelte Ringspulen 30, 31 und 32 aufweist. Die Ringspulen 30, 31, 32 sind jeweils auf Spulen­ träger 33, 34, 35 gewickelt, die koaxial zu dem Rotor 4 an­ geordnet sind. Fig. 2 shows an axial section of an electric motor. The electric motor has a rotor 4 which sits on an output shaft 5 in a rotationally fixed manner. The rotor 4 is coaxially enclosed by a stator which is fixedly arranged in a housing 2 and, in the exemplary embodiment shown, has three cylindrically wound ring coils 30 , 31 and 32 which are axially connected to one another. The ring coils 30 , 31 , 32 are each wound on coil carriers 33 , 34 , 35 , which are arranged coaxially to the rotor 4 .

Der Magnetfluss der Ringspulen 30, 31, 32 wird durch ein äuße­ res Joch 36 und ein inneres Polrohr 1 geführt. Das Joch 36 ist aus einem Blechlamellenpaket aufgebaut, umschließt die Ring­ spulen 30, 31, 32 an ihrem Außenumfang und greift radial in den axialen Abstand zwischen den Ringspulen 30, 31, 32 ein und endet bündig mit dem Innenumfang der Spulenträger 33, 34, 35. Das Joch 36 besteht aus einem weichmagnetischen Material mit hoher Permeabilität und geringer Remanenz.The magnetic flux of the ring coils 30 , 31 , 32 is guided through an outer yoke 36 and an inner pole tube 1 . The yoke 36 is constructed from a laminated core, surrounds the ring coils 30 , 31 , 32 on their outer circumference and engages radially in the axial distance between the ring coils 30 , 31 , 32 and ends flush with the inner circumference of the coil carrier 33 , 34 , 35 . The yoke 36 is made of a soft magnetic material with high permeability and low remanence.

Das Polrohr 1 ist ein Hohlrohr aus einem weichmagnetischen Material hoher Permeabilität und geringer Remanenz. Vorzugs­ weise besteht das Polrohr aus einem schwefelarmen Stahl. Das Polrohr 1 ist in die Spulenträger 33, 34, 35 und das zwischen den Spulen 30, 31, 32 nach innen greifende Joch 36 eingepasst. Mit seiner inneren Mantelfläche umschließt das Polrohr 1 mit geringem Spiel den Rotor 4.The pole tube 1 is a hollow tube made of a soft magnetic material with high permeability and low remanence. The pole tube is preferably made of a low-sulfur steel. The pole tube 1 is fitted into the coil carrier 33 , 34 , 35 and the yoke 36 which extends inwards between the coils 30 , 31 , 32 . With its inner circumferential surface, the pole tube 1 encloses the rotor 4 with little play.

In Fig. 1 ist eine Umfangsabwicklung des Polrohres 1 dar­ gestellt. Wie diese Abwicklung zeigt, ist jeder der Ringspulen 30, 31, 32 ein Luftspalt 20, 21 bzw. 22 zugeordnet. Die Luft­ spalte 20, 21, 22 sind vorzugsweise mittels eines Laserstrah­ les aus der Mantelfläche des Polrohres 1 ausgeschnitten. Die Verwendung eines schwefelarmen Stahles für das Polrohr 1 ver­ hindert das Abflämmen beim Laserschneiden und verbessert die Kantengrate der erzeugten Luftspalte. Die Luftspalte 20, 21, 22 verlaufen in der Umfangsabwicklung in etwa sinusförmig, mit einer ganzzahligen Periodenanzahl. Die axiale Amplitude des sinusförmigen Verlaufs der Luftspalte 20, 21, 22 entspricht im Wesentlichen der axialen Breite der Ringspulen 30, 31, 32, so dass jeweils eine Ringspule 30, 31 bzw. 32 mit dem Joch 36 und dem zugeordneten axialen Abschnitt des Polrohres 1, des den jeweiligen Luftspalt 20, 21 bzw. 22 aufweist, ein Statorseg­ ment bildet. Die Luftspalte 20, 21, 22 trennen aufgrund ihres etwa sinusförmigen Verlaufes alternierend zahnförmig inein­ andergreifende Bereiche des Mantels des Polrohres 1, die dem jeweiligen Statorsegment zugeordnete Statorpole 23, 24 bzw. 25 bilden.In Fig. 1, a circumferential development of the pole tube 1 is provided. As this development shows, an air gap 20 , 21 and 22 is assigned to each of the ring coils 30 , 31 , 32 . The air column 20 , 21 , 22 are preferably cut out of the outer surface of the pole tube 1 by means of a laser beam. The use of a low-sulfur steel for the pole tube 1 prevents the flaming when laser cutting and improves the edge ridges of the air gaps generated. The air gaps 20 , 21 , 22 run approximately sinusoidally in the circumferential development, with an integer number of periods. The axial amplitude of the sinusoidal shape of the air gaps 20 , 21 , 22 essentially corresponds to the axial width of the ring coils 30 , 31 , 32 , so that in each case one ring coil 30 , 31 or 32 with the yoke 36 and the associated axial section of the pole tube 1 , which has the respective air gap 20 , 21 and 22 , forms a stator segment. Due to their approximately sinusoidal shape, the air gaps 20 , 21 , 22 alternate tooth-shaped interdigitated areas of the jacket of the pole tube 1 , which form stator poles 23 , 24 and 25 assigned to the respective stator segment.

Anstelle einer über den gesamten Umfang periodischen Kurven­ form kann der Luftspalt auch Abweichungen der Kurvenform von einer strengen Perizität aufweisen, wodurch dem Elektromotor zum Beispiel eine bestimmte Laufrichtung aufgezwungen wird.Instead of a periodic curve over the entire circumference the air gap can also deviate from the curve shape have a strict pericity, causing the electric motor for example, a certain direction is forced.

Damit das Polrohr 1 axial zusammenhält, werden beim Ausschnei­ den der Luftspalte 20, 21, 22 dünne axiale Stege 10 stehenge­ lassen, die den jeweiligen Luftspalt 20, 21, 22 axial über­ brücken. Die Breite und die Anzahl der Stege 10 wird so ge­ wählt, dass diese den Luftspalt 20, 21, 22 möglichst wenig unterbrechen, jedoch eine ausreichende mechanische Stabilität des Polrohres 1 gewährleisten. In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist jeder zweiten Periode des Kurvenver­ laufs der Luftspalte 20, 21, 22 ein Steg 10 zugeordnet. Die Stege 10 sind vorzugsweise im Minimum bzw. Maximum des Kurven­ verlaufes der Luftspalte 20, 21, 22 angeordnet, damit die Stege 10 eine möglichst geringe Fläche aufweisen und damit eine möglichst geringe den Magnetfluß leitende Unterbrechung der Luftspalte 20, 21, 22 bewirken.So that the pole tube 1 holds together axially, when cutting out the air gaps 20 , 21 , 22 thin axial webs 10 are left standing, bridging the respective air gap 20 , 21 , 22 axially. The width and the number of webs 10 is selected so that they interrupt the air gap 20 , 21 , 22 as little as possible, but ensure sufficient mechanical stability of the pole tube 1 . In the embodiment shown in FIG. 1, a web 10 is assigned to every second period of the curve run of the air gaps 20 , 21 , 22 . The webs 10 are preferably arranged in the minimum or maximum of the curve of the air gaps 20 , 21 , 22 so that the webs 10 have the smallest possible area and thus cause the smallest possible interruption of the air gaps 20 , 21 , 22 which conducts magnetic flux.

Den Statorpolen 23, 24, 25 der Statorsegmente sind jeweils in Umfangsrichtung alternierend angeordnete Pole des Rotors 4 zugeordnet. Handelt es sich bei dem Rotor 4 um einen perma­ nentmagnetischen Rotor, so wechseln in Umfangsrichtung magne­ tische Nord- und Südpole ab, wie dies Fig. 5 zeigt. Die Ma­ gnetisierung des Rotors 4 kann ebenfalls axial in Rotorsegmen­ te 40, 41, 42 unterteilt sein, die axial den Statorsegmenten und damit den Statorpolen 23, 24, 25 zugeordnet sind, wie dies aus Fig. 5 ersichtlich ist.The stator poles 23 , 24 , 25 of the stator segments are assigned alternately arranged poles of the rotor 4 in the circumferential direction. If the rotor 4 is a permanent magnet rotor, magnetic north and south poles alternate in the circumferential direction, as shown in FIG. 5. The magnetization of the rotor 4 can also be divided axially into rotor segments 40 , 41 , 42 , which are axially assigned to the stator segments and thus the stator poles 23 , 24 , 25 , as can be seen from FIG. 5.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, können die Luftspalte 20, 21, 22 und dementsprechend die Statorpole 23, 24, 25 der einzelnen Statorsegmente in der Phase um einen Winkel ϕ gegeneinander versetzt sein. Ebenso können die Magnetpole der Rotorsegmente 40, 41, 42 gegeneinander in der Phase um einen Winkel ψ ge­ geneinander versetzt sein.As can be seen from FIG. 1, the air gaps 20 , 21 , 22 and accordingly the stator poles 23 , 24 , 25 of the individual stator segments can be offset in phase by an angle ϕ. Likewise, the magnetic poles of the rotor segments 40 , 41 , 42 can be mutually offset in phase by an angle ψ ge.

Im Allgemeinen ist die Anzahl der Perioden der Luftspalte 20, 21, 22 gleich der Anzahl der Magnetpolpaare des Rotors 4, d. h. die Anzahl der Statorpole 23, 24, 25 stimmt mit der Anzahl der Magnetpole des Rotors 4 überein. Ausnahmen von dieser Regel sind möglich, wenn die Motoreigenschaften, wie insbeson­ dere das Haltemoment und das Anlaufdrehmoment variiert werden soll. In diesem Fall ist eine geringfügige Differenz zwischen der Anzahl der Statorpole 23, 24, 25 und der Anzahl der Ma­ gnetpole des Rotors 4 möglich.In general, the number of periods of the air gaps 20 , 21 , 22 is equal to the number of magnetic pole pairs of the rotor 4 , ie the number of stator poles 23 , 24 , 25 corresponds to the number of magnetic poles of the rotor 4 . Exceptions to this rule are possible if the motor properties such as the holding torque and the starting torque are to be varied. In this case, a slight difference between the number of stator poles 23 , 24 , 25 and the number of magnetic poles of the rotor 4 is possible.

Sind mehrere Statorsegmente und Rotorsegmente vorgesehen, wie dies in dem Ausführungsbeispiel gezeigt ist, so entspricht die mechanische Phasenverschiebung der einzelnen Segmente, die sich zusammensetzt aus dem Winkelversatz ϕ zwischen den Luft­ spalten 20, 21, 22 und dem Winkelversatz ψ der Rotorsegmente 40, 41, 42, von einem eventuellen geringen zusätzlichen Win­ kelversatz abgesehen, im Wesentlichen der elektrischen Phasen­ verschiebung der Ströme, die durch die Ringspulen 30, 31, 32 der einzelnen Statorsegmente fließen. Der zusätzliche Winkel­ versatz (Winkeloffset) darf nicht zu groß sein und beträgt in der Regel nicht mehr als maximal etwa 5°, da sonst der Motor nicht mehr oder zumindest nicht mehr rund läuft. If several stator segments and rotor segments are provided, as shown in the exemplary embodiment, then the mechanical phase shift of the individual segments, which is composed of the angular offset ϕ between the air gaps 20 , 21 , 22 and the angular offset ψ of the rotor segments 40 , 41 , 42 , apart from a possible slight additional angular misalignment, essentially the electrical phase shift of the currents flowing through the ring coils 30 , 31 , 32 of the individual stator segments. The additional angular offset (angular offset) must not be too large and is usually not more than a maximum of about 5 °, otherwise the motor will no longer run or at least no longer run smoothly.

Beispielsweise beträgt im Falle eines Drehstrommotors die elektrische Phasenverschiebung zwischen den an die einzelnen Ringspulen 30, 31, 32 angeschlossenen Phasen 120°. In diesem Falle beträgt der Winkelversatz zwischen den Luftspalten 20, 21, 22 bzw. den Statorpolen 23, 24, 25 ebenfalls 120°, sofern der Rotor 4 nicht in im Winkel gegeneinander versetzte Segmen­ te unterteilt ist.For example, in the case of a three-phase motor, the electrical phase shift between the phases connected to the individual ring coils 30 , 31 , 32 is 120 °. In this case, the angular offset between the air gaps 20 , 21 , 22 and the stator poles 23 , 24 , 25 is also 120 °, provided that the rotor 4 is not divided into segments which are offset at an angle to one another.

Im Falle eines Wechselstrommotors mit einer durch einen Kon­ densator erzeugten elektrischen Phasenverschiebung von 90° der einzelnen Ringspulen 30, 31, 32 beträgt die mechanische Pha­ senverschiebung zwischen den zugehörigen Luftspalten 20, 21, 22 ebenfalls 90°.In the case of an AC motor with an electrical phase shift generated by a capacitor 90 ° of the individual toroidal coils 30 , 31 , 32 , the mechanical phase shift between the associated air gaps 20 , 21 , 22 is also 90 °.

Die Erfindung kann auch bei Gleichstrommotoren eingesetzt werden, bei welchen ein Kommutator die Bestromung der Ring­ spulen 30, 31, 32 steuert.The invention can also be used in DC motors in which a commutator controls the energization of the ring coils 30 , 31 , 32 .

Vorzugsweise kann die Erfindung auch bei Schrittmotoren einge­ setzt werden, bei welchen die Ringspulen 30, 31, 32 elektro­ nisch gesteuert bestromt werden und die Polteilung der Stator­ pole 23, 24, 25 die Winkelschritte bestimmt.Preferably, the invention can also be used in stepper motors in which the toroidal coils 30 , 31 , 32 are electrically controlled and the pole pitch of the stator poles 23 , 24 , 25 determines the angular steps.

Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, muss die Form der Luftspalte 20, 21, 22 nicht sinusförmig sein. Es kann jede andere sich periodisch wiederholende Kurvenform gewählt werden. Durch die Kurvenform der Luftspalte 20, 21, 22 können dabei die tech­ nischen Eigenschaften des Elektromotors beeinflusst werden.As can be seen from FIG. 6, the shape of the air gaps 20 , 21 , 22 need not be sinusoidal. Any other periodically repeating curve shape can be selected. By the curve shape of the air gaps 20 , 21 , 22 , the technical properties of the electric motor can be influenced.

Wie in Fig. 6 punktiert gezeigt ist, müssen die durch die Luftspalte 20, 21, 22, abgegrenzten Statorpole 23, 24, 25 mit ihrer Längsachse nicht notwendig parallel zur Motorachse, d. h. zur Achse des Polrohres 1 angeordnet sein. Es ist bei­ spielsweise auch möglich, die Achse der Statorpole 23, 24, 25 um einen Winkel α gegen die Achse des Polrohres 1 schräg­ zustellen. Eine solche Schrägstellung, wie sie in Fig. 6 durch den Winkel α angedeutet ist, verändert die Motorei­ genschaften in Bezug auf eine Vorzugsdrehrichtung. As shown in dotted lines in FIG. 6, the stator poles 23 , 24 , 25 delimited by the air gaps 20 , 21 , 22 do not necessarily have to be arranged parallel to the motor axis, ie to the axis of the pole tube 1 , with their longitudinal axis. It is also possible for example to set the axis of the stator poles 23 , 24 , 25 at an angle α against the axis of the pole tube 1 . Such an inclination, as indicated in Fig. 6 by the angle α, changes the motor properties with respect to a preferred direction of rotation.

BezugszeichenlisteReference list

11

Polrohr
Pole tube

22nd

Gehäuse
casing

44th

Rotor
rotor

55

Ausgangswelle
Output shaft

1010th

Stege
Walkways

2020th

Luftspalte
Air gaps

2121

Luftspalte
Air gaps

2222

Luftspalte
Air gaps

2323

Statorpole
Stator poles

2424th

Statorpole
Stator poles

2525th

Statorpole
Stator poles

3030th

Ringspulen
Ring coils

3131

Ringspulen
Ring coils

3232

Ringspulen
Ring coils

3333

Spulenträger
Coil carrier

3434

Spulenträger
Coil carrier

3535

Spulenträger
Coil carrier

3636

Joch
yoke

4040

Rotorsegmente
Rotor segments

4141

Rotorsegmente
Rotor segments

4242

Rotorsegmente
ϕ Phasenversatz der Luftspalte
ψ Phasenversatz der Rotorsegmente
α Drehung der Statorpole
Rotor segments
ϕ phase shift of the air gaps
ψ Phase shift of the rotor segments
α rotation of the stator poles

Claims (9)

1. Elektromotor, mit einem Rotor und einem den Rotor koaxial umschließenden Stator, der ein oder mehrere axial aneinander anschließende Statorsegmente aufweist, wobei jedes Stator­ segment eine zylindrisch gewickelte Ringspule, einen die Ringspule koaxial umgebenden magnetischen Rückschluß und dem Rotor zugewandte in konstanter Winkelteilung angeordnete Sta­ torpole aufweist, und wobei die Statorpole durch einen Luft­ spalt voneinander getrennt sind, der in Umfangsabwicklung die Form einer vorzugsweise mit der Winkelteilung periodischen Kurve hat, dadurch gekennzeichnet, dass die Sta­ torpole (23, 24, 25) durch ein koaxial in die Ringspule (30, 31, 32) und ein den Rückschluss bildendes Joch (36) einge­ setztes weichmagnetisches Polrohr (1) gebildet sind, in des­ sen Mantel der Luftspalt (20, 21, 22) eingearbeitet ist.1.Electric motor, with a rotor and a stator coaxially surrounding the rotor, which has one or more axially adjoining stator segments, each stator segment having a cylindrical wound toroid, a coaxial magnetic yoke surrounding the toroid and the rotor facing arranged in constant angular pitch Torpole, and wherein the stator poles are separated from each other by an air gap, the circumferential development in the form of a preferably periodic curve with the angular division, characterized in that the stator poles ( 23 , 24 , 25 ) by a coaxial in the toroidal coil ( 30 , 31 , 32 ) and a yoke ( 36 ) forming the inference, a soft magnetic pole tube ( 1 ) is formed, in which the air gap ( 20 , 21 , 22 ) is incorporated. 2. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Luft­ spalt (20, 21, 22) mittels Laserstrahl aus dem Mantel des Polrohres (1) ausgeschnitten ist.2. Electric motor according to claim 1, characterized in that the air gap ( 20 , 21 , 22 ) is cut out of the jacket of the pole tube ( 1 ) by means of a laser beam. 3. Elektromotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Luft­ spalt (20, 21, 22) an wenigstens zwei im Winkel gegeneinander versetzten Stellen durch einen das Polrohr (1) zu­ sammenhaltenden Steg (10) unterbrochen ist.3. Electric motor according to claim 1 or 2, characterized in that the air gap ( 20 , 21 , 22 ) is interrupted at least two angularly offset points by a web ( 10 ) to be held together by the pole tube ( 1 ). 4. Elektromotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (10) in gleicher Winkelteilung gegeneinander versetzt an ei­ ner Minimumstelle oder Maximumstelle der axialen Amplitude des Luftspaltes (20, 21, 22) angeordnet sind. 4. Electric motor according to claim 3, characterized in that the webs ( 10 ) offset from one another at the same angular pitch at a minimum or maximum position of the axial amplitude of the air gap ( 20 , 21 , 22 ). 5. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Luft­ spalt (20, 21, 22) in der Umfangsabwicklung im Wesentlichen Sinusform hat.5. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the air gap ( 20 , 21 , 22 ) has a substantially sinusoidal shape in the circumferential development. 6. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polrohr (1) aus einem Material mit hoher Permeabilität besteht.6. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the pole tube ( 1 ) consists of a material with high permeability. 7. Elektromotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Polrohr (1) aus einem schwefelarmen Stahl besteht.7. Electric motor according to claim 2, characterized in that the pole tube ( 1 ) consists of a low-sulfur steel. 8. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator aus mehreren axial aneinander anschließenden Statorsegmenten besteht, die jeweils eine Ringspule (30, 31, 32) und einen zugeordneten Luftspalt (20, 21, 22) des Polrohres (1) auf­ weisen, dass den Statorsegmenten axial aneinander anschlie­ ßende Segmente (40, 41, 42) des Rotors (4) zugeordnet sind, und dass die mechanische Phasenverschiebung, die sich aus dem Winkelversatz (ϕ) des periodischen Verlaufs der Luftspalte (20, 21, 22) der Statorsegmente und einem eventuellen Winkel­ versatz (ψ) der Polanordnung der Segmente (40, 41, 42) des Rotors (4) ergibt, mit der elektrischen Phasenverschiebung der den Ringspulen (30, 31, 32) der Statorsegmente zugeführ­ ten Spulenströme übereinstimmt.8. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the stator consists of a plurality of axially adjoining stator segments, each having an annular coil ( 30 , 31 , 32 ) and an associated air gap ( 20 , 21 , 22 ) of the pole tube ( 1 ) have that the stator segments are assigned axially adjoining segments ( 40 , 41 , 42 ) of the rotor ( 4 ), and that the mechanical phase shift resulting from the angular offset (ϕ) of the periodic profile of the air gaps ( 20 , 21 , 22 ) of the stator segments and a possible angular offset (ψ) of the pole arrangement of the segments ( 40 , 41 , 42 ) of the rotor ( 4 ), with the electrical phase shift of the toroidal coils ( 30 , 31 , 32 ) of the stator segments supplied coils . 9. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Perioden der Luftspalte (20, 21, 22) gleich der Anzahl der Magnetpolpaare des Rotors (4) ist, so dass die Anzahl der Statorpole (23, 24, 25) mit der Anzahl der Magnetpole des Rotors (4) überein­ stimmt.9. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the number of periods of the air gaps ( 20 , 21 , 22 ) is equal to the number of magnetic pole pairs of the rotor ( 4 ), so that the number of stator poles ( 23 , 24 , 25 ) matches the number of magnetic poles of the rotor ( 4 ).