DE3207444C2 - - Google Patents
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- DE3207444C2 DE3207444C2 DE19823207444 DE3207444A DE3207444C2 DE 3207444 C2 DE3207444 C2 DE 3207444C2 DE 19823207444 DE19823207444 DE 19823207444 DE 3207444 A DE3207444 A DE 3207444A DE 3207444 C2 DE3207444 C2 DE 3207444C2
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
- H02K29/06—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
- H02K29/08—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using magnetic effect devices, e.g. Hall-plates, magneto-resistors
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Brushless Motors (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen
kollektorlosen Gleichstrommotor, insbesondere zum
Antrieb von magnetischen Festplattenspeichern, der
einen mit einem dauermagnetischen Erregermagneten
versehenen Rotor, mindestens einen im Motor einge
bauten Drehstellungsdetektor zum Erfassen der Rotor
lage, eine drehstellungsdetektorabhängig gesteuerte
Kommutierungseinrichtung und eine an die Kommutierungs
einrichtung angeschlossene Statorwicklungsanordnung auf
weist.
Kollektorlose Gleichstrommotoren dieser Art sind bekannt
(DE-OS 24 19 432, DE-OS 26 18 293 und DE-AS
26 16 464). Beim praktischen Einsatz solcher
Antriebe gibt es Anwendungen, bei denen die
Lebensdauer und die Zuverlässigkeit des Motors
von besonders hoher Bedeutung sind. Ein Bei
spiel dafür sind magnetische Festplattenspei
cher. Bei solchen Speichern handelt es sich um
hermetisch abgedichtete Geräte, bei denen in
aller Regel der Antriebsmotor nicht demontier
bar ist. Fällt der Motor aus, muß das gesamte
Gerät ersetzt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Antriebsvorrichtung der eingangs genannten Art
zu schaffen, die sich durch erhöhte Lebensdauer
und verbesserte Zuverlässigkeit auszeichnet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß jedem für den Motorbetrieb notwendigen Dreh
stellungsdetektor mindestens ein im Motor sitzen
der Ersatz-Drehstellungsdetektor zugeordnet ist
und Mittel zum wahlweisen Wirksammachen eines Er
satz-Drehstellungsdetektors beim Ausfall des zuge
hörigen zunächst wirksamen Drehstellungsdetektors
vorgesehen sind.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß für
den Ausfall bekannter Antriebsvorrichtungen häu
fig der oder die Drehstellungsdetektoren verant
wortlich sind, bei denen es sich in der Regel um
magnetfeldabhängige Sensoren oder Lichtschranken
handelt. Dadurch, daß erfindungsgemäß jedem zum
Betrieb erforderlichen Drehstellungsdetektor min
destens ein Ersatz-Drehstellungsdetektor zugeord
net wird, der im Standby-Betrieb zur Verfügung
steht, läßt sich, wie gefunden wurde, die Zuver
lässigkeit bedeutend erhöhen.
Der Motor kann zweckmäßig als zweipulsiger Gleich
strommotor mit einem einzigen Drehstellungsdetek
tor und einem Ersatz-Drehstellungsdetektor ausge
legt sein. Bei einer solchen Lösung ist die Anzahl
der ausfallgefährdeten Drehstellungsdetektoren mi
nimiert.
Als Drehstellungsdetektor und Ersatz-Drehstellungs
detektor eignen sich insbesondere Hall-ICs.
Zweckmäßig sind Drehstellungsdetektor- und Ersatz-Dreh
stellungsdetektorausgänge herausgeführt und wahl
weise an einen Arbeitswiderstand anschließbar. Da
bei können die Drehstellungsdetektor- und Ersatz-
Drehstellungsdetektorausgänge einfach umsteckbar
oder von Hand umschaltbar sein. In weiterer Aus
gestaltung der Erfindung ist es aber auch möglich,
dem Drehstellungsdetektor bzw. den Drehstellungs
detektoren eine Funktionserkennungsschaltung zuzu
ordnen, mittels deren bei einem Drehstellungsdetek
torausfall der zugehörige Ersatz-Drehstellungsdetek
tor selbsttätig einschaltbar ist.
Die Erfindung ist im folgenden anhand eines bevor
zugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In
den Zeichnungen zeigt
Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch
eine Antriebsvorrichtung nach der
Erfindung mit einem kollektorlosen
Gleichstromaußenläufermotor,
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie
II-II der Fig. 1, und
Fig. 3 ein Prinzipschaltbild der Antriebs
vorrichtung nach den Fig. 1 und
2.
Der in den Fig. 1 und 2 schematisch dargestellte
kollektorlose Gleichstromaußenläufermotor 10 weist
ein Statorblechpaket 11 auf, das eine Statorwick
lungsanordnung 12 trägt, die im vorliegenden Aus
führungsbeispiel zweisträngig ausgebildet ist und
die Wicklungsstränge 12 a und 12 b (Fig. 3) umfaßt.
Das Statorblechpaket 11 bildet zusammen mit einem
ringförmigen, dauermagnetischen Erregermagneten 13
einen im wesentlichen zylindrischen Luftspalt 14.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist angenom
men, daß der Erregermagnet 13 vierpolig radial mag
netisiert ist, wie dies in Fig. 2 angedeutet ist.
Das heißt, an der dem Luftspalt 14 zugewendeten In
nenseite des Erregermagneten 13 befinden sich in
wechselnder Folge zwei magnetische Nordpole und
zwei magnetische Südpole, die jeweils eine Breite
von im wesentlichen 90° (physikalisch) haben. Es
wird auf diese Weise in Umfangsrichtung des Luft
spalts 14 eine annähernd rechteckige oder trapez
förmige Magnetisierung erhalten. Der Erregermagnet
13 ist an einer den magnetischen Rückschluß bilden
den Außenläuferglocke 16 angebracht, z. B. in diese
Glocke eingeklebt. Mit dem Erregermagneten 13 wir
ken zugleich ein Drehstellungsdetektor 20 und ein
Ersatz-Drehstellungsdetektor 21 zusammen, die einan
der mit Bezug auf die Rotorachse diametral gegen
überstehen. Bei dem Erregermagneten 13 kann es
sich insbesondere um einen Gummimagneten oder ei
nen kunststoffgebundenen Magneten handeln. Der Er
regermagnet 13 kann als zu einem Ring gebogener
Streifen ausgebildet sein. An Stelle eines Magnet
rings lassen sich in die Glocke 16 auch schalen
förmige Magnetsegmente einkleben oder dort auf an
dere Weise festlegen. In der Mitte der Außenläufer
glocke 16 ist eine Stummelwelle 23 befestigt, die
über Kugellager 24 in einem Lagerohr oder eine Hül
se 25 abgestützt ist, welche das Statorblechpaket
11 trägt und auf einer Statorgrundplatte 26 be
festigt ist.
Bei den Drehstellungsdetektoren 20, 21 kann es sich
beispielsweise um Hall-ICs handeln, die ähnlich der bekannten Anordnung nach Fig. 2 der DE 26 59 233 B2 gemäß Fig. 3
parallel an Versorgungsanschlüsse 3, 4 (0 V bzw. +5 V)
einer zum Motor gehörenden Steckerleiste 28 gelegt
sind. Die Ausgänge 29 bzw. 30 der Drehstellungsdetek
toren 20, 21 sind zu den Anschlüssen 2 bzw. 1 der
Steckerleiste 28 herausgeführt. Die die beiden Wick
lungsstränge 12 a und 12 b umfassende Statorwicklungs
anordnung 12 ist mit den Anschlüssen 5 bis 7 der
Steckerleiste 28 verbunden. Dabei führt der Anschluß
5 zu einer Gleichspannungsquelle (+12 V), während die
Anschlüsse 6 und 7 zur Verbindung mit einer Kommu
tierungseinrichtung 32 bestimmt sind. Den Ausgängen
29, 30 der Drehstellungsdetektoren 20, 31 ist ein ge
meinsamer Arbeitswiderstand 33 zugeordnet, der über
einen Schalter 34 wahlweise auf einen der Ausgänge
29, 30 aufschaltbar ist und außerdem mit dem Eingang
der Kommutierungseinrichtung 32 in Verbindung steht.
Bei der Darstellung nach Fig. 3 ist infolgedessen der
Drehstellungsdetektor 20 wirksam. Fällt der Drehstel
lungsdetektor 20 aus, braucht nur der Schalter 34 um
gelegt zu werden. Der Ersatz-Drehstellungsdetektor 21
übernimmt dann die Funktion des Drehstellungsdetektors
20.
Statt den Schalter 34 vorzusehen, kann entsprechend
einer abgewandelten Ausführungsform auch auf die An
schlüsse 1, 2 der Steckerleiste 28 umgesteckt werden.
Des weiteren ist es möglich, den Schalter 34 über ei
ne in Fig. 3 gestrichelt dargestellte Funktionserken
nungsschaltung 35 zu betätigen, die selbsttätig an
spricht, wenn der Drehstellungsdetektor 20 ausfällt.
Der Motor kann - statt wie veranschaulicht vierpolig - auch zwei- oder mehr als vierpo
lig aufgebaut sein. Je nach Motortyp können ein oder mehrere Drehstellungsdetektoren
vorhanden sein. Der Ersatz-Drehstellungsdetektor ist dabei gegenüber dem zugehörigen
Drehstellungsdetektor jeweils um 360° el × m (m = 1, 2, 3, 4, . . .) oder um 180° el × k (k = 1,
3, 5, 7, . . .) versetzt anzuordnen. Im erstgenannten Fall hat das Signal des Ersatz-Dreh
stellungsdetektors die gleiche Polarität wie das Signal des zugehörigen Drehstellungsde
tektors. Im letztgenannten Fall ist die Polarität des Signals des Ersatz-Drehstellungsde
tektors gegenüber dem Signal des zugehörigen Drehstellungsdetektors invertiert, und
das Signal muß dann wieder zurückinvertiert werden, damit es die gleiche Phasenlage
hat. Bei dem Motor kann es sich auch um einen Dreiphasenmotor (vergleiche priori
tätsältere Anmeldung entsprechend DE 31 22 049 A1) handeln, bei dem jeder Phase ein
Drehstellungsdetektor, beispielsweise in Form eines Hall-IC, zugeordnet ist und diese
Drehstellungsdetektoren in Umfangsrichtung um 120° el gegeneinander versetzt sind,
z. B. in den Stellungen 0° el , 120° el und 240° el stehen. In diesem Fall sind die Ersatz-Dreh
stellungsdetektoren an jeweils um 120° el weiter versetzten Stellen, in dem genannten
Beispiel also an den Positionen 360° el , 480° el und 600° el , anzuordnen.
Die vorliegend erläuterte Auslegung ist ferner für an sich bekannte Motoren (DE-OS 29
19 581) geeignet, bei denen durch besondere Ausgestaltung des Luftspalts Reluktanz
momente erzeugt werden, welche durch Nutöffnungen verursachte Unstetigkeiten des
Motordrehmoments reduzieren. Sie ist des weiteren bei Motoren anwendbar
(prioritätsältere Anmeldung entsprechend DE 31 28 417 A1), bei welchen der Rotor
magnet zwei unterschiedlich magnetisierte Spuren zur Bildung des eigentlichen Erre
germagneten und eines Steuermagneten aufweist, der mit einer nur einen Impuls pro
Rotorumdrehung erzeugenden Steuerimpulsgeneratorstufe zusammenwirkt. Es ist auch
möglich, entsprechend wahlweise wirksam zu machende Ersatz-Stellungsdetektoren bei
Linearmotoren (z. B. prioritätsältere Anmeldung entsprechend DE 31 23 441 A1) vorzu
sehen.
Claims (7)
1. Kollektorloser Gleich
strommotor, insbesondere zum Antrieb von magne
tischen Festplattenspeichern, der einen mit einem
dauermagnetischen Erregermagneten versehenen Rotor,
mindestens einen im Motor eingebauten Drehstellungs
detektor zum Erfassen der Rotorlage, eine drehstel
lungsdetektorabhängig gesteuerte Kommutierungsein
richtung und eine an die Kommutierungseinrichtung
angeschlossene Statorwicklungsanordnung aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß jedem
Drehstellungsdetektor (20) min
destens ein im Motor (10) sitzender Ersatz-Dreh
stellungsdetektor (21) zugeordnet ist und Mittel (Schalter
34) zum wahlweisen Wirksammachen eines Ersatz-
Drehstellungsdetektors (21) beim Ausfall des zugehöri
gen zunächst wirksamen Drehstellungsdetektors (20) vor
gesehen sind.
2. Kollektorloser Gleichstrommotor nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß zweipulsig
mit einem einzigen Drehstellungs
detektor (20) und einem Ersatz-Drehstellungsdetek
tor (21) ausgelegt ist.
3. Kollektorloser Gleichstrommotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß als Drehstellungsdetektor (20)
und Ersatz-Drehstellungsdetektor (21) Hall-ICs vor
gesehen sind.
4. Kollektorloser Gleichstrommotor nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreh
stellungsdetektor- und Ersatz-Drehstellungsdetek
torausgänge (29, 30) herausgeführt und wahlweise
an einen Arbeitswiderstand (33) anschließbar sind.
5. Kollektorloser Gleichstrommotor nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Drehstellungsdetektor- und Ersatz-
Drehstellungsdetektorausgänge (29, 30) umsteckbar
sind.
6. Kollektorloser Gleichstrommotor nach Anspruch 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Drehstellungsdetektor- und
Ersatz-Drehstellungsdetektorausgänge (29, 30) von
Hand umschaltbar sind.
7. Kollektorloser Gleichstrommotor nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Dreh
stellungsdetektor (20) bzw. den Drehstellungsdetek
toren eine Funktionserkennungsschaltung (35) zugeordnet
ist, mittels deren bei einem Drehstellungsdetektor
ausfall der zugehörige Ersatz-Drehstellungsdetektor
(21) selbsttätig einschaltbar ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH138381A CH654698A5 (de) | 1981-03-02 | 1981-03-02 | Antriebsvorrichtung mit kollektorlosem gleichstrommotor. |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE3207444C2 true DE3207444C2 (de) | 1990-12-06 |
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ID=4209145
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19823207444 Granted DE3207444A1 (de) | 1981-03-02 | 1982-03-02 | Antriebsvorrichtung mit kollektorlosem gleichstrommotor |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
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DE (1) | DE3207444A1 (de) |
Families Citing this family (2)
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DE3820903A1 (de) * | 1988-06-21 | 1990-01-04 | Heidelberger Druckmasch Ag | Elektrische maschine |
Family Cites Families (7)
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1981
- 1981-03-02 CH CH138381A patent/CH654698A5/de not_active IP Right Cessation
-
1982
- 1982-03-02 DE DE19823207444 patent/DE3207444A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
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Legal Events
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D2 | Grant after examination | ||
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