NL8301796A - Regelbare electrische machine. - Google Patents

Description

\ · , % fsuaiEi.

t*asAi,vü·-.·,..·t.,v>. . .. . y 't ™ 10·686 1 | 20MEII983 .....ï N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven I ' v

Regelbare electrische machine. .....

De uitvinding heeft betrekking op een regelbare electrische machine met een huis, een rotor en een stator, welke machine een tacho-metergenerator bevat, die is voorzien van een op de rotor aangebrachte signaalgever en een vaste sensor.

5 Een dergelijke electrische machine is bekend uit het

Zwitserse octrooischrift 441 794. De bekende electrische machine is uitgevoerd als een asynchrone motor die bijvoorbeeld toegepast wordt in een band-aandrijfmechanismevaneen bandrecorder. In een dergelijke constructie is het noodzakelijk, dat de geluidsband met een constante snel-10 heid wordt verplaatst. Om er voor te zorgen, dat de rotor van de motor met een constant toerental draait, is de motor voorzien van een elec-tronisch regelsysteem, dat electrisch verbonden is met een aan de motor bevestigde tachcmetergenerator.

De tachometergenerator bevat een op de rotor aangebrachte 15 metalen tandkrans en een op het huis aangebrachte induktiespoel met magneetkem. Bij draaiende rotor veroorzaakt de bewegende tandkrans een afwisselend sluiten en onderbreken van de magnetische flux door de spoel.

De als signaalgever fungerende tandkrans moet zeer nauwkeurig 20 op de rotor aangebracht zijn. Met name aan de afmetingen van de tanden en aan de onderlinge afstand tussen de tanden worden hoge eisen gesteld. Daardoor heeft deze bekende constructie het bezwaar, dat de fabricage-kosten hoog zijn.

De uitvinding beoogt nu de in de aanhef genoemde regelbare 25 electrische machine zodanig te verbeteren, dat de tachcmetergenerator eenvoudiger en goedkoper te vervaardigen is.

De uitvinding vertoont daartoe als kenmerk, dat de rotor althans ten dele is gevormd uit een niet-magnetisch materiaal waarop de als een gemagnetiseerde laag uitgevoerde signaalgever is aangebracht, 30 welke gemagnetiseerde laag is voorzien van een magnetisch patroon, waarbij de sensor nabij de gemagnetiseerde laag is opgesteld, en op het magnetisch patroon reageert.

Het niet-magnetisch materiaal van de rotor, waarop de, bij 8301796 V f i PHN 10.686 2 voorkeur ringvormige, gemagnetiseerde laag is aangebracht is bij voorkeur een kunststof, zoals polyacetaat of polyamide.

Het magnetisch patroon dat aangebracht is op de gemagnetiseerde laag bevat de informatie voor het juiste toerental en de juiste snelheid 5 van de rotor, en kan tal van vormen hebben. Zo kunnen bijvoorbeeld sinusvormige, rechthoekige en zaagtandvormige signalen in de sensor gegenereerd worden. De signalen die onder bedrijfsomstandigheden in de sensor ontstaan worden naar een electronisch regel systeem, bijvoorbeeld een servosysteem, geleid, met behulp waarvan af-10 wijkingen in de rotorsnelheid kunnen worden gecorrigeerd.

Het magnetische patroon op de gemagnetiseerde laag wordt bij voorkeur tijdens de productie van de electrische machine geregistreerd.

In een mogelijke werkwijze daartoe, wordt de rotor opgesteld naast een magnetische kop en in draaiing gebracht. Bij het juiste toerental van de 15 rotor wordt een signaalstroom, bijvoorbeeld een sinusvormige wisselstroom, door de magnetische kop geleid. Daarbij wordt de genoemde laag, terwijl ze langs de magnetische kop beweegt, gemagnetiseerd in een patroon, dat overeenkomt met het magnetisch patroon dat door de magnetische kop wordt veroorzaakt ten gevolge van de signaalstroon.

20 De regelbare electrische machine kan uitgevoerd zijn als een dynamo of als een motor, bijvoorbeeld een gelijkstrocmmotor. Een dergelijke motor is bijzonder geschikt voor toepassing in apparatuur voor opname en/of weergave van beelden en/of geluid. Het is daarbij van belang, dat de rotor een zeer konstante rotatiesnelheid heeft. De electrische 25 machine volgens de uitvinding heeft het voordeel, dat het meten van het toerental op een eenvoudige en'goedkope wijze gerealiseerd wordt.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van de electrische machine volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat de gemagnetiseerde laag is gevormd door een magnetische lak.

30 De magnetische lak bevat een bindmiddel waarin een magnetisch pigment door toepassing van een dispersiemiddel fijn is verdeeld. Het bindmiddel is een polymere stof, zoals polyvinylchloride, polyvinyl-acetaat of polyester. Geschikte dispersiemiddelen zijn bijvoorbeeld lecithine en mono- of diësters van fosforzuur en alcoholen.

35 Onder magnetisch pigment worden magnetiseerbaar deeltjes verstaan. Geschikte magnetiseerbare deeltjes zijn onder andere CrO^ deeltjes, Fe deeltjes en $ “Fe2°3 deeltjes.

In de magnetische lak kunnen nog hulpstoffen opgenomen zijn, 8301796 ‘ .,,1 PHN 10.686 3 zoals antistatische middelen, bijvoorbeeld roet en smeermiddelen bijvoorbeeld vetzuur, parafine en grafiet.

De constructie volgens deze uitvoeringsvorm leent zich bijzonder goed voor mechanisatie van de fabricage ervan. De gemagnetiseerde 5 laag wordt bijvoorbeeld vervaardigd door de magnetische lak tezamen met een organisch oplosmiddel in een uniforme laag op de rotor aan te brengen waarna, na droging van de laag, de gewenste informatie in de magnetische lak geregistreerd wordt.

Een voordeel van deze uitvoeringsvorm van de electrische 10 machine volgens de uitvinding is voorts, dat de magnetische lak voorzien kan worden van magnetisch gecodeerde informatie, bijvoorbeeld voor het vaststellen van de draairichting van de rotor of het indiceren van de ruststand van de rotor.

Een andere voorkeursuitvoeringsvorm heeft het kenmerk, dat de 15 sensor een magnetische kop omvat.

Als magnetische kop kan bijvoorbeeld een algemeen bekende weergavekop dienen, zoals wordt toegepast in afspeelapparatuur, zoals een bandrecorder of een cassetterecorder. De magnetische kop bestaat in principe uit een ringvormig gebogen, niet geheel gesloten kern uit 20 magnetisch geleidend materiaal, waaromheen een spoel is gewikkeld. De einden van de kern zijn uitgevoerd als poolschoenen en begrenzen een nauwe spleet. De magnetische kop is bij voorkeur bevestigd aan het huis van de electrische machine.

Een weer andere voorkeursuitvoeringsvom heeft het kenmerk, 25 dat de rotor schijfvormig is uitgevoerd, waarbij de gemagnetiseerde laag zich bevindt op het perifere oppervlak van de rotor.

Vooral bij electrische motoren die toegepast worden in afspeelapparatuur is het gewenst, dat de afmetingen, met name de axiale afmetingen, klein zijn. Op zich zelf is het bekend cm zulke motoren uit te voeren 30 met een rotor, die een schijfvormige drager omvat, waarin rotorspoelen zijn opgenomen.

In deze uitvoeringsvorm bevindt de sensor zich tegenover het perifere oppervlak van de rotor. Dit heeft het voordeel, dat de axiale afmetingen van de motor klein gehouden kunnen werden.

35 Het is van belang, dat het oppervlak waarop tijdens de fabri cage de gemagnetiseerde laag wordt aangebracht geen onregelmatigheden vertoont. Het is in de praktijk gebleken, dat het eenvoudiger is cm het perifere oppervlak van de rotor glad en gelijkmatig te maken dan de 8301796 PHN 10.686 4 ^ .., · zijvlakken van de rotor.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de tekening, waarin

Figuur 1 in perspectief, een voorkeursuitvoeringsvorm van 5 de motor volgens de uitvinding in gedeeltelijk gedemonteerde toestand weergeeft en

Figuur 2 een eenvoudig blokdiagram van de regeling van het toerental van de uitvoeringsvorm volgens figuur 1 weergeeft.

De in figuur 1 getoonde rotor 1 is onderdeel van een niet 10 geheel weergegeven electrische motor volgens de uitvinding. De rotor 1 is omsloten door een huis 3. In het huis 3 bevindt zich een ringvormige permanente magneet 5. De rotor 1 is schijfvormig uitgevoerd en voorzien van vijf spoelen 7, die zijn ingebed in het niet-magnetische materiaal van de rotor 1. In deze uitvoeringsvorm, is het niet-magnetische materiaal 15 acrylbutadieenstyreen gemengd met polycarbonaat. De draadeinden 9 van de spoelen 7 zijn verbonden met lamellen 11 van de commutator 13. De rotor 1 en de commutator 13 zijn bevestigd aan een motoras 15. In bedrijfs-toestand worden de spoelen afwisselend bekrachtigd met behulp van twee borstels 17 en 19, die beurtelings contact maken met de lamellen 11.

20 De borstels 17 en 19 zijn verbonden met een niet weergegeven stroombron.

Op het perifere oppervlak 21 van de rotor 1 is een ringvormige, gemagnetiseerde laag 23 aangebracht. De laag 23 bevat een magnetische lak uit polyvinylacetaat en Cr02 deeltjes, en is voorzien van een doorlopend magnetisch patroon. Tegenover het perifere oppervlak 21 is een schematisch 25 weergegeven magnetische kop 25 bevestigd aan het huis 3. De magnetische kop 25 is electrisch verbonden met een electronisch regelsysteem 27, zoals in het blokschema in figuur 2 schematisch is weergegeven.

Onder verwijzing naar het blokschema wordt de regeling van het toerental van de motor toegéi icht. Wordt de motor aangesloten op een 30 stroombron 29 dan vloeit een electrische stroom door de spoelen 7 en komt de rotor 1 in beweging. Daarbij wordt door het magnetisch patroon op de magnetische lak 23 voortdurend een signaal in de magnetische kop 25 geïnduceerd, waarmee het regelsysteem 27 de aan de spoelen 7 toegevoerde electrische stroom zodanig regelt, dat de rotor 1 draait met een 35 eenparige, vooraf vastgestelde snelheid.

8301796

Claims (4)

1. Regelbare electrische machine met een huis, een rotor en een stator, welke machine een tachometergenerator bevat, die is voorzien van een op de rotor aangebrachte signaalgever en een vaste sensor, met het kenmerk, dat de rotor althans ten dele is gevormd uit een niet-magnetisch 5 materiaal waarop de als een gemagnetiseerde laag uitgevoerde signaalgever is aangebracht, welke gemagnetiseerde laag is voorzien van een magnetisch patroon, waarbij de sensor nabij de gemagnetiseerde laag is opgesteld en op het magnetisch patroon reageert.

2. Regelbare electrische machine volgens conclusie 1, met het 10 kenmerk, dat de gemagnetiseerde laag gevormd is uit een magnetische lak.

3. Regelbare electrische machine volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de sensor een magnetische kop omvat.

4. Regelbare electrische machine volgens conclusie 1, 2 of 3 met het kenmerk, dat de rotor schijfvormig is uitgevoerd, waarbij 15 de gemagnetiseerde laag zich bevindt op het perifere oppervlak van de rotor. 20 25 30 8301796 35