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DE1563418A1 - Brushless DC motor - Google Patents

Brushless DC motor

Info

Publication number
DE1563418A1
DE1563418A1 DE19661563418 DE1563418A DE1563418A1 DE 1563418 A1 DE1563418 A1 DE 1563418A1 DE 19661563418 DE19661563418 DE 19661563418 DE 1563418 A DE1563418 A DE 1563418A DE 1563418 A1 DE1563418 A1 DE 1563418A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
motor
circuit boards
motor according
winding
shaped
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19661563418
Other languages
German (de)
Inventor
Klein Dipl-Ing Gerald
Ott Dipl-Ing Hans
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of DE1563418A1 publication Critical patent/DE1563418A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H02K29/06Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
    • H02K29/08Motors 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Brushless Motors (AREA)

Description

Follektorloser Gleichstrommotor Die ":-:.n-iiing bezieht sieh aufeinen_kollektorlosen Gleichstrommotor mit permanentmagne-terreg.tem Rotor und elektronischer Kommuti er,e inni 2h t:Ing. Bei den bekannten Gleichstrommotoren dieser Art Ucer:@:e;, trommelt'rmi;e, ,_radial magnetisierte L=äufer verwendet, die v@x zwei oder mehreren räumlich um einen bestimmten Winkel: versetzt angeordneten Jtat-orwi cklungen umgeben sind. Die Statorwicklungen :#; rd me:@-t @#1s Trommel- oder Durchmesserwicklung mit Mittelpunkt :3,u:3.gefürr-' und vor, einem rin zylinderförmigen Rüakschlußblechpaket zmgsben. ,erden zur .;teuerung galvanomagnetische Elemente verwen-#iet, so sind diese in entsprechend verteilte Aussparungen des Rück-;3:hlaßblechpaketes angeordnet, so daß sie von dem permanentmagnet erregten Wuter angesteuert werden können. Solche Motoren haben sich sehr gut bewährt. In den Fällen jedoch, in denen aus technisches: Gründen ein Motor mit großem Außendurchmesser und geringer Baulänge verlangt wird, kommt man bei dieser Bauweise aber zu ungünstigen Verhiltnissen bezüglich der Wicklung, weil dann der Anteil des aktiven Kupfers infolge sehr langer Nickelköpfe zu gering wird und damit der eirkungsgrad des Motors rasch sinkt. Dies ist insbesondere dann von erheblichem Nachteil, wenn der Mütor aus einer Batterie gespeist werden soll. Außerdem bereitet die Herstellung einer solchen .;icklung, insbesondere bei kleiner. Baugrößen, nicht urerhebliche 'chwierigkelten. Die Grt=ngung vermeidet diese Nachteile dadurch, daß ein sche.: en.-fbrmiger itator mit in einer Ebene angebrachten Wicklung verweh e ist. Vorzajaweise bes tent der itator aus mehreren, fest mite'_nanüer verbundenen Leiterplatten, wobei jede %eiterplatLe ein' Teilwicklung trägt. Die einzelnen Leiterplatten sind gegeneinen er entsprechend versetzt. Besonders vorteilhaft ist die Verwenaun von Leiterplatten mit gedruckter Wicklung. Vorzugsweise sind ,die steuernden gaivanomagnetischen Elemente an geeigneten Stellen in die Leiterplatten eingelassen. :m Gegensatz zu den bekannten Motoren, bei denen die die Wicklung tragende Scheibe 315 Rotor ausgebildet ist, stehen bei dem erfin`-Lungsgemäßen Motor die Leiterplatten fest und die Magnetpole laufen am. Da keine Kollektoren benötigt werden, unterliegen sie keinem Verschleiß. Das relativ große Trägheitsmoment, bedingt durch die umlaufenden Magnetpöie, ist in vielen Fällen ein Vorteil, wie beispielswe'se bei :ier Verwendung dieser Motoren zum Antrieb von mon-Niedergabegeräten.Collectorless DC motor The ": - :. n-iiing refers to a_collectorless DC motor with permanent magnet-regulated rotor and electronic commutation he, e inni 2h t: Ing. In the known DC motors of this type Ucer: @: e ;, trommelt'rmi; e, , _radially magnetized rotor used, the v @ x two or more spatially around a certain angle: staggered Jtat-orwi cklungen are surrounded. The stator windings: #; rd me: @ - t @ # 1s drum or diameter winding with center point : 3, u: 3.gefürr- 'and before, zmgsben a rin cylinder-shaped return plate package. , if galvanomagnetic elements are used for.; control, these are in appropriately distributed recesses of the rear; 3: hlaßblechpaket arranged, see above that they are from the permanent magnet excited anger can be controlled can. Such engines have proven themselves very well. However, in those cases where For technical reasons, a motor with a large outer diameter and a short overall length is required, this type of construction leads to unfavorable conditions with regard to of the winding, because then the proportion of active copper is due to very long nickel heads becomes too low and thus the efficiency of the motor drops rapidly. This is particular then of considerable disadvantage if the Mütor are fed from a battery target. In addition, the production of such a winding prepares, in particular for smaller. Construction sizes, not significant 'difficult. The growth avoids these disadvantages by the fact that an en.-shaped itator with attached in one plane Winding is gone. Occasionally, the itator consists of several, firmly mite'_nanüer connected printed circuit boards, with each plate carrying a partial winding. the individual circuit boards are offset against each other accordingly. Particularly beneficial is the use of printed circuit boards with a printed winding. Preferably that are controlling gaivanomagnetic elements in suitable places in the circuit boards let in. : m In contrast to the well-known motors, in which the one that carries the winding Disc 315 rotor is formed, are in the case of the motor according to the invention PCBs fixed and the magnetic poles are running. Since no collectors are required, they are not subject to wear and tear. The relatively large moment of inertia due to the circumferential Magnetpöie, is an advantage in many cases, such as For example, when using these motors to drive mon low-power devices.

Anhand ier -Zeichnung; -in der ein Ausführungsbeispiel sehemati sch dargestellt ist,. wird die Erfindung näher erläutert; es zeigen: Figui, 1 einen achtpoligen Motor, wobei die vordere Gehäusehälfte, sowie vier obere Kronenmagnet entfernt sind, Figur <' einen Querschnitt durch den kompletten Motor und Figur S' eine Prinzipschaltung eines Motors, dessen Stator aus drei Teilwicklungen besteht.Based on ier drawing; -In the one embodiment sehemati sch is shown. the invention is explained in more detail; It shows: Figui, 1 one eight-pole motor, with the front half of the housing and four upper crown magnets removed, figure <'a cross-section through the complete engine and figure S 'is a basic circuit of a motor, the stator of which consists of three partial windings.

Mt 1 sind zwei topfförmige -Gehäuseteil-e bezeichnet, die die Lagerung der Motorachse 2 enthalten. Zwischen den beiden Gehäuseteilen 1 sind eine oder mehrere Leiterplatten 3 angeordnet, auf welchen sich eine gedruckte 'dicklurig 4 befindet, von -der nur einige- Leiterstüeke'gezeichnet sind. Die Platten können aus einer Folie bestehen, auf der beidseitig die Wicklung 4 aufgedruckt ist. Die Wicklung 4 kann. auch nach einem anderen bekannten Verfahren hergestellt sein. Öffnungen 3 dienen zum Herstellen der Lötverbindungen, z.8. durch T#juchlötung. Wie bereits erwähnt, kann die Leiterplatte-3 aus mehreren, fest miteinander verbundenen Teilplatten bestehen, wobei jede Platte eine TeilwI:cklung trägt.-Zu-beiden Seitendes Stators 3 sind kronenförmige Magnetsysteme und 6 angeordnet, die mit der Achse 2 fest verbunden sind'und mit dieser rotieren. Die einzelnen Zacken sind in der gekennzeLchneten Weise polarisiert. Eine noch einfachere und noch schmälere Bauform ergibt sich, wenn ein Magnetsystem, beispielsweise der Kronenmagnet 6, durch eine einfache rotierende Scheibe ersetzt wird, welche den magnetischen Rückschluß bewirkt. Die Magnetsysteme können auch anders ausgebildet sein. Die Steuerung des M:Aors erfolgt beispielsweise durch galvanomagnetiachf-: Elemente ?, z.B. Hallsonden oder Feldplatten, die an geeygneten :stellen der Leiterplatten 3 eingelassen sind. Sie sind In an sich bekannter Weise 900 e1 zu den zugehörigen Teilwicklungen versetzt. in Figur 3 ist ein Motor mit drei Teilwicklungen 9, 10 und 11 angedeutet, die jeweils um 120o e1 gegeneinander versetzt sind. Sie wer.:en über .,'chalttransistoren 12 bis 14 zyklisch so ausgesteuert, daß ein umlaufendes Drehfeld entsteht. I Der erfindungsgemäße Motor zeichnet sich insbesondere auch durch seine Einfach und billig herzustellende '":icklung aus, die in jeder geeigneten Form ausgebildet sein kann.Mt 1 refers to two cup-shaped housing parts which contain the mounting of the motor axis 2. Between the two housing parts 1, one or more circuit boards 3 are arranged, on which there is a printed 'thick lurig 4', of which only a few conductor pieces are shown. The plates can consist of a film on which the winding 4 is printed on both sides. The winding 4 can. also be produced by another known method. Openings 3 are used to make the soldered connections, e.g. by soldering. As already mentioned, the printed circuit board-3 can consist of several, firmly interconnected partial plates, with each plate carrying a partial coil. Crown-shaped magnet systems 6 and 6 are arranged on both sides of the stator 3, which are firmly connected to the axis 2 ' and rotate with it. The individual prongs are polarized in the manner shown. An even simpler and even narrower design is obtained if a magnet system, for example the crown magnet 6, is replaced by a simple rotating disk which effects the magnetic return path. The magnet systems can also be designed differently. The M: Aor is controlled, for example, by galvanomagnetic elements?, For example Hall probes or field plates, which are embedded in suitable locations on the printed circuit boards 3. They are offset in a manner known per se 900 e1 to the associated partial windings. In FIG. 3, a motor with three partial windings 9, 10 and 11 is indicated, which are each offset from one another by 120 ° e1. You wer.:en via., 'Switching transistors 12 to 14 controlled cyclically so that a rotating field is created. The motor according to the invention is also characterized in particular by its winding, which is simple and inexpensive to manufacture and which can be designed in any suitable form.

Claims (7)

Patentansprüche @. Koilektorloser Gleichstrommotor mit permanentmagneterregtem Rotor und elektronischer Kommutierenrichtung; dadurch gekennzeichnet, daB ein scheibenförmiger Stator mit in einer Ebene angebrachten Wicklung verwendet ist. Claims @. Coilectorless DC motor with permanent magnet excited Rotor and electronic commutation direction; characterized in that a disc-shaped Stator is used with attached in a plane winding. 2. Ko11ektorloser Gleichstrommotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator aus mehreren, fegt miteinander verbundenen Leiterplatten besteht, wobei jede! Leiterplatte eine Teilwicklung trägt.. 2. Co11ectorless DC motor according to claim 1, characterized in that the stator consists of several sweeps interconnected circuit boards, each one! PCB one Partial winding carries .. 3. Kollektorloser Gleichstrommotor,-nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Verwendung von Leiterplatten mit gedrückter Wicklung. 3. Brushless DC motor, -according to claim 1 or 2, characterized by the use of printed circuit boards with pressed winding. 4. Kollektorloser Gleichstrommotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die galvanomagnetischen. Elemente in der Ebene der Leiterplatten im Wirkungsbereich der Magnetpole angeordnet sind. 4th Brushless DC motor according to one of Claims 1 to 3, characterized in that that the galvanomagnetic. Elements in the plane of the circuit boards in the area of action the magnetic poles are arranged. 5. Kollektorloser Gleidhetrommotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten des-scheibenförmigen Stators,-vorzugsweise kronenförmige, mit de.r Rotorachse fest verbundene Magnetsysteme angeordnet sind. 5. Commutatorless Gleidhetrome motor according to one of the Claims 1 to 4, characterized in that on both sides of the-disk-shaped Stators, preferably crown-shaped magnet systems firmly connected to the rotor axis are arranged. 6. Kollektorloser Gleichstroatmotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein MagnetsyeteaL durch eine mitumlautendp ferromagnetische Scheibe ersetzt ist. 6. Commutatorless DC motor according to claim 5, characterized in that a MagnetsyeteaL by a mitumlautendp ferromagnetic Disc is replaced. 7. Kollektorloser Gleichstrommotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatten zwischen vorzugsweise topfförmigen Gehäuseteilen eingespannt sind, welche mit einer Lagerung für die Rotorachse versehen sind.7. Commutatorless DC motor according to one of the claims 1 to 6, characterized in that the circuit boards are preferably between cup-shaped Housing parts are clamped, which are provided with a bearing for the rotor axis are.
DE19661563418 1966-09-30 1966-09-30 Brushless DC motor Pending DE1563418A1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

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DES0106326 1966-09-30

Publications (1)

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DE1563418A1 true DE1563418A1 (en) 1970-05-21

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DE (1) DE1563418A1 (en)
NL (1) NL6708873A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Publication number Publication date
NL6708873A (en) 1968-04-01

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