DE2840057A1

DE2840057A1 - Buerstenloser gleichstrommotor

Info

Publication number: DE2840057A1
Application number: DE19782840057
Authority: DE
Inventors: Hirohisa Ishii; Toshihiko Okamura; Masami Shishikura
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1977-09-14
Filing date: 1978-09-14
Publication date: 1979-03-22
Also published as: JPS5444707A; NL7809308A; GB2005482A; FR2403676A1; US4417167A; FR2403676B1; CA1112705A; GB2005482B

Description

TER MEER . MÜLLER ■ STEINMEISTER Sony Corp.

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft einen bürstenlosen Gleichstrommotor gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. 5

Die Erfindung befaßt sich insbesondere mit einem derartigen Motor, der einen Läufer mit Dauermagneten und einen Ständer mit Wicklungen umfaßt, bei dem die Wicklungen in den durch die Dauermagneten erzeugten magnetischen FeI-dem liegen. Die Erregung der Wicklungen wird so geregelt, daß auf den Läufer ein Drehmoment ausgeübt wird.

Bei einem herkömmlichen bürstenlosen Gleichstrommotor sind ein zylindrischer oder bogenförmige Magnete für den Läufer vorgesehen. Fig. 1A, auf die bereits hier Bezug genommen werden soll, zeigt eine Läuferanordnung eines bürstenlosen Gleichstrommotors mit Außenläufer, der einen zylindrischen Magneten aufweist, während Fig. 2A eine andere Läuferanordnung mit bogenförmigen Magneten veranschaulicht.

Wie aus Fig. 1A hervorgeht, besteht ein tassenförmiges Läufer-Joch 1 aus einer zylindrischen Seitenwand 1a und einem Boden 1b. Das Joch 1 besteht aus reinem Eisen, das tassenförmig gezogen ist. Ein Ansatz 3 ist in der Mitte des Bodens 1b befestigt und dient zur Befestigung einer drehbaren Welle 4 an dem Joch 1. Ein zylindrischer Dauermagnet 2 ist an der inneren Oberfläche der Seitenwand 1a des Jochs 1 befestigt. Ein nicht gezeigter Ständer mit Wicklungen wird durch den Dauermagneten 2 umgeben und ist an einem nicht gezeigten Motorgehäuse befestigt. Die Welle 4 wird drehbar in Lagern gehalten, die an einer Mittelöffnung des Ständers befestigt sind.

Der zylindrische Dauermagnet 2 besteht beispielsweise aus Ferrit. Die kristallographische Orientierung des Dauermagneten 2 ist anisotrop, wie durch die Pfeile in Fig. 1B

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angedeutet ist, oder isotrop gemäß Fig. 1C. Im Falle einer anisotropen Orientierung gemäß Fig. 1B sind die Komponenten des magnetischen Flusses in einigen Gebieten des Feldes zwischen dem Läufer und dem Ständer in Radialrichtung des Motors relativ verringert. Da die effektive Flußkomponente zur Erzeugung von Drehmoment senkrecht zu den Wicklungen verläuft, ist das Drehmoment in diesen Bereichen verringert. Dies ist nachteilig für den Wirkungsgrad des Motors und das entstehende Drehmoment. Außerdem wird das Drehmoment mit merkbarer Welligkeit geliefert.

Im Falle einer isotropen Orientierung gemäß Fig. 1C ist es schwierig, eine größere Flußdichte zu erzeugen als bei einem anisotrop orientierten Magneten. Dies ist nachteilig für die Motorleistung.

Es bereitet technische Schwierigkeiten, einen zylindrischen Magneten mit anisotroper Orientierung in Radialrichtung des Motors zu erzeugen, wie es in Fig. 1D gezeigt ist. 20

Außerdem ist das Herstellungsverfahren des zylindrischen Magneten sehr kompliziert, so daß die Produktionskosten für den zylindrischen Magneten erhöht sind.

Fig. 2A zeigt einen Läufer mit bogenförmigen Magneten. Im Falle eines vierpoligen, dreiphasigen, bürstenlosen Motors ist der Läufer mit vier bogenförmigen Magneten 5a,5b,5c und 5d versehen. Jeder Magnet nimmt im wesentlichen einen Bogenwinkel von 90° in Bezug auf die Motorachse ein. Diese Magneten werden in Richtung ihrer Dicke derart magnetisiert, daß die Nord- und Südpole nach innen liegen. Die Magneten 5a bis 5d sind so angeordnet, daß die Nord- und Südpole, die den Läuferwicklungen gegenüberliegen, in Umfangsrichtung wechseln.

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Ähnlich wie bei einem zylindrischen Magneten ist es sehr schwierig, einen bogenförmigen Magneten 5 mit anisotroper

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Orientierung in Radialrichtung gemäß Fig. 2C herzustellen. Folglich ist die Orientierung in der Praxis bei bogenförmigen Magneten 5 in derselben Richtung anisotrop, wie Fig. 2B zeigt, oder isotrop gemäß Fig. 1C. 5

Wenn die bogenförmigen Magneten gemäß Fig. 2B verwendet werden, nimmt die Magnetisierungsrichtung mit der Orientierung des Magneten, die durch Pfeile in Fig. 2B gezeigt ist, einen Winkel in Bezug auf die Motorachse ein, der proportional zu dem Winkelabstand von der Mitte des Magneten 5 ist. Daher unterliegt die Verteilung der Radialkomponente des magnetischen Flusses in einer Rotationsbahn um die Motorachse einer sinusartigen Wellenform mit leicht abgeflachtem Mittelteil. Daher weist das entstehende Drehmoment eine merkliche Welligkeit auf.

Der gemäß Fig. 2B orientierte Magnet 5 kann derart magnetisiert werden, daß die magnetische Flußdichte im mittleren Winkelbereich verringert und in beiden Seitenbereichen des Magneten 5 erhöht ist. Auf diese Weise kann die Flußverteilung eine Trapezform aufweisen. Obgleich dadurch die Welligkeit des Drehmoments reduziert wird, ist der Spitzenwert der Flußdichte verringert, so daß sich ein geringeres . Ausgangsdrehmoment ergibt.

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Im übrigen wird der zylindrische oder bogenförmige Magnet aus Ferrit hergestellt, das in einzelnen Stücken geformt wird. Das geformte Ferrit wird zur Bildung eines Ferrit-Magneten gesintert. Ein derartiger gesinterter Ferrit-Magnet ist in den Dimensionen ungenau, so daß die inneren und äußeren Oberflächen des Magneten zur Erzielung eines genauen Innen- und Außendurchmessers geschliffen werden sollten. Daher müssen zwei verschiedene Schleifwerkzeuge entsprechend dem Innen- und Außendurchmesser des zylindrisehen oder bogenförmigen Magneten bereitgestellt werden.

Aus diesem Grunde sind im allgemeinen die Herstellungskosten eines derartigen Magneten höher als die Materialkosten, so

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daß sich die Gesamtkosten erhöhen.

Ein zylindrischer oder bogenförmiger Ferrit-Magnet bricht leicht, so daß er bei Transport oder Lagerung nach der Herstellung bis zum Einbau in den Motor sorgfältig behandelt werden muß.

Weiterhin müssen verschiedene Arten von zylindrischen oder bogenförmigen Magneten unterschiedlicher Durchmesser und Mittelpunktswinkel für die Motoren unterschiedlicher Grossen entsprechend deren Außendurchmesser und Polzahl hergestellt werden. Es ist daher schwierig, die Größe der Magneten für eine gemeinsame Verwendung in Motoren verschiedener Größe zu standardisieren. Darüberhinaus ist die mögliche Herstellungsgröße eines Magneten in gewissem Maße begrenzt.

Ferner ist es notwendig, den Läufer in Bezug auf seine Drehung um die Welle 4 nach dem Befestigen des Magneten 5 oder der Magneten 5a bis 5d an der inneren Oberfläche der Seitenwand 1a des Jochs 1 dynamisch auszuwuchten. Fig. 1A zeigt als Beispiel Ausgleichsgewichte 6a oder 6b aus Bleipulver und Klebegemischen, die an der oberen Seite des Magneten oder an der Umfangskante 1b des tassenförmigen Jochs 1 befestigt sind. Derartige Gewichtsmaterialien sind nachteilig unter dem Gesichtspunkt einer Verkleinerung der Motorabmessungen und der Magneten selbst.

Erfindungsgemäß soll ein bürstenloser Gleichstrommotor geschaffen werden, der mit relativ geringen Kosten herstellbar ist und bei dem die Nachteile der zuvor erwähnten Motoren überwunden sind. Die Herstellung soll vereinfacht werden, und es sollen Magneten mit genauer Dimensionierung verwendet werden. Die Dauermagneten sollen standardisierbar sein, und die Verteilung der magnetischen Flußdichte in Radialrichtung soll leicht einstellbar sein. Ferner soll das Drehmoment nur eine relativ geringe Welligkeit aufweisen, und eine dynamische Ausbalancierung des Läufers soll mit

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Sicherheit herstellbar sein.

Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs.
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Ein erfindungsgemäßer, bürstenloser Gleichstrommotor umfaßt . eine Läuferanordnung mit Dauermagneten und eine Ständeranordnung mit Wicklungen, die in dem magnetischen Feld angeordnet sind, das durch die Dauermagneten erzeugt wird, und bei denen die Erregung derart geregelt wird, daß auf den Läufer ein Drehmoment ausgeübt wird. Der Läufer umfaßt eine Einrichtung zur Bildung einer magnetischen Bahn mit polygonalem Querschnitt und eine Anzahl von flachen Dauermagneten, die an einer flachen Seitenwand dieser Einrichtung befestigt sind.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1A zeigt eine herkömmliche Läuferanordnung eines bürstenlosen Gleichstrommotors mit Außenläufer;

Fig. 1B bis 1D sind Draufsichten auf zylindrische Magneten und zeigen deren Orientierung;

Fig. 2A ist eine perspektivische Darstellung

einer ähnlichen bekannten Läuferanordnung;
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Fig. 2B und 2C sind Draufsichten auf bogenförmige

Magneten und veranschaulichen deren Orientierung;

Fig. 3 ist eine teilweise aufgebrochene perspektivische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung;

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Fig. 4A ist ein Querschnitt zu Fig. 3;

Fig. 4B ist ein Diagramm zur Veranschaulichung der Flußverteilung in einer Rotationsbahn um die Motorachse;

Fig. 4C ist eine schematische Draufsicht auf

einen flachen Blockmagneten und zeigt dessen Orientierung;
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Fig. 5A ist ein Querschnitt durch einen Läufer

einer anderen Ausführungsform der Erfindung ähnlich derjenigen der Fig. 4A;
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Fig. 5B ist ein Diagramm zur Veranschaulichung

der Flußverteilung;

Fig. 6A ist ein Querschnitt durch eine weitere Läuferanordnung ähnlich derje

nigen der Fig. 4A;

Fig. 6B ist ein Diagramm zur Veranschaulichung

der Flußverteilung;
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Fig. 7 ist ein Querschnitt durch die Läuferanordnung der Ausführungsform der Fig. 6A und veranschaulicht die Befestigung von Gewichten für eine dynamische Ausbalancierung des Läufers.

Zunächst soll unter Bezugnahme auf Fig. 3 und 4A bis 4C eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen, bürstenlosen Gleichstrommotors mit Außenläufer erläutert werden. Fig. 3 ist eine perspektivische Darstellung der Läuferanordnung, 4A ein zugehöriger Querschnitt und Fig. 4B ein Diagramm zur Veranschaulichung der Verteilung der Radialkomponente des

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magnetischen Flusses in einer Rotationsbahn um die Motorachse, während Fig. 4C eine Draufsicht auf einen flachen Blockmagneten zeigt. Sofern in den genannten Figuren sowie in den folgenden Figuren gleiche Teile wie in Fig. 1A gezeigt sind, sind sie mit den gleichen Bezugsziffern versehen.

Das Läufer-Joch 1 dieser Ausführungsform für einen achtpoligen, dreiphasigen, bürstenlosen Motor umfaßt eine Seitenwand 1a mit achteckigem Querschnitt und achteckigem Boden 1b. Das Joch 1 ist als eine Einheit tassenförmig ausgezogen. Die Seitenwand 1a umfaßt 8 flache Wandflächen 11, auf deren Innenflächen 8 flache Blockmagneten 7 in alternativer Anordnung der Nord- und Südpole befestigt sind., Die Blockmagneten 7 weisen eine anisotrope Orientierung auf und sind in Richtung der Pfeile der Fig. C magnetisiert. Da der Mittelpunktswinkel jedes Blockmagneten 7 relativ klein ist, ist die Orientierung der Magneten annähernd auf die Motorachse gerichtet. Daher können nahezu alle magnetischen Flüsse, die durch die Blockmagneten 7 erzeugt werden, wirksam zur Gewinnung eines Drehmoments eingesetzt werden, so daß der Wirkungsgrad des Motors steigt.

Die Luftspaltenlänge zwischen den inneren Oberflächen der Blockmagneten 7 und dem Ständer an den beiden seitlichen Enden der Blockmagneten ist größer als im Mittelbereich der Magneten. Die Luftspaltenlänge nimmt nach und nach proportional zu dem Winkelabstand in Bezug auf die Motorachse von der Mitte der Blockmagneten 7 zu. Daher weist die Flußverteilung in einer Rotationsbahn um die Motorachse im wesentlichen eine sinusartige Wellenform gemäß Fig. 4B auf. Die sinusförmige Flußverteilung ist vorteilhaft für einen zweiphasigen, bürstenlosen Gleichstrommotor mit Wechselspannung santrieb, bei dem ein konstantes Drehmoment durch Zufuhr sinusförmiger Ströme zu den Motorwicklungen entsprechend den Ausgangssignalen von Positionsabtastelementen zur Abtastung der Drehposition des Läufers erzeugt wird. Ein

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derartiger bürstenloser Motor weist zweiphasige Ankerwicklungen auf, die zueinander im Abstand von 4P- oder einem ungeraden Vielfachen von -Sr elektrische Grad liegen. Zwei Positionsabtastelemente zur Abtastung der Rotationsposition des Läufers sind in derselben Phase wie die einzelnen Wicklungen oder mit Phasendifferenz zu diesen in Höhe des Vierfachen von 2 Tt elektrische Grad angeordnet. Daher verketten magnetische Flüsse B_Qsin9 und B_Qcose mit den jeweiligen Wicklungen, und Ströme KsinG und Kcos0 strömen durch die jeweiligen Wicklungen, wobei B_Q und K Konstante sind. Folglich sind das Gesamtdrehmoment, das durch die Ströme erzeugt wird, und der Verkettungsfluß der Wicklungen konstant und unabhängig von dem Rotationswinkel des Läufers, wie sich durch Summierung des Drehmoments B_QKsin²e + B₀Kcos²9 = B_QK ergibt.

Da der durch den Läufer der Fig. 4A erzeugte Fluß der flachen Blockmagneten 7 eine im wesentliche sinusartige Wellenform gemäß Fig. 4B aufweist, ergibt sich ein Motor mit einem Drehmoment verhältnismäßig geringer Welligkeit.

Fig. 5A zeigt einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer Läuferanordnung ähnlich derjenigen der Fig. 4A. Die Läuferanordnung dieser Ausführungsform wird für einen vierpoligen, dreiphasigen, bürstenlosen Motor verwendet, und die Konstruktion der Läuferanordnung stimmt mit derjenigen der Figuren 3 und 4A überein, ausgenommen die Anordnung der Polarität der flachen Blockmagneten 7.

Bei der Ausführungsform der Fig. 5A sind die Blockmagneten 7 in der Reihenfolge S,S,N,N,S,S,N,N angeordnet. Paare nebeneinanderliegender Blockmagneten 7 dergleichen Polarität erzeugen einen magnetischen Fluß in dieselbe Richtung. In dem magnetischen Feld, in dem Paare von Blockmagneten 7 seitlich nebeneinanderliegen, d.h. in der Nähe der Winkelposition von 45°, 135° etc. in Fig. 5A, ist die magnetische Flußdichte in gewissem Maße verringert. Da jedes Paar der

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Magneten der gleichen Polarität im Abstand voneinander liegen und die Länge des Luftspalts zwischen den inneren Oberflächen der Magneten und dem Läufer in jeder Winkelposition des Jochs 1 größer als in der Mittelposition jedes Magneten ist, weist die Flußverteilung eine Trapezform gemäß Fig. 5B auf. Jede Wicklung des vierpoligen, dreiphä-' sigen, bürstenlosen Motors wird über einen Winkelbereich von 120 elektrische Grad erregt, d.h. über einen Bereich von 60° in Bezug auf den Positionswinkel, so daß der flache Bereich der trapezförmigen flußdichten Kurve gemäß Fig. 5B zur Erzeugung eines Drehmoments verwendet werden kann. Dadurch ergibt sich ein Motordrehmoment mit verhältnismäßig geringer Welligkeit.

Fig. 6A zeigt einen Schnitt durch eine Läuferanordnung ähnlich derjenigen der Fig. 4A, jedoch in einer weiteren. Ausführungsform. Die Läuferanordnung dieser Ausführungsform wird verwendet für einen achtpoligen, dreiphasigen, bürstenlosen Motor und entspricht derjenigen der Figuren 3 und 4A, ausgenommen die Anordnung der Polarität der flachen Blockmagneten 7.

Bei der dritten Ausführungsform gemäß Fig. 6A ist jeder Blockmagnet 7 (Fig. 4C) so magnetisiert, daß er Nord- und Südpolbereiche aufweist. Die Polanordnung des Läufers liegt in der Reihenfolge S,S,N,N,S,S ... Die Flußdichte ist in Winkelbereichen reduziert, in denen die Blockmagneten 7 aneinander angrenzen, wie es in ähnlicher Weise bei der zweiten Ausführungsform der Fall ist. Daher ist die Flußdichte-Kurve über den Bereich beider Seiten derartiger Positionen (Winkelpositionen von 0°, 45° ...) abgeflacht, wie aus Fig. 6B hervorgeht. Die Polarität des Flusses ändert sich abrupt • in jedem Grenzbereich zwischen Nordpol und Südpol jedes Dauermagneten 7, d.h. in jeder Winkelposition von 22,5°, 67,5° etc. Daher nimmt die Flußverteilung eine Rechteckwellenform ein, wie Fig. 6B zeigt. Wenn der flache Bereich der Flußverteilung zur Erzeugung eines Drehmoments verwen-

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det wird, ergibt sich ein Motor mit einem Drehmoment mit relativ geringer Welligkeit. Jeder Blockmagnet 7 kann aus zwei getrennten Nord- und Südpolmagneten bestehen.

Die flachen Blockmagneten 7 der obigen Ausführungsformen können als Massenprodukte durch Schneiden eines großen Plattenmagneten hergestellt werden. Weiterhin kann der SchleifVorgang zur Erzielung der gewünschten Genauigkeit der Magneten gleichzeitig auf der inneren und äußerem Cfoerfläche des Plattenmagneten erfolgen. Als Schleifwerkzeug ist lediglich ein Flächenschleifwerkzeug notwendig. Daher sind die Herstellungskosten der Blockmagneten sehr gering, so daß auch die Gesamtkosten gering sind. Im übrigen können flache Blockmagneten gleicher Größe und Form für verschiedene Motortypen mit Läufern unterschiedlicher Seitenzahl oder Durchmesser verwendet werden. Dies ist vorteilhaft im Sinne einer Standardisierung der Magneten. Da die Magneten flach sind, ist der Montagevorgang des Läufers leicht automatisierbar. Die flachen Magneten können bei Transport und Lagerung nach der Herstellung und bis zum Einbau in den Motor leicht gehandhabt werden, so daß eine geringe Gefahr eines Bruches besteht.

Das Laufer-Joch 1 der Ausführungsform mit einer Seitenwand 1a mit polygonalem Querschnitt und polygonalem Boden 1b kann tassenförmlg als eine Einheit hergestellt werden. Das Joch 1 ist in der Form nicht kompliziert. Die flachen Blockmagneten können an den Wandflächen des Joches 1 in genauer Position in Bezug aufeinander angebracht werden. 30

Fig. 7 ist ein Querschnitt durch eine Läuferanordnung der obigen Ausführungsform und veranschaulicht die Befestigung von Gewichten zur dynamischen Ausbalancierung des Rotors. Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen weist das Joch 1 Seitenwände mit achteckigem Querschnitt auf. Auf diese Weise ergeben sich acht Zwischenräume zwischen der äußeren Oberfläche des Joches 1 und der inneren Oberfläche

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des zylindrischen Gehäuses 8, das das Joch 1 aufnimmt„

Schichtförmlge Ausgleichsgewichte 9 können an der äußeren flachen Oberfläche des Joches 1 befestigt werden„ Derartige Ausgleichsgewichte 9 können leicht auf dem Joch 1 angebracht werden, und dieser Vorgang ist auf einfache Weise automatisierbar. Weiterhin können Ausgleichsgewichte 9" ahn= lieh denjenigen der Fig. 1A in den Zwischenräumen zwischen nebeneinanderliegenden Magneten angebracht werden» Bei einem Motor mit Innenläufer befinden sich Zwischenräume zwischen den flachen äußeren Oberflächen der Magneten, die auf den äußeren Oberflächen eines prismenförmigen Läufer-Jochs oder Stators angebracht sind« In diesen Zwischenräumen können Ausgleichsgewichte befestigt werden.

Die Erfindung ist ebenfalls anwendbar auf einen bürsten= losen Motor mit Innenläufer. Bei einem derartigen Motor sind die Blockmagneten an der äußeren Oberfläche eines pris= menförmigen Läufer-Jochs mit polygonalem Querschnitt befestigt. Beide Seitenbereiche jedes Magneten liegen näher an dem Ständer, und die Länge des Luftspaltes zwischen dem Läufer und dem Ständer nimmt im Mittelbereich der Magneten zu. Daher kann die Flußverteilung bei einem Innenläufer mit Polanordnung ähnlich derjenigen der Ausführungsform der Fig. 3 und 4A eine Trapezform aufweisen. Bei einem Innenläufer mit Polanordnung ähnlich derjenigen der Fig. 5A kann die Flußverteilung eine Trapezform gemäß Fig„ SB mit Spitzenwerten an beiden Seitenkanten und im Mittelbereich aufweisen» Bei einem Innenläufer mit Polanordnung ähnlich der Ausführungsform der Fig. 6A kann die Flußverteilung eine Trapesform aufweisen.

Die Ausführungsformen der Erfindung können insoweit abge= wandelt werden, als eine Läuferanordnung mit einem anderen polygonalen Läufer-Joch anstelle des achteckigen Jochs ver° wendet werden kann. Weiterhin können Motoren mit verschiedenen Polzahlen mit Hilfe eines Typs eines polygonalen Jochs

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durch Änderung der Polanordnung der Magnete erzeugt werden. Ferner können mehrere Magnete mit derselben Polarität oder unterschiedlichen Polaritäten in Bezug aufeinander auf jeder Wandfläche des polygonalen Jochs angebracht werden. Die Anzahl der auf jeder Wandfläche zu befestigenden Magneten kann entsprechend dem Durchmesser des Läufers geändert werden, so daß Motoren verschiedener Durchmesser unter Verwendung derselben Magneten hergestellt werden können.

Die Blockmagneten können an jeder zweiten flachen Wand des prismenförmigen Jochs oder in Abständen von mehreren Wandflächen befestigt werden, wenn das polygonale Joch eine große Anzahl von Wandflächen aufweist. Außerdem können kleine Magneten mit stark verringerter Breite gegenüber der Länge der Seiten des polygonalen Jochs im Mittelbereich jeder Wandfläche des Jochs befestigt werden. Die Flußverteilung kann in jeder Winkelposition der Mitte einer Seite des polygonalen Jochs eine abrupte Erhöhung aufweisen, und der Fluß kann auf 0 in jeder Winkelposition an den Ecken des Jochs abfallen.

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Leerseite

Claims

PATENTANWÄLTE
TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTER

D-8000 München 22 D-4800 Bielefeld

Triftstraße 4 Siekerwall 7

S78P104 H. Sep. 1978

St/ge

SONY CORPORARTION

7-35, Kitashinagawa 6-chome

Shinagawa-ku,

TOKYO, Japan

BÜRSTENLOSER GLEICHSTROMMOTOR

PRIORITÄT: 14. September 1977, Japan, No. 111298/1977

PATENTANSPRÜCHE

.j Bürstenloser Gleichstrommotor mit einem Läufer mit Dauermagneten und einem Ständer mit Wicklungen, die in dem durch die Dauermagneten erzeugten magnetischen Feld angeordnet und derart erregbar sind, daß sie ein Drehmoment '■ auf den Läufer ausüben, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer einen Trägerkörper (1a,11) zur Bildung einer magnetischen Bahn mit polygonalem Querschnitt umfaßt, und daß eine Anzahl von flachen Dauermagneten (7) an flachen Seitenwänden des Trägerkörpers befestigt sind. 10
2. Gleichstrommotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (1a,11) im Querschnitt

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vierseitig oder n-seitig polygonal mit η als gerader Zahl über 4 ausgebildet ist.
3. Gleichstrommotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g ekennzeichnet, daß der Trägerkörper (1a,11) im Querschnitt achteckig ist.
4. Gleichstrommotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die flachen Dauermagneten (7) in ihrer Orientierung anisotrop magnetisiert sind.
5. Gleichstrommotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Spalten vorgegebener Länge zwischen zwei nebeneinanderliegenden Dauermagneten (7) vorgesehen sind.
6. Gleichstrommotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauermagneten

(7) derart an den flachen Seitenwänden des Trägerkörpers (1a,11) angebracht sind, daß die Flußverteilung in dem durch die Dauermagneten erzeugten magnetischen Feld im wesentlichen sinusförmig in Drehrichtung des Läufers wechselt.
7. Gleichstrommotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Dauermagneten (7) mit Nord- und Südpolarität abwechselnd auf den flachen Seitenwänden des Trägerkörpers (1a,11) angeordnet sind.
8. Gleichstrommotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen zweiphasige Wicklungen umfassen, die im Umfang mit einer Phasendifferenz eines ungeraden Vielfachen von Q-elektrische Grad angeordnet sind, daß die Dauermagneten

(7) mit Nord- und Südpolarität derart alternativ auf den flachen Seitenwänden des Trägerkörpers (1a,11) angeordnet sind, daß die Flußverteilung in dem durch die Dauerwmneteri

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(7) erzeugten elektrischen Feld zur Verkettung mit den zweiphasigen Wicklungen im wesentlichen sinusförmig mit dem Drehwinkel entlang der Rotationsbahn des Läufers geändert wird und daß ein sinusförmiger Steuerstrom in derselben Phase wie der verkettete Fluß den zweiphasigen Wicklungen zugeführt wird.
9. Gleichsstrommotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauermagneten

(7) derart an den flachen Seitenwänden des Trägerkörpers (1a,11) angebracht sind, daß die Kurve der Flußverteilung in dem durch die Dauermagneten erzeugten magnetischen Feld im wesentlichen über einen vorgegebenen Winkelbereich in Bezug auf die Motorachse flach ist.

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10. Gleichsstrommotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Dauermagneten (7) der gleichen Polarität derart auf beiden Seiten einer Ecke des Trägerkörpers (1a,11) angeordnet sind, daß die Kurve der Flußverteilung in dem durch Dauermagneten erzeugten magnetischen Feld über einen vorgegebenen Winkelbereich in Bezug auf die Motorachse im wesentlichen flach ist und mit ihrem Mittelbereich an der Ecke liegt.
11. Gleichsstrommotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß erste Paare von Dauermagneten (7) einer ersten Polarität und zweite Paare von Dauermagneten (7) einer zweiten, entgegengesetzten Polarität derart relativ auf nebeneinanderliegenden flachen Seitenwänden des Trägerkörpers (1a,11) angeordnet sind, daß die Flußverteilung in dem durch die Dauermagneten erzeugten magnetischen Feld im wesentlichen trapezförmig mit dem Drehwinkel entlang der Rotationsbahn des Läufers geändert wird.
12. Gleichsstrommotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Dauermagneten (7) unterschiedlicher Polarität derart auf jeder flachen Seitenwand des Tr ä-

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gerkörpers (1a,11) angeordnet sind, daß die Flußverteilung des durch die Dauermagneten erzeugten magnetischen Feldes im wesentlichen rechteckförmig mit dem Drehwinkel entlang der Rotationsbahn des Läufers geändert wird. 5
13. Gleichsstrommotor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Dauermagneten (7) unterschiedlicher Polarität als ein Stück ausgebildet sind.
14. Gleichstrommotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen mehrphasige Wicklungen umfassen, die im Umfang mit vorgegebener Phasendifferenz verteilt sind, daß die Dauermagneten (7) an den flachen Seitenwänden des Trägerkörpers (1 a,11) derart angeordnet sind, daß die Kurve der Flußverteilung in dem durch die Dauermagneten (7) erzeugten magnetischen Feld über einen vorgegebenen Winkelbereich in Bezug auf die Motorachse im wesentlichen flach ist und daß die mehrphasigen Wicklungen derart gesteuert werden, daß jede der Wicklungen über einen vorgegebenen Bereich innerhalb des vorgegebenen Winkelbereichs erregt wird.
15. Gleichsstrommotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Dauermagneten (7) im Umfang auf jeder der flachen Seitenwände des Trägerkörpers (1a,11) angeordnet sind.
16. Gleichsstrommotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauermagneten (7) auf jeder der flachen Seitenwände des Trägerkörpers (1a,11) angeordnet sind.
17. Gleichsstrommotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Dauermagneten (7) in Umfangsrichtung geringer als die Länge der Seitenwände ist und daß die Dauermagneten (7) im wesentlichen im Mittelbereich der Seitenwände liegen.

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18. Gleichsstrommotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Ausgleichsgewichte (9) zur dynamischen Auswuchtung des Läufers, die an den flachen Seitenwänden gegenüber den Dauermagneten (7) an· gebracht sind.
19. Gleichstrommotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennze lehnet durch ein Ausgleichsgewicht (9¹) zur dynamischen Auswuchtung des Läufers, das zwischen nebeneinanderliegenden Dauermagneten (7) an den flachen Seitenwänden angebracht ist.

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