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Title:
ELECTRIC MOTOR, ESPECIALLY AN ELECTRONICALLY COMMUTED D.C. MOTOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/030332
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to an electric motor, especially an electronically commuted d.c. motor, comprising a stator and a rotor. The stator and the rotor are coaxially arranged in relation to a longitudinal axis of the electric motor. Said stator comprises a plurality of electrical stator poles and a plurality of phase windings. Said rotor comprises a permanent magnet having at least one pair of magnet poles which is associated with the phase windings. The phase windings and/or the permanent magnet are divided into a plurality of axial sections in the direction of the longitudinal axis of the electric motor, said sections being staggered in relation to each other about the longitudinal axis of the electric motor. The relative position of the individual phases is eliminated by the inventive motor, in such a way that the torque ripple can be reduced and torque gaps can be avoided.

Inventors:
HANS HELMUT (DE)
Application Number:
PCT/EP2002/009359
Publication Date:
April 10, 2003
Filing Date:
August 21, 2002
Export Citation:
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Assignee:
MINEBEA CO LTD (JP)
HANS HELMUT (DE)
International Classes:
H02K1/27; H02K16/02; H02K16/00; H02K21/16; H02K29/03; (IPC1-7): H02K/
Foreign References:
US6042349A2000-03-28
EP1087502A22001-03-28
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 014, no. 584 (E-1018), 27. Dezember 1990 (1990-12-27) & JP 02 254954 A (HITACHI LTD), 15. Oktober 1990 (1990-10-15)
Attorney, Agent or Firm:
Liesegang, Eva (Pettenkoferstrasse 20-22, München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Elektromotor mit einem Stator und einem Rotor, die zu einer Längsachse des Elektromo tors konzentrisch angeordnet sind, wobei der Stator mehrere elektrische Statorpole (53) und mehrere Phasenwicklungen (7678) aufweist und der Rotor einen Permanentmagneten (14 ; 74) mit wenigstens einem Magnetpolpaar (4248) aufweist, das den Phasenwicklun gen (7678) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenwicklungen (7678) und/oder der Permanentmagnet (14 ; 74) in Richtung der Längsachse des Elektro motors in mehrere axiale Abschnitte (70,71, 72 ; 80,81, 82) aufgeteilt sind und diese Ab schnitte um die Längsachse des Elektromotors um jeweils ungefähr ? verdreht sind, wo bei N° : A 360' (Anzahl der Phasen), so daß die Drehmomentkurven der einzelnen Pha sen einander überlappen.
2. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator in Rich tung der Längsachse des Elektromotors in eine der Anzahl der Phasenwicklungen (7678) entsprechende Anzahl von axialen Abschnitten (70,71, 72) aufgeteilt ist und jeder Ab schnitt des Stator mehrere elektrische Statorpole (53) und jeweils eine Phasenwicklung (7678) umfaßt.
3. Elektromotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator in zwei oder drei axiale Abschnitte (70,71, 72) aufgeteilt ist.
4. Elektromotor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab schnitte (70,71, 72) des Stators um jeweils ungefähr ? gegeneinander verdreht sind, ins besondere um N° = 180° elektrisch. (Anzahl der Phasen).
5. Elektromotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, daß der Permanentmagnet (14 ; 74) in Richtung der Längsachse des Elektromotors in eine der Anzahl der Phasenwicklun gen (7678) entsprechende Anzahl von axialen Abschnitten (80,81, 82) aufgeteilt ist und jeder Abschnitt des Permanentmagneten gleich viele Magnetpolpaare aufweist.
6. Elektromotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Permanentmagnet (14 ; 74) in zwei oder drei axiale Abschnitte (80,81, 82) aufgeteilt ist.
7. Elektromotor nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab schnitte (80,81, 82) des Permanentmagneten (14 ; 74) derart gegeneinander verdreht sind, daß sich jeweils negative und positive Magnetpole überlappen.
8. Elektromotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Anzahl der elektrischen Statorpole (53) gleich der Anzahl der Magnetpole ist.
9. Elektromotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die mehreren Abschnitte des Stators mit Phasenwicklungen und/oder des Per manentmagneten in Richtung der Längsachse des Elektromotors mit Abstand zueinander angeordnet sind.
10. Elektromotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß er ein elektronisch kommutierter Gleichstrommotor ist.
Description:
Elektromotor, insbesondere elektronisch kommutierter Gleichstrommotor Die Erfindung betrifft einen Elektromotor gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, ins- besondere einen elektronisch kommutierten Gleichstrommotor.

Die Erfindung betrifft das Gebiet der bürstenlosen Elektromotoren mit Permanentmagneten und insbesondere der Gleichstrommotoren, die als Innenläufermotoren oder Außenläufermo- toren konfiguriert sein können. Innenläufermotoren weisen eine Rotorbaugruppe auf, die eine Rotorwelle und einen oder mehrere auf der Rotorwelle angeordnete Permanentmagneten um- faßt, sowie eine Statorbaugruppe, die einen z. B. aus Blechen zusammengesetzten Stator mit Phasenwicklungen aufweist. Die Rotorbaugruppe ist koaxial, konzentrisch in die Statorbau- gruppe eingefügt. Bei einem Außenläufermotor umgibt die Rotöreinheit den Stator konzen- trisch.

Fig. 1 zeigt schematisch den grundsätzlichen Aufbau eines Innenläufermotors, mit einem Ge- häuse 4, in dem die Statorbaugruppe 8 die Rotorbaugruppe 6 sowie Lager 16,18 zur drehba- ren Lagerung der Rotorbaugruppe enthalten sind. Die Statorbaugruppe 8 umfaßt Statorbleche 55 und Phasenwicklungen 60 und grenzt einen Innenraum ein, in den die Rotorbaugruppe 6 eingeschoben werden kann. Die Lager 16,18 für die Rotorbaugruppe können beispielsweise in Flansche 24 oder Stirnkappen 20 des Motorgehäuses 4 integriert werden.

Fig. 2 zeigt schematisch eine Schnittdarstellung durch einen beispielhaften zweiphasigen Gleichstrommotor mit einer Statorbaugruppe und einer konzentrisch von der Statorbaugruppe eingeschlossenen Rotorbaugruppe. Die Statorbaugruppe ist schematisch durch ein Statorblech 52 dargestellt, das vier elektrische Pole 53 und vier Statornuten 54 aufweist, wobei zwei Pha- senwicklungen 62,64 des zweiphasigen Gleichstrommotors gleichmäßig auf die elektrischen Pole 53 verteilt gewickelt sind. Die elektrischen Pole werden auch als Hammer bezeichnet.

Die Anzahl der elektrischen Pole ist durch die Anzahl der Hammer bzw. die Anzahl der Sta-

tornuten der Statorbaugruppe bestimmt. Die Rotorbaugruppe ist schematisch durch einen Permanentmagneten 14 mit einem magnetischen Polpaar 42,44 dargestellt.

Bei der gezeigten Ausführungsform liegen die Wicklungen 62,64 der ersten Phase und der zweiten Phase jeweils einander gegenüber, wie in Fig. 2 gezeigt. Grundsätzlich ist der geo- metrische Versatz der Phasen gleich 360° elektrisch geteilt durch Phasenzahl und somit bei der vorliegenden Ausführungsform gleich 360°elektrisch 2 = 180° elektrisch. Die Anzahl der zu einer Phase gehörenden Wicklungen 62,64 ist somit gleich der Anzahl der Statornuten dividiert durch die Anzahl der Phasen.

Die Phasen des Gleichstrommotors gemäß der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform erzeugen bei konstanter Bestromung die in Fig. 3 gezeigten Drehmomente.

Wie in Fig. 3 gezeigt, gibt es bei zweiphasigen Gleichstrommotoren eine Rotorposition, bei der weder durch Bestromung der Phase 1, noch durch Bestromung der Phase 2 ein Drehmo- ment erzeugt werden kann. Diese Situation ist in Fig. 3 mit"kritischer Punkt"bezeichnet. Das von dem zweiphasigen Gleichstrommotor abgegebene Drehmoment T schwankt zwischen 0 und einem Maximalwert Tmayn wobei diese Schwankung als"Torque-Ripple"oder Drehmo- mentwelligkeit bei Bestromung bezeichnet wird.

Fig. 4 zeigt eine schematische Schnittdarstellung durch einen dreiphasigen Gleichstrommotor mit einer Statorbaugruppe, die sechs elektrischen Pole 56, und entsprechend sechs Statornuten 57 aufweist, sowie eine koaxial in dieser angeordneten Rotorbaugruppe mit einem Permanent- magneten 14 mit zwei magnetischen Polpaaren 46,48. Entsprechend den drei Phasen des Gleichstrommotors sind drei Wicklungen 66,67, 68 der ersten, zweiten und dritten Phase versetzt zueinander in die Nuten 57 des Statorbleches 55 gelegt. Die Anzahl der Wicklungen pro Phase ist gleich der Anzahl der Nuten (6) geteilt durch die Anzahl der Wicklungen (3) und beträgt somit 2. Fig. 5 zeigt den zugehörigen Verlauf der von dem dreiphasigen Gleich- strommotor erzeugten Drehmomente.

Wie in Fig. 5 gezeigt, beträgt der geometrische Versatz der drei Phasen 360° elektrisch Pha- senzahl = 120° elektrisch. Bei dem dreiphasigen Gleichstrommotor entstehen somit keine Drehmomentlücken, und das Drehmoment schwankt zwischen einem minimalen und einem

maximalen Drehmomentwert T, Tmin, wodurch jedoch noch immer eine gewisse Drehmo- mentwelligkeit entsteht. Fig. 5 zeigt auch, daß in bestimmten Rotorpositionen (Atlo, At2o, At3o) die einzelnen Phasen kein Drehmoment erzeugen.

U. S. Patent 5,973, 426 beschreibt einen dreiphasigen Elektromotor, bei dem der Permanent- magnet in drei axiale Abschnitte aufgeteilt ist, die um 120° gegeneinander verdreht sind.

Zweck der beschriebenen Anordnung ist es, einen klein bauenden Motor mit hohem Wir- kungsgrad anzugeben. Mit den Problemen der Drehmomentwelligkeit oder Drehmomentlük- ken befaßt sich diese Druckschrift nicht.

WO 99/57795 beschreibt eine Motoranordnung mit zwei unabhängig voneinander arbeitsfähi- gen Motoren auf einer gemeinsamen Welle. Zweck dieser Anordnung ist es, den Motorbetrieb auch bei Störungen der Erregerschaltung aufrechterhalten zu können.

Im Stand der Technik wurde zur Reduktion des Problems der Drehmomentwelligkeit und zur Aufhebung von Rastmomenten vorgeschlagen, einen Rotor mit einem Permanentmagneten vorzusehen, dessen Pole schräg magnetisiert sind, um ein abruptes Umschalten zwischen den einzelnen Phasen zu vermeiden. Die schräge Magnetisierung der Rotorpole erzeugt jedoch einen axialen Kräfteanteil und somit einen Verlust an Drehmoment.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Elektromotor und insbesondere einen elektronisch kommutierten Gleichstrommotor anzugeben, der so aufgebaut ist, daß die Drehmomentwelligkeit verringert und die Drehmomentlücken der einzelnen Phasen aufgeho- ben werden können. Diese Aufgabe wird durch einen Elektromotor mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.

Der erfindungsgemäße Elektromotor weist einen Stator und einen Rotor auf, die zu einer Längsachse des Elektromotors koaxial angeordnet sind. Der Stator umfaßt mehrere elektri- sche Statorpole und mehrere Phasenwicklungen, und der Rotor umfaßt einen Permanentma- gneten mit wenigstens einem Magnetpolpaar, das den Phasenwicklungen zugeordnet ist. Er- findungsgemäß wird die Winkellage der einzelnen Phasen zueinander aufgehoben, indem die Phasenwicklungen und/oder der Permanentmagnet in Richtung der Rotations-oder Längsach- se des Elektromotors in mehrere axiale Abschnitte aufgeteilt werden und diese Abschnitte um

die Längsachse des Elektromotors gegeneinander verdreht werden. Gemäß einer ersten bevor- zugten Ausführungsform der Erfindung werden die Phasenwicklungen des Motors also nicht in Umfangsrichtung des Stators auf die Statorpole verteilt, sondern der Motor wird aus mehre- ren Stapeln oder"Stacks"aufgebaut, die jeweils nur eine Phasenwicklung tragen und in axia- ler Richtung hintereinander angeordnet sind. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfin- dung ist der Permanentmagnet in Richtung der Längsachse des Elektromotors in mehrere axiale Abschnitte aufgeteilt, wobei jeder Abschnitt des Permanentmagneten wenigstens ein Magnetpolpaar aufweist und die einzelnen Abschnitte um die Längsachse des Motors gegen- einander verdreht sind. Der geometrische Versatz der Winkellagen der einzelnen Motorpha- sen kann somit durch Aufteilen des Stators in mehrere axiale Statorabschnitte, die jeweils einer Phase entsprechen, und Verdrehung der Statorabschnitte oder"Stacks"zueinander oder durch Aufteilen des Permanentmagneten-des Rotors in mehrere axiale Permanentmagnetab- schnitte und Verdrehung der Permanentmagnetabschnitte und somit der magnetischen Pole der jeweiligen Abschnitte zueinander erreicht werden.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Anzahl der axialen Abschnitte des Stators gleich der Anzahl der Phasenwicklungen ist, so daß jeder Statorabschnitt jeweils eine Phasenwicklung aufweist. Vorzugsweise umfaßt der Stator zwei oder drei axiale Abschnitte entsprechend ei- nem zweiphasigen oder einem dreiphasigen Gleichstrommotor. Um eine besonders geringe Drehmomentwelligkeit zu erreichen, sollten die Abschnitte des Stators um jeweils ungefähr 180° elektrisch (Anzahl der Phasen) gegeneinander verdreht sein. Entsprechendes gilt, wenn an Stelle des Stators der Permanentmagnet in mehrere axiale Abschnitte aufgeteilt ist.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Anzahl der Nuten oder elektri- schen Statorpole gleich der Anzahl der magnetischen Pole, um einen möglichst gleichmäßi- gen Drehmomentverlauf zu erhalten.

Die Aufteilung der einzelnen Phasenwicklungen auf mehrere axiale Abschnitte hat den zu- sätzlichen Vorteil, daß eine vollständige elektrische Trennung der Phasen möglich ist, so daß keine Gegeninduktivitäten oder Streuinduktivitäten durch die gegenseitige Beeinflussung der durch die Wicklungen fließenden Ströme entstehen und der Motor insgesamt weniger störan- fällig ist. Durch eine geeignete Ansteuerung der Phasenwicklungen und eine geeignete Aus-

wahl der das Drehmoment bestimmenden Phasen ist es möglich, einen im wesentlichen glat- ten Drehmomentverlauf zu erhalten.

Die Erfindung ist im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In den Figuren zeigen : Fig. 1 eine schematische Längs-Schnittdarstellung durch einen Gleichstrommotor gemäß dem Stand der Technik ; Fig. 2 eine schematisch Querschnittdarstellung durch einen zweiphasigen Elektromotor mit vier Statornuten und einem magnetischen Polpaar gemäß dem Stand der Technik ; Fig. 3 einen Drehmomentverlauf, der durch den Motor der Fig. 2 erzeugt wird ; Fig. 4 eine schematische Querschnittdarstellung durch einen dreiphasigen Elektromotor mit sechs Statornuten und zwei magnetischen Polpaaren gemäß dem Stand der Technik ; Fig. 5 einen Drehmomentverlauf, der von dem Motor der Fig. 4 erzeugt wird ; Fig. 6 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Gleichstrommotors ohne Ge- häuse, Flansche und Lagerungen ; Fig. 7 eine ähnliche Darstellung wie Fig. 6, jedoch mit den Wicklungen für drei Phasen ; Fig. 8 eine Rotorbaugruppe einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gleichstrommotors ; Fig. 9 einen beispielhaften Drehmomentverlauf für einen zweiphasigen Gleichstrommotor gemäß der Erfindung ; Fig. 10 einen beispielhaften Drehmomentverlauf für einen dreiphasigen Gleichstrommotor gemäß der Erfindung ; Fig. 11 einen beispielhaften Drehmomenverlauf für einen dreiphasigen Gleichstrommotor gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 1 zeigt grundsätzlich den Aufbau eines elektronisch kommutierten Gleichstrommotors gemäß einer Innenläuferbauweise des Standes der Technik. Der Motor umfaßt eine Rotorbau- gruppe 6 und eine Statorbaugruppe 8. Die Rotorbaugruppe 6 weist eine Rotorwelle 10 auf, die einen Rückschlußring 12 aus einem weich magnetischen Material, wie Eisen, trägt. Auf dem Rückschlußring 12 ist ein segmentierter oder ringförmiger Permanentmagnet 14 aufgebracht.

Die Welle 10 ist in Lagern 16,18 drehbar gelagert. Die Rotorbaugruppe 6, hier mit der Ro- torwelle 10, dem Rückschlußring 12 und dem/den Permanentmagneten 14 dargestellt, befin- det sich innerhalb der Statorbaugruppe 8, dargestellt durch ein mit Wicklungen 60 versehenes Blechpaket, welches aus einer Vielzahl von Statorblechen 55 besteht. Der Stator ist mit einem Flansch 24 verbunden, wobei die Rotorbaugruppe 6 in dem Flansch 24 durch das Lager 18 und in einer Stirnkappe 20 durch das Lager 16 gelagert ist. Der Flansch 24 und die Abschluß- kappe 20 sind mit einem Motorgehäuse 4 verbunden. Der Flansch 24 dient auch zur Befesti- gung des Gleichstrommotors an einem Chassis oder dergleichen mittels der Bohrungen 32.

Fig. 1 zeigt einen Gleichstrommotor mit seinen Grundelementen gemäß dem Stand der Tech- nik ; sie dient zur Erläuterung des Hintergrunds der Erfindung.

Die Figuren 2 und 4, welche bereits beschrieben wurden, zeigen schematisch eine Quer- schnittdarstellung durch einen Elektromotor gemäß dem Stand der Technik, und die Figuren 3 und 5 zeigen die von solchen Elektromotoren erzeugten Drehmomentverläufe.

Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Gleichstrommotors mit drei axialen Statorabschnitten 70,71, 72, der Rotorwelle 10 und einem innerhalb der Stato- rabschnitte 70,71, 72 angeordneten, ebenfalls in axialer Abschnitte aufteilten Permanentma- gneten 74, der auf einem Eisenrückschlußring sitzt. Der Permanentmagnet 74 kann bei dieser Ausführungsform, wie in Fig. 6 gezeigt, in axiale Abschnitte aufgeteilt sein oder sich über die gesamte axiale Länge der Statorbaugruppe erstrecken. In Fig. 6 sind der Deutlichkeithalber das Gehäuse, Flansche und Lager weggelassen ; Phasenwicklungen 76,77 sind lediglich an- gedeutet. Fig. 7 zeigt eine ähnliche Darstellung wie Fig. 6, jedoch mit den Wicklungen 76,77, 78 für drei Phasen. Bei den in Figuren 6 und 7 gezeigten Ausführungsformen des erfindungs- gemäßen Motors sind die drei Statorabschnitte 70,71, 72 in axialer Richtung des Elektromo- tors hintereinander angeordnet und um die Rotationsachse des Motors gegeneinander um ei- nen vorgegebenen Winkel verdreht, wobei die Größe der Verdrehung abhängig ist von der

Anzahl der magnetischen Pole und der gewünschten Überlappung des Drehmomentverlaufs der einzelnen Phasen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Anzahl der Nuten der einzelnen Statorabschnitte 70,71, 72 gleich der Anzahl der magnetische Pole des zugeordneten Perma- nentmagneten 74. Die Größe der Verdrehung wird so gewählt, daß die gewünschte Überlap- pung der Drehmomente (Fig. 9, Fig. 10) entsteht. Bei einer Ausführungsform sind die Ab- schnitte des Stators um ungefähr N = 180° (Anzahl der Phasenwicklungen) gegeneinander verdreht.

Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, wobei in Fig. 8 nur die Rotorwelle 10 mit den Rotormagneten 80,81, 82 dargestellt sind, die eine Rotorbaugruppe bilden, welche in eine Statorbaugruppe (in Fig. 8 nicht gezeigt) gemäß dem Stand der Technik eingefügt werden können. Bei der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform trägt die Rotorwelle 10 drei axiale Permanentmagnetabschnitte 80,81, 82, die jeweils vier Magnetpolpaare aufweisen, welche gegeneinander verdreht sind. Die Rotorbaugruppe der Fig. 8 kann mit einer Statorein- heit gemäß der Erfindung, wie sie in den Figuren 6 und 7 dargestellt ist, kombiniert werden.

Im zuletzt genannten Fall können die axialen Magnetabschnitte 80,81, 82, die axialen Stato- rabschnitte 70,71, 72 oder beide Baugruppen gegeneinander verdreht sein. Ziel der erfin- dungsgemäßen Anordnung der axialen Statorabschnitte bzw. der axialen Rotorabschnitte ist eine gezielte Beeinflussung des erzeugten Drehmomentverlauf derart, daß sich die Drehmo- mentkurven der einzelnen Phasen so überlappen, daß Drehmomentlücken aufgehoben und die Drehmomentwelligkeit reduziert werden.

Fig. 9 zeigt den Drehmomentverlauf für einen zweiphasen Gleichstrommotor gemäß der Er- findung, wobei angenommen wird, daß die axialen Statorabschnitte jeweils vier Nuten und der Permanentmagnet zwei Polpaare aufweisen. Bei der im Fig. 9 gezeigten Ausführungsform sind die Statorabschnitte und somit die zugehörigen Phasen so gegeneinander verdreht, so daß sich der Drehmomentverlauf der einzelnen Phasen, im Vergleich zu Fig. 3, überlappt. Wenn der zweiphasige Gleichstrommotor mit dem in Fig. 9 gezeigten Drehmomentverlauf so ange- steuert wird, daß die Phasen im Bereich der Überlappung umgeschaltet werden, kann im Er- gebnis ein glatter Drehmomentverlauf, ohne Drehmomenteinbruch und ohne Drehmoment- welligkeit erzeugt werden. Wenn ein ausreichend großer Überlappungsbereich vorgesehen

wird, wird der Motor im Betrieb zusätzlich unempfindlich gegen geringfügige Verschiebun- gen des Schaltzeitpunktes sein. Dies gilt für einen zweiphasigen Gleichstrommotor im unipo- laren Betrieb, d. h. wenn immer nur eine Phasenwicklung bestromt wird. Im bipolaren Betrieb könnte das Drehmoment des Motors noch erhöht werden, indem die Drehmomente der Phase 1 und der Phase 2 addiert werden. In diesem Fall würde zwar eine Drehmomentwelligkeit, jedoch auf keinen Fall eine Lücke im Drehmomentverlauf erzeugt werden.

In Fig. 9 erkennt man, daß ohne geeignete Umschaltung der Phasen, Phase 1 und Phase 2, noch eine Drehmomentlücke zwischen dem Abfall der Phase 2 und dem Anstieg der Phase 1 entsteht. Diese Lücke kann durch das Vorsehen eines dritten Statorabschnitts oder"Stacks"in einem dreiphasigen Gleichstrommotor gemäß der Erfindung geschlossen werden.

Fig. 10 zeigt einen beispielhaften Drehmomentverlauf für einen dreiphasigen Gleichstrom- motor mit drei axialen Statorabschnitten gemäß der Erfindung. Bei diesem Beispiel sei ange- nommen, daß jeder Statorabschnitt sechs Statornuten und der Permanentmagnet drei Magnet- polpaare aufweist. Die Statorabschnitte, die jeweils einer Phasen entsprechen, sind um 120° gegeneinander verdreht.

Zu Erzeugung des in Fig. 10 gezeigten Drehmomentverlaufs sind die einzelnen axialen Stator- abschnitte und somit die Phasen genau um 120° versetzt, so daß keine Überlappung der Drehmomentkurven der einzelnen Phasen entsteht. Sofern die Schaltzeitpunkte zum Um- schalten der einzelnen Phasen exakt eingehalten werden, ergibt sich ein glatter Drehmoment- verlauf, ohne Drehmomentlücke und ohne Drehmomentwelligkeit. Man erkennt aus der Dar- stellung der Fig. 10 jedoch, daß dann, wenn Fehler in den Schaltzeitpunkten auftreten, eine geringe Drehmomentwelligkeit entstehen wird. Eine Drehmomentwelligkeit könnte sich auch daraus ergeben, daß der Verlauf der Drehmomentkurven in der Praxis nicht exakt der Dar- stellung der Fig. 10 entspricht, sondern daß die ansteigenden und abfallenden Flanken der einzelnen Phasen weniger steil sind.

Dieses Problem kann dadurch gelöst werden, daß die einzelnen axialen Statorabschnitte und somit die Phasen um weniger als 120° verdreht werden, so daß wiederum eine Überlappung der Drehmomentkurven der einzelnen Phasen entsteht. Dies ist in Fig. 11 gezeigt. Durch eine geeignete Ansteuerung der Phasen des dreiphasigen Gleichstrommotors und insbesondere

durch Umschalten der Phasen jeweils im Überlappungsbereich kann ein glatter Drehmoment- verlauf ohne Drehmomentlücken erzeugt werden. Aufgrund der Überlappung der einzelnen Phasen ist sichergestellt, daß geringfügige Schaltzeitfehler beim Umschalten der einzelnen Phasen sich auf den Drehmomentverlauf nicht auswirken.

Wie in Fig. 11 gezeigt, entsteht durch die Verschiebung der Phasen eine Lücke, die jedoch durch geeignete Ansteuerung der einzelnen Phasenwicklung ausgeglichen werden kann. Dar- über hinaus könnte diese Lücke durch das Hinzufügen einer weiteren Phase geschlossen wer- den.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen von Bedeutung sein.

Bezugszeichenliste Motorgehäuse/Gehäuse 4 Rotorbaugruppe 6 Statorbaugruppe 8 Rotorwelle 10 Rückschlußring 12 Permanentmagnet 14 Lager 16,18 Stirnkappe 20 Flansch 24 Bohrungen 32 Magnetisches Polpaar 42,44 Magnetische Polpaare 46,48 Statorblech 52 ; 55 Elektrische Pole 53 Statornuten 54 Pole 56 Statornuten 57 Phasenwicklungen 60,62, 64,66, 67,68 Statorabschnitte 70,71, 72 Permanentmagnet 74 Phasenwicklungen 76,77, 78 Permanentmagnetabschnitte 80,81, 82