Die vorliegende Arbeit entstand in den Jahren 1973 - 1977 im Rahmen des Forschungsschwerounktes "Elektrische Kleinantriebe" der Gesamthochschule Paderborn im Labor fur Elektrische Klein antriebe des Fachbereiches Nachrichtentechnik der Hochschul abteilung in Meschede als Fortsetzung fruherer Arbeiten, die im Bereich Kleiner Leistungen durchgefuhrt wurden. Fur die groBzugige finanzielle Forderung des Projektes durch den Minister fur Wissenschaft und Forschung des Landes Nordrhein Westfalen sind wir sehr dankbar. Wesentlichen Anteil an der Durchfuhrung der experimentellen Arbeiten hatten Herr Ing. (grad. ) Schroll und insbesondere die Herren Ing. (grad. ) Gretsch und Ing. (grad. ) Bruffer, denen wir fur ihre wertvolle Mitarbeit besonders danken. Wir wurden uns freuen, wenn das beschriebene Antriebselement bald Eingang in die Technik finden wurde. Meschede, Marz 1978 Jurgen Draeger Helmut Moczala Inhaltsverzeichnis VIII Verzeichnis der Formelzeichen 1. Elektrische Kleinstmotoren 1. 1 Funktionsprinzipien elektrischer Kleinstmotoren 1 1. 2 BUrstenlose Gleichstrom-Kleinstmotoren 3 2. Wirkungsweise des Einstrangmotors 7 2. 1 Prinzip des Einstrangmotors 8 2. 2 Selbstandiger Anlauf 8 2. 3 Pendelmomente 10 2. 4 Probleme bei Einstrangmotoren groBerer Leistung 12 2. 4. 1 Materialeinsatz 12 2. 4. 2 Kommutierung 12 2. 4. 3 Anlaufstrom 12 2. 5 Stand der Technik bei Bezinn des Forschun- projektes 13 3. Berechnung und Optimierung 13 3. 1 Voraussetzungen und Annahmen 13 3. 2 Wicklung und Wicklungsfaktor 15 3. 3 Bestimmung der Luftspaltinduktion 17 3. 3. 1 Radial magnetisierter Laufer 17 3. 3. 2 Oiametral magnetisierter Vollkernlaufer 19 3. 3. 3 Oiametral magnetisierter Schalenmagnetlaufer 21 3.

Inhalt

Elektrische Kleinstmotoren.- 1.1 Funktionsprinzipien elektrischer Kleinstmotoren.- 1.2 Bürstenlose Gleichstrom-Kleinstmotoren.- 2. Wirkungsweise des Einstrangmotors.- 2.1 Prinzip des Einstrangmotors.- 2.2 Selbständiger Anlauf.- 2.3 Pendelmomente.- 2.4 Probleme bei Einstrangmotoren größerer Leistung.- 2.5 Stand der Technik bei Beginn des Forschungsprojektes.- 3. Berechnung und Optimierung.- 3.1 Voraussetzungen und Annahmen.- 3.2 Wicklung und Wicklungsfaktor.- 3.3 Bestimmung der Luftspaltinduktion.- 3.4 Berechnung des Ständerwicklungsstroms.- 3.5 Berechnung des Drehmoments.- 3.6 Besonderheiten des genuteten Ständers.- 3.7 Pendelmomente durch weich- und dauermagnetische Pole.- 3.8 Wirkungsgrad.- 3.9 Optimierung.- 3.10 Materialeinsatz.- 4. Elektronische Schaltung.- 4.1 Anforderungen.- 4.2 Prinzipschaltung.- 4.3 Stellungsindikatoren.- 4.4 Endstufe.- 4.5 Impulsbreitensteuerung.- 4.6 Drehzahlregelung.- 4.7 Anschluß an das Wechselstromnetz.- 5. Grenzen von Einstrangmotoren.- 5.1 Drehzahl und Wicklungsinduktivität.- 5.2 Zusatzmomente und Anlauf.- 5.3 Elektronische Bauelemente.- 5.4 Dauermagnetisches Material.- 5.5 Schwingungs- und Geräuschverhalten.- 6. Untersuchungen an ausgeführten Einstrangmotoren.- 6.1 Mustermotor EM1 (51 mm Läuferdurchmesser).- 6.2 Mustermotor EM9 (34,4 mm Läuferdurchmesser).- 6.3 Mustermotor EM3 (34,4 mm Läuferdurchmesser).- 7. Anwendungen von Einstrangmotoren.- 7.1 Grenzen der Anwendung.- 7.2 Anwendungsbeispiele.- 8. Entwicklungstendenzen.- 8.1 Entwicklungen am Motor.- 8.2 Entwicklungen an elektronischer Schaltung.- Bildanhang.- Schrifttum.