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Anwendung der Theorie der Oberwellendrehfelder auf permanentmagnetische Schrittmotoren mit kleinem Schrittwinkel

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Archiv für Elektrotechnik Aims and scope Submit manuscript

Übersicht

Die Wirkungsweise der meist angewandten Bauart von permanentmagnetischen Schrittmotoren mit kleinem Schrittwinkel wird mit der Theorie der Oberwellendrehfelder erklärt. Eine allgemeine Beziehung für die möglichen Nutzahlen von Stator und Rotor wird entwickelt. Mit dieser lassen sich der Schrittwinkel und das Verhältnis von Drehzahl zu Speisefrequenz berechnen sowie die Induktivitäten und Einsenverluste abschätzen. Darauf aufbauend werden Hinweise für die Auslegung der Ansteuerung gegeben. Für die beschriebene Schrittmotorenbauart wird die Bezeichnung “Oberwellen-Schrittmotor” vorgeschlagen.

Contents

The principle of operation of permanent magnet stepping motors with small step angles is explained by employing the theory of rotating field harmonics. A general correlation for suitable numbers of stator and rotor slots is developed making it possible to calculate the step angle and the ratio of speed to input frequency as well as to estimate the inductances and iron losses. Based on these results suggestions for the design of drive circuits are given. It is proposed to indicate the described type of stepping motor as „harmonic stepper”.

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Abbreviations

b :

Luftspaltinduktion

B :

Amplitude der Luftspaltinduktion

f :

Speisefrequenz

I :

Strangstrom

k C :

Carterscher Faktor

L :

Induktivität

l i :

ideelle Ankerlänge

m :

Strangzahl

M :

Drehmoment

n :

Drehzahl

N :

Nutzahl

p :

Polpaarzahl

q :

Lochzahl

s :

Schlupf

t :

Zeit

U p :

Polradspannung

U S :

Statorspannung

w :

Windungszahl

γ:

elektrischer Winkel

Γ:

räumlicher Schrittwinkel

δ:

Luftspalt

ϑ:

Durchflutung

Θ:

Amplitude der Durchflutung

ϑ pv :

Polradwinkel

κ, ν, ν′:

Ordnungszahlen

λ :

spezifischer magnetischer Leitwert

Λ :

Leitwertamplitude

Λ 0 :

Mittelwert des spezifischen magnetischen Leitwertes

μ :

Ordnungszahl der 1. Leitwertwelle

μ 0 :

Permeabilität des Vakuums

ζ:

Wicklungsfaktor

σ:

Streufaktor

τ p :

Polteilung

Ψ:

Flußverkettung

ω:

Kreisfrequenz

l:

Grundwelle

d:

bezogen auf died-Achse

g:

gegenlaufend

h:

Haupt-

m:

mitlaufend

q:

bezogen auf dieq-Achse

R:

Rotor

S:

Stator

κ, ν, gn′:

bezogen auf die Oberwelle der Ordnungszahl κ, ν, ν′

μ:

bezogen auf die 1. Leitwertwelle

σ:

Streu-

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Authors and Affiliations

  1. Institut für Elektrische Energiewandlung, Technische Hochschule Darmstadt, Schloßgraben 1, D-6100, Darmstadt, Bundesrepublik Deutschland

    G. Pfeiffer Dozentin

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  1. G. Pfeiffer Dozentin
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Die Verfasserin dankt Herrn Prof. Dr.-Ing. E. Andresen und der Deutschen Forschungsgemeinschaft für die Förderung dieser Arbeit.

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Pfeiffer, G. Anwendung der Theorie der Oberwellendrehfelder auf permanentmagnetische Schrittmotoren mit kleinem Schrittwinkel. Archiv f. Elektrotechnik 58, 161–166 (1976). https://doi.org/10.1007/BF01579717

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  • DOI: https://doi.org/10.1007/BF01579717

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