DE2252922A1 - Elektrische dauermagnetmaschine - Google Patents
Elektrische dauermagnetmaschineInfo
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Description
f'ofenrqnwc'lt
K O Γ ' A >"' ;- /-j ς ö -'" ' · -
K O Γ ' A >"' ;- /-j ς ö -'" ' · -
O-8023 Münch'j.) - :Ju!!ach '
v.Iw/sta - 4539 München-Pullach, den 27* Okt. 1972
THE UNIVERSITY OF SOUTHAMPTON, Highfield, Southampton, England
; Elektrische Dauermagnetmaschine
Die Erfindung betrifft eine umlaufende Wechselstromsynchronmaschine
mit einem Drehfeld und mit Dauermagneterregung. Man hat bereits vorgeschlagen, diese Art von Maschinen zu bauen, wobei
Dauermagnete in den Schlitzen oder auf andere Weise in den
Stapeln von Blechpaketen, die Polteile formen, eingebettet
sind, und es ebenso bekannt ist, einen derartigen Motor als
selbstanlassenden Motor auszuführen, indem man den Läufer in
einen Käfig von Leitern schließt, u. zw.. unter Formung eines
Kurzschlußläufers wie bei einem Induktionsmotor.
Stapeln von Blechpaketen, die Polteile formen, eingebettet
sind, und es ebenso bekannt ist, einen derartigen Motor als
selbstanlassenden Motor auszuführen, indem man den Läufer in
einen Käfig von Leitern schließt, u. zw.. unter Formung eines
Kurzschlußläufers wie bei einem Induktionsmotor.
Es ist Ziel der vorliegenden Erfindung, eine derartige Maschine
zu verbessern, und insbesondere, sie hinsichtlich ihrer Fähigkeit
beim Auftreten einer hohen Trägheitsbelastung zu starten, unter Verwendung einer neuartigen Konstruktionsform des
Läufers.
Läufers.
Nach der vorliegenden Erfindung wird ein Dauermagnetläufer für eine Wechselstrommaschine vorgeschlagen, wie beispielsweise
einen Synchronmotor oder Generator, bestehend aus einem allgemein zylindrischen Teil mit.einer Anzahl von einheitlich umfangsmäßig im Abstand angeordneten Schlitzen, die sich vom
Außenumfang nach innen zu erstrecken, um Polteile zwischen ihnen zu formen und um Dauermagnete aufzunehmen; jeder Schlitz
enthält einen oder mehrere Magnete, die örtliche Pole mit entgegengesetzter Polarität vorsehen, u. zw. einen auf jeder
einen Synchronmotor oder Generator, bestehend aus einem allgemein zylindrischen Teil mit.einer Anzahl von einheitlich umfangsmäßig im Abstand angeordneten Schlitzen, die sich vom
Außenumfang nach innen zu erstrecken, um Polteile zwischen ihnen zu formen und um Dauermagnete aufzunehmen; jeder Schlitz
enthält einen oder mehrere Magnete, die örtliche Pole mit entgegengesetzter Polarität vorsehen, u. zw. einen auf jeder
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Seite des Schlitzes über eine verminderte Umfangszone des Läufers,
wobei auch jeder einen 'Fluß nach außen richtet, u. zw. in allgemein radial verlaufender Richtung.
Bei der Verwendung in einem Fotor wirken die örtlichen Pole,
die durch die Magnete an den Seiten der Schlitze vorgesehen werden, mit dem sich drehenden Magnetfeld eines umgebenden
Stators zusammen, wobei sich Kräfte ergeben, durch die die Magnete dem Feld folgen. Gleichzeitig versuchen die Polteile
zwischen den Schlitzen, sich selbst mit dem sich drehenden magnetischen Feld in Lagen minimaler Reluktanz auszurichten,
so daß als Folge die Polteile sich mit dem Feld drehen. Der Läufer dreht sich daher unter dem Einfluß zweier Wirkungen, .
von denen die eine die Dauermagnetmotorwirkung der örtlichen
Pole ist und die andere die Reluktanzmotorwirkung der Polteile. "Die kombinierte Wirkung dieser zwei Einflüsse ist dafür
verantwortlich, daß der Motor die Fähigkeit erhält, auch bei Entgegenwirken einer hohen Trägheitslast zu starten, u. zw.
verglichen mit reinen Reluktanz- oder Permanentmagnetmotoren.
j Die in den Schlitzen enthaltenen Magnete können so orientiert
werden, daß deren Pole die genannten örtlichen Pole am Umfang des Läufers sind. Ss können beispielsweise zwei Magnete in
jedem Schlitz vorgesehen sein, so daß die magnetische Achse jedes Magnets sich in einer allgemein radialen Richtung erstreckt,
und die Magnete auf gegenüberliegenden Seiten des Schlitzes angeordnet sind und entgegengesetzte Polaritäten
aufweisen* jedoch die Anordnung so getroffen ist, daß jedes Polteil von zwei Magneten gleicher Polarität flankiert ist.
Anstatt zweier Magnete kann auch nur ein einzelner in jedem Schlitz vorhanden sein, der jedoch so magnetisiert ist, daß
seine zwei Pole an umfangsmäßig im Abstand angeordneten Stellen
seiner äußeren Fläche gelegen sind, d. h. an der Außenseite des Läufers, so daß al30 der Fluß nach außen gelenkt
wird. Der einzelne Magnet kann beispielsweise eine Hufeisenform haben, wobei die Krümmung bzw. der Krümmungsabschnitt
zuinnerst gelegen ist, und die Schenkel des Hufeisenmagnetes
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nach, außen zu gerichtet verlaufen. Es ist jedoch nicht wesentlich,
daß der Magnet äußerlich die Form eines Hufeisenmagneten hat, da auch die Möglichkeit besteht, daß dieser die Form
eines einfachen Rechtecks oder Segmentblocks aufweist, wobei jedoch die Magnetisierung des Magnets so vorgenommen ist, daß
die Hauptzonen des Austritts des Flusses an umfangsmäßig einen Abstand aufweisenden Stellen an seiner äußeren Fläche gelegen
sind, also dann nicht 'mehr an zwei umfangsmäßig einen Abstand
aufweisenden Enden, d. h. den Enden, welche an die Seiten der benachbarten Polteile angreifen.
Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, anstatt die Magnete so auszurichten, daß deren Pole am Umfang des Läufers gelegen
sind, die Magnete mit Magnetschuhen auszustatten, die zumindest teilweise magnetisch von den Polschuhen isoliert sind,
und in welchen die Magnete die genannten örtlichen Pole am Umfang des Läufers induzieren. Es kann beispielsweise ein Magnet
in jedem Schlitz so angeordnet sein, daß seine magnetische Achse tangential zum Läufer verläuft, und sich dabei ein magnetischer
Schuh nahe jedem Pol befindet, der sich radial zum Läufer erstreckt. Die magnetischen Schuhe können vom Läufer
getrennt ausgebildet sein oder können aus Abschnitten des Läuferkörpers an den Seiten der Schlitze geformt sein, welche Abschnitte
teilweise magnetisch von dem Übrigen des Läuferkörpers durch die in diesem ausgebildeten Schlitze isoliert sind.
Eine magnetische Isolation der Schuhe und des Läufers vermindert die Querdurchflutungspermeanz des Läufers, was zu einer
besseren Ausführungsform des Laufers beiträgt.
In bevorzugter Weise weist der Läufer einen Doppelkäfig (squirrel cage) auf, wie er an sich bekannt ist, um das Anlaßdrehmoment
durch eine Induktionsmotorwirkung vorzusehen.
Auch der Läufer besteht in bevorzugter Weise aus einem sich in axialer Richtung erstreckenden Stapel aus scheibenförmigen
Ein-otück-Lamellierungen, deren Ebenen senkrecht zur Drehachse
verlaufen. Diese Konstruktion bietet in der Praxis
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bedeutende Vorteile, da durch sie eine mechanische Festigkeit sichergestellt wird, ohne daß man sich dabei auf den Doppelkäfig
verlassen braucht, daß dieser das Eisen des Läufers zusammenhalt, und auch die Möglichkeit besteht, Eisen mit hoher
Qualität zu verwenden, welches man bereits in Blechform erhalten kann. Der "Doppelkäfig oder Kurzschlußkäfig kann durch Eingießen
einer Legierung, beispielsweise einer Aluminiumlegierung, in die Schlitze vorgesehen werden, die zur Aufnahme von
Stäben am Umfang der Segmente vorgesehen sind, wobei 3ich auch gleichzeitig Kurzschlußendringe formen lassen. Gemäß einer anderen
Möglichkeit können die Stäbe auch aus Kupfer oder aus einem anderen leitenden Material bestehen, die dann in die
Schlitze eingeschoben werden und durch die Sndringe verbunden werden.
Wenn der Kurschlußkäfig durch Gießen hergestellt wird, werden die Magnete durch Aluminiumteile in Lage gehalten, die gleichzeitig
mit dem Käfig gegossen werden, wobei man auch ein Klebemittel anwenden kann, um die Magnete während des Gießprozesses
festzuhalten. Wenn der Kurzschlußkäfig aus Kupferstäben hergestellt wird, werden die Magnete durch Kupferstäbe oder
durch Kombination auo Kupferstäben und einem Klebemittel in Lage gehalten, wobei das Klebemittel beispielsweise Epoxyharz
sein kann und dazu verwendet werden kann, um die Magnete an dem Kern zu fixieren.
Die Magnete sind aus einem Material hergestellt, welches eine hohe Koerzitivkraft aufweist und aus einer keramischen oder
Metallmischung bestehen kann, oder aus einer Mischung aus Ferritpuder,
welcher durch Gummi oder Harz gebunden i3t. Die Magnete werden normalerweise vor ihrer Anordnung magnetisiert,
es ist jedoch möglich, eine Läuferwicklung zu verwenden, um die Magnete zu magnetisieren oder um den Magnetisierungswert
in ihnen einzustellen.
Die Welle wird normalerweise aus magnetischem Material zusammengesetzt,
wie beispielsweise Stahl, es kann jedoch auch
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eine nicht magnetische Welle verwendet werden.
Ein mit einem Läufer des beschriebenen Typs ausgestatteter Motor
arbeitet nicht nur als Synchronmotor während des stetigen Laufs, sondern arbeitet ebenso als Induktionsmotor beim Anlassen
und bei Geschwindigkeitsübergangszuständen. Experimentelle Versuche bei einer Prototypmaschine haben gezeigt, daß eine
derartige Ausführungsform einem Motor mit irgendeinem vergleichbaren
"Rotor überlegen ist.
V/eitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
unter Hinweis auf die Zeichnung. 3s zeigt:
Fig. 1 eine Draufsicht, teilweise im Schnitt, u. zw. in Richtung der Achse einer Ausführungsform des Läufers,
die zwei Magnete in jedem Schlitz aufweist;
Fig. 2 eine Darstellung ähnlich derjenigen von Fig. 1, jedoch einer abgewandelten Ausführungsform des
Läufers;
Fig. 3, 4 und 5 ähnliche Darstellungen, jedoch von anderen
Ausführungsformen des Läufers, wobei
ein Magnet in jedem Schlitz angeordnet ist; und
Fig. 6 und 7 Querschnittsdarstellungen noch weiterer Ausführungsformen
eines Läufers, die magnetische Schuhe nahe den Seiten jedes Schlitzes
aufweisen.
Der in Fig. 1 veranschaulichte Läufer weist vier Pole auf.
Der Hauptabschnitt des Läufers besteht aus einem Stapel von
scheibenförmigen Lamellierungen 1, deren Ebene senkrecht zur Drehachse verläuft, und von denen jede eine mittlere öffnung
aufweist, so daß die Lamellierungen auf einer Läuferwelle 2
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~* D ■"
angeordnet werden können. Jede Lamellierung weist vier Schlitze 3 auf, die sich, vom Außenumfang ausgehend, nach innen zu
erstrecken, so daß Polteile 4 zwischen ihnen geformt werden, und diese Schlitze jeweils Paare von Dauermagneten 5 aufnehmen
können. Bei diesem Fall ist jeder Magnet sehr einfach geformt, d.h. er weist einen rechteckigen Querschnitt auf, so daß ein
derartiger Magnet billig und einfach hergestellt werden kann. Jeder Magnet ist in der angezeigten Weise magnetisiert, so daß
die magnetische Achse, die gegenüberliegende Nord- und Südflächen verbindet, sich nahezu radial verlaufend erstreckt, u.
zw. relativ zur Drehachse. Es können Keramik-Magnete verwendet werden, obwohl jedoch auch andere magnetische Materialien mit
hoher Koerzitivkraft verwendet werden können. Wie sich erkennen läßt, weisen die zwei Magnete in jedem Schlitz eine Polarität
auf, die entgegengesetzt verläuft. Die Magnete auf gegenüberliegenden Seiten jedes Polteiles 4 weisen die gleiche
Polarität auf. Daher weisen jedes Polteil und sein benachbarter Magnet eine Polarität auf, und das benachbarte Polteil und
dessen Magnet v/eisen eine entgegengesetzt gerichtete Polarität
auf.
Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Magnete durch einen Überzug aus einem Klebemittel in Lage gehalten, welches auf
der Seite nahe dem Polteil und bei den Kupferkeilen 6 aufgetragen ist. Diese Keile sind mit den Kupferringen 7 durch
Hartlöten, Löten oder auf andere Weise verbunden, wobei diese Endringe 7 zusammen mit Kupferstäben 8 einen Kurzschlußkäfig
formen, bzw. die Kupferstäbe 8 ebenfalls mit den Endringen 7 verbunden sind. Die Keile 6 dienen als Teil des Kurzschlußkäfigs
und auch dazu, die Magnete in Lage zu halten. Zwischen jedem Keil und dem zugeordneten Magnet sind dünne Asbeatbleche
oder -blätter 9 vorgesehen, die auf beiden Seiten vermittels eines Klebemittels aufgezogen sind. Zusätzlich zur Funktion,
die Magnete zu sichern bzw. festzuhalten, dienen die Asbestblätter auch dazu, die Magnete gegen eine übermäßige Erwärmung
zu schützen, die in dem Kupfer, beispielsweise während eines Hartlötvorganges an der Anordnung, entstehen kann.
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In diesem Fall sind zwei Magnete.in jedem Schlitz angeordnet.
Sie liegen an dem magnetischen Material der Lamellierungen 1 an, um einen magnetischen Hückführpfad vorzusehen. Für eine
wirkungsvolle Konstruktion ist es erforderlich, daß die radial innen liegenden Enden der Magnete gut an den' Lamellierungen
anliegen bzw. ansitzen. Die außen gelegenen Enden lenken
den Fluß vorwiegend in radialer Richtung nach außen über den Spalt zwischen dem Läufer und dem diesen umgebenden Stator
(nicht gezeigt).
15Ig. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel nach der Erfindung.
Auch hier sind die Dauermagnete einfach geformt, d. h. sie haben die G-estalt eines einfachen Blocks, sie werden jedoch
durch einen Matrizenguß-Aluminiumlegierungskäfig 6' in Lage gehalten, mit welchem Käfig.auch die Kurzschlußläuferstäbe
81 gleichzeitig hergestellt werden. Die Läuferlameliierungen
1, die Welle 2, die Nuten oder Schlitze 3 und die Magnete
5 sind die gleichen wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1. Eine dünne Schicht aus einem Klebemittel auf den Seiten
der Magnete dient dazu, diese an den Seiten der Polteile " während des G-ießprozesses zu befestigen. Dünne Asbestschichten
91 verhindern, daß die Hitze der geschmolzenen Legierung
das magnetische Material zerstört. Ein kleiner Abschnitt des Materials 10, welches aus Harz oder einem gebundenen Material
bestehen kann, dient dazu,' die Magnetflächen zu schützen, und dient dazu, die Läuferfläche glatt zu gestalten. Dieses Material
kann magnetisch sein und kann z. B. aus einem gummigebundenen
magnetischen Material bestehen.
Der Matrizengießvorgang dient auch dazu, die Schlitze mit einer Legierung 61 aufzufüllen, womit die Magnete in Lage gehalten
werden, um die Käfigstäbe 8' und um auch die Endringe 7' zu formen. Wenn erforderlich, 30 können Kühlrippen an
den Sndringen ausgebildet werden, um den Kühlkreislauf des Läufers zu verbessern.
Die Notwendigkeit nach einem guten Sitz bzw. guter Anpassung
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zwischen den innen liegenden Enden der Magnete und den Schichtungen,
um also einen magnetischen Rückführpfad vorzusehen, kann dadurch vermieden werden, indem man eine etwas kompliziertere
Form für die Magnete wählt, wie sie in Fig. 3 veranschaulicht ist.
Die LäuferSchichtungen 1 und die Welle 2 sind genau wie bei
dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel ausgebildet. Die Nuten oder Schlitze 3' weisen jedoch eine unterschiedliche Form auf,
um einen einzelnen Dauermagneten 5' aufzunehmen. Die Magnete sind einstückig ausgebildet bzw. sie bestehen aus einem einzigen
Teil und weisen grundsätzlich die Form eine3 Hufeisens auf und sind magnetisch so polarisiert, wie dies gezeigt ist, so
daß die Pole an den Enden der zwei Schenkel des Magnets den magnetischen 17IuS vorwiegend nach außen zum Stator hin (nicht
gezeigt) lenken. Der magnetische Fluß hat nun einen Weg durch den Magnetkörper selbst, was bedeutet, daß ein guter Sitz am
inneren Ende des Magneten nicht erforderlich ist.
In diesem Ausführungsbeispiel weist der Läufer einen Kupfer-Kurzschlußkäfig
auf. Die Käfigstäbe 8 sind mit den Endringen verbunden, und die Kupferkeile 6 halten die Magnete in Lage
wie bei Fig. 1. Dünne Asbestblätter 9 sind zwischen den Keilen und den Magneten angeordnet, um die Magnete gegen eine übermäßige
Hitze zu schützen, die während des Zusammenbaus erzeigt werden kann.
Fig. 4 veranschaulicht eine abgewandelte Konstruktion unter Verwendung der gleichen Magnete. Die Lauferlameliierungen 1,
die Welle 2 und die Schlitze oder Nuten 3 sind wie in Fig. 3 ausgebildet. Der Käfig ist jedoch hier durch Matrizenguß hergestellt.
Klebeschichten 11 halten die Magnete 5' während des Matrizengußprozesses in Lage. Dünne Asbestblätter 9" schützen
die Magnete gegen eine Hitze, die bei diesem Prozeß entsteht. Der Legierungsguß füllt die Schlitze oder Nuten aus, so daß
die Magnete in Lage gehalten werden, und formt ebenso die Käfigstäbe 8' und die Endringe 71. Auch hier können Kühlrippen
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ausgebildet werden, wenn dies erforderlich ist.
Bei der Verwendung von einstückigen Magneten in jedem Schlitz
können zusätzliche Flußbarrieren vorgesehen werden, um die Ausführung des Läufers zu verbessern, wie dies in Pig. 5 veranschaulicht
ist. Die Lauferlamellierunge'n 1 und die Welle 2 sind wie zuvor ausgebildet. Die Schlitze oder Nuten 3" sind so
gestaltet, daß sie Dauermagnete 5" aufnehmen können, die in der gezeigten Weise polarisiert sind. Die Magnete weisen keine
Berührung mit dem Eisen des Läufers auf, da Flußsperren 12 vorgesehen sind. Diese dienen dazu, die Querdurchflutungspermanenz
zu reduzieren, und tragen zur Verbesserung der Ausführung bei. Der gezeigte Läufer weist einen angefertigten Kupferkäfig
auf, wobei die Käfigstäbe 8" mit den Endringen 7" verbunden sind. Die Magnete werden durch Klebemittel in Lage
gehalten, welches in den Flußbarrieren enthalten ist, die aus Epoxyharz bestehen. Wenn es gewünscht wird, können Kupferstäbe
(nicht gezeigt) in einem zentral gelegenen Schlitz 13 in
den Magneten angeordnet werden und können mit den Endringen (nicht gezeigt) verbunden werden. Es. sei hervorgehoben,
daß die Magnete gemäß Fig. 5 ebenfalls grundsätzlich Hufeisenform haben, wobei die Krümmungsabschnitte zuinnerst gelegen
sind, und die Schenkel allgemein radial nach außen ragen, so daß die zwei Pole an umfangsmäßig im Abstand zueinander gelegenen
Stellen der radial außen gelegenen Fläche des Magnets gelegen sind.
Fig. 6 veranschaulicht einen Läufer, bei dem ein Paar von Margnetschuhen 13' vorgesehen ist, u. zw. an den Seiten jedes
Schlitzes oder jeder Nut 31'' in dem lamelliert aufgebauten
Läuferkörper 1. Ein einzelner Dauermagnet 511S der in tangentialer
!dichtung zur Drehachse magnetisiert ist, ist in jeder Nut oder jedem Schlitz 3''' angeordnet, und der Schuh jedes
Paares greift an gegenüberliegenden Enden des Magnets an und weist radial nach außen zeigende Flächen H auf, in welchen
ein entsprechendes Polpaar durch den Magnet induziert wird, wie dies gezeigt ist.
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Jeder Magnet 5'' ' weist eine einfache Form auf, d. h. er "besitzt
einen rechteckigen Querschnitt, so daß er einfach hergestellt werden kann, wobei die Schuhe 13 so geformt sind, daß
3ie in einer guten Anpassung an die Enden des Magnets anliegen und sich dabei nach außen zu divergierend erstrecken, u. zw.
parallel zu benachbarten Seiten des Schlitzes 3111» u. zw. bis
zu den außen liegenden bzw. nach außen weisenden Flächen 14 an den äußeren radialen Enden. Die Schuhe sind auch mit Schulterabschnitten
ausgestattet, durch die der Magnet in dem Schlitz in Lage gehalten wird, und darüber hinaus ist die ganze Anordnungaus
Magnet und Schuh mit Hilfe einer Klebeschicht 12'·'
in lage gehalten bzw. befestigt, welche Schicht z. B. aus Epoxyharz
bestehen kann und alle Seiten des Schlitzes bedeckt. Diese Schicht 12'·' dient auch dazu, den Magneten und den Magnetschuh
im Abstand von den Seiten des Schlitzes in Lage zu halten, um also als "Flußbarriere zu wirken, die den magnetischen
Fluß in radialer Richtung lenkt und dadurch die Querdurchflutungspermeanz
reduziert und die Konstruktion verbessert .
Fig. 7 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform eines Läufers
mit einem Paar von Magnetschuhen 13» wobei jedoch bei dieser Anordnung die Schuhe durch Abschnitte des schichtmäßig
aufgebauten Läuferkörpers 1 gebildet sind, u. zw. an den Seiten der Schlitze oder Nuten 31 ' ' · Radial verlaufende Schlitze
15 und kurze tangential verlaufende Schlitze 16 sind in
den Lamellierungen ausgebildet, um die Grenzen der Schuhe 13 vorzusehen. Diese Schlitze 15, 16 wirken als Flußsperren oder
-barrieren, die magnetisch die Schuhabschnitte 13 gegenüber
dem übrigen Läuferkörper isolieren und den magnetischen Fluß in radialer Richtung führen, wodurch die Querdurchflutungspermeanz
reduziert wird, und die Konstruktion in der gleichen Weise verbessert wird, wie dies durch die Schicht 12' ·' bei
dem Läufer gemäß Fig. 6 der Fall ist.
Die Schlitze 15 und 16 werden in bevorzugter Weise zur gleichen Zeit mit den Umfangsschlitzen hergestellt, welch letztere
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die Leiter 811' des Kurzschlußkäfigs aufnehmen, u. zw. kann
dies durch einen einfachen Stanzvorgang erfolgen. Es wird dann Aluminium in diese Schlitze gegossen. Der Kurzschlußkäfig wird
in bevorzugter Weise ebenfalls durch einen Aluminiumguß bzw. durch Eingießen von Aluminium in die Öffnungen 8I!I hergestellt,
wobei dies gleichzeitig mit dem Eingießen von Aluminium in die Schlitze 15 und 16 durchgeführt wird. Auf diese
'.Veise läßt sich die Konstruktion des Läufers einfach gestalten
.
Jeder Magnet weist eine einfache Form auf', d. h. er besitzt
einen rechteckigen Querschnitt, und seine tangential verlaufenden Seiten sind gut an die Seiten des Schlitzes oder der
Hut angepaßt. Die Magnete werden dadurch in den Nuten festgehalten, indem man Material 6'1', beispielsweise Aluminium, in
die äußeren Abschnitte der Schlitze, um diese zu schließen, gießt. Eine Asbestschicht oder eine Schicht aus einem anderen „
Wärmeisoliermaterial g11' ist an der äußeren Fläche jedes Magneten
vorgesehen, um diesen gegen eine übermäßige Erhitzung während des Gießvorganges zu schützen, weiter ist eine Schicht
aus nicht magnetischem Packmaterial 12'·' zwischen der inneren
Fläche des Magneten und der Basis der Nut angeordnet, um die zwei im Abstand zueinander zu halten und um dadurch eine Flußbarriere
vorzusehen. Das Packmaterial kann aus Epoxyharz bestehen, welches auch dazu dient, den Magnet während des Gießvorganges
in Lage zu halten.
Anstelle der vierpoligen Konstruktion gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel kann der Läufer natürlich auch mit einer
anderen Polzahl ausgestattet werden.
Es geht nunmehr hervor, daß die Konstruktion einfach ist und
anpassungsfähig ist, und daß eine, enge Toleranz für die Abmaße der Magnete nicht erforderlich ist bzw. eingehalten werden
braucht. -
Sämtliche in der Beschreibung erkennbaren und in der Zeichnung
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veranschaulichten technischen Einzelheiten sind für die Erfindung
von Bedeutung.
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Claims (16)
- PatentansprücheDauermagnetläufer für eine Wechselstrommaschine, wie beispielsweise einen Synchronmotor oder Generator, bestehend aus einem allgemein zylindrisch gestalteten Abschnitt mit einer Anzahl von umfangsmäßig in einheitlichem Abstand angeordneten Nuten oder Schlitzen, die .sich vom Umfang ausgehend nach innen zu erstrecken, um Polteile zwischen ihnen zu formen und um Dauermagnete aufzunehmen, wobei jeder Schlitz oder jede Nut einen oder mehrere Magnete enthalten kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete (5) örtliche Pole entgegengesetzter Polarität, auf jeder Seite des Schlitzes oder der !Tut (3) vorsehen, u. zw. über eine begrenzte Umfangszone des Läufers, und daß jeder Magnet einen magnetischen Fluß, in allgemein radialer Richtung nach außen lenkt.
- 2. Läufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete (5), die in den Schlitzen oder Nuten (3) enthalten sind, so orientiert sind, daß deren Pole die genannten örtlichen Pole am Umfang des Läufers sind.
- 3. Läufer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Schlitz oder jeder Nut (3) zwei stabförmige Magnete (5) angeordnet sind, daß diese Magnete auf sich gegenüberliegenden Seiten des Schlitzes oder der Nut gelegen sind, und daß die magnetischen Achsen dieser Magnete allgemein in radialer Richtung verlaufen, daß die Magnete jedoch entgegengesetzte Polarität aufweisen, jedoch die Magnete (5), die nahe jedem Polteil (4) gelegen sind, gleiche Polarität aufweisen, so daß aufeinanderfolgende Polteile (4) entgegengesetzte Polarität besitzen.
- 4. Läufer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein einzelner Magnet (5') hufeisenförmig gestaltet ist und in jedem Schlitz (3') angeordnet ist, so daß die Krümmung des Hufeisenmagnets zuinnerst gelegen ist, und die zwei309833/0753ochenkel des Magnets nach außen weisen.
- 5. Läufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Magnet (5111) in jedem Schlitz oder jeder Nut (3111) vorgesehen ist, dessen magnetische Achse im wesentlichen tangential zur Läuferachse verläuft, und daß ein Paar von Magnet schuhe η (13) vorgesehen ist, u. zw. jeweils einer nahe jedem Pol des Magnets (5111) an den Seiten des Schlitzes oder der Nut, wobei beide Magnetschuhe zumindest teilweise von den Polteilen (4) magnetisch isoliert sind, so daß ein entsprechender magnetischer Pol in jedem Schuh an einer Umfangszone de3 Läufers induziert wird, welcher Pol einen der genannten örtlichen Pole darstellt.
- 6. Läufer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetschuhe (13) getrennt vom Läuferkörper (1) hergestellt sind und in den Schlitzen oder Nuten (3111) anschließend befestigt sind.
- 7. Läufer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetschuhe (13) durch ein Klebemittel (12111) in Lage gehalten sind, welches Klebemittel die Magnetschuhe (13) im Abstand vom Läuferkörper (1) hält und dadurch diese Magnetschuhe zumindest teilweise magnetisch gegen den Läuferkörper isoliert.
- 8. Läufer nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Paar der Magnetschuhe (13) das Pesthalten des zugeordneten Magnets (5111) in seinem Schlitz oder seiner Nut (3I!I) unterstützt.
- 9. Läufer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetschuhe (13) durch Teile oder Abschnitte des Läuferkörpers (1) an den Seiten des Schlitzes oder der Nut (311') geformt sind, und daß diese Magnetschuhe teilweise von dem verbleibenden Abschnitt des Läuferkörpers durch Öffnungen (15, 16) in diesem Läuferkörper isoliert309833/0753sind.
- 10. Läufer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen, welche jeden Magnetschuh (13) formen, aus einem radial verlaufenden Schlitz (15) und einem kurzen tangential verlaufenden Schlitz (16) "bestehen.
- 11. Läufer nach irgendeinem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer einen Kurzschlußkäfig (8) in sich aufweist.
- 12. Läufer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzschlußkäfig (8) direkt durch Gießen im Läufer hergestellt ist.
- 13. Läufer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzschlußkäfig (8) aus Kupferstäben besteht.
- 14. Läufer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzschlußkäfig (8) aus einer Aluminiumlegierung besteht,
- 15. Läufer nach den Ansprüchen 9 und 14* dadurch gekennzeichnet, daß in die Öffnungen (15* 16), welche den Magnetschuh (13) formen, eine Aluminiumlegierung gleichzeitig mit dem Gießen des Kurzschlußkäfigs (8) eingegossen ist.j
- 16. Läufer nach den Ansprüchen 12, 14 oder 15, dadurch ge-] kennzeichnet, daß Mittel (6) zum Festhalten der Magne- ! te (5) in den Nuten oder Schlitzen (3). gleichzeitig mit ! der Herstellung des Kurzschlußkäfigs (8) in Lage gegossenwerden.17. Läufer nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schicht aus thermisch isolierendem Material (9) zwischen jedem Magnet (5) und dem zugeordneten und eingegossenen Pesthaltemittel (6) angeordnet ist.309833/075313. Läufer nach irgendeinem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete durch ein Klebemittel in lage gehalten sind.19. Läufer nach irgendeinem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Läuferkörper (1) au3 einem
sich axial ausdehnenden Stapel aus ein3tückigen scheibenförmigen Schichtungen besteht, deren Ebenen senkrecht zur Drehachse verlaufen.308833/02S3
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: THE UNIVERSITY OF LIVERPOOL, LIVERPOOL, GB |
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8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Free format text: BROSE, D., DIPL.-ING.DIPL.-WIRTSCH.-ING., PAT.-ANW., 8023 PULLACH |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |