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Wechselstrom- bzw. Drehstromgenerator mit Klauenpolläufer
Die Erfindung bezieht sich auf einen Wechselstrom- bzw. Drehstromgenerator mit aus zwei Teilrädern bestehendem Klauenpolläufer, einem über den Gehäusemantel sich schliessenden Magnetfluss und zwei symmetrisch mit Gehäuseteilen zusammengebauten, die Welle unmittelbar umgebenden Tragringen für die gleichsinnig in Achsrichtung magnetisierenden Erregerwicklungen. Bei einer bekannten derartigen Maschine (brit. Patentschrift Nr. 416, 488) bilden die Tragringe für die Erregerwicklungen mit den Teilrädem des Klauenpolläufers nur radiale Luftspalte. Das hat den Nachteil, dass die Tragringe und damit die Erregerspulen einen verhältnismässig grossen Durchmesser haben müssen, um die erforderliche Fläche für den Magnetfluss bilden zu können.
Ausserdem müssen die radialen Luftspalte so gross bemessen werden, dass geringe axiale Verschiebungen der Bauteile, die z. B. durch Wärmeausdehnungen der Welle oder durch Fertigungstoleranzen auftreten können, aufgenommen werden können.
Die Erfindung beseitigt diese Nachteile. Erfindungsgemäss sitzen die Teilräder mit nabenartigen, stufenförmig ausgebildeten Fortsätzen auf der Welle und bilden mit den Tragringen an den Stufen radiale und axiale Luftspalte.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Fig. 1 und 2 der Zeichnung dargestellt. Die Fig. 1 zeigt einen Wechselstrom- bzw. Drehstromgenerator, die Fig. 2 eine andere Ausführung eines Teiles des Generators, beide im Längsschnitt.
In der Fig. 1 ist auf der Welle 1 aus unmagnetischem Material die Läufernabe 2 gelagert, die das aus zwei Teilen 3 und 4 bestehende unbewickelte Klauenpolrad 5 trägt. Die beiden Teilräder 3 und 4, die aus magnetisch gut leitendem Material bestehen, sind durch die unmagnetische, beispielsweise aus Aluminiumguss bestehende Nabe 2 magnetisch voneinander isoliert. Die Zahl der Klauen ist beliebig und entspricht je Teilrad der Polpaarzahl der Maschine. Die Welle 1 ist mittels der Wälzlager 6 und 7 in den Lagerschilden 8 und 9 gelagert. An dem Ständergehäuse 10 ist unter Zwischenlage eines magnetisch isolierenden und die Wärme gut leitenden, z. B. aus Aluminiumguss bestehenden Ringes 21 das Ständerblechpaket 11 mit der Ständerwicklung 12 befestigt.
Die Lagerschilde 8 und 9 haben kragenartige Fortsätze 13 und 14, die die Welle 1 unmittelbar umschliessen und mit den Klauenpolrädern 3 und 4 radiale und axiale Luftspalte 15 und 16 bzw. 17 und 18 bilden. Sie tragen ringförmige Erregerspulen 19 und 20.
Das rotierende Magnetsystem stellt ein Wechselpolsystem dar, wobei in der ruhenden Ständerwicklung die Wechselspannungen induziert werden. Der aus den kragenartigen Fortsätzen 13 und 14 der Lagerschilde aus-bzw. eintretende Fluss wird über die magnetisch gut leitenden Lagerschilde 8 und 9 dem magnetisch gut leitenden Gehäusemantel10 zugeführt und durchströmt diesen im wesentlichen in axialer
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sentlich ist.
Der magnetisch isolierende Ring 21 zwischen Ständerblechpaket 11 und Gehäusemantel 10 hat den Zweck, zu verhindern, dass bei Unsymmetrie der Hilfsluftspalte 15 - 18 merkliche Streuflüsse vom Ständerblechpaket zum Mantel gehen. Hiedurch lässt sich erreichen, dass der auf der einen Seite ins Klauenpolrad eintretende Fluss praktisch gleich gross wird wie der aus dem andern Teil des Klauenpolrades austretende Fluss. Bei zweckmässiger Ausbildung kann man erreichen, dass sich die magnetischen Zugkräfte in axialer Richtung bei den beiden Klauenpolteilrädern gegenseitig aufheben, so dass das auf der einen Maschinenseite eingesetzte Festlager praktisch keine axialen Kräfte aufnehmen muss.
Durch die Verwen-
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dung einer durchgehenden unmagnetischen Welle lässt sich die Streuung für die Maschine in erheblichem
Masse herabsetzen.
Bei der Ausführung nach Fig. 2 sitzen die beiden Teilräder 22 und 23 des Klauenpolrades 24 unmittelbar auf der Welle 25 aus unmagnetischem Material, u. zw. mit nabenartigen Fortsätzen 26 und 27, die stufenförmig ausgebildet sind. Die beiden Teilräder sind durch einen isolierenden Luftzwischenraum 28 voneinander getrennt. Die Stufen der Teilräder bilden mit entsprechend ausgebildeten, an den Lagerschilden 29 und 30 befestigten Wicklungsträgern 31 und 32 für die Erregerwicklungen 33 und 34 radiale Luftspalte 35 und 37 und axialeluftspalte 36 und 38. Die radialen Luftspalte 35 und 37 sind grösser als die axialen Luftspalte 36 und 38.
Die Erfindung bietet folgende Vorteile :
Da die Tragringe mit den Teilrädern sowohl radiale als auch axiale Luftspalte bilden, kann die Fläche für den in axialer Richtung verlaufenden Magnetfluss verhältnismässig klein gehalten werden. Die Durchmesser der Tragringe sowie der Erregerspulen können also gegenüber der bekannten Ausführung ver. ringert werden. Bei gleicher Bemessung des Aussendurchmessers für die Erregerspulen steht mehr Wickelraum zur Verfügung. Ausserdem können die axialen Luftspalte kleiner bemessen werden als die radialen Luftspalte.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Wechselstrom- bzw. Drehstrom-Generator mit aus zwei Teilrädern bestehendem Klauenpolläl1fer mit über den Gehäusemantel sich schliessenden Magnetfluss und zwei symmetrisch mit Gehäuseteilen zusammengebauten, die Welle unmittelbar umgebenden Tragringen für die gleichsinnig in Achsrichtung magnetisierenden Erregerwicklungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilräder mit nabenartigen, stufenförmig ausgebildeten Fortsätzen auf der Welle sitzen und mit den Tragringen an den Stufen radiale und axiale Luftspalte bilden.