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Die Erfindung betrifft elektrische Synchronmaschinen der Wechselpoltype mit axialem Luftspalt.
Derartige Maschinen sind z. B. aus der Schweizer Patentschrift Nr. 448243 oder der franz. Patentschrift
Nr. 2. 139. 101 bekannt und weisen einen Läufer mit mehreren Feldwicklungen abwechselnder Polarität auf, die auf Kernelementen aus magnetischem Material um die Drehachse des Läufers angeordnet sind und ein
Magnetfeld erzeugen, das von den Kernelementen weg und in der Axialrichtung des Läufers verläuft, sowie einen
Ständer mit mehreren Wicklungen, die auf einem ringförmigen Kern aus magnetischem Material um eine Achse des Ständers herum angeordnet sind.
Bei der der Schweizer Patentschrift Nr. 448243 entnehmbaren Maschine ist der Läufer zwischen zwei
Ständern angeordnet, wobei die Läuferwelle durch beide Ständer verläuft. Gemäss der franz. Patentschrift
Nr. 2. 139. 101 können mehrere Läufer und bzw. oder Ständer zusammenwirken.
Der Hauptnachteil der bekannten Synchronmaschinen besteht darin, dass sie zur Instandsetzung,
Instandhaltung, Kontrolle und Reinigung von geschulten Elektrikern auseinandergenommen werden müssen. Bei einem Grossverbraucher in einem Industrieland mag dies keine unüberwindliche Schwierigkeit darstellen, sofern ihm geschultes Personal zur Verfügung steht. Dagegen steht einem Kleinverbraucher, insbesondere in einem
Entwicklungsland, geschultes Personal unter Umständen nicht oder nicht genügend schnell zur Verfügung, so dass der genannte Nachteil sehr schwerwiegend ist.
Wenn beispielsweise eine oder mehrere Feldwicklungen durchbrennen, muss die Maschine von der von ihr angetriebenen Einrichtung oder ihrem Antriebsmotor abgekuppelt werden, und selbst wenn der Verbraucher eine Ersatzmaschine auf Lager hat und ihm geschultes
Personal zur Verfügung steht, fällt die Maschine während der für das Abkuppeln und den Einbau der
Ersatzmaschine erforderlichen Zeit aus. Wenn der Benutzer keine Ersatzmaschine besitzt, muss die durchgebrannte Feldwicklung neu gewickelt werden. Für diese Arbeit ist geschultes Personal und noch mehr Zeit erforderlich, selbst wenn sie an Ort und Stelle durchgeführt werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine möglichst einfache Synchronmaschine zu schaffen, bei der
Läufer und Ständer rasch und einfach ohne gegenseitige Behinderung ein-bzw. ausgebaut werden können, so dass
Aufstellung, Wartung und Reparaturen möglichst ohne geschulte Fachkräfte durchgeführt werden können und wenig Arbeitsaufwand erfordern.
Diese Aufgabe wird nun mit einer Synchronmaschine der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, dass erfindungsgemäss für eine völlig selbständige, mechanisch voneinander unabhängige Ausbildung des Läufers sowie des Ständers der Läufer ausschliesslich am Läufer einer Kraft- oder Arbeitsmaschine befestigt oder befestigbar ist und der Ständer an einer selbständigen Tragkonstruktion abnehmbar befestigt ist.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann die Tragkonstruktion einen an den Enden offenen zylindrischen Rahmen aufweisen, der koaxial zum Ständer angeordnete sowie mit radialen Öffnungen versehen ist, und der Ständer diesen Öffnungen zugeordnete Gewindebohrungen aufweisen, in welche durch die Öffnungen verlaufende Schrauben eingeschraubt sind. Anderseits kann die Tragkonstruktion einen an den Enden offenen zylindrischen Rahmen sowie eine in diesen eingepasste Tragplatte aufweisen, wobei der Rahmen koaxial zum Ständer angeordnet und mit radialen Öffnungen versehen ist, durch die in diesen Öffnungen zugeordnete Gewindebohrungen der Tragplatte eingeschraubte Schrauben verlaufen, und der Ständer an der Tragplatte mittels Schrauben befestigt sein.
Schliesslich ist es günstig, wenn an dem zylindrischen Rahmen an seiner Aussenseite mehrere Ansätze mit je einer zur Achse des Rahmens parallelen Bohrung zur Aufnahme eines Schraubenbolzens od. dgl. vorgesehen sind.
Die Maschine braucht also für Reparaturen od. dgl. nicht aufwendig auseinandergenommen zu werden, so dass sie nur für kurze Zeit ausfällt. Ferner ist kein geschultes Personal erforderlich.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass der Luftspalt zwischen dem Läufer und dem Ständer einer erfindungsgemässen Maschine nicht wie bei den bekannten Maschinen möglichst klein sein muss. Die erfindungsgemässen Maschinen können Luftspalte mit einer Breite von etwa 2, 5 mm in einer kleinen Maschine, bis zu 25 cm in einer sehr grossen Maschine besitzen. Es hat sich ferner gezeigt, dass die erfindungsgemässe Maschine befriedigend, d. h. ohne beträchtlichen Verlust an Wirkungsgrad und ohne unzulässig starke Schwingungen auch dann arbeitet, wenn die Achsen des Läufers und des Ständers etwas gegeneinander geneigt oder versetzt sind und bzw. oder die Breite des Luftspalts beträchtlich von dem Nennwert abweicht. Man kann diesen Vorteil ausnutzen, wenn der Läufer auf einer Welle befestigbar ist, die zu einer Arbeits- oder Kraftmaschine gehört.
Die erfindungsgemässe Synchronmaschine hat gegenüber den Maschinen der üblichen Art mehrere Vorteile.
Sie kann billiger und leichter hergestellt werden, weil sie keine Welle, keine Lager, keine Lagerschilde und kein Lagergehäuse aufzuweisen braucht und weil keine direkte mechanische Verbindung zwischen dem Läufer und dem Ständer vorhanden ist, so dass die Gefahr einer mechanischen Beschädigung stark herabgesetzt ist.
Infolgedessen ist keine Schmierung und keinerlei sonstige Instandhaltung oder Wartung erforderlich. Da die Maschine kein Gehäuse benötigt, kann Luft den Läufer und den Ständer frei umstreichen und kühlen. Der Läufer läuft vorzugsweise in einem freien Raum, so dass in den meisten Fällen keine Fremdkühlung erforderlich ist.
Für den Fachmann versteht sich, dass der Einbau einer üblichen Maschine hohes Geschick und einen grossen
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Zeitaufwand erfordert. Die Welle der Maschine und die Welle einer Kraftmaschine (im Generatorbetrieb) oder einer Arbeitsmaschine (im Motorbetrieb) müssen genau fluchten. Beim Einbau der vorstehend beschriebenen
Maschine ist dagegen eine derartige Präzision nicht erforderlich, weil zwischen dem Läufer und dem Ständer keine mechanische Verbindung vorhanden ist und der Luftspalt eine grosse Toleranz hinsichtlich des Fluchtens hat. Infolgedessen kann die Maschine schnell und in vielen Fällen von praktisch ungeschultem Personal eingebaut werden.
Die Maschine ist vorzugsweise zum lösbaren Befestigen des Ständerkerns bezüglich der Trageinrichtung derart ausgebildet, dass der Ständerkern und die darauf angeordneten Wicklungen von der Trageinrichtung abgenommen und wieder auf ihr angebracht werden können, ohne dass die Trageinrichtung bewegt werden muss.
Nach einem Durchbrennen der Ständerwicklungen können der Kern und die Wicklungen von ungeschultem
Personal auf einfache Weise ausgebaut und durch einen neuen Kern und neue Wicklungen ersetzt werden. Zum
Zugang zu dem Ständer braucht kein Gehäuse geöffnet und auseinandergenommen zu werden. Auf dieselbe
Weise kann ein intakter Ständer zur Kontrolle und bzw. oder Reinigung ausgebaut und wiedereingebaut werden.
Weist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Maschine die Trageinrichtung einen an den Enden offenen zylindrischen Rahmen auf, der koaxial zum Ständer angeordnet ist, und besitzt zum lösbaren Befestigen des Ständerkerns mehrere Schrauben, die sich durch Öffnungen des Rahmens radial einwärts erstrecken, so können der Kern und seine Wicklungen auf sehr einfache Weise ausgebaut werden, indem man die Schrauben herausschraubt und den Kern und die Wicklungen aus dem Tragrahmen herauszieht. Man kann dann in der entgegengesetzten Reihenfolge denselben Kern oder einen Austauschkern wieder einbauen. Wenn ein
Austauschkern zur Verfügung steht, dauert der ganze Ausbau und Einbau nur wenige Minuten.
Besteht die Einrichtung zum lösbaren Befestigen des Ständerkerns aus einer Tragplatte, die passend in einem an den Enden offenen zylindrischen Rahmen sitzt und mit Hilfe von Schrauben befestigt ist, die in
Gewindelöchern der Tragplatte eingeschraubt sind, so kann man beim Einbau des Kerns die Schrauben leicht an den richtigen Stellen einsetzen. Zum Befestigen des Ständerkerns an der Tragplatte kann man mehrere axiale
Schrauben verwenden, die Öffnungen der Tragplatte durchsetzen und in Gewindelöchern des Kerns eingeschraubt sind. Nach dem Herausziehen der Tragplatte kann der Kern mit den Wicklungen einfach und schnell von der
Tragplatte abgeschraubt und ein Ersatzkern auf der Tragplatte angebracht werden, die dann wieder in dem
Rahmen befestigt wird.
Ferner könnten die Schrauben direkt in Gewindelöcher des Ständerkerns geschraubt sein. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass sie billig und einfach ist und eine gute Luftzirkulation zwischen dem Kern und dem Rahmen gestattet.
Weiters ist der Einbau der Maschine stark vereinfacht : Man bewegt die Tragkonstruktion, bis der Läufer und der Ständer koaxial ausgerichtet sind und der Luftspalt die erforderliche Nennbreite hat. Da das Drehmoment zwischen dem Ständer und dem Läufer nicht mechanisch, sondern ausschliesslich elektromagnetisch übertragen wird und der Läufer ausschliesslich von der Welle getragen wird, müssen die beiden Teile durchaus nicht so genau gefluchtet werden wie beim Einbau einer üblichen Maschine. Es wurde vorstehend bereits erläutert, dass die erfindungsgemässe Maschine auch dann zufriedenstellend und ohne wesentliche Herabsetzung des Wirkungsgrades oder ohne zu starke Schwingungen arbeitet, wenn die Achsen etwas geneigt oder gegeneinander versetzt sind und bzw. oder die Breite des Luftspalts beträchtlich von dem Nennwert abweicht.
Aus diesem Grund kann die Einstellung der Tragkonstruktion für den Ständer von ungeschultem Personal vorgenommen werden. Man braucht diese Tragkonstruktion nur zu bewegen, bis der Läufer und Ständer einigermassen koaxial sind und die am Umfang gemessene, durchschnittliche Breite des Luftspaltes um höchstens etwa 10% von dem Nennwert abweicht, der vorzugsweise 2, 5 mm beträgt. Der zylindrische Rahmen besitzt vorzugsweise an seiner Aussenseite mehrere Ansätze mit je einer Bohrung zur Aufnahme von Befestigungselementen, z. B. Schraubenbolzen, mit denen die Tragkonstruktion in der richtigen Stellung festgelegt werden kann. Auf diese Weise kann der Rahmen beispielsweise an dem Gehäuse der Kraft- oder Arbeitsmaschine oder an einem Gestell befestigt werden, das der Kraft- oder Arbeitsmaschine zugeordnet ist oder einen Teil derselben bildet.
In diesem Fall kann sich die Welle der Kraft- oder Arbeitsmaschine durch den Mittelpunkt des Ständers erstrecken, so dass der Läufer an der Aussenseite des Ständers angeordnet ist. Man kann jedoch den Läufer auch an der Innenseite des Ständers anordnen, wenn genügend Platz vorhanden ist.
Nachstehend werden zwei Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnungen ausführlich beschrieben ; in diesen zeigen Fig. 1 die Synchronmaschine in Seitenansicht, Fig. 2 in einer Stirnansicht von der Läuferseite gesehen den Ständer und seine Tragkonstruktion, Fig. 3 den Ständer und seine Tragkonstruktion im Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2, wobei die Wicklungen der Klarheit halber weggelassen sind, und Fig. 4 eine Variante des Ständers samt Tragkonstruktion.
Gemäss Fig. 1 weist der Läufer --10-- eine kreisförmige Scheibe--12--aus Stahl auf, die einstückig mit einer Nabe --14-- ausgebildet ist. Die Nabe--14--ist von einer Bohrung durchsetzt, in deren Wandung sich eine Keilnut in der Längsrichtung erstreckt, so dass der Läufer-10--auf der Welle --92-- einer auf einem Fundament-94-stehenden Kraft-oder Arbeitsmaschine-90-befestigt werden kann. Die Nabe --14-- ist von einem Gewindeloch durchsetzt, in das eine Schraube --22-- zum Festlegen des auf der Welle - 92--sitzenden Läufers--10--eingeschraubt ist.
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besitzt ein Poljoch mit zwei Gewindelöchern.
Das Poljoch ist an der Scheibe --12-- lösbar mit zwei Schrauben --25-- befestigt die übermasslöcher der Scheibe--12--durchsetzen und in den Gewindelöchern des Poljoches eingeschraubt sind. Die Poljoche bestehen aus magnetischem Material und nehmen gegebenenfalls je einen Dauermagnet in Form eines zylindrischen Blockes in einer entsprechend ausgebildeten Bohrung auf.
Jedes Poljoch ist axial zur Scheibe --12-- angebracht und mit einem flachen Polschuh-29-- versehen, der aus magnetischem Material besteht. Jedes Poljoch ist von einer Feldspule--31--umgeben, die zwischen dem Polschuh--29--und der Scheibe--12--angeordnet ist. Die Enden der Feldspulen--31-sind mit Klemmen verbunden, die ihrerseits durch die Scheibe --12-- hindurch mit Schleifringen elektrisch verbunden sind, die auf der Rückseite der Scheibe--12--konzentrisch zur Läuferachse angeordnet sind. Mit den Schleifringen stehen (nicht dargestellte) Bürsten in Berührung, über welche die Erregerspannung den Feldspulen --31-- zugeführt wird.
Die Poljoche und die Polschuhe --29-- haben im Axialschnitt im wesentlichen Kreissektorform. Es hat sich gezeigt, dass sich bei einer derartigen Ausbildung das Feld annähernd sinusförmig um die Achse des Läufers --10-- ändert. Die Wirkung wird noch verbessert, wenn die radialen Ränder--40--der Polschuhe--29-- abgeschrägt sind.
Fig. 2 und 3 zeigen den Ständer zum Zusammenwirken mit dem soeben beschriebenen Läufer --10-- der Synchronmaschine, sowie die Tragkonstruktion für diesen Ständer. Der Ständer weist einen ringförmigen Blechkem--50--aus magnetischem Bandstahl auf, der zu einer einstückigen Spirale gewickelt ist. In einer Stirnfläche --54-- des kerns --50-- sind mehrere radiale Nuten --52-- ausgebildet. Diese Stirnfläche
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Aussendurchmesser dieser Stirnfläche --54-- entsprechen im wesentlichen dem Innen- bzw. Aussendurchmesser der Ringfläche --39-- (Fig. 1), die von den Polschuhen--29--des Läufers--10--gebildet wird. Die Nuten --52-- können durch Stanzen oder durch spanabhebende Bearbeitung, z. B. Fräsen, ausgebildet werden und können jede bekannte Form haben.
Gemäss Fig. 3 sind sie in bekannter Weise derart verjüngt, dass sie an ihren Mündungen schmäler sind als am Grund.
Fig. 2 zeigt schematisch den Einbau von vorher hergestellten Wicklungen--56--in den Nuten --52-des Ständerkerns --50--. Die Anordnung der Wicklungen --56-- wird nicht näher beschrieben, da der vorliegende Ständer vollkommen analog einer üblichen Synchronmaschine gewickelt sein kann und die Wahl der Wicklungsauslegung und die Schaltung des Kerns-50-für Ein-oder Mehrphasenbetrieb vom Fachmann ohne weiteres gewählt werden können.
Nach dem Anbringen der Wicklungen--56--auf dem Kern --50-- können die Wicklungen--56-in der üblichen Weise mit Lack imprägniert und ausgeheizt werden, um ihre Feuchtigkeitsbeständigkeit zu erhöhen. Der Kern--50--und die Wicklungen --56-- könnne erforderlichenfalls in Epoxidharz eingekapselt werden.
In der hinteren Stirnfläche des Kerns--50--sind vier Gewindelöcher --58-- ausgebildet. Der Kern --50-- ist an einer kreisförmigen Tragplatte --60-- mit vier Schrauben--62--befestigt, die Übermasslöcher in der Tragplatte--60--durchsetzen und in den Gewindelöchern --58-- des Kerns
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Schaltkasten--65--angeschlossenes Zuleitungskabel gespeist werden.
Die Tragkonstruktion für den Ständer besitzt einen an den Enden offenen, zylindrischen Rahmen
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--74-- verschweisstGrundplatte --74-- sind mehrere Löcher --78-- ausgebildet, durch die Befestigungselemente geführt werden können.
Der Ständerkern --50-- und die Tragplatte--60--werden in dem Rahmen--72--mit Hilfe von vier radialen Schrauben--80--befestigt, die Übermasslöcher in dem Tragrahmen--72--durchsetzen und in Gewindelöchern des Flansches --645-- eingeschraubt sind.
Wenn sich die Maschine in dem in Fig. 1 gezeigten betriebsfähigen Zustand befindet und der Ständerkern --50-- beispielsweise zum Austausch, zur Reinigung oder Instandsetzung ausgebaut werden soll, kann dies auf
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--50-- alsRahmen --72-- herausgenommen werden können. Der gereinigte oder geprüfte Kern --50-- oder ein Austauschkern kann in der entgegengesetzten Weise eingesetzt werden und wird automatisch in der richtigen Stellung festgelegt. Wenn der Ständerkern --50-- durchgebrannt ist und ausgetauscht werden muss oder wenn ein neuer Kern mit einer andern Polzahl eingebaut werden soll, damit die Maschine mit einer andern Drehzahl
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läuft, ist für diesen Austausch nur eine Stillstandszeit von 2 oder 3 min erforderlich.
Der Austauschkern kann entweder auf einer neuen Tragplatte --60-- montiert sein und zusammen mit dieser eingebaut werden, oder man kann zum Herabsetzen der Ersatzteilkosten den alten Kern--50--von seiner Tragplatte--60--
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einschraubt.
Der Ständerkern --50-- kann somit schnell und leicht ausgetauscht werden, ohne dass ein Gehäuse auseinandergenommen und bzw. oder verändert zu werden braucht. Die Einrichtung zum Lösen des Kerns, d. h. die Schrauben--80--, und ihre Verwendung, sind auch für eine ungeschulte Arbeitskraft ohne weiteres erkennbar.
Eine Feldspule--31--kann zur Reinigung, Prüfung und bzw. oder Kontrolle ebenso einfach ausgetauscht werden. Wenn eine Feldspule--31--ausgebaut werden soll, werden die ihr zugeordneten Schrauben--26--herausgeschraubt und die Enden der Spule--31--von den Klemmen getrennt. Die Polanordnung mit dem Polschuh--29--, gegebenenfalls dem Magneten, dem Poljoch und der Feldspule --31-- wird dann als Ganzes radial von dem Läufer --10-- abgenommen. Eine Austauschanordnung oder dieselbe Anordnung mit einer Austauschspule kann dann einfach und schnell angebracht werden, indem die Vorgänge in der entgegengesetzten Reihenfolge durchgeführt werden.
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dem Läufer --10-- rotierendes Feld erzeugt wird.
Da in der erfindungsgemässen Maschine der Luftspalt zwischen dem Läufer-10-und dem Ständer sehr gross sein kann, genügt beim Anlassen des Wechselstromgenerators der kleine Restmagnetismus der Läuferpole unter Umständen nicht zum Erzeugen eines Kraftflusses, der so stark ist, dass er den Luftspalt überbrückt und daher zum Erzeugen einer Ausgangsleistung führt. Infolgedessen kann der Wechselstromgenerator nicht erregt werden. Wenn jedoch Dauermagnete vorgesehen sind, ergänzen diese selbst bei niedriger Drehzahl des Antriebsmotors nach dem Anlassen das durch den Restmagnetismus erzeugte Feld und erzeugen einen Kraftfluss, der so stark ist, dass er den Luftspalt überbrückt und eine Selbsterregung des Wechselstromgenerators bewirkt.
Die kleine Ausgangsleistung bewirkt dann durch Rückkopplung eine weitere Erhöhung des Feldpotentials, bis die Maschine die volle Ausgangsleistung erzeugt. Im normalen Betrieb verstärken die von den Dauermagneten
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werden nie entmagnetisiert, weil im normalen Betrieb jeder von ihnen durch die zugeordnete Feldspule--31-ständig in der richtigen Richtung magnetisiert wird.
Wenn die Maschine als Synchronmotor arbeitet, wird den Ständerwicklungen Strom zugeführt, so dass ein rotierendes Magnetfeld erzeugt wird, das um die Achse des Ständerkerns-50--rotiert. Der Läufer-10-- wird auf die Synchrondrehzahl beschleunigt, bei der er mit derselben Drehzahl rotiert wie das Ständerfeld. Dann werden die Feldspulen --31-- erregt, so dass das Läufer- und das Ständerfeld im Gleichlauf gehalten werden
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kein Gehäuse vorhanden, das die Luftumwälzung behindern und dadurch zu einer starken Erwärmung führen würde. Infolgedessen arbeitet die Maschine bei einer relativ niedrigen Temperatur. In manchen Fällen arbeitet die Maschine auch ohne Fremdkühlung einwandfrei.
Fig. 4 zeigt eine andere Ausführung des Ständers und seiner Tragkonstruktion. Die Tragkonstruktion besitzt ebenso wie die vorstehend beschriebene einen kreiszylindrischen Rahmen--72'--, der auf einer ebenen Grundplatte--74'--montiert ist. Man kann daher auch diese Tragkonstruktion bei der in Fig. l gezeigten Maschine vorsehen. Die Tragkonstruktion ist jedoch mit einer abgeänderten Befestigungseinrichtung versehen.
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die zu der Achse des Rahmens--72'--rechtwinkelig ist, z. B. direkt an dem Gehäuse einer Arbeitsmaschine. In diesem Fall führt man Schraubenbolzen durch die Ansätze --100-- und schraubt sie in entsprechend vorgesehene Gewindelöcher ein.
Bei Verwendung dieser Befestigungseinrichtung kann es zweckmässig oder
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befestigt ist, eine Vertiefung zur Aufnahme des Läufers --10-- besitzt, kann dieser auch an der Innenseite der Tragkonstruktion für den Ständer angeordnet werden.
Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform kann die Grundplatte --74'-- entfallen und nur mit der die Ansätze-100-aufweisenden Befestigungseinrichtung versehen sein.
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Fig. 4 zeigt ferner eine andere Art der Befestigung des Ständers an seiner Tragkonstruktion. Bei dieser Ausführungsform entfällt die Tragplatte--60--, wobei der Ständerkern--50--mit radialen Gewindelöchern
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Übermasslöcher--72'- sozusagen aufgehängt ist. Natürlich muss zwischen dem Aussenumfang des Kerns--50--und dem
Innenumfang des Rahmens --72'-- genügend Platz für die radial äusseren der die Polteilungen überbrückenden
Teile der Ständerwicklungen vorhanden sein.
Die Erfindung kann in zahlreichen andern als den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwirklicht werden. Beispielsweise kann die Maschine anstatt für Fremderregung für Selbsterregung oder für die
Erregung durch eine Hilfserregermaschine eingerichtet sein. In manchen Anwendungsfällen kann man den Läufer einstückig mit der Welle ausbilden oder auf andere Weise auf ihr befestigen oder der Läufer kann in die Kraft- oder Arbeitsmaschine eingebaut werden. Wenn beispielsweise zum Antrieb von mittelgrossen oder grossen Wechselstromgeneratoren Kraftmaschinen verwendet werden, die ein Schwungrad besitzen, können die
Feldpolanordnungen direkt auf dem Schwungrad montiert werden. Diese Anordnung der Feldpole kann mit besonderem Vorteil verwendet werden, wenn die Maschine einen Hochleistungs-Wechselstromgenerator darstellt.
Die Anordnung der Schleifringe an der Rückseite der Scheibe--12--des Läufers--10--hat den Vorteil, dass die Maschine so schmal und flach ist wie nur möglich, so dass der durch die Erfindung gegebene Vorteil der kleinen Abmessungen und des kleinen Volumens der Maschine, auf die Einheit der Ausgangsleistung bezogen, gewahrt bleibt. Man kann aber auch rohrförmige Schleifringe verwenden und auf der Läuferwelle montieren, wie dies bei üblichen Maschinen der Fall ist. Bei grossen oder mittelgrossen Maschinen oder für besondere Zwecke kann man auch ein bürstenloses Erregersystem verwenden.
Alle vorstehend ausführlich beschriebenen Ausführungsformen der Maschine haben Läufer mit ausgeprägten Polen. Wie vorstehend erwähnt wurde, kann die Erfindung jedoch auch auf Maschinen mit Läufern Anwendung finden, die nichtausgeprägte Pole besitzen. In diesem Fall wird eine verteilte Feldspule vorgesehen und mit verteilter Erregung gearbeitet. Beispielsweise kann ein Läufer mit verteilten Polen Kernelemente besitzen, die gemeinsam von einem einzigen Kern gebildet werden, der im wesentlichen dieselbe Form und Grösse hat wie der ringförmige Kern--50--des Ständers. Man kann die Feldspulen in die Nuten des Läuferkerns im wesentlichen ebenso einsetzen wie die Ständerwicklungen in den Ständerkern und sie ebenso erregen wie die Feldspulen --31--.
Die erfindungsgemässe Synchronmaschine kann ebenso wie die üblichen Synchronmaschinen als Wechselstromgenerator oder als Synchronmotor verwendet werden. Die erfindungsgemässe Maschine kann ebenfalls wie eine übliche Synchronmaschine auch als Phasenschieber zur Korrektur des Leistungsfaktors und zur Verbesserung des Lastwinkels verwendet werden.
Wie vorstehend erläutert wurde, kann der Ständer derart gewickelt werden, dass im Betrieb der Maschine als Wechselstromgenerator dieser ein- oder mehrphasige Ausgangsleistung erzeugt. Wenn man einen Kollektor und Bürsten oder einen Gleichrichter hinzufügt, kann man den abgegebenen Wechselstrom in Gleichstrom umwandeln.
Zum Austausch des Ständerkerns und seiner Wicklungen ohne Bewegung der Tragkonstruktion kann man auch anders als in der vorstehend beschriebenen Weise vorgehen. Beispielsweise kann man den Kern und die Wicklungen nach Art einer flachen Kassette, ähnlich einer Magnetbandkassette, anordnen, die auf die Tragkonstruktion aufgesetzt oder in sie eingeschoben und dort festgeklemmt oder auf andere Weise lösbar befestigt wird.
Vorstehend wurden der Einfachheit halber Ausführungsbeispiele von liegend angeordneten Maschinen beschrieben, deren Läufer auf einer horizontalen Welle montiert ist. Die Maschine kann aber auch so eingebaut werden, dass der Läufer auf einer vertikalen oder einer zwischen der Horizontalen und Vertikalen geeigneten Welle montiert ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektrische Synchronmaschine der Wechselpoltype mit axialem Luftspalt, dadurch gekenn- zeichnet, dass für eine völlig selbständige, mechanisch voneinander unabhängige Ausbildung des Läufers (10) sowie des Ständers der Läufer (10) ausschliesslich am Läufer einer Kraft- oder Arbeitsmaschine befestigt oder befestigbar ist und der Ständer an einer selbständigen Tragkonstruktion abnehmbar befestigt ist.
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