DE102008016617A1 - Rotor/stator combination for e.g. electrical generator, for compressor in heat pump, has air gaps arranged such that forces acting on rotor are set against, and control device controlling forces on air gaps corresponding to control factor - Google Patents

Rotor/stator combination for e.g. electrical generator, for compressor in heat pump, has air gaps arranged such that forces acting on rotor are set against, and control device controlling forces on air gaps corresponding to control factor Download PDF

Info

Publication number
DE102008016617A1
DE102008016617A1 DE200810016617 DE102008016617A DE102008016617A1 DE 102008016617 A1 DE102008016617 A1 DE 102008016617A1 DE 200810016617 DE200810016617 DE 200810016617 DE 102008016617 A DE102008016617 A DE 102008016617A DE 102008016617 A1 DE102008016617 A1 DE 102008016617A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rotor
stator
storage section
air gap
air gaps
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200810016617
Other languages
German (de)
Inventor
Holger Sedlak
Oliver Kniffler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Efficient Energy GmbH
Original Assignee
Efficient Energy GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Efficient Energy GmbH filed Critical Efficient Energy GmbH
Priority to DE200810016617 priority Critical patent/DE102008016617A1/en
Publication of DE102008016617A1 publication Critical patent/DE102008016617A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/04Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
    • F16C32/0406Magnetic bearings
    • F16C32/044Active magnetic bearings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)

Abstract

The combination has a rotor (100) rotatably arranged in a stator (200). A bearing section (300) is arranged in a region of the rotor, and another bearing section (400) with permanent magnet bearings (411, 420) is arranged in another region of the rotor. The latter bearing section has a magnetic circuit with two air gaps. The air gaps are arranged such that forces in the air gaps acting on the rotor are set against and represent other forces. A control device controls the forces that act over the air gaps corresponding to control factor. Independent claims are also included for the following: (1) a method for operating a rotor/stator combination (2) a method for manufacturing a rotor/stator combination.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Rotor-/Stator-Kombinationen mit Permanentlagern und insbesondere auf Rotor-/Stator-Kombinationen, die für Elektromotoren mit hoher Drehzahl geeignet sind.The The present invention relates to rotor / stator combinations with permanent bearings and in particular on rotor / stator combinations, the suitable for electric motors with high speed.

Bei schnell drehenden Rotoren, wie sie beispielsweise für Verdichter in Wärmepumpen eingesetzt werden können, ist es wünschenswert, eine Lagertechnik zu haben, die wartungsfrei und verschleißfrei ist, da solche Wärmepumpenmotoren häufig im Betrieb sind und gleichzeitig im Sinne einer guten Effizienz oft an- und ausgeschaltet werden sollen. Insbesondere in einem solchen Anwendungsfeld, aber auch für andere Anwendungen, haben sich Magnetlager etabliert.at fast rotating rotors, such as those for compressors it can be used in heat pumps desirable to have a bearing technology that is maintenance-free and is wear-free, since such heat pump motors are common in operation and at the same time in terms of good efficiency often switched on and off. Especially in such a Field of application, but also for other applications Magnetic bearings established.

So offenbart die DE 38 18 556 A1 eine Magnetlagerung für einen Rotor, an dem Rotorschaufeln angebracht sind, die sich mit Statorschaufeln abwechseln. Für die Seitenführung des Rotors sind zwei im axialen Abstand angeordnete passive Magnetlager vorgesehen, die jeweils aus zwei konzentrischen kreisförmigen Permanentmagneten bestehen, von denen jeweils der eine am Rotor und der andere am Stator, also gerätefest, angeordnet sind und sich gegenseitig abstoßend magnetisiert sind. Am unteren Ende des Rotors ist ein regelbares Magnetlager mit einem Elektromagneten angeordnet, der auf eine am Rotor befestigte Anzugsscheibe wirkt. Der Elektromagnet besteht aus einem ein Statorelement bildenden, magnetisierbaren Kern und einer aus einem Stromleiter bestehenden Spule. Die Erregung des Elektromagneten wird durch eine Stabilisiereinrichtung gesteuert, die einen Lagesensor zur Erfassung einer axialen Stellung des Rotors aufweist. Mit Hilfe des Elektromagneten wird der Rotor in einer Ar beitsposition gehalten, bei der die Permanentmagnete der passiven Magnetlager derart gegeneinander verschoben sind, dass sie eine der Anzugskraft des Elektromagneten entgegen gesetzte Axialkraft erzeugen. Die Arbeitsposition ist so vorgesehen, dass der Elektromagnet stets erregt sein muss, um die Arbeitsposition zu halten. Die Stabilisiereinrichtung sorgt durch Variation der Erregung dafür, dass der Rotor bei einer Axialverschiebung immer wieder in die Arbeitsposition zurückbewegt wird.So revealed the DE 38 18 556 A1 a magnetic bearing for a rotor, are attached to the rotor blades, which alternate with stator blades. For the lateral guidance of the rotor two axially spaced passive magnetic bearings are provided, each consisting of two concentric circular permanent magnets, of which each one on the rotor and the other on the stator, so device fixed, are arranged and are mutually magnetized repulsive. At the lower end of the rotor, a controllable magnetic bearing with an electromagnet is arranged, which acts on a rotor attached to the tightening pulley. The electromagnet consists of a magnetizable core forming a stator element and a coil consisting of a current conductor. The energization of the electromagnet is controlled by a stabilizer having a position sensor for detecting an axial position of the rotor. With the aid of the electromagnet, the rotor is held in a working position, in which the permanent magnets of the passive magnetic bearings are displaced relative to one another in such a way that they generate an axial force opposing the tightening force of the electromagnet. The working position is such that the solenoid must always be energized to maintain the working position. By varying the excitation, the stabilizer ensures that the rotor is repeatedly moved back into the working position during an axial displacement.

Die DE-OS 28919236 zeigt eine Magnetlagerung, beispielsweise für Strömungsmessungen, die als Bewegungselement einen sich horizontal erstreckenden Rotor aufweist. Um den Rotor schwebend zu halten, sind zwei passive Magnetlager mit jeweils einem Stator-seitigen und einem Rotor-seitigen Permanentmagneten vorhanden, die sich gegenseitig abstoßend magnetisiert sind, wobei die Feldkomponenten der beiden passiven Magnetlager entgegengesetzt gerichtet sind. In den Zwischenraum zwischen den beiden passiven Magnetlagern ist eine Magnetspule angeordnet. Die Erregung der Magnetspule wird durch eine Regeleinrichtung gesteuert, zu der Lagesensoren gehören, die die axiale Verschiebung des Rotors berührungslos abtasten und den Erregerstrom in Abhängigkeit von der axialen Verschiebung regeln. Je nach Richtung und Größe der elektrischen Ströme in der Magnetspule wird der Rotor in einer bestimmten Arbeitsposition gehalten.The DE-OS 28919236 shows a magnetic bearing, for example, for flow measurements, which has a horizontally extending rotor as a moving element. In order to keep the rotor floating, there are two passive magnetic bearings each having a stator-side and a rotor-side permanent magnet which are mutually repulsively magnetized, the field components of the two passive magnetic bearings being oppositely directed. In the space between the two passive magnetic bearings, a magnetic coil is arranged. The energization of the solenoid is controlled by a controller which includes position sensors which sense the axial displacement of the rotor without contact and regulate the excitation current in response to the axial displacement. Depending on the direction and magnitude of the electrical currents in the solenoid coil, the rotor is held in a specific working position.

Die DE 100 43 302 A1 offenbart eine rotationssymmetrische Magnetlagerung mit einem sich vertikal erstreckenden und um die Vertikalachse drehbaren Rotor als Bewegungselement, der an seinen stirnseitigen Enden jeweils einen kreisrunden Permanentmagneten aufweist. Diese beiden Permanentmagnete sind von ringförmigen Permanentmagneten umgeben, die Teile eines Stators sind und über eine kreisrunde Hülse verbunden sind. Die Permanentmagnete des Stators sind in der gleichen Richtung magnetisiert wie die Permanentmagnete des Rotors, so dass zwischen den Permanentmagneten abstoßende Magnetkräfte wirken, die den Rotor radial zentrieren. Die jeweils benachbarten Paare von Permanentmagneten bilden passive Magnetlager. Unterhalb der Stirnseite des unteren Permanentmagneten des Rotors ist ein zylinderförmiges Statorelement angeordnet, das von einem Stromleiter umgeben ist. Die zwischen dem unteren Permanentmagneten des Rotors und dem Statorelement wirkende Magnetkraft ist so bemessen, dass die Permanentmagnete des Rotors gegenüber den sie umgebenden Permanentmagneten leicht nach oben versetzt sind, so dass ein Kräftegleichgewicht zwischen der von dem Permanentmagneten ausgehenden nach oben gerichteten Vertikalkraft und der Anziehungskraft zwischen dem Permanentmagneten am Rotor und dem Statorelement herrscht. Wird der Rotor vertikal ausgelenkt, erfasst dies der Lagesensor und veranlasst die Stabilisiereinrichtung, an den Stromleiter einen solchen Steuerstrom anzulegen, dass die Magnetisierung des Statorelements derart beeinflusst wird, dass der Rotor wieder in seine Arbeitsposition zurückkehrt.The DE 100 43 302 A1 discloses a rotationally symmetric magnetic bearing with a vertically extending and rotatable about the vertical axis rotor as a moving element having at its front ends each have a circular permanent magnet. These two permanent magnets are surrounded by annular permanent magnets, which are parts of a stator and are connected by a circular sleeve. The permanent magnets of the stator are magnetized in the same direction as the permanent magnets of the rotor, so that between the permanent magnets repulsive magnetic forces act radially centering the rotor. The adjacent pairs of permanent magnets form passive magnetic bearings. Below the end face of the lower permanent magnet of the rotor, a cylindrical stator element is arranged, which is surrounded by a conductor. The magnetic force acting between the lower permanent magnet of the rotor and the stator element is so dimensioned that the permanent magnets of the rotor are offset slightly upwards relative to the surrounding permanent magnets, so that an equilibrium of forces between the upward vertical force emanating from the permanent magnet and the attractive force between the permanent magnet on the rotor and the stator prevails. If the rotor is deflected vertically, this is detected by the position sensor and causes the stabilizer device to apply to the current conductor such a control current that the magnetization of the stator element is influenced in such a way that the rotor returns to its working position.

Nachteilig an dieser Magnetlagerung ist, dass ein Ende der Rotor-/Stator-Kombination komplett durch das von einer Spule umgebene Stator-Element in Anspruch genommen wird. Das Stator-Element liegt insbesondere stirnseitig dem an dem Rotor angebrachten Permanentmagneten gegenüber, so dass dieses Ende des Rotors komplett von der Steuertechnik belegt ist. Darüber hinaus wird die Steuerungseinrichtung mit Spule und zylinderförmigem Stator-Element einen beträchtlichen Platz in Anspruch nehmen, weil die Steuerung entlang der Länge des Rotors angeordnet ist und damit die Längenausdehnung, die durch den Rotor ohnehin schon groß ist, noch weiter vergrößert ist. Darüber hinaus ist der Zusammenbau aufwändig aufgrund der vielen verschiedenen Teile, und auch aufgrund der Magnetlagerung, die neben dem Rotor und dem Stator auch die Steuereinrichtung mit einem zylinderförmigen Stator-Element und einer dieses umgebenden Spule separat vom Stator aufweist.A disadvantage of this magnetic bearing is that one end of the rotor / stator combination is completely taken up by the stator element surrounded by a coil. In particular, the stator element lies opposite the front side of the permanent magnet attached to the rotor, so that this end of the rotor is completely occupied by the control technology. In addition, the coil-cylindrical stator-member controller will take up considerable space because the controller is located along the length of the rotor, and thus the elongation, which is already large by the rotor, is further increased. In addition, the assembly is complex due to the many various parts, and also due to the magnetic bearing having in addition to the rotor and the stator and the control device with a cylindrical stator element and a coil surrounding this separately from the stator.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Magnetlagerkonzept zu schaffen.The Object of the present invention is to provide an improved To create magnetic bearing concept.

Diese Aufgabe wird durch eine Rotor-/Stator-Kombination nach Patentanspruch 1, ein Verfahren zum Betreiben einer Rotor-/Stator-Kombination gemäß Patentanspruch 22, ein Verfahren zum Herstellen einer Rotor-/Stator-Kombination gemäß Patentanspruch 26, einen Rotor gemäß Patentanspruch 31, einen Stator gemäß Patentanspruch 32, oder eine Wärmepumpe gemäß Patentanspruch 33 gelöst.These Task is by a rotor / stator combination according to claim 1, a method of operating a rotor / stator combination according to claim 22, a method of manufacturing a rotor / stator combination according to claim 26, a rotor according to claim 31, a stator according to claim 32, or a Heat pump solved according to claim 33.

Bei einer Rotor-/Stator-Kombination umfassen ein Stator und ein Rotor zwei Lagerungsabschnitte, wobei wenigstens einer, nämlich der zweite Lagerungsabschnitt ein Permanentmagnetlager aufweist. Der erste Lagerungsabschnitt ist so ausgebildet, dass eine erste Kraft in einer ersten Richtung auf den Rotor ausgeübt wird, und der zweite Lagerungsabschnitt ist so ausgebildet, dass eine zweite Kraft in einer zweiten Richtung auf den Rotor ausgeübt wird, wobei die zweite Richtung der ersten Richtung entgegengesetzt ist, damit der Rotor entlang der Richtung der ersten beziehungsweise zweiten Kraft mit oder ohne Steuerkraft metastabil gehalten werden. Ferner umfasst der zweite Lagerungsabschnitt einen Magnetkreis mit zwei Luftspalten, die so angeordnet sind, dass die in den Luftspalten auf den Rotor wirkenden Kräfte entgegengesetzt sind und zusammen die zweite Kraft darstellen. Ferner ist eine Steuerungseinrichtung vorgesehen, um die über die Luftspalten wirkenden Kräfte ansprechend auf eine Steuergröße zu beeinflussen.at A rotor / stator combination includes a stator and a rotor two storage sections, wherein at least one, namely the second storage section has a permanent magnet bearing. The first storage section is designed so that a first Force is exerted on the rotor in a first direction, and the second storage portion is formed so that a second force exerted in a second direction on the rotor with the second direction opposite to the first direction is to allow the rotor along the direction of the first or respectively second force are held metastable with or without control force. Furthermore, the second storage section comprises a magnetic circuit two air gaps, which are arranged so that in the air gaps are opposed to the forces acting on the rotor and together represent the second force. Furthermore, a control device provided to the force acting through the air gaps forces responsive to a tax magnitude.

Im zweiten Lagerungsabschnitt wird erfindungsgemäß ein Reluktanzlager verwendet, dessen Magnetkreis zwei Luftspalte hat, so dass der Rotor gegenüber dem Stator drehbar gelagert ist. Durch Dimensionierung der Luftspalte beziehungsweise der an den Luftspalten überlappenden Flächen können die Kräfte eingestellt werden, die auf den Stator wirken. Ferner kann durch die Positionierung der beiden Luftspalte erreicht werden, dass die in den Luftspalten wirkenden Teilkräfte entgegengesetzt gerichtet sind. Durch Beeinflussen der über den Luftspalten wirkenden Teilkräfte durch die Steuerungseinrichtung kann ein z. B. vorhandenes Gleichgewicht ohne weiteres in die eine oder andere Richtung ausgelenkt werden, um eine Lagesteuerung des Rotors durchzuführen. Hierzu werden keine zusätzlichen losen Elemente benötigt, sondern lediglich ein Rotor mit einem Permanentmagnet und ein Stator mit einem gegenüberliegenden Permanentmagnet, wobei der Rotor oder der Stator den Magnetkreis dahingehend schließen, dass sich ein magnetisierbares Material, wie beispielsweise Eisen, Stahl, etc. von dem Permanentmagneten zu einer Oberfläche erstreckt, die einen zweiten Luftspalt definiert.in the second storage section is inventively a Reluctance bearing used, whose magnetic circuit has two air gaps, so that the rotor rotatably mounted relative to the stator is. By dimensioning the air gaps or at The air gaps overlapping surfaces can be the Forces are set, which act on the stator. Further can be achieved by positioning the two air gaps, that the partial forces acting in the air gaps are opposite are directed. By influencing the forces acting over the air gaps Sub-forces by the controller can be a z. B. existing balance readily in one or the other Direction are deflected to perform a position control of the rotor. No additional loose elements are needed for this but only a rotor with a permanent magnet and a stator with an opposite permanent magnet, wherein the Rotor or the stator close the magnetic circuit to that a magnetizable material, such as iron, Steel, etc. from the permanent magnet to a surface extends, which defines a second air gap.

Damit wird ferner die Baulänge der Rotor-/Stator-Kombination nicht zwangsläufig durch die Steuerung verlängert, weil die Steuerung entlang der Welle integrierbar ist und nicht unbedingt stirnseitig auf die Welle einwirken muss.In order to Furthermore, the length of the rotor / stator combination not necessarily extended by the controller, because the controller is integrable along the shaft and not must always act on the front side of the shaft.

Darüber hinaus haben typische magnetisierbare Materialien, die geeignet sind, um einen Magnetkreis zu schließen, auch die Eigenschaft einer hohen strukturellen Stabilität, wenn beispielsweise an Stahl oder Eisen gedacht wird, was für einen Motor ohnehin von Vorteil ist. Darüber hinaus hat die Integration von Permanentmagneten den wesentlichen Vorteil der guten magnetischen Abschirmung. Aufgrund der Tatsache, dass der Magnetkreis durch ein magnetisierbares Material gebildet wird, verlaufen nahezu sämtliche Magnetfeldlinien im Material und es existiert außerhalb des Materials abgesehen vom Luftspalt kein magnetisches Feld, das andere Komponenten in der Nähe stören würde. Dieses Merkmal ist besonders vorteilhaft, weil die verwendeten Permanentmagneten für ein robustes Magnetlager durchaus beträchtliche Polarisationsstärken haben können.About that In addition, typical magnetizable materials have the appropriate are to close a magnetic circuit, also the property a high structural stability, if, for example thinking of steel or iron, what an engine anyway is beneficial. In addition, the integration of Permanent magnets the main advantage of good magnetic Shielding. Due to the fact that the magnetic circuit by a magnetizable Material is formed, run almost all magnetic field lines in the material and it exists apart from the material from the air gap no magnetic field, the other components in would disturb the near. This feature is particularly advantageous because the permanent magnets used for a robust magnetic bearing quite considerable polarization strengths can have.

Darüber hinaus eignet sich ein Magnetkreis mit Luftspalten für eine besonders gute Dimensionierung der Kräfte, da die Kräfte einfach durch die geometrische Beeinflussung insbesondere des zweiten Luftspalts, der nicht zwischen den bei den Permanentmagneten angeordnet ist, erreicht werden kann. Durch Verkleinern der effektiven Überlappungsfläche an einem Luftspalt wird die Konzentration der Flusslinien erhöht, was abgesehen von Sättigungseffekten unmittelbar in einer höheren Magnetkraft resultiert, als wenn vergleichsweise eine große Überlappungsfläche verwendet werden würde. Die nötige Überlappungsfläche kann somit bestimmt werden, wenn eine erforderliche Krafteinwirkung feststeht. Damit müssen zur Einstellung der Ruheposition des Lagers keine aufwändigen elektronischen Maßnahmen getroffen werden, sondern es genügt lediglich die Dimensionierung einfacher geometrischer Größen, die typischerweise rund sind und daher besonders gut und genau feststellbar sind, um die Ausgangsgrößen eines Lagers reproduzierbar festzulegen. Das Merkmal der Reproduzierbarkeit ist besonders dann wichtig, wenn eine Serienfertigung mit hohen Stückzahlen und damit niedrigem Preis für das Endprodukt durchgeführt werden kann. Durch Einstellen der Überlappungsgröße am Luftspalt durch hoch präzise mechanische spanabhebende Verfahren, wie beispielsweise Drehverfahren oder Fräsverfahren, kann eine hohe Reproduzierbarkeit erreicht werden, die insbesondere höher ist als sie mit Permanentmagnetmaterialien erreicht werden kann, die nicht spanabhebend bearbeitet werden, sondern normalerweise gesintert werden und daher im Hinblick auf ihre Dicke und insbesondere auch die Oberflächeneigenschaften weit hinter die Oberflächeneigenschaften zurückfallen, die durch spanabhebende Verfahren an magnetisierbaren Materialien erreicht werden können.In addition, a magnetic circuit with air gaps for a particularly good dimensioning of the forces, since the forces can be easily achieved by the geometric influence, in particular of the second air gap, which is not arranged between the permanent magnets. Reducing the effective overlap area at an air gap increases the concentration of the flux lines, which, apart from saturation effects, results directly in a higher magnetic force than if comparatively a large overlap area were used. The necessary overlap area can thus be determined if a required force is established. Thus, no elaborate electronic measures must be taken to adjust the rest position of the bearing, but it is sufficient only the dimensioning of simple geometric sizes that are typically round and therefore are particularly good and accurately determined to set the output variables of a bearing reproducible. The characteristic of reproducibility is particularly important when mass production can be carried out with high quantities and thus a low price for the end product. By adjusting the size of the overlap at the air gap by high-precision mechanical machining processes, such as turning or milling process, a high reproducibility can be achieved, which is in particular higher than can be achieved with permanent magnet materials that are not machined, but are normally sintered and therefore fall back far behind the surface properties in terms of their thickness and in particular the surface properties, the by chip removal magnetizable materials can be achieved.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden in beiden Lagerungsabschnitten jeweils Reluktanzlager eingesetzt, also Lager mit Magnetkreisen, die jeweils zwei gegenüberliegende Permanentmagnete und zwei gegenüberliegende Flächen aus magnetisierbarem Material umfassen, welche zusammen einen Magnetkreis mit zwei Luftspalten bilden.at a preferred embodiment of the present invention Invention are in both storage sections each reluctance used, so bearing with magnetic circuits, each two opposite Permanent magnets and two opposing surfaces of magnetizable material, which together form a magnetic circuit form with two air gaps.

Darüber hinaus wird es bevorzugt, im ersten Lagerungsabschnitt stirnseitige Permanentmagnete mit abwechselnder Polarität zu verwenden, also ein attraktives Permanentmagnetlager, wobei zwischen der Stirnseite des Rotors und der Seite des Rotors, an der ein Rotorrad anbringbar ist, der zweite Lagerungsabschnitt vorgesehen ist, in dem ferner die Steuerungseinrichtung angeordnet ist. Hier ist die Permanentmagnet-Überlappungsfläche vorzugsweise größer als im ersten Lagerungsabschnitt, da hier die Steuerung untergebracht wird, die zusammen mit der Dimensionierung des geschlossenen Magnetkreises die Steuerwirkung des Rotors liefert. Insbesondere durch Auslegung der Dimensionen und damit auch der gegenüberliegenden Permanentmagnete im zweiten Lagerungsabschnitt so, dass der erste Lagerungsabschnitt des Rotors hindurch geschoben werden kann, wird ein leicht montierbares, einfach einsteckbares System aus Stator und Rotor geschaffen, das zum Beispiel unter Verwendung eines Montagestabs sicher und einfach montierbar ist.About that In addition, it is preferred in the first storage section end-side To use permanent magnets of alternating polarity, So an attractive permanent magnet bearing, between the front the rotor and the side of the rotor to which a rotor wheel attachable is provided, the second storage section, in which further the control device is arranged. Here is the permanent magnet overlap area preferably larger than in the first storage section, since here the control is accommodated, which together with the dimensioning the closed magnetic circuit provides the control effect of the rotor. In particular by interpretation of the dimensions and thus also the opposite permanent magnets in the second storage section such that the first bearing portion of the rotor are pushed through can be easily assembled, easy plug-in system made of stator and rotor, for example, using a mounting bar is safe and easy to install.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegende Zeichnung detailliert erläutert. Es zeigen:preferred Embodiments of the present invention will be detailed below with reference to the accompanying drawings explained. Show it:

1a eine schematische Darstellung einer Rotor-/Stator-Kombination; 1a a schematic representation of a rotor / stator combination;

1b eine detailliertere Darstellung einer Ausführungsform für den zweiten Lagerungsabschnitt; 1b a more detailed illustration of an embodiment for the second storage section;

2 eine schematische Darstellung der Kräfteverhältnisse im ersten und zweiten Lagerungsabschnitt gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 2 a schematic representation of the balance of power in the first and second storage section according to a preferred embodiment of the present invention;

3a einen Zusammenhang zwischen Magnetkraft und Parameter b, der das Verhältnis der Fläche des Magnets zur Fläche des Rückschlusses in einem Magnetkreis angibt; 3a a relationship between magnetic force and parameter b, which indicates the ratio of the area of the magnet to the area of the conclusion in a magnetic circuit;

3b eine bevorzugte Ausführungsform der Rotor-/Stator-Kombination mit attraktiven, d. h. anziehenden Permanentmagnetpolarisierungen; 3b a preferred embodiment of the rotor / stator combination with attractive, ie attracting permanent magnet polarizations;

4 eine aufgebrochene perspektivische Ansicht einer Rotor-/Stator-Kombination gemäß einem Ausführungsbeispiel; 4 a broken-away perspective view of a rotor / stator combination according to an embodiment;

5a eine schematische Außenansicht einer Rotor-/Stator-Kombination mit Angabe der Schnittfläche; 5a a schematic external view of a rotor / stator combination with indication of the sectional area;

5b eine entlang der Schnittfläche von 5a genommene Schnittansicht der Rotor-/Stator-Kombination gemäß der vorliegenden Erfindung; 5b one along the cut surface of 5a taken sectional view of the rotor / stator combination according to the present invention;

6 eine schematische Darstellung einer Wärmepumpe, in der die Rotor-/Stator-Kombination vorteilhaft verwendbar ist; und 6 a schematic representation of a heat pump in which the rotor / stator combination is advantageously used; and

7 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Rotor-/Stator-Kombination unter Verwendung eines Führungsstabs. 7 a flowchart of a method for producing a rotor / stator combination using a guide rod.

1 zeigt eine Rotor-/Stator-Kombination in prinzipieller Ansicht. Die Rotor-/Stator-Kombination umfasst einen Rotor 100 und einen Stator 200. Insbesondere ist der Rotor 100 in dem Stator 200 drehbar angeordnet. Die Rotor-/Stator-Kombination umfasst ferner einen ersten Lagerungsabschnitt 300, der Rotor-seitige Merkmale 310 und Stator-seitige Merkmale 320 hat. Darüber hinaus umfasst die Rotor-/Stator-Kombination einen zweiten Lagerungsabschnitt 400, wobei der zweite Lagerungsabschnitt 400 wiederum Rotor-seitige Merkmale 410 und Stator-seitige Merkmale 420 hat. Bei dem in 1a gezeigten Ausführungsbeispiel besteht der Rotor 100 somit aus einem Rotorrad 110, einer Rotorwelle 120, dem Rotor-seitigen Merkmal 410 des zweiten Lagerungsabschnitts, dem Rotor-seitigen Merkmal 310 des ersten Lagerungsabschnitts sowie einem vorzugsweise zwischen den beiden Lagerungsabschnitten liegenden Bereich, der auch als Motorzone 500 bezeichnet wird. Die Motorzone 500 umfasst wieder Rotor-seitige Merkmale 510 und Stator-seitige Merkmale 520, die in 1a nicht detailliert gezeigt sind, auf die später jedoch noch eingegangen wird. 1 shows a rotor / stator combination in a basic view. The rotor / stator combination comprises a rotor 100 and a stator 200. , In particular, the rotor 100 in the stator 200. rotatably arranged. The rotor / stator combination further comprises a first storage section 300 , the rotor-side features 310 and stator-side features 320 Has. In addition, the rotor / stator combination comprises a second storage section 400 , wherein the second storage section 400 turn rotor-side features 410 and stator-side features 420 Has. At the in 1a shown embodiment, the rotor 100 thus from a rotor wheel 110 , a rotor shaft 120 , the rotor-side feature 410 of the second storage section, the rotor-side feature 310 of the first storage section and a preferably lying between the two storage sections area, which also serves as a motor zone 500 referred to as. The engine zone 500 again includes rotor-side features 510 and stator-side features 520 , in the 1a are not shown in detail, which will be discussed later.

Allgemein ist der erste Lagerungsabschnitt so ausgebildet, dass eine erste Kraft F1res in einer ersten Richtung, in 1a nach unten auf den Rotor ausgeübt wird, und wobei der zweite Lagerungsabschnitt so ausgebildet ist, dass eine zweite Kraft F2res in einer zweiten Richtung auf den Rotor 100 ausgeübt wird, wobei die zweite Richtung der ersten Richtung entgegen gesetzt ist und in 1a nach oben zeigt.In general, the first storage section is designed such that a first force F 1res in a first direction, in 1a is applied downward on the rotor, and wherein the second bearing portion is formed so that a second force F 2res in a second direction on the rotor 100 is applied, wherein the second direction is opposite to the first direction and in 1a pointing upwards.

Darüber hinaus umfasst die Rotor-/Stator-Kombination in dem zweiten Lagerungsabschnitt 400 einen Magnetkreis mit zwei Luftspalten, wobei die Luftspalten so angeordnet sind, dass die in den Luftspalten auf den Rotor wirkenden Kräfte entgegen gesetzt sind und zusammen die zweite Kraft F2res darstellen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele für einen solchen Magnetkreis im zweiten Lagerungsabschnitt 400 werden anhand von 1b und anhand von weiteren Figuren beschrieben.In addition, the rotor / stator combination comprises in the second storage section 400 a magnetic circuit with two air gaps, wherein the air gaps are arranged so that the forces acting in the air gaps on the rotor forces are opposed and together represent the second force F 2res . Preferred embodiments of such a magnetic circuit in the second storage section 400 are determined by 1b and described with reference to other figures.

Darüber hinaus umfasst die Rotor-/Stator-Kombination eine Steuerungseinrichtung, die in 1a ebenfalls nicht gezeigt ist, die jedoch bezugnehmend auf 1b beschrieben wird, die ausgebildet ist, um die über die Luftspalten des zweiten Lagerungsabschnitts wirkenden Teilkräfte ansprechend auf eine Steuergröße zu beeinflussen.In addition, the rotor / stator combination comprises a control device which in 1a is also not shown, but with reference to 1b described, which is designed to influence the forces acting on the air gaps of the second storage section partial forces in response to a control variable.

1b zeigt eine Detailansicht eines zweiten Lagerungsabschnitts gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Insbesondere ist an einer Rotorwelle 120 ein Rotor-seitiges Merkmal 410 angeordnet, das einen Permanentmagneten 411 und einen Bereich aus magnetisierbarem Merkmal 412 aufweist, wobei der Permanentmagnet 411 und der Perma nentmagnetträger 412 fest mit dem Rotor 120 verbunden sind und sich mit dem Rotor mit drehen. Stator-seitige Merkmale des zweiten Lagerungsabschnitts umfassen wiederum einen Permanentmagnet 420, der auf einem magnetisierbaren Material 430 angebracht ist, wobei das Element 430 bei dem in 1b gezeigten Ausführungsbeispiel torusförmig ist und aus einem magnetisierbaren Material, wie beispielsweise Eisen, Stahl oder einem ähnlichen Material gebildet ist. Ferner sind zwei Luftspalte 431 und 432 gezeigt. Der Luftspalt 431 wird durch die beiden gegenüberliegenden Permanentmagneten 411, 420 gebildet, wobei ein Teil der über den Luftspalt sich gegenüberliegenden Fläche der beiden Magneten Amagnet gezeigt ist. 1b shows a detailed view of a second storage section according to an embodiment of the present invention. In particular, on a rotor shaft 120 a rotor-side feature 410 arranged, which is a permanent magnet 411 and a range of magnetizable feature 412 having, wherein the permanent magnet 411 and the permanent magnet carrier 412 firmly with the rotor 120 are connected and rotate with the rotor. Stator-side features of the second storage section again comprise a permanent magnet 420 that is on a magnetizable material 430 is attached, wherein the element 430 at the in 1b embodiment shown is toroidal and is formed from a magnetizable material such as iron, steel or a similar material. Furthermore, there are two air gaps 431 and 432 shown. The air gap 431 is through the two opposite permanent magnets 411 . 420 formed, wherein a part of the air gap on the opposite surface of the two magnets A magnet is shown.

Der zweite Luftspalt 432 wird durch gegenüberliegende magnetisierbare Materialien definiert und hat eine effektive Überlappungsfläche Arückschluss, wie es in 1b für eine Seite eingezeichnet ist. Das Rückschlusselement 430 ist statisch, also gehört zum Stator und dreht sich nicht mit dem Rotor. Insofern umfassen der Permanentmagnet 420 sowie das Element 430 dort, wo die Rotorwelle 120 angeordnet ist, eine Bohrung, in der sich die Rotorwelle frei drehen kann. Allerdings ist die Rotorwelle, wie es bereits ausgeführt worden ist, mit den Rotor-seitigen Merkmalen des zweiten Lagerungsabschnitts 411, 412 fest verbunden.The second air gap 432 is defined by opposed magnetic materials and has an effective area of overlap A reset circuit, as shown in 1b is drawn for a page. The return element 430 is static, so belongs to the stator and does not rotate with the rotor. In this respect, include the permanent magnet 420 as well as the element 430 where the rotor shaft 120 is arranged, a bore in which the rotor shaft can rotate freely. However, as already stated, the rotor shaft is associated with the rotor-side features of the second storage section 411 . 412 firmly connected.

In 1b ist ferner eine Steuerungseinrichtung gezeigt, die eine Spule 550, einen Regler 551 und einen Lagedetektor 552 aufweisen kann. Der Lagedetektor 552 umfasst eine aktuelle Position des Rotors bezüglich des Stators auf kapazitivem, induktivem, optischen oder irgendeinem anderen Weg und liefert einen Ist-Wert über die Ist-Position beziehungsweise eine Ist-Beziehung zwischen Rotor und Stator zu dem Regler 551, welcher ferner einen fest einprogrammierten Sollwert haben kann, oder, wie es in 1b gezeigt ist, einen Sollwerteingang haben kann, über den ein Benutzer zu Lagerausrichtungs- beziehungsweise Lagerkalibrierzwecken den Sollwert eingeben kann.In 1b Furthermore, a control device is shown, which is a coil 550 , a regulator 551 and a location detector 552 can have. The location detector 552 comprises a current position of the rotor with respect to the stator in capacitive, inductive, optical or any other way and provides an actual value about the actual position or an actual relationship between rotor and stator to the controller 551 , which may further have a fixed programmed setpoint, or as shown in 1b is shown may have a setpoint input, via which a user can enter the setpoint for Lagerausrichtungs- or Lagerkalibrierzwecken.

Der Regler 551 ist ausgebildet, um den Strom durch die Spule 550, die in 1b aufgeschnitten gezeigt ist, zu steuern. Bei der in 1b gezeigten Stromrichtung durch die Spule wird im Inneren der Spule, die die beiden Luftspalte 432, 431 umgibt, ein Magnetfeld erzeugt, das in 1b nach unten gerichtet ist. Dieses Magnetfeld wird sich dem in den beiden Luftspalten vorhandenen Magnetfeld überlagern und dazu führen, dass die Kraft F verstärkt wird. Da aufgrund der kleineren Fläche Arückschluss die nach oben gerichtete Kraft stärker ist als die nach unten gerichtete Kraft, wird sich der Rotor daher nach oben bewegen. In diesem Fall hat der Lagedetektor daher eine Position detektiert, bei der die Rotorwelle zu stark nach unten ausgelenkt war. Ist der Regler 551 dagegen derart aktiviert worden, dass er eine Spulenerregung liefert, die einen Strom hat, der zu der in 1b gezeigten Stromsituation entgegen gerichtet ist, so wirkt das Magnetfeld der Spule gegen das Magnetfeld in den beiden Luftspalten, und die Magnetkraft F wird geschwächt. Diese Schwächung geht aufgrund des Faktors b stärker zulasten der nach oben gerichteten Kraft, so dass insgesamt betrachtet die nach unten gerichtete Kraft zunimmt und der Rotor nach unten bewegt wird. Der Lagedetektor hatte daher eine Position des Rotors 120 detektiert, bei der der Rotor 120 zu weit bezüglich 1b nach oben ausgelenkt war. Die vorstehenden Richtungsangaben gelten für den Fall dass b > 1 ist. Ist b < 1, so wäre die Fläche des Rückschlusses, die den Luftspalt 432 definiert, größer als die Fläche der Permanentmagnete 411, 420, die den ersten Luftspalt 431 definieren. Für bestimmte Ausführungsbeispiele wird es jedoch bevorzugt, die Magnetfläche, also den ersten Luftspalt 431 größer als die Rückschlussfläche auszulegen.The regulator 551 is designed to handle the current through the coil 550 , in the 1b cut open is shown to control. At the in 1b current direction through the coil is shown inside the coil, which is the two air gaps 432 . 431 surrounds a magnetic field generated in 1b directed downwards. This magnetic field will be superimposed on the existing magnetic field in the two air gaps and cause the force F is amplified. Since due to the smaller area A conclusion, the upward force is greater than the downward force, the rotor will therefore move upward. In this case, the position detector has therefore detected a position in which the rotor shaft was deflected too much down. Is the controller 551 on the other hand, has been activated to provide a coil excitation having a current corresponding to that in 1b shown current situation is directed opposite, the magnetic field of the coil acts against the magnetic field in the two air gaps, and the magnetic force F is weakened. Due to the factor b, this weakening is more heavily loaded by the upward force, so that overall, the downward force increases and the rotor is moved downwards. The position detector therefore had a position of the rotor 120 detected at which the rotor 120 too far regarding 1b was deflected upwards. The above directions apply to the case that b> 1. If b <1, then the surface of the inference, which is the air gap 432 defined, larger than the area of the permanent magnets 411 . 420 that the first air gap 431 define. For certain embodiments, however, it is preferred that the magnetic surface, ie the first air gap 431 larger than the return area.

Bei dem in 1b gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine Spule gezeigt, die neun Windungen hat. Diese Windungszahl ist selbstverständlich lediglich schematisch und kann und wird sehr viel größer sein. Darüber hinaus können mehrere Windungsschichten nebeneinander angeordnet sein. So kann der gesamte Bereich, der sich durch das Rückschlusselement ergibt und bei 560 gezeigt ist, mit einer Spule ausgefüllt sein. Ferner wird es bevorzugt, eine zylindrische Spule zu nehmen, da auch der Bereich 560 zylindrisch ist, obgleich dies nicht zwingend der Fall sein muss. Auch eckige Anordnungen sind denkbar und je nach Motorimplimentierung sinnvoll.At the in 1b shown embodiment, a coil is shown, which has nine turns. This number of turns is of course only schematic and can and will be much larger. In addition, several winding layers can be arranged next to one another. Thus, the entire area that results from the return element and at 560 is shown filled with a coil. Furthermore, it is preferred to take a cylindrical coil, as well as the area 560 is cylindrical, although this is not necessarily the case. Even angular arrangements are thinking bar and depending on Motorimplimentierung makes sense.

Darüber hinaus wird es bevorzugt, dass beide Luftspalte in dem Innenbereich der Spule 550 aufgenommen sind. Es würde jedoch auch eine ähnliche Wirkung stattfinden, wenn die Spule nicht beide Luftspalte 431, 432 in sich aufnimmt, sondern nur einen Luftspalt oder sogar gar keinen Luftspalt, so lange zumindest eine Komponente des durch die Spule erzeugten Magnetfeldes parallel zu den Magnetfeldlinien ist, wie sie in den beiden Luftspalten 431, 432 vorliegen und bei 570 eingezeichnet sind. Es sei darauf hingewiesen, dass die Richtung der Magnetfeldlinien 570 durch die Polarisierung der beiden Permanentmagnete 411, 420 festgelegt wird. Bei den in 1b eingezeichneten Polarisierungsverhältnissen ist die untere Oberfläche des oberen Permanentmagnet 411 als Nordpol polarisiert und ist die obere Seite des unteren Permanentmagneten 420 als Südpol polarisiert. Damit ist das durch die beiden Permanentmagnete 411, 420 gebildete Permanentmagnetlager ein attraktives Lager, bei dem sich also beide Magnete anziehen.In addition, it is preferred that both air gaps in the interior of the coil 550 are included. However, a similar effect would also occur if the coil does not have both air gaps 431 . 432 but only an air gap or even no air gap, as long as at least one component of the magnetic field generated by the coil is parallel to the magnetic field lines, as in the two air gaps 431 . 432 present and at 570 are drawn. It should be noted that the direction of the magnetic field lines 570 by the polarization of the two permanent magnets 411 . 420 is determined. At the in 1b plotted polarization ratios is the lower surface of the upper permanent magnet 411 polarized as the north pole and is the upper side of the lower permanent magnet 420 polarized as south pole. This is the result of the two permanent magnets 411 . 420 formed permanent magnet bearings an attractive bearing, in which so tighten both magnets.

Wird die Polarisierungsrichtung eines der beiden Magneten umgedreht, so wird aus dem attraktiven Lager ein abstoßendes Lager, was gleichermaßen ausgeführt werden kann. Dann muss jedoch zur Lageregelung der Welle 120 die Stromrichtung, die der Regler 551 liefert, umgedreht werden. Allgemein gesagt wird jedoch ebenfalls durch die Spule ein Magnetfeld erzeugt, das sich entweder dem Magnetfeld in den beiden Luftspalten positiv überlagert, wenn es die selbe Richtung wie das Magnetfeld 570 in den Luftspalten hat, oder das sich negativ mit dem Magnetfeld 570 überlagert, wenn es die umgekehrte Richtung hat. Daher muss das Magnetfeld innerhalb der Spule 550 auch nicht unbedingt vollständig homogen sein, sondern kann auch andere Komponenten haben. Dadurch wird jedoch der Wirkungsgrad der Magnetfeldbeeinflussung in den Luftspalten reduziert, da nur die betragsmäßig parallel zu dem Magnetfeld 570 ausgerichteten Magnetfeldlinienkomponenten eine wirksame Steuerung bewirken.If the polarization direction of one of the two magnets is reversed, the attractive bearing becomes a repulsive bearing, which can be carried out in the same way. Then, however, to the position control of the shaft 120 the current direction, the regulator 551 delivers, to be turned around. Generally speaking, however, a magnetic field is also generated by the coil, which either positively superimposes the magnetic field in the two air gaps, if it is the same direction as the magnetic field 570 in the air gaps, or that is negative with the magnetic field 570 superimposed if it has the opposite direction. Therefore, the magnetic field has to be inside the coil 550 also not necessarily be completely homogeneous, but may also have other components. As a result, however, the efficiency of the magnetic field influencing in the air gaps is reduced, since only the amount parallel to the magnetic field 570 aligned magnetic field line components cause effective control.

Darüber hinaus wird an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die Steuerungseinrichtung nicht unbedingt eine Spule 550 sein muss. Alternativ existieren beliebige Möglichkeiten, um die Magnetfelder in den beiden Luftspalten zu beeinflussen, beispielsweise durch eine andere Leiterkonfiguration als eine Spule oder durch Bewegen eines Permanentmagneten bezüglich der Luftspalte, damit sich der magnetische Fluss aufgrund des Permanentmagneten in den Luftspalten ansprechend auf eine Bewegung des Magneten ändert.In addition, it should be noted at this point that the control device is not necessarily a coil 550 have to be. Alternatively, there are any possibilities to influence the magnetic fields in the two air gaps, for example by a conductor configuration other than a coil or by moving a permanent magnet relative to the air gaps to cause the magnetic flux to change due to the permanent magnet in the air gaps in response to movement of the magnet ,

Nachfolgend wird anhand von 2 die prinzipielle Anordnung sowohl des zweiten Lagerungsabschnitts als auch eines bevorzugten ersten Lagerungsabschnitts, welcher ebenfalls als Permanentmagnet-Reluktanzlager ausgebildet ist, dargelegt. Insofern bezeichnen die selben Bezugszeichen in 2 bezüglich 1b die selben Elemente. Der zweite Lagerungsabschnitt ist oben in 2 gezeigt. Beide Luftspalte d1 und d2 sind stark vergrößert eingezeichnet. Es wird jedoch bevorzugt, die Länge des Luftspalts 432, die mit d1 bezeichnet ist, kleiner als die Länge des Luftspalts d2 zu machen. Das liegt daran, dass dann, wenn das Magnetlager in einer Parkposition ist, die Rotorwelle 120 in eine Parkposition geht, bei der zwei Flächen aufeinander treffen und sich berühren. Durch Erreichen, dass der Luftspalt im Rückschluss sowohl im oberen zweiten Lagerungsabschnitt als auch im unteren ersten Lagerungsabschnitt kleiner als der Luftspalt zwischen den Magneten ist, wird die Lagerungsposition immer dadurch erreicht, dass zwei Metallteile und nicht zwei Permanentmagnete aufeinander treffen. Damit wird eine Beschädigung der Permanentmagnete, die typischerweise gesinterte Elemente sind und daher eine gewisse Verletzlichkeit haben, wirksam vermieden.The following is based on 2 the basic arrangement of both the second storage section and a preferred first storage section, which is also designed as a permanent magnet reluctance bearing, set forth. In this respect, the same reference numerals in 2 in terms of 1b the same elements. The second storage section is at the top in FIG 2 shown. Both air gaps d 1 and d 2 are shown greatly enlarged. However, it is preferred that the length of the air gap 432 , which is denoted by d 1 , to make smaller than the length of the air gap d 2 . This is because when the magnetic bearing is in a parking position, the rotor shaft 120 in a parking position, in which two surfaces meet and touch each other. By achieving that the air gap in the conclusion is smaller than the air gap between the magnets both in the upper second storage section and in the lower first storage section, the storage position is always achieved by two metal parts and not two permanent magnets meet. This effectively prevents damage to the permanent magnets, which are typically sintered elements and therefore have some vulnerability.

Andererseits wird es bevorzugt, die Luftspalte sehr klein zu machen. Um die Sicherheit zu erreichen, dass bei einer Parkposition nicht zwei Magnete aufeinander liegen, sondern zwei Metallteile, nämlich 412 und 430 im zweiten Lagerungsabschnitt, bedeutet ein kleiner Luftspalt zwischen den Magneten, dass ein noch kleinerer Luftspalt zwischen den Metallteilen 412, 432 ist. Diese Anforderung ist jedoch relativ unproblematisch zu erfüllen, da die Metallteile 412 und 430 beziehungsweise deren Oberflächen durch spanabhebende Verfahren, wie beispielsweise Drehen oder Fräsen sehr genau ohne größeren Aufwand hergestellt werden können, während solche genauen und ebenen Oberflächenstrukturen der Permanentmagnete aufgrund der Herstellungsverfahren für Permanentmagnete nicht so preisgünstig erreicht werden können.On the other hand, it is preferred to make the air gaps very small. In order to ensure that in a parking position not two magnets lie on top of each other, but two metal parts, namely 412 and 430 in the second storage section, means a small air gap between the magnets, that an even smaller air gap between the metal parts 412 . 432 is. However, this requirement is relatively unproblematic to meet, since the metal parts 412 and 430 or their surfaces can be produced by machining processes, such as turning or milling very accurately without much effort, while such accurate and even surface structures of the permanent magnets due to the manufacturing process for permanent magnets can not be achieved so inexpensively.

2 zeigt ferner die Ausbildung des ersten Lagerungsabschnitts, der vorzugsweise ebenfalls als Reluktanzlager mit zwei Luftspalten 331 und 332 ausgebildet ist. Der erste Luftspalt 331, dessen Abstand mit d2 bezeichnet ist, wird wieder durch zwei Permanentmagnete 320, 311 gebildet, und der zweite Luftspalt wird wieder durch Elemente 312, 330 gebildet, wobei der Rückschluss über den Stator-Eisen-Kreis erreicht wird. Es sei darauf hingewiesen, dass in beiden Lagerungsabschnitten der Rückschluss auch über den Rotor gebildet werden kann, obgleich dies aufgrund der reduzierten bewegten Masse nicht bevorzugt wird. Aufgrund der Magnetisierung der beiden Magnete 320, 311, die in 2 beispielhaft eingezeichnet ist, wird der Rotor durch eine Kraft F1 nach unten gezogen. Darüber hinaus wirkt eine Kraft a × F1 über den anderen Luftspalt 332, dessen Abstand mit d1 bezeichnet ist. Aufgrund der Anordnung des Luftspalts 332 ist die Kraft a × F1 parallel zur Kraft F1 gerichtet, wobei ferner die Kraft F2 des zweiten Lagerungsabschnitts ebenfalls nach unten gerichtet ist. Lediglich die Kraft b × F2 ist aufgrund des Luftspalts 432 und insbesondere aufgrund dessen Anordnung im Eisenkreis nach oben gerichtet. 2 further shows the formation of the first storage section, which preferably also as a reluctance bearing with two air gaps 331 and 332 is trained. The first air gap 331 , whose distance is denoted by d 2 , again by two permanent magnets 320 . 311 formed, and the second air gap is again through elements 312 . 330 formed, with the conclusion about the stator-iron circuit is achieved. It should be noted that in both storage sections of the inference can also be formed via the rotor, although this is not preferred due to the reduced moving mass. Due to the magnetization of the two magnets 320 . 311 , in the 2 is drawn by way of example, the rotor is pulled by a force F 1 down. In addition, a force a × F 1 acts across the other air gap 332 whose distance is denoted by d 1 . Due to the arrangement of the air gap 332 is the force a × F 1 directed parallel to the force F 1 , wherein further the force F 2 of the second storage section is also directed downward. Only the force b × F 2 is due to the air gap 432 and in particular due to its location in the iron circle directed upward.

Es wird bevorzugt, die Größen a, b so einzustellen, dass der Rotor in der Null-Position, also wenn seine Ist-Position gleich der Soll-Position ist, im (metastabilen) Gleichgewicht ist. Diese Bedingung führt zu der Kräftegleichung, wie sie bei 580 in 2 gezeigt ist. Aus der Kräftegleichung ergibt sich dann, wenn die resultierende Kraft des unteren Lagerungsabschnitts mit F1res angenommen wird, die Design-Regel für den Wert b. Insbesondere ergibt sich, dass bei den in 2 gezeigten Richtungen für die Kräfte b größer als 1 gewählt werden muss, um die Bestimmungsgleichung für b zu erfüllen.It is preferred to set the magnitudes a, b so that the rotor is in the zero position, ie when its actual position is equal to the desired position, in the (metastable) equilibrium. This condition leads to the equation of forces, as with 580 in 2 is shown. From the equation of forces, if the resulting force of the lower bearing section is assumed to be F 1res , then the design rule for the value b. In particular, it turns out that in the case of 2 shown directions for the forces b greater than 1 must be chosen to satisfy the equation of determination for b.

Es sei darauf hingewiesen, dass die Kräftegleichung und damit die Dimensionierung für a und b nicht unbedingt gemäß der Gleichung 580 gewählt werden muss. Vorteilhaft ist bei dieser Dimensionierung lediglich, dass ein Strom durch die Spule nur dann geschickt zu werden braucht, wenn eine Auslenkung des Rotors aus seiner (metastabilen) Null-Position stattfindet. Gleichzeitig kann jedoch eine andere Dimensionierung der Größen a und b genommen werden, wobei dann jedoch bereits im Null-Punkt ein Strom mit einer bestimmten Stromrichtung durch die Spule 550 von 1b geleitet werden muss, um das Lager in seiner Null-Position zu halten. Wenn also konstruktive Gründe bestimmte Dimensionierungsvorschriften für die Werte a und b nicht ermöglichen, kann dies gewissermaßen elektronisch durch eine entsprechende Strombestimmung für die Spule ausgeglichen werden. Allerdings wird es jedoch dann, wenn solche konstruktiven Gründe nicht vorliegen, bevorzugt, dass der Rotor stromlos in seiner metastabilen Null-Position sitzt.It should be noted that the equation of force and thus the sizing for a and b are not necessarily according to the equation 580 must be chosen. It is advantageous in this dimensioning only that a current through the coil needs to be sent only when a deflection of the rotor takes place from its (metastable) zero position. At the same time, however, a different dimensioning of the sizes a and b can be taken, but then already at zero point, a current with a certain current direction through the coil 550 from 1b must be routed to keep the bearing in its zero position. If, therefore, constructional reasons do not permit certain dimensioning rules for the values a and b, this can be compensated to a certain extent electronically by a corresponding current determination for the coil. However, if such constructional reasons are not present, it is preferred that the rotor is normally in its metastable zero position.

3a zeigt einen Verlauf in sehr schematischer Form, um den Zusammenhang zwischen der Größe b und der Kraft F2 darzustellen. Wenn b = 1 ist, wenn also die wirksamen Flächen des Luftspalts 432 und 431 gleich sind, so ist die resultierende Kraft des zweiten Lagerungsabschnitts F2res gleich Null, da die beiden Kräfte, die auf den Rotor wirken, entgegen gesetzt sind und sich gegenseitig aufheben. Wird b jedoch vergrößert, wird also die effektive Fläche des Rückschlusses kleiner als die effektive Fläche der Magnete gemacht, so nimmt der magnetische Fluss im Luftspalt d1 zu und damit auch die Kraft, die über diesen Luftspalt auf den Rotor wirkt. Damit wird die resultierende Kraft F2res > Null und ist in der Richtung gerichtet, wie sie in 2 eingezeichnet ist. Eine Vergrößerung des Werts b ist jedoch nicht beliebig möglich, da irgendwann der Eisenkreis 430 seine Sättigung beim Luftspalt 432 erreicht. Es hat sich herausgestellt, dass Faktoren b bis zu zwei erreicht werden können, ohne dass unerwünschte Sättigungseffekte auftreten. 3a shows a course in a very schematic form to illustrate the relationship between the size b and the force F 2 . If b = 1, ie if the effective areas of the air gap 432 and 431 are the same, the resulting force of the second bearing section F 2res is equal to zero, since the two forces acting on the rotor, are opposed and cancel each other. However, if b is increased, ie if the effective area of the return path is made smaller than the effective area of the magnets, then the magnetic flux in the air gap d 1 increases and thus also the force acting on the rotor via this air gap. Thus, the resulting force F 2res > zero and is directed in the direction as in 2 is drawn. However, an increase in the value b is not possible at will, since at some point the iron circle 430 its saturation at the air gap 432 reached. It has been found that factors b up to two can be achieved without undesirable saturation effects.

Nachfolgend wird bezugnehmend auf 3b auf die allgemeine Stabilisierung der beiden Permanentmagnetlager gemäß dem in 4 gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel einer Rotor-/Stator-Kombination mit Motorabschnitt Bezug genommen. Insbesondere ist ein erstes Permanentmagnetlager mit zwei gegenüber liegenden Magneten 311, 320 im ersten Lagerungsabschnitt 300 gezeigt. Das zweite Permanentmagnetlager mit den beiden Magneten 411, 420 für den zweiten Lagerungsabschnitt ist ebenfalls eingezeichnet. Bei dem in 3b gezeigten Ausführungsbeispiel sind beide Permanentmagnetlager anziehend ausgebildet, die Permanentmagnete 311, 320 sind somit so polarisiert, dass sie anziehend sind. Das selbe gilt für die Permanentmagnete 411, 420, die ebenfalls als anziehende Permanentmagnetlager ausgebildet sind.Hereinafter, referring to 3b on the general stabilization of the two permanent magnet bearings according to the in 4 shown preferred embodiment of a rotor / stator combination with motor section reference. In particular, a first permanent magnet bearing with two opposing magnets 311 . 320 in the first storage section 300 shown. The second permanent magnet bearing with the two magnets 411 . 420 for the second storage section is also shown. At the in 3b shown embodiment, both permanent magnet bearings are attractively formed, the permanent magnets 311 . 320 are so polarized that they are attractive. The same applies to the permanent magnets 411 . 420 , which are also designed as attractive permanent magnet bearings.

Die Anordnung der beiden Permanentmagnetlager in den Lagerungsabschnitten 300, 400 bewirkt eine Stabilisierung des Rotors 120 in x-z-Richtung gemäß der Koordinatendefinition, die in 3b angegeben ist. Das Lager ist jedoch in y-Richtung instabil beziehungsweise metastabil. Es wird daher eine Regelung in der y-Richtung verwendet, wie sie schema tisch in 1b durch die Elemente 550, 551, 552 erörtert worden ist. Bei dem in 3b gezeigten Ausführungsbeispiel wird es bevorzugt, dass die Magnete 311, 320 Magnetscheiben ohne Bohrung oder nur mit einer kleinen Bohrung sind und einen relativ kleinen Außendurchmesser haben, während, wie es noch bezugnehmend auf 4 erläutert wird, die Magnetscheiben 411, 420 des zweiten Lagerungsabschnitts Magnetringe mit einer großen Bohrung und mit einem relativ großen Durchmesser sind. Diese Eigenschaft bewirkt insbesondere dann, wenn der Außendurchmesser der Magnetscheibe 311 kleiner als der Innendurchmesser der Magnetscheibe 420 beziehungsweise als der Innendurchmesser der Bohrung der Magnetscheibe 420 ist, einen einfachen Zusammenbau des Motors beziehungsweise der Rotor-/Stator-Kombination, da der Rotor durch den zweiten Lagerungsabschnitt hindurch geschoben und somit einfach lediglich durch Zusammenschieben montiert werden kann. Eine Bohrung in den Magnetscheiben 311, 320 des ersten Lagerungsabschnitts 300 wird nur dann benötigt, wenn zur Montage ein Führungsstab eingesetzt wird, durch den das Zusammenschieben von Rotor und Stator erfindungsgemäß erleichtert wird. Wird jedoch eine andere Montageform eingesetzt, so ist eine derartige Bohrung in den Magneten 311, 320 nicht nötig, da kein Führungsstab verwendet wird.The arrangement of the two permanent magnet bearings in the storage sections 300 . 400 causes a stabilization of the rotor 120 in the xz-direction according to the coordinate definition, which in 3b is specified. However, the bearing is unstable or metastable in the y-direction. Therefore, a control in the y-direction is used as shown schematically in FIG 1b through the elements 550 . 551 . 552 has been discussed. At the in 3b In the embodiment shown, it is preferred that the magnets 311 . 320 Magnetic disks are without bore or only with a small bore and have a relatively small outer diameter, while, as it still referring to 4 is explained, the magnetic disks 411 . 420 of the second bearing section are magnetic rings with a large bore and a relatively large diameter. This property is particularly effective when the outer diameter of the magnetic disk 311 smaller than the inner diameter of the magnetic disk 420 or as the inner diameter of the bore of the magnetic disk 420 is a simple assembly of the motor or the rotor / stator combination, since the rotor can be pushed through the second storage section and thus can be mounted simply by pushing together. A hole in the magnetic disks 311 . 320 of the first storage section 300 is only required if a guide rod is used for mounting, by the pushing together of rotor and stator is facilitated according to the invention. However, if another form of installation is used, such a hole is in the magnet 311 . 320 not necessary, as no management staff is used.

Darüber hinaus wird es bevorzugt, wie es in 4 gezeigt ist, die Rotorwelle 120 mit einer mittleren Bohrung 600 zu versehen. Diese Bohrung 600 befindet sich nicht nur in der Rotorwelle 620, sondern auch in den beiden Magnetscheiben 311, 320 und in dem Rückschlusselement 330 in 4. Die Bohrung im Rückschlusselement 330 und in der Magnetscheibe 320 ist mit 605 bezeichnet.In addition, it is preferred as it is in 4 shown is the rotor shaft 120 with a middle bore 600 to provide. This hole 600 is not only in the rotor shaft 620 but also in the two magnetic disks 311 . 320 and in the inference element 330 in 4 , The hole in the return element 330 and in the magnetic disk 320 is with 605 designated.

Nachfolgend wird bezugnehmend auf 4 eine perspektivische Ansicht der Rotor-/Stator-Kombination dargestellt, die ferner einen Motorabschnitt beziehungsweise die Motorzone 500 aufweist, wo Rotor-seitige Motorelemente und Stator-seitige Motorelemente vorhanden sind. Der Motorab schnitt 500 wird je nach Ansteuerung der Rotor-/Stator-seitigen Merkmale entweder tatsächlich als Motor, oder aber auch als Generator wirken. Der Motorabschnitt 500 wird dann als Generator wirken, wenn die Rotorwelle 120 mechanisch angetrieben wird, wobei diese Rotationsenergie dann in elektrische Energie umgewandelt wird. Wird die Rotorwelle 120 dagegen durch den Motorabschnitt 500 angetrieben, so führt dies dazu, dass die elektrische Energie in Rotationsenergie umgesetzt wird, die dann durch das Rotorrad 110 (1a) wieder in mechanische Energie umgesetzt wird.Hereinafter, referring to 4 a perspective view of the rotor / stator combination shown, further comprising a motor portion and the motor zone 500 where rotor-side engine elements and stator-side engine elements are present. The Motorab section 500 Depending on the control of the rotor / stator-side features, it will either actually act as a motor or else as a generator. The engine section 500 will then act as a generator when the rotor shaft 120 is mechanically driven, this rotational energy is then converted into electrical energy. Will the rotor shaft 120 By contrast, through the engine section 500 driven, this causes the electrical energy to be converted into rotational energy, which is then transmitted through the rotor wheel 110 ( 1a ) is converted back into mechanical energy.

Der Stator ist in 4 insbesondere mit einem Statorgehäuse 250 gezeigt, mit dem der Eisenkreisrückschluss 330, das Stator-seitige Motormerkmal 520 und der Eisenkreisrückschluss 430 des zweiten Lagerungsabschnitts verbunden ist. Ferner umfasst das Statorgehäuse eine vorzugsweise flüssigkeitsdichte Abdichtung 260, die schematisch in 4 eingezeichnet ist, und die eine Abdichtung des Bereichs innerhalb des Statorgehäuses 250 und des Bereichs außerhalb des Statorgehäuses 250 erreicht.The stator is in 4 in particular with a stator housing 250 shown with the iron circuit conclusion 330 , the stator-side engine feature 520 and the iron circuit conclusion 430 the second storage section is connected. Furthermore, the stator housing comprises a preferably liquid-tight seal 260 that is schematically in 4 is drawn, and a sealing of the area within the stator housing 250 and the area outside the stator housing 250 reached.

Das Stator-seitige Motormerkmal 520 umfasst eine Anzahl von z. B. 16 Polschuhen, die in 4 schematisch gezeigt sind. Die Polschuhe sind mit Statorwicklungen versehen. Den Polschuhen gegenüber angeordnet finden sich bei dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel vier Permanentmagnete, die die Rotor-seitigen Merkmale bilden. Die Permanentmagnete sind gegenüberliegend polarisiert, also so, dass zwei über die Rotorwelle 120 gegenüberliegende Magnete die selbe Polarisierung haben, wobei z. B. von zwei gegenüberliegenden Permanentmagneten die Nordpole mit der Rotorwelle verbunden sind und von den beiden anderen gegenüberliegenden Permanentmagneten die Südpole mit der Rotorwelle 120 verbunden sind. Eine Drehung der Welle wird dadurch erreicht, dass die Stator-Wicklungen aufeinander folgend erregt werden. Dann ist der Motorabschnitt 500 als Synchronmotor ausgebildet. Alternative Motorkonzepte können ebenfalls durch Einsetzen entsprechender alternativer Rotor-/Stator-Merkmale beziehungsweise alternativer Ansteuerschaltungen zum Ansteuern der Rotor-/Stator-Merkmale erreicht werden.The stator-side engine feature 520 includes a number of z. B. 16 pole shoes, in 4 are shown schematically. The pole pieces are provided with stator windings. Located opposite the pole shoes can be found in the in 4 shown embodiment, four permanent magnets that form the rotor-side features. The permanent magnets are polarized opposite each other, so that two on the rotor shaft 120 opposite magnets have the same polarization, wherein z. B. of two opposite permanent magnets, the north poles are connected to the rotor shaft and of the other two opposite permanent magnets, the south poles with the rotor shaft 120 are connected. Rotation of the shaft is achieved by energizing the stator windings consecutively. Then the engine section 500 designed as a synchronous motor. Alternative engine concepts can also be achieved by employing corresponding alternative rotor / stator features or alternative drive circuits to drive the rotor / stator features.

Um eine Montage durch Zusammenschieben zu erreichen, ist der Außendurchmesser der Rotor-seitigen Motorabschnittsmerkmale 510 kleiner als der Innendurchmesser der Stator-seitigen Merkmale des zweiten Lagerungsabschnitts 420. Da dies für den unteren Abschnitt 490 des Eisenkreises 430 nicht erfüllbar ist, ist der untere Abschnitt 490 des Eisenkreises 430 abnehmbar gestaltet. Zum Zwecke der Montage wird daher der untere Abschnitt 490 des Statorrückflusselements 430 abnehmend ausgebildet und dann, wenn der Rotor eingeführt ist, aufgesetzt. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass die Befestigung des Abschnitts 490 durch Schrauben oder andere Befestigungsmaßnahmen erfolgen kann. Allerdings existiert auch die Möglichkeit, dieses Element einfach aufzusetzen, vorzugsweise geführt durch spezielle Führungsstifte oder andere Führungsmerkmale wie Kerben oder Erhöhungen, da aufgrund der Magnetkraft der Permanentmagnete und der inneren Wirkung des Eisenkreises durch das Rückschlusselement 430 eine feste und stabile Befestigung erreicht wird, ohne dass Schrauben oder etwas ähnliches benötigt werden.To achieve assembly by telescoping, the outer diameter of the rotor-side engine section features 510 smaller than the inner diameter of the stator-side features of the second storage section 420 , As for the lower section 490 of the iron circle 430 is not achievable, is the lower section 490 of the iron circle 430 removable. For the purpose of assembly, therefore, the lower section 490 of the stator reflux element 430 formed decreasing and then, when the rotor is inserted, put on. At this point it should be noted that the attachment of the section 490 can be done by screws or other fastening measures. However, there is also the possibility of simply mounting this element, preferably guided by special guide pins or other guide features such as notches or elevations, because due to the magnetic force of the permanent magnets and the inner action of the iron circuit through the return element 430 a solid and stable attachment is achieved without the need for screws or the like.

Das Rotorrad 110 wird, wie es in 1a gezeigt ist, bezugnehmend auf 4 unten an der Welle befestigt, beispielsweise an einem Befestigungsabschnitt 610 der Rotorwelle, auf den das Rotorrad 110 beispielsweise aufgesteckt, aufgeschraubt oder alternativ angeordnet werden kann, wie beispielsweise durch eine einstückige Fertigung.The rotor wheel 110 will, as it is in 1a is shown with reference to FIG 4 attached to the bottom of the shaft, for example on a mounting portion 610 the rotor shaft, on which the rotor wheel 110 for example, plugged, screwed or alternatively can be arranged, such as by a one-piece production.

5a zeigt eine Ansicht der Rotor-/Stator-Kombination, die als Elektromotor ausgebildet ist. 5b zeigt ferner einen Schnitt entlang der Linie AA von 5A. 5B zeigt ferner ebenso wie 4 einen Ring 370 auf dem Eisenkreis im ersten Lagerungsabschnitt und einen Ring 470 auf dem Eisenkreis im zweiten Lagerungsabschnitt, und zwar insbesondere jeweils an dem Rückschluss-Luftspalt. Dieser Ring ist dann, wenn der Eisenkreis z. B. aus Stahl oder Eisen gebildet ist, aus Kupfer hergestellt. Dieser Ring wirkt als Wirbelstrombremse, um ein ”Torkeln” der Drehbewegung der Welle zu dämpfen. Wie es bezugnehmend auf 3b dargestellt worden ist, stabilisieren die beiden Permanentmagnetlager den Rotor in x-z-Richtung. Allerdings um dieses ”Torkeln” der Drehbewegung der Welle zu dämpfen, sind die Ringe 470, 370 als Wirbelstrombremse angeordnet. Findet ein solches ”Torkeln” der Drehbewegung statt, so wird andauernd ein Stator-seitiger Bereich des Rückschlusses, in dem der Ring 370 beziehungsweise der Ring 470 angeordnet ist, von Magnetfeldlinien durchflossen oder nicht durchflossen. Diese Änderung des magnetischen Flusses über der Zeit bewirkt eine Induktion von Wirbelströmen in den Ringen 370, 470. Da die Scheiben 370, 470 aus Kupfer gebildet sind, haben sie einen geringen Ohmschen Widerstand und erlauben daher einen hohen Strom, der eine hohe Verlustleistung bewirkt, die sich in Wärme auswirkt. Diese Wärme wird über den Stahl- beziehungsweise Eisenrückschluss 430 beziehungsweise 330 effektiv als gute Wärmesenke abgeführt. Die dadurch abgeführte Energie ist die Energie, die aufgrund der Torkelbewegung vorhanden ist. Daher wird durch diese Bereitstellung der Wirbelstrombremse 370, 470 eine Stabilisierung der Drehbewegung des Rotors erreicht, da die Energie, die in dem Torkeln des Rotors 120 steckt, andauernd in Wärme umgesetzt und damit abgeführt wird. 5a shows a view of the rotor / stator combination, which is designed as an electric motor. 5b further shows a section along the line AA of 5A , 5B further shows as well 4 a ring 370 on the iron circle in the first storage section and a ring 470 on the iron circle in the second storage section, in particular each at the return air gap. This ring is when the iron z. B. made of steel or iron, made of copper. This ring acts as an eddy current brake to dampen a "staggering" of the rotational movement of the shaft. As related to 3b has been shown, the two permanent magnet bearings stabilize the rotor in the xz direction. However, to dampen this "staggering" of the rotary motion of the shaft, the rings are 470 . 370 arranged as eddy current brake. If such a "tumble" of the rotational movement takes place, so is constantly a stator-side region of the conclusion, in which the ring 370 or the ring 470 is arranged, traversed by magnetic field lines or not flowed through. This change in magnetic flux over time causes induction of eddy currents in the rings 370 . 470 , Because the discs 370 . 470 Made of copper, they have a low ohm Resistance and therefore allow a high current, which causes a high power loss, which has a heat effect. This heat is transmitted via the steel or iron yoke 430 respectively 330 effectively dissipated as a good heat sink. The energy dissipated thereby is the energy that exists due to the Storkelbewegung. Therefore, by this provision, the eddy current brake 370 . 470 a stabilization of the rotational movement of the rotor is achieved because the energy in the staggering of the rotor 120 infected, constantly converted into heat and thus dissipated.

5b zeigt ferner im Motorabschnitt 500 die Rotor-seitigen Permanentmagnete 510 und angedeutet über einen Motor-Luftspalt 530 die Statorwicklungen 520. Darüber hinaus ist im zweiten Lagerungsabschnitt der Stator-Deckel 490 gezeigt, der vor der Montage des Rotors im Stator abzunehmen ist und dann, wenn der Rotor montiert ist, aufzusetzen ist. Wie in 5B ist auch in 4 die Steuerspule 550 nicht eingezeichnet. 5b also shows in the engine section 500 the rotor-side permanent magnets 510 and indicated via a motor air gap 530 the stator windings 520 , In addition, in the second storage section, the stator lid 490 shown, which is to be removed before mounting the rotor in the stator and then, when the rotor is mounted, is to be put on. As in 5B is also in 4 the control coil 550 not shown.

Nachfolgend wird bezugnehmend auf 6 eine prinzipielle Anordnung der Wärmepumpe beschrieben, in der die erfin dungsgemäße Rotor-/Stator-Kombination vorzugsweise eingesetzt werden kann. Eine Wärmepumpe umfasst einen Verdampfer 800, der über einen ersten Gaskanal 810 mit einem Verdichter 820 verbunden ist, welcher wiederum über einen zweiten Gaskanal 830 mit einem Verflüssiger 840 verbunden ist. Zwischen dem Verflüssiger 840 und dem Verdampfer 800 kann eine Ausgleichsleitung 850 vorgesehen sein, in einem offenen System ist dies allerdings nicht unbedingt nötig.Hereinafter, referring to 6 a basic arrangement of the heat pump described, in which the inven tion proper rotor / stator combination can be preferably used. A heat pump includes an evaporator 800 that has a first gas channel 810 with a compressor 820 is connected, which in turn via a second gas channel 830 with a condenser 840 connected is. Between the condenser 840 and the evaporator 800 can be a compensation line 850 However, this is not absolutely necessary in an open system.

In der ersten Gasleitung 810 befindet sich ein Gas mit niedrigem Druck und niedriger Temperatur, das im Verdichter auf ein Gas mit hohem Druck und hoher Temperatur verdichtet wird, wobei im Verflüssiger wieder Energie entzogen wird, um z. B. eine Gebäudeheizung durchzuführen. Insbesondere dann, wenn als Arbeitsflüssigkeit Wasser verwendet wird und das Gas in Form von Wasserdampf vorliegt, sind hohe Verdichterleistungen erforderlich, derart, dass vorzugsweise die erfindungsgemäße Rotor-/Stator-Kombination mit einem Rotorrad eingesetzt wird, das die Verdichtungsleistung liefert. Dieses Rotorrad kann als Radialrad ausgeführt sein, kann jedoch auch alternativ ausgebildet sein, um durch Drehung in dem Gasstrom eine Verdichtung des Gasstroms und damit eine Temperaturerhöhung des Gasstromes zu erreichen. Da der Motor ein Elektromotor ist, um das Rotorrad 110 (1a) anzutreiben, ist der Verdichter als elektrisch betriebener Verdichter in 6 eingezeichnet, der mit einer Arbeitsspannung versorgt wird.In the first gas line 810 is a low-pressure, low-temperature gas that is compressed in the compressor to a gas at high pressure and high temperature, wherein the condenser is de-energized again, for. B. perform a building heating. In particular, when water is used as the working fluid and the gas is in the form of water vapor, high compressor outputs are required, such that preferably the rotor / stator combination according to the invention is used with a rotor wheel that provides the compaction performance. This rotor wheel can be designed as a radial wheel, but can also be designed alternatively to achieve a compression of the gas stream and thus an increase in temperature of the gas stream by rotation in the gas stream. Since the motor is an electric motor to the rotor wheel 110 ( 1a ) is the compressor as an electrically operated compressor in 6 drawn, which is supplied with a working voltage.

Das Rotorrad 110 ragt somit in den ersten Gaskanal 810 beziehungsweise in den zweiten Gaskanal 830 hinein. Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Bohrung 600 durchgehend, so dass in die Bohrung 600 unkomprimiertes Gas vom Gaskanal 810 oder komprimiertes Gas vom Gaskanal 830 eintritt. Vorzugsweise ist die Bohrung jedoch so angeordnet, dass kühles Gas vom Gaskanal 810 eintritt. Dieses Gas führt dazu, dass der Innenraum des Motors gekühlt wird. Das Gas kann sich insbesondere über den Luftspalt im ersten Lagerungsabschnitt 332 in den Innenraum ausbreiten, und zwar in den Innenraum des ersten Lagerungsabschnitts. Ferner sind vorzugsweise Kühlungsgasöffnungen 660 vorgesehen, um auch andere Bereiche und insbesondere den zweiten Lagerungsabschnitt mit Gas zu kühlen.The rotor wheel 110 thus protrudes into the first gas channel 810 or in the second gas channel 830 into it. In one embodiment of the present invention, the bore is 600 continuous, leaving the hole 600 uncompressed gas from the gas channel 810 or compressed gas from the gas channel 830 entry. Preferably, however, the bore is arranged so that cool gas from the gas channel 810 entry. This gas causes the interior of the engine to be cooled. The gas can in particular through the air gap in the first storage section 332 spread in the interior, in the interior of the first storage section. Further, preferably, cooling gas openings 660 provided to also cool other areas and in particular the second storage section with gas.

Sind außerhalb des Gehäuses 250 andere Druckverhältnisse, so wird vorzugsweise die Bohrung 605 verschlossen, und ist ferner auch das Gehäuse druckdicht ausgebildet. Anstatt eines kompletten Verschlusses der Bohrung 605 kann jedoch auch ein Ventil vorgesehen werden, das einen definierten Durchfluss von Gas nach außen erlaubt, um einen Durchfluss zu haben, durch den Wärme aus dem Inneren der Rotor-/Stator-Kombination abgeführt werden kann.Are outside the case 250 other pressure conditions, so is preferably the bore 605 closed, and also the housing is also pressure-tight. Instead of a complete closure of the hole 605 however, a valve may be provided which allows a defined outward flow of gas to have a flow through which heat can be removed from inside the rotor / stator combination.

Nachfolgend wird bezugnehmend auf 7 ein Flussdiagramm für ein Verfahren zum Herstellen einer Rotor-/Stator-Kombination dargestellt. Der Rotor und der Stator sind nach erfolgter Herstellung so angeordnet, dass sich der Rotor in dem Stator drehen kann. Insbesondere hat die Rotor-/Stator-Kombination einen ersten Lagerungsabschnitt in einem ersten Bereich des Rotors und einen zweiten Lagerungsabschnitt in einem zweiten Bereich des Rotors, wobei der erste oder der zweite Lagerungsabschnitt vorzugsweise ein Permanentlager haben, wobei alternativ auch andere Lagerkonzepte eingesetzt werden können. Insbesondere ist der erste Lagerungsabschnitt so ausgebildet, dass eine erste Kraft in einer ersten Richtung auf den Rotor ausgeübt wird, und insbesondere ist auch der zweite Lagerungsabschnitt so ausgeführt, dass eine zweite Kraft in einer zweiten Richtung auf den Rotor ausgeübt wird, wobei die zweite Richtung der ersten Richtung entgegen gesetzt ist.Hereinafter, referring to 7 a flowchart for a method for producing a rotor / stator combination shown. The rotor and the stator are arranged after production so that the rotor can rotate in the stator. In particular, the rotor / stator combination has a first bearing portion in a first region of the rotor and a second bearing portion in a second region of the rotor, wherein the first or the second bearing portion preferably have a permanent bearing, wherein alternatively other bearing concepts can be used. In particular, the first bearing portion is configured such that a first force is exerted on the rotor in a first direction, and in particular, the second bearing portion is configured such that a second force is applied to the rotor in a second direction, the second direction the first direction is opposite.

In einem Schritt 700 werden zunächst der Rotor mit Lagerungsabschnittmerkmalen bereitgestellt. Darüber hinaus wird auch der Stator mit Lagerungsabschnittmerkmalen bereitgestellt.In one step 700 First, the rotor with bearing portion features are provided. In addition, the stator is also provided with storage section features.

Hierauf wird in dem Stator ein Montagestab 710 angebracht. Der Montagestab erstreckt sich in dem Stator vorzugsweise mittig und ist in der Bohrung 605 am vorderen Ende des Stators, wie es in 4 gezeigt ist, befestigt. In einem Schritt 720 wird dann der Rotor, der eine mittlere Bohrung 600 hat, auf den Montagestab, der in 4 nicht gezeigt ist, aufgeschoben. Hierzu wird, wenn das in 4 gezeigte Ausführungsbeispiel montiert werden soll, von dem Stator jedoch zunächst der Deckel 490 entfernt, um ein Aufschieben zu erreichen. Dann, wenn das Aufschieben fertig gestellt ist, wird der Deckel 490 aufgesetzt, um den Magnetkreis des zweiten Lagerungsabschnitts, der mit 430 in 4 gezeigt ist, zu schließen. Dieses Verschließen des Stators ist in 7 mit 730 bezeichnet. Bei anderen Rotor-/Stator-Kombinationen kann das Verschließen des Stators unter Umständen nicht erforderlich sein, wenn der Stator so gebildet ist, dass eine Motormontage ohne Zerlegung des Stators möglich ist. In einem Schritt 740 wird dann der Montagestab entfernt, indem die Befestigung des Montagestabs in der Bohrung 605 des Stators beispielsweise gelöst wird und der Montagestab dann gezogen wird. In einem Schritt 750 kann dann das Montageloch 605 verschlossen werden, wenn dies nötig ist, um z. B. eine druckdichte Abdichtung des Innenraums gegenüber dem Außenraum der Rotor-/Stator-Kombination zu erreichen.This is followed by a mounting bar in the stator 710 appropriate. The mounting rod preferably extends centrally in the stator and is in the bore 605 at the front end of the stator as it is in 4 shown attached. In one step 720 then the rotor, which is a middle hole 600 has, on the assembly staff, in 4 not shown postponed. For this purpose, if the in 4 embodiment shown to be mounted, of the stator, however, first the lid 490 removed to achieve a postponement. Then, when the postponement is completed, the lid becomes 490 mounted to the magnetic circuit of the second storage section, with 430 in 4 shown is close. This closing of the stator is in 7 With 730 designated. In other rotor / stator combinations, closing the stator may not be necessary if the stator is formed to allow motor assembly without disassembling the stator. In one step 740 then the mounting bar is removed by attaching the mounting bar in the hole 605 the stator is released, for example, and the mounting rod is then pulled. In one step 750 can then the mounting hole 605 be closed if necessary, for. B. to achieve a pressure-tight seal of the interior relative to the outer space of the rotor / stator combination.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 3818556 A1 [0003] - DE 3818556 A1 [0003]
  • - DE 28919236 A [0004] - DE 28919236 A [0004]
  • - DE 10043302 A1 [0005] - DE 10043302 A1 [0005]

Claims (32)

Rotor-/Stator-Kombination mit folgenden Merkmalen: einem Stator (200); einem Rotor (100), der in dem Stator (200) drehbar angeordnet ist; einem ersten Lagerungsabschnitt (300) in einem ersten Bereich des Rotors (100); einen zweiten Lagerungsabschnitt (400) mit einem Permanentmagnetlager (411, 420) in einem zweiten Bereich des Rotors (100), wobei der erste Lagerungsabschnitt (300) so ausgebildet ist, dass eine erste Kraft (F1res) in einer ersten Richtung auf den Rotor (100) ausgeübt wird, und wobei der zweite Lagerungsabschnitt (400) so ausgebildet ist, dass eine zweite Kraft (F2res) in einer zweiten Richtung auf den Rotor ausgeübt wird, wobei die zweite Richtung der ersten Richtung entgegen gesetzt ist, wobei der zweite Lagerungsabschnitt (400) einen Magnetkreis mit zwei Luftspalten (431, 432) aufweist, wobei die Luftspalten so angeordnet sind, dass die in den Luftspalten auf den Rotor wirkenden Kräfte entgegen gesetzt sind und zusammen die zweite Kraft (F2res) darstellen; und einer Steuerungseinrichtung (551, 552, 550) zum Beeinflussen der über die Luftspalten wirkenden Kräfte, ansprechend auf eine Steuergröße.Rotor / stator combination with the following features: a stator ( 200. ); a rotor ( 100 ) located in the stator ( 200. ) is rotatably arranged; a first storage section ( 300 ) in a first region of the rotor ( 100 ); a second storage section ( 400 ) with a permanent magnet bearing ( 411 . 420 ) in a second region of the rotor ( 100 ), the first storage section ( 300 ) is configured so that a first force (F 1res ) in a first direction on the rotor ( 100 ), and wherein the second storage section ( 400 ) is configured such that a second force (F 2res ) is exerted on the rotor in a second direction, wherein the second direction is opposite to the first direction, wherein the second bearing section (F 2 res ) 400 ) a magnetic circuit with two air gaps ( 431 . 432 ), wherein the air gaps are arranged so that the forces acting in the air gaps on the rotor forces are opposed and together represent the second force (F 2res ); and a control device ( 551 . 552 . 550 ) for influencing the forces acting on the air gaps, in response to a control variable. Rotor-/Stator-Kombination nach Anspruch 1, bei der der Magnetkreis zwei Permanentmagnete (411, 420) aufweist, von denen einer an dem Rotor (100) und der andere an dem Stator (200) befestigt ist, und bei der der Magnetkreis ferner einen geschlossenen Magnetkreis (430) aus magnetisierbarem Material aufweist, wobei der Magnetkreis die zwei Permanentmagneten (411, 420) und die zwei Luftspalten (431, 432) aufweist.Rotor / stator combination according to claim 1, wherein the magnetic circuit comprises two permanent magnets ( 411 . 420 ), one of which on the rotor ( 100 ) and the other on the stator ( 200. ), and wherein the magnetic circuit further comprises a closed magnetic circuit ( 430 ) of magnetizable material, the magnetic circuit comprising the two permanent magnets ( 411 . 420 ) and the two air gaps ( 431 . 432 ) having. Rotor-/Stator-Kombination nach Anspruch 1 oder 2, bei der der zweite Lagerungsabschnitt (400) zwei gegenüber liegende Permanentmagnete (411, 420) aufweist, von denen einer an dem Stator (100) und ein anderer an dem Rotor (200) angebracht ist, um den ersten Luftspalt (431) zu definieren, und bei der der zweite Luftspalt (432) durch gegenüber liegende Flächen (430, 412) des Stators und des Rotors gebildet sind, wobei die gegenüber liegenden Flächen keinen Permanentmagneten aufweisen.Rotor / stator combination according to claim 1 or 2, wherein the second storage section ( 400 ) two opposing permanent magnets ( 411 . 420 ), one of which on the stator ( 100 ) and another on the rotor ( 200. ) is attached to the first air gap ( 431 ) and in which the second air gap ( 432 ) through opposing surfaces ( 430 . 412 ) of the stator and the rotor are formed, wherein the opposing surfaces have no permanent magnet. Rotor-/Stator-Kombination nach Anspruch 3, bei der eine magnetisch wirksame Überlappungsfläche des zweiten Luftspalts (432) sich von einer magnetisch wirksamen Überlappungsfläche des ersten Luftspalts (431) unterscheidet.Rotor / stator combination according to claim 3, wherein a magnetically effective overlapping surface of the second air gap ( 432 ) from a magnetically effective overlap surface of the first air gap ( 431 ) is different. Rotor-/Stator-Kombination nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Steuerungseinrichtung eine Spule (550) aufweist, die so angeordnet ist, dass in einem Inneren der Spule wenigstens ein Luftspalt (431, 432) angeordnet ist.Rotor / stator combination according to one of the preceding claims, in which the control device comprises a coil ( 550 ), which is arranged so that in an interior of the coil at least one air gap ( 431 . 432 ) is arranged. Rotor-/Stator-Kombination nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Stator und der Rotor in dem zweiten Lagerungsabschnitt (400) ausgebildet sind, so dass beide Luftspalten (431, 432) im wesentlichen parallel zueinander sind.Rotor / stator combination according to one of the preceding claims, wherein the stator and the rotor in the second storage section ( 400 ) are formed so that both air gaps ( 431 . 432 ) are substantially parallel to each other. Rotor-/Stator-Kombination nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Stator (200) so als Ring ausgebildet ist, dass wenigstens ein Luftspalt (432) ringförmig ist, wobei der Ring einen Innendurchmesser hat, der so groß ist, dass ein Rotoranteil (310) des ersten Lagerungsabschnitts (300) durch den Ring hindurch schiebbar ist.Rotor / stator combination according to one of the preceding claims, in which the stator ( 200. ) is formed as a ring, that at least one air gap ( 432 ) is annular, wherein the ring has an inner diameter which is so large that a rotor portion ( 310 ) of the first storage section ( 300 ) is pushed through the ring. Rotor-/Stator-Kombination nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der sich der erste Luftspalt (431) oder der zweite Luftspalt (432) in einer Fläche erstrecken, die im wesentlichen senkrecht zu einer Drehrichtung des Rotors (100) ist.Rotor / stator combination according to one of the preceding claims, in which the first air gap ( 431 ) or the second air gap ( 432 ) extend in a surface which is substantially perpendicular to a direction of rotation of the rotor ( 100 ). Rotor-/Stator-Kombination nach Anspruch 8, bei der die beiden Luftspalten (431, 432) im wesentlichen parallel zu einander angeordnet sind.Rotor / stator combination according to claim 8, in which the two air gaps ( 431 . 432 ) are arranged substantially parallel to each other. Rotor-/Stator-Kombination nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Stator (200) in dem zweiten Lagerungsabschnitt (400) eine Torusform hat, die eine unterbrochene Seitenwand aufweist, bei der der Rotor (100) in dem zweiten Lagerungsabschnitt (400) eine Tellerform hat, die so angeordnet ist, dass sie sich in die unterbrochene Seitenwand der Torusform erstreckt, um den ersten Luftspalt (431) und dem zweiten Luftspalt (432) zu bilden, und bei der die Steuereinrichtung eine Spule (550) hat, die innerhalb der Torusform gewickelt ist, wobei die Spule Windungen hat, die so ausgebildet sind, dass ein Normalenvektor einer durch eine Windung definierten Fläche im wesentlichen parallel zu einer Drehrichtung des Rotors ist oder wenigstens eine zur Drehrichtung des Rotors parallele Komponente aufweist.Rotor / stator combination according to one of the preceding claims, in which the stator ( 200. ) in the second storage section ( 400 ) has a toroidal shape having a discontinuous side wall in which the rotor ( 100 ) in the second storage section ( 400 ) has a dish shape which is arranged so that it extends into the broken side wall of the toroidal mold to the first air gap ( 431 ) and the second air gap ( 432 ), and in which the control device is a coil ( 550 ) wound inside the toroidal mold, the coil having turns formed such that a normal vector of a surface defined by a turn is substantially parallel to a rotational direction of the rotor or at least has a component parallel to the rotational direction of the rotor. Rotor-/Stator-Kombination nach einem der vorgehenden Ansprüche, bei der der Magnetkreis an einem Luftspalt (431, 432) eine Wirbelstrombremse (370, 470) aufweist.Rotor / stator combination according to one of the preceding claims, in which the magnetic circuit is connected to an air gap ( 431 . 432 ) an eddy current brake ( 370 . 470 ) having. Rotor-/Stator-Kombination nach Anspruch 11, bei der die Wirbelstrombremse aus einem Metall ausgebildet ist, das eine höhere elektrische Leitfähigkeit hat als ein Metall, aus dem der Eisenkreis (430) gebildet ist.Rotor / stator combination according to claim 11, wherein the eddy current brake is formed of a metal having a higher electrical conductivity than a metal from which the iron circle ( 430 ) is formed. Rotor-/Stator-Kombination nach Anspruch 12, bei der die Wirbelstrombremse eine Kupferschicht (370, 470) aufweist, die auf einem Stahl- oder Eisen-haltigen Material aufgebracht ist.Rotor / stator combination according to claim 12, wherein the eddy current brake is a copper layer ( 370 . 470 ), which is applied to a steel or iron-containing material. Rotor-/Stator-Kombination nach Anspruch 4, bei der der erste Luftspalt (431) durch zwei gegenüberliegende Permanentmagneten (411, 420) definiert ist, die eine Teilkraft erzeugen, die parallel zur ersten Kraft ist, und bei der eine magnetisch wirksame Überlappungslänge des zweiten Luftspalts (432) kleiner als die magnetisch wirksame Überlappungslänge des ersten Luftspalts ist, so dass ein magnetischer Fluss im zweiten Luftspalt größer als ein magnetischer Fluss in dem ersten Luftspalt ist.Rotor / stator combination according to claim 4, wherein the first air gap ( 431 ) by two opposing permanent magnets ( 411 . 420 ), which generate a partial force that is parallel to the first force, and in which a magnetically effective overlap length of the second air gap ( 432 ) is less than the magnetically effective overlap length of the first air gap, such that a magnetic flux in the second air gap is greater than a magnetic flux in the first air gap. Rotor-/Stator-Kombination nach Anspruch 4, bei der der erste Luftspalt (431) durch zwei gegenüberliegende Permanentmagnete (411, 420) gebildet ist, die eine Teilkraft erzeugen, die entgegengesetzt zur ersten Kraft ist, und bei der eine magnetisch wirksame Überlappungsfläche des zweiten Luftspalts (432) größer als die magnetisch wirksame Überlappungsfläche des ersten Luftspalts ist, so dass ein magnetischer Fluss im zweiten Luftspalt kleiner als ein magnetischer Fluss im ersten Luftspalt ist.Rotor / stator combination according to claim 4, wherein the first air gap ( 431 ) by two opposing permanent magnets ( 411 . 420 ), which generate a partial force which is opposite to the first force, and in which a magnetically effective overlapping surface of the second air gap (FIG. 432 ) is greater than the magnetically effective overlap area of the first air gap, so that a magnetic flux in the second air gap is smaller than a magnetic flux in the first air gap. Rotor-/Stator-Kombination nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei der der erste Lagerungsabschnitt einen Magnetkreis mit zwei Luftspalten (231, 332) aufweist, wobei die Luftspalten so angeordnet sind, dass die in den Luftspalten auf den Rotor wirkenden Teilkräfte in der selben Richtung gerichtet sind und zusammen die erste Kraft darstellen.Rotor / stator combination according to one of claims 1 to 14, wherein the first storage section comprises a magnetic circuit with two air gaps ( 231 . 332 ), wherein the air gaps are arranged so that the forces acting in the air gaps on the rotor partial forces are directed in the same direction and together represent the first force. Rotor-/Stator-Kombination nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der sowohl im ersten Lagerungsabschnitt als auch im zweiten Lagerungsabschnitt ein magnetisches Permanentmagnetlager (311, 320; 411, 420) vorgesehen sind, die beide als anziehende Permanentmagnetlager oder als abstoßende Permanentmagnetlager ausgebildet sind.Rotor / stator combination according to one of the preceding claims, in which both in the first storage section and in the second storage section a magnetic permanent magnet bearing ( 311 . 320 ; 411 . 420 ) are provided, which are both designed as attractive permanent magnet bearings or as repelling permanent magnet bearings. Rotor-/Stator-Kombination nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der im ersten Lagerungsabschnitt (300) eine magnetisch wirksame Fläche eines Luftspalts (331), der durch Permanentmagneten (311, 320) definiert ist, größer als eine magnetisch wirksame Fläche eines zweiten Luftspalts (332) ist, der durch eine magnetisch wirksame Überlappungsfläche eines Rückschlusselements (330, 312) des Stators und des Rotors gebildet wird.Rotor / stator combination according to one of the preceding claims, in which in the first storage section ( 300 ) a magnetically effective area of an air gap ( 331 ), which is supported by permanent magnets ( 311 . 320 ) is greater than a magnetically effective area of a second air gap ( 332 ), which is characterized by a magnetically effective overlap surface of a return element ( 330 . 312 ) of the stator and the rotor is formed. Rotor-/Stator-Kombination nach Anspruch 18, bei der eine magnetisch wirksame Überlappungsfläche des zweiten Luftspalts (331) kleiner als eine magnetisch wirksame Überlappungsfläche des ersten Luftspalts (331) ist.Rotor / stator combination according to claim 18, wherein a magnetically effective overlapping area of the second air gap ( 331 ) smaller than a magnetically effective overlap area of the first air gap ( 331 ). Rotor-/Stator-Kombination nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der erste Lagerungsabschnitt ein Reluktanzlager mit einem torusförmigen Eisenkreis (330) aufweist, in dem keine Steuerspule angeordnet ist.Rotor / stator combination according to one of the preceding claims, in which the first bearing section is a reluctance bearing with a toroidal iron circle ( 330 ), in which no control coil is arranged. Rotor-/Stator-Kombination nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die als Elektromotor oder elektrischer Generator ausgebildet ist, und die eine Motorzone (500) mit Statormerkmalen (520) und Rotormerkmalen (510) aufweist, wobei die Motorzone (500) zwischen dem ersten Lagerungsabschnitt (300) und dem zweiten Lagerungsabschnitt (400) angeordnet ist.Rotor / stator combination according to one of the preceding claims, which is designed as an electric motor or electric generator, and which has a motor zone ( 500 ) with stator features ( 520 ) and rotor features ( 510 ), wherein the engine zone ( 500 ) between the first storage section ( 300 ) and the second storage section ( 400 ) is arranged. Verfahren zum Betreiben einer Rotor-/Stator-Kombination mit einem Stator (200), einem Rotor (100), der in dem Stator (200) drehbar angeordnet ist, einem ersten Lagerungsabschnitt (300) in einem ersten Bereich des Rotors (100), einem zweiten Lagerungsabschnitt (400) mit einem Permanentmagnetlager (411, 420) in einem zweiten Bereich des Rotors (100), wobei der erste Lagerungsabschnitt (300) so ausgebildet ist, dass eine erste Kraft (F1res) in einer ersten Richtung auf den Rotor (100) ausgeübt wird, und wobei der zweite Lagerungsabschnitt (400) so ausgebildet ist, dass eine zweite Kraft (F2res) in einer zweiten Richtung auf den Rotor ausgeübt wird, wobei die zweite Richtung der ersten Richtung entgegen gesetzt ist, wobei der zweite Lagerungsabschnitt (400) einen Magnetkreis mit zwei Luftspalten (431, 432) aufweist, wobei die Luftspalten so angeordnet sind, dass die in den Luftspalten auf den Rotor wirkenden Kräfte entgegen gesetzt sind und zusammen die zweite Kraft (F2res) darstellen, mit: bei einer Abweichung einer Ist-Position des Rotors (100) von einer Soll-Position des Rotors (100), Beeinflussen (550) von über die Luftspalten (431, 432) wir kenden Magnetkräften so, dass sich die Ist-Position des Rotors an die Soll-Position des Rotors annähert.Method for operating a rotor / stator combination with a stator ( 200. ), a rotor ( 100 ) located in the stator ( 200. ) is rotatably arranged, a first storage section ( 300 ) in a first region of the rotor ( 100 ), a second storage section ( 400 ) with a permanent magnet bearing ( 411 . 420 ) in a second region of the rotor ( 100 ), the first storage section ( 300 ) is configured so that a first force (F 1res ) in a first direction on the rotor ( 100 ), and wherein the second storage section ( 400 ) is configured such that a second force (F 2res ) is exerted on the rotor in a second direction, wherein the second direction is opposite to the first direction, wherein the second bearing section (F 2 res ) 400 ) a magnetic circuit with two air gaps ( 431 . 432 ), wherein the air gaps are arranged so that the forces acting in the air gaps on the rotor forces are opposite and together represent the second force (F 2res ), with: in a deviation of an actual position of the rotor ( 100 ) from a desired position of the rotor ( 100 ), Influence ( 550 ) from across the air gaps ( 431 . 432 ) We kenden magnetic forces so that the actual position of the rotor approaches the target position of the rotor. Vorrichtung nach Anspruch 22, bei dem im Schritt des Beeinflussens ein Magnetfeld in dem Magnetkreis erzeugt wird, das die beiden Magnetkräfte, die über die Luftspalten (431, 432) wirken, gegensinnig beeinflusst.Device according to Claim 22, in which, in the step of influencing, a magnetic field is generated in the magnetic circuit, which generates the two magnetic forces acting through the air gaps ( 431 . 432 ), influenced in the opposite direction. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, bei dem eine Spule (550) angeordnet ist, so dass ein durch die Spule erzeugbares Feld einen magnetischen Fluss in den Luftspalten (431, 432) beeinflusst, wobei im Schritt des Beeinflussens ein Strom durch die Spule abhängig von einer Soll-/Ist-Abweichung erzeugt wird.A method according to claim 22 or 23, wherein a coil ( 550 ) is arranged such that a field which can be generated by the coil causes a magnetic flux in the air gaps ( 431 . 432 ), wherein in the step of influencing a current is generated by the coil depending on a target / actual deviation. Verfahren nach Anspruch 24, bei dem der Rotor (100) und der Stator (200) so angeordnet sind, dass in einer metastabilen Lageposition kein Strom an die Spule (550) angelegt wird, wobei bei einer Abweichung zwischen der Soll-Position und der Ist-Position mit einem ersten Vorzeichen ein Strom mit einem ersten Vorzeichen durch die Spule (550) geleitet wird, und bei einer Ableitung zwischen der Soll-Position und der Ist-Position mit einem anderen zweiten Vorzeichen ein Strom mit einem anderen Vorzeichen durch die Spule (550) geleitet wird.A method according to claim 24, wherein the rotor ( 100 ) and the stator ( 200. ) are arranged so that in a metastable position position no current to the coil ( 550 ) is applied, wherein in a deviation between the desired position and the actual position with a first sign, a current with a first sign through the coil ( 550 ) is passed, and at a derivative between the desired Posi tion and the actual position with a different second sign, a current with a different sign through the coil ( 550 ). Verfahren zum Herstellen einer Rotor-/Stator-Kombination mit einem Stator (200) und einem Rotor (100), wobei der Rotor (100) eine mittlere Bohrung (600) aufweist, wobei die Rotor-/Stator-Kombination einen ersten Lagerungsabschnitt (300) in einem ersten Bereich des Rotors (100) und einen zweiten Lagerungsabschnitt (400) in einem zweiten Bereich des Rotors (100) aufweist, wobei der erste Lagerungsabschnitt so ausgebildet ist, dass eine erste Kraft in einer ersten Richtung auf den Rotor ausgeübt wird, und wobei der zweite Lagerungsabschnitt so ausgebildet ist, dass eine zweite Kraft in einer zweiten Richtung auf den Rotor ausgeübt wird, wobei die zweite Richtung der ersten Richtung entgegen gesetzt ist, mit: Anordnen (710) eines Montagestabs in dem Stator (200); Anbringen (720) des Rotors an dem Montagestab, um den Rotor (110) an dem Stator (200) anzubringen, wobei im Schritt des Anbringens der Montagestab in die Bohrung (600) des Rotors eingebracht wird; und nach dem Anbringen (720), Entfernen (740) des Montagestabs aus der mittleren Bohrung (600) des Rotors.Method for producing a rotor / stator combination with a stator ( 200. ) and a rotor ( 100 ), wherein the rotor ( 100 ) a middle hole ( 600 ), wherein the rotor / stator combination comprises a first storage section ( 300 ) in a first region of the rotor ( 100 ) and a second storage section ( 400 ) in a second region of the rotor ( 100 ), wherein the first bearing portion is formed so that a first force is applied to the rotor in a first direction, and wherein the second bearing portion is formed so that a second force is applied in a second direction to the rotor, wherein the second direction of the first direction is opposite, with: Arrange ( 710 ) of a mounting bar in the stator ( 200. ); Attach ( 720 ) of the rotor to the mounting bar to the rotor ( 110 ) on the stator ( 200. ), wherein in the step of attaching the mounting rod in the bore ( 600 ) of the rotor is introduced; and after attaching ( 720 ), Remove ( 740 ) of the mounting bar from the middle hole ( 600 ) of the rotor. Verfahren nach Anspruch 26, bei dem nach dem Schritt des Anbringens (720) der Stator (200) durch Montieren (730) eines Statordeckels (490) für den zweiten Lagerungsabschnitt (400) verschlossen wird.The method of claim 26, wherein after the step of attaching ( 720 ) the stator ( 200. ) by mounting ( 730 ) of a stator cover ( 490 ) for the second storage section ( 400 ) is closed. Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, bei dem der Stator (200) eine Bohrung (605) aufweist, in die der Montagestab in den Stator eingeführt wird, und bei dem nach dem Entfernen (750) des Montagestabs die Bohrung (605) teilweise oder ganz verschlossen wird.Method according to Claim 26 or 27, in which the stator ( 200. ) a hole ( 605 ) into which the mounting rod is inserted into the stator, and in which after removal ( 750 ) of the mounting bar the bore ( 605 ) is partially or completely closed. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 28, bei dem der zweite Lagerungsabschnitt (400) einen Magnetkreis mit zwei Luftspalten (431, 432) aufweist, wobei die Luftspalten (431, 432) so angeordnet sind, dass die in den Luftspalten auf den Rotor (100) wirkenden Kräfte entgegen gesetzt sind und zusammen die zweite Kraft darstellen.Method according to one of Claims 26 to 28, in which the second storage section ( 400 ) a magnetic circuit with two air gaps ( 431 . 432 ), wherein the air gaps ( 431 . 432 ) are arranged so that in the air gaps on the rotor ( 100 ) acting forces are opposed and together represent the second force. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 29, bei dem der Rotor (100) ein Rotorrad (110) aufweist, das an einer Rotorwelle (120) angebracht ist, die die mittlere Bohrung (600) aufweist, wobei der zweite Lagerungs abschnitt (400) zwischen dem ersten Lagerungsabschnitt (300) und dem Rotorrad (110) angebracht ist, und wobei im Schritt des Anbringens (720) des Rotors zunächst der erste Lagerungsabschnitt (300) des Rotors (100) durch den zweiten Lagerungsabschnitt (400) des Stators (200) hindurch geschoben wird.Method according to one of Claims 26 to 29, in which the rotor ( 100 ) a rotor wheel ( 110 ), which on a rotor shaft ( 120 ), the middle hole ( 600 ), wherein the second storage section ( 400 ) between the first storage section ( 300 ) and the rotor wheel ( 110 ), and wherein in the step of attaching ( 720 ) of the rotor, first the first storage section ( 300 ) of the rotor ( 100 ) through the second storage section ( 400 ) of the stator ( 200. ) is pushed through. Rotor mit folgenden Merkmalen: einem ersten Lagerungsabschnitt (300) mit einem Lagerungsmerkmal (310); einem zweiten Lagerungsabschnitt (400) mit einem Lagerungsmerkmal (410), wobei der erste Lagerungsabschnitt (300) so ausgebildet ist, dass im Zusammenwirken mit einem Lagerungsabschnitt eines Stators eine erste Kraft in einer ersten Richtung auf den Rotor ausgeübt wird, wobei der zweite Lagerungsabschnitt (400) so ausgebildet ist, dass in Zusammenwirkung mit einem zweiten Lagerungsabschnitt eines Stators eine zweite Kraft in einer zweiten Richtung auf den Rotor ausgeübt wird, wobei die zweite Richtung der ersten Richtung entgegengesetzt ist, wobei der zweite Lagerungsabschnitt (400) einen Permanentmagneten (411) und eine über ein magnetisierbares Material (412) verbundene Oberfläche aufweist, wobei der Permanentmagnet (411) und die Oberfläche ausgebildet sind, um mit einem Stator einen Magnetkreis mit zwei Luftspalten (432, 431) zu bilden.Rotor having the following features: a first storage section ( 300 ) with a storage characteristic ( 310 ); a second storage section ( 400 ) with a storage characteristic ( 410 ), the first storage section ( 300 ) is configured such that, in cooperation with a bearing portion of a stator, a first force is exerted on the rotor in a first direction, wherein the second bearing portion ( 400 ) is configured such that, in cooperation with a second bearing portion of a stator, a second force is exerted in a second direction on the rotor, wherein the second direction is opposite to the first direction, wherein the second bearing portion ( 400 ) a permanent magnet ( 411 ) and one via a magnetizable material ( 412 ), wherein the permanent magnet ( 411 ) and the surface are formed in order with a stator a magnetic circuit with two air gaps ( 432 . 431 ) to build. Stator mit folgenden Merkmalen: einem ersten Lagerungsabschnitt (300) mit einem Lagerungsmerkmal (320); einem zweiten Lagerungsabschnitt (400) mit einem Lagerungsmerkmal (420), wobei der erste Lagerungsabschnitt so ausgebildet ist, dass im Zusammenwirken mit einem Rotor eine erste Kraft in einer ersten Richtung auf den Rotor ausgeübt wird, wobei der zweite Lagerungsabschnitt so ausgebildet ist, dass in Zusammenwirken mit einem Rotor eine zweite Kraft in einer zweiten Richtung auf den Rotor ausgeübt wird, wobei die zweite Richtung der ersten Richtung entgegengesetzt ist, und wobei der zweite Lagerungsabschnitt einen Permanentmagneten (420) und eine über ein magnetisierbares Material (430) verbundene Oberfläche aufweist, wobei der Permanentmagnet (420) und die Oberfläche ausgebildet sind, um zusammen mit einem Rotor einen Magnetkreis mit zwei Luftspalten (431, 432) zu bilden.Stator having the following features: a first storage section ( 300 ) with a storage characteristic ( 320 ); a second storage section ( 400 ) with a storage characteristic ( 420 ), wherein the first bearing portion is formed so that, in cooperation with a rotor, a first force is exerted on the rotor in a first direction, wherein the second bearing portion is formed so that in cooperation with a rotor, a second force in a second direction is applied to the rotor, wherein the second direction of the first direction is opposite, and wherein the second bearing portion is a permanent magnet ( 420 ) and one via a magnetizable material ( 430 ), wherein the permanent magnet ( 420 ) and the surface are formed, together with a rotor, a magnetic circuit with two air gaps ( 431 . 432 ) to build.
DE200810016617 2008-04-01 2008-04-01 Rotor/stator combination for e.g. electrical generator, for compressor in heat pump, has air gaps arranged such that forces acting on rotor are set against, and control device controlling forces on air gaps corresponding to control factor Withdrawn DE102008016617A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200810016617 DE102008016617A1 (en) 2008-04-01 2008-04-01 Rotor/stator combination for e.g. electrical generator, for compressor in heat pump, has air gaps arranged such that forces acting on rotor are set against, and control device controlling forces on air gaps corresponding to control factor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200810016617 DE102008016617A1 (en) 2008-04-01 2008-04-01 Rotor/stator combination for e.g. electrical generator, for compressor in heat pump, has air gaps arranged such that forces acting on rotor are set against, and control device controlling forces on air gaps corresponding to control factor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102008016617A1 true DE102008016617A1 (en) 2009-10-15

Family

ID=41060356

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200810016617 Withdrawn DE102008016617A1 (en) 2008-04-01 2008-04-01 Rotor/stator combination for e.g. electrical generator, for compressor in heat pump, has air gaps arranged such that forces acting on rotor are set against, and control device controlling forces on air gaps corresponding to control factor

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102008016617A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109026997A (en) * 2018-09-19 2018-12-18 张枫 A kind of magnetic suspension bearing of high reliablity

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3818556A1 (en) 1988-06-01 1989-12-07 Pfeiffer Vakuumtechnik MAGNETIC BEARING FOR A FAST ROTATING VACUUM PUMP
DE10043302A1 (en) 2000-09-02 2002-03-14 Forschungszentrum Juelich Gmbh Controlled, low current consumption magnetic bearing, is positioned by permanent magnetism and corrected by electromagnetism on departure from working position

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3818556A1 (en) 1988-06-01 1989-12-07 Pfeiffer Vakuumtechnik MAGNETIC BEARING FOR A FAST ROTATING VACUUM PUMP
DE10043302A1 (en) 2000-09-02 2002-03-14 Forschungszentrum Juelich Gmbh Controlled, low current consumption magnetic bearing, is positioned by permanent magnetism and corrected by electromagnetism on departure from working position

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109026997A (en) * 2018-09-19 2018-12-18 张枫 A kind of magnetic suspension bearing of high reliablity

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3409047C2 (en)
EP1281007B1 (en) Machine, preferably a vacuum pump, with magnetic bearings
DE102005030139B4 (en) Device for the magnetic bearing of a rotor shaft with radial guidance and axial control
EP1313951A1 (en) Vacuum pump
DE2420814A1 (en) MAGNETIC BEARING ELEMENT, IN PARTICULAR AXIAL BEARING
EP0329950B1 (en) Hydraulic damper
EP3061104B1 (en) Electromechanical actuator
WO2001086151A2 (en) Magnetic bearing with damping
DE3009735A1 (en) LINEAR MOTOR
DE3314900A1 (en) ELECTROMAGNET FOR VALVES
WO2012076357A2 (en) Electric motor with permanent-magnet excitation having a heating device, and operating method
DE4421594A1 (en) Air-gap induction variation device for rotary or linear electrical machine
DE102005028209B4 (en) Magnetic bearing device of a rotor shaft against a stator with interlocking rotor disk elements and stator disk elements
DE102010045716A1 (en) vacuum pump
DE2458516A1 (en) Electromagnetic actuator for hydraulic proportioning valve - has ring armature causing axially inclined flux to allow selection of characteristics
DE102008016617A1 (en) Rotor/stator combination for e.g. electrical generator, for compressor in heat pump, has air gaps arranged such that forces acting on rotor are set against, and control device controlling forces on air gaps corresponding to control factor
DE102017103090B4 (en) Electromagnetic linear actuator
DE2213447A1 (en) MAGNETIC STORAGE
WO2008006699A1 (en) Synchronous machine having magnetic bearing excited by the rotor
DE2341766B2 (en) Magnetic storage
DE102007027060B4 (en) Permanent magnet motor with axially magnetized pull magnet
EP2209191A2 (en) Single phase syncronous electric motor with an auxiliary magnet
DE19901679B4 (en) electromagnet
EP1028262A1 (en) Electromagnetic bearing device
WO2017198496A1 (en) Electric machine having a double armature arrangement with a cryogenic ferromagnetic material

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8130 Withdrawal
8165 Unexamined publication of following application revoked