DE1061884B - Laeufer aus Dauermagnetwerkstoff fuer elektrische Stromerzeuger - Google Patents

Description

• Läufer aus Dauermagnetwerkstoff für elektrische Stromerzeuger Die Erfindung betrifft die Verbesserung eines Läufers für elektrische Stromerzeuger, der aus einem zylinderartigen Dauermagneten mit nicht dauermagnetischen Deckscheiben mit Klauenpolen besteht, und zeigt, wie man die Leistungsfestigkeit und Brauchbarkeit eines solchen Läufers verbessern kann. Um die mechanische Festigkeit von Dauermagnetwerkstoffen, die für solche Läufer geeignet sind, z. B. solche der keramischen Type und Aluminium-Kobalt-Legierungen, zu erhöhen, hat man vorgeschlagen, die aus einem solchen Dauermagnetstoff bestehenden Schenkelpole von Läufern mit besonderen Schutzmänteln, insbesondere einer Messinghülse, zu umgeben. Da die verwendeten Dauermagnetwerkstoffe andererseits die Eigenschaften haben, daß die Flußdichte sich in umgekehrtem Verhältnis zur Temperatur ändert, was bei ansteigenden Temperaturen in unerwünschter Weise eine Abnahme der erzeugten Spannung zur Folge hat, so hat man ferner vorgeschlagen, zum Ausgleich des Temperaturfehlers einen magnetischen Nebenschluß aus einem Werkstoff, dessen Permeabilität bei abnehmender Temperatur wächst, vorzusehen. Im folgenden wird nun gezeigt, wie man unter Anwendung dieser Mittel eine verbesserte Ausbildung eines Läufers der Klauenpoltype schaffen kann.
• Gemäß der Erfindung ist ein solcher Läufer in der Weise ausgebildet, daß die Mantelfläche des zylinderartigen Dauermagneten aus einem als mechanische Verstärkung dienender Ring aus einem Werkstoff mit bei steigender Temperatur abnehmender Permeabilität besteht. Ein solcher- Läufer hat den Vorteil, daß er sich in einfacher und verhältnismäßig billiger Weise herstellen läßt und dabei eine hohe mechanische Festigkeit unter gleichzeitigem Ausgleich des unerwünschten Temperaturfehlers besitzt.
• Ein Ausführungsbeispiel eines solchen gemäß der Erfindung ausgeführten Läufers ist in den Fig. 1 und 2 der Zeichnung im Längsschnitt bzw. in Vorderansicht dargestellt. Der Läufer besteht hierbei aus einer Welle 10, auf deren Nabe zwei Polkörper 12 befestigt sind, zwischen denen ein scheibenförmiger Dauermagnet 14 angeordnet ist. Die Welle 10 besteht vorteilhaft aus einem nichtmagnetischen Werkstoff, z. B. rostfreiem Stahl, und ist mit einer Schulter 20 versehen, so daß die Polstücke eine genaue Lage besitzen. Die Polstücke 12 sind scheibenförmig ausgebildet und haben eine Anzahl von Polen 18, die von dem Außenrand jedes Polkörpers in axialer Richtung über den Dauermagnetenkörper vorspringen. Die Polkörper 12 können aus irgendeinem magnetischen Werkstoff, vorzugsweise aus Magnetstahl, bestehen. Die beiden in den Figi. 1 und 2 dargestellten Polkörper 12 haben die gleiche Gestalt und sind auf der_ Welle 10 so angebracht, daß die Pole 18 der beiden Polkörper abwelchseln und so Magnetpole von abwechselnd entgegengesetzter Polarität bilden, wenn der Dauermagnet 14 in axialer Richtung magnetisiert wird.
• Der Dauermagnet 14 ist ebenfalls scheibenförmig, und sein Außenrand ist von einem bandförmigen Glied 16 umgeben. Er besteht vorteilhaft aus einem Dauermagnetwerkstoff mit hoher Flußdichte, z. B. aus einem keramischen Dauermagnetwerkstoff wie etwa Ni (Fe2 04) Zn (Fe. 04) oder aus einer Aluminiumnickelkobaltverbindung. Obgleich diese Werkstoffe als Permamentmagnete sehr wirkungsvoll sind, haben sie eine sehr geringe Festigkeit. Zur Erhöhung der Festigkeit des Dauermagneten dient nun das bandförmige Glied 16, das über den Außenumfang des Dauer--magneten 14 gepreßt oder aufgeschrumpft ist und so eine hinreichend mechanisch feste Halterung für den Magneten 14 bildet. Man kann dann den Dauermagneten auch für mit hoher Drehzahl umlaufende Läufer verwenden.
• Das bandförmige Glied 16 dient ferner dazu, den wachsenden Magnetfluß des Dauermagneten 14 auszugleichen, der bei einer Temperaturabnahme entsteht. Dieser Ausgleich wird dadurch erzielt, daß das Glied 16 aus einem Werkstoff hergestellt ist, dessen Permeabilität bei abnehmender Temperatur wächst. Ein Werkstoff, der diese Bedingungen erfüllt, ist ein Stahl mit einem Nickelgehalt von 29 bis 32,1/o. Wenn das bandförmige Glied 16 aus einem solchen Werkstoff besteht, so wird der angestiegene Fluß des Magneten 14 von den Polen 18 der beiden Polkörper 12 abgeleitet, so wie die Temperatur abnimmt, weil die Permeabilität des Gliedes 16 ansteigt. Durch Umleiten des angestiegenen Flusses des Magneten 14 wird die Flußdichte des Läufers im wesentlichen konstant sein und sich nicht mit dem Temperaturwechsel ändern. Es ist klär, daß das Glied 16 aus irgendeinem Werkstoff sein kann, dessen Permeabilität in umgekehrtem Verhältnis zur Temperatur ändert. Es kann so ausgebildet sein, daß es eine bestimmte gewünschte Ableitfähigkeit besitzt, um den Magnetfluß konstant zu halten oder ihn in -einer bestimmten Weise mit der Temperatur sich ändern zu lassen.
• Die Erfindung kann ferner in verschiedener Weise ausgeführt werden, ohne daß hierdurch etwas an dem Wesen der Erfindung geändert wird. Wenn z. B. ein längerer Läufer erforderlich ist, so können zusätzliche Paare von Polkörpern mit Polstücken 18 verwendet werden, wobei eine Scheibe 14 aus Dauermagnetstoff zwischen jedes Paar gesetzt werden würde. Ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß bei der Verwendung von Permanentwerkstoffen, wie z. B. Ferriten, der Läufer auseinandernehmbar ist und daß es hierbei nicht notwendig ist, Anordnungen zur Beibehaltung der Magnetisierung des Dauermagnetwerkstoffes vorzusehen, wenn der Läufer auseinandergenommen oder aus dem Generator herausgenommen wird. Diese Werkstoffe werden durch Erschütterungen oder Schläge nicht ernsthaft beeinträchtigt wie andere Dauermagnetwekstoffe, und ihre Anwendung ist daher z. B. sehr zweckmäßig in Luftfahrtgeneratoren, die starken Schwingungen und Erschütterungen ausgesetzt sind.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Läufer für elektrische Stormerzeuger, der aus einem zylinderartigen Dauermagneten und nicht dauermagnetischen Deckscheiben mit Klauenpolen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche des Dauermagneten aus einem als mechanische Verstärkung dienenden Ring aus einem Werkstoff mit bei steigender Temperatur abnehmender Permeabilität besteht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 760 214; schweizerische Patentschriften Nr. 276 248, 280292; USA.-Patentschrift Nr. 2 651733; britische Patentschrift Nr. 697 596; VDI-Zeitschrift, 1950, S.596; E u. M, 1943, S. 519; Hennig, »Dauermagnet-Technik«, 1952, S. 110.