DE1223043B - Topffoermiger Klauenpollaeufer - Google Patents

Topffoermiger Klauenpollaeufer

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Publication number
DE1223043B
DE1223043B DEL41766A DEL0041766A DE1223043B DE 1223043 B DE1223043 B DE 1223043B DE L41766 A DEL41766 A DE L41766A DE L0041766 A DEL0041766 A DE L0041766A DE 1223043 B DE1223043 B DE 1223043B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
claw pole
pole rotor
air gap
rotor
pot
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.)
Pending
Application number
DEL41766A
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Ing Hans-Dieter Blanke
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.)
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Original Assignee
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Licentia Patent Verwaltungs GmbH filed Critical Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority to DEL41766A priority Critical patent/DE1223043B/de
Publication of DE1223043B publication Critical patent/DE1223043B/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00Synchronous motors or generators
    • H02K19/16Synchronous generators
    • H02K19/18Synchronous generators having windings each turn of which co-operates only with poles of one polarity, e.g. homopolar generators
    • H02K19/20Synchronous generators having windings each turn of which co-operates only with poles of one polarity, e.g. homopolar generators with variable-reluctance soft-iron rotors without winding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Synchronous Machinery (AREA)

Description

  • Topfförmiger Klauenpolläufer Elektrische Wechsel- oder Drehstrommaschinen mit feststehendem Erregerteil und feststehendem induziertem Teil sind bekannt. Bei ihnen wird die notwendige zeitliche magnetische Flußänderung durch einen umlaufenden Klauenpolläufer verursacht, dessen an Polringen angeordnete und achsparallele und ineinandergreifende Klauen keine wesentlich wirksame ferromagnetische Verbindung miteinander haben und in Umfangsrichtung mit wechselnder Polarität ausgebildet sind. In einer bevorzugten Ausführung sind Erregerteil und induzierter Teil radial zum Klauenpolläufer angeordnet, und zwar ersterer innerhalb und letzterer außerhalb desselben. Dabei hat der Klauenpolläufer eine topfförmige Ausbildung, und gewissermaßen am Boden des Topfes ist der Wellenstumpf zur Lagerung des Klauenpolläufern befestigt. Der Verlauf des magnetischen Flusses ist dabei folgender: Ausgehend vom Erregerteil tritt er über einen Luftspalt in den Klauenpolläufer über, und zwar vom Innem des Topfes her. Von diesem Klauenpolläufer tritt der magnetische Fluß über einen weiteren Luftspalt, also durch die Außenwand des Topfes, in den induzierten Teil über und von dort aus auf umgekehrtem Wege wieder zu dem Erregerteil zurück. Dabei muß der Fluß jeweils zweimal einen Luftspalt außerhalb und einen Luftspalt innerhalb des topfförmigen Klauenpolläufers durchqueren. Der Luftspalt außerhalb des topfförmigen Klauenpolläufers ist dabei zur Erzeugung des Nutzflusses notwendig und wird zweckmäßigerweise mit Nutzluftspalt bezeichnet. Der Luftspalt innerhalb desselben ist lediglich deswegen notwendig, um den übertritt des magnetischen Flusses vom feststehenden Erregerteil zum umlaufenden Klauenpolläufer zu ermöglichen. Er trägt also nicht direkt zur Leistungsübertragung bei und soll als Erregerluftspalt bezeichnet werden.
  • Hinsichtlich dieses Erregerluftspaltes ist es also zweckmäßig, um die Verluste gering zu halten, die Luftspaltinduktion pro Flächeneinheit ebenfalls zu mindem. Da der magnetische Fluß längs seines Weges jedoch konstant ist, kann dieses Ziel nur dadurch erreicht werden, daß die Oberfläche des Erregerteils und die innere Oberfläche des topfförmigen Klauenpolläufers möglichst groß gehalten werden.
  • Gegenstand der Erfindung ist ein topfförmiger Klauenpolläufer einer elektrischen Wechsel- oder Drehstrommaschine, der aus zwei fest miteinander verbundenen Polringen besteht, deren an ihnen angeordnete achsparallele und ineinandergreifende Klauen keine wesentlich wirksame ferromagnetische Verbindung miteinander haben und in Umfangsrichtung wechselnde Polariät aufweisen, wobei der magnetische Fluß, vom feststehenden, radial innerhalb des Klauenpolläufers angeordneten Erregerteil (elektro- und/oder permanentmagnetische EFregung) ausgehend, jeweils über einen Luftspalt, in gleichnamige Pole des Klauenpolläufers, von diesen über den mit dem Erregerteil fest verbundenen, aber radial außerhalb des Klauenpolläufers angeordneten induzierten Teil in die Gegenpole des Klauenpolläufers und von dort wieder zum Erregerteil verläuft. Erfindungsgemäß ist der Klauenpolläufer konzentrisch mit einem zylindrischen, die axiale Länge des Läufers aufweisenden Ansatz ausgebildet.
  • Ein derartig ausgebildeter topfförmiger Klauenpolläufer vergrößert also die zum übertritt des magnetischen Flusses vom Erregerteil zur Verfügung stehende Oberfläche auf mindestens das Doppelte, wobei die Luftspaltinduktion pro Flächeneinheit in wünschenswerter Weise erheblich herabgesetzt und damit ebenfalls die Verluste gemindert werden.
  • In Weiterbildung des Gegenstandes der Erfindung wird außerdem vorgeschlagen, den Ansatz zur zusätzlichen Lagerung und/oder Zentrierung des Klauenpolläufers zu verwenden. Besonders bei hohen Drehzahlen ist es durch diese zusätzliche Lagerung möglich, die bei fliegender Lagerung an sich relativ große radiale Exzentrizität der umlaufenden Teile nunmehr eng zu tolerieren. Luftspaltungsgenauigkeiten werden dadurch ebenfalls weitgehend vermieden, der Wirkungsgrad also erhöht. Durch die nun nicht mehr notwendige fliegende Lagerung wird außerdem erreicht, daß der Klauenpolläufer auch hinsichtlich seiner mechanischen Festigkeit, soweit sie von Lagern bestimmt wird, wesentlich günstiger gestaltbar ist.
  • Beim Einbau des Klauenpolläufers ergibt sich als weiterer Vorteil, daß dieser leichter und mit ebenfalls geringeren Toleranzen zu zentrieren ist, sich dadurch die fertigungsbedingten Ungenauigkeiten in der Größe des Luftspaltes, sowohl des Nutzflußluftspaltes als auch des Erregerluftspaltes, weitgehend vermeiden lassen.
  • Auch die Größe der Lager kann erheblich gemindert werden, da bei einer nichtfliegenden Lagerung eines umlaufenden Teiles Schwingungen weitgehend vermieden werden. Infolgedessen brauchen sie auch nicht in der Festigkeit der Lager berücksichtigt zu werden. Auch deswegen werden also die Luftspaltverluste wesentlich verabgesetzt.
  • Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Erfindungsbeispieles beschrieben. Danach ist innerhalb des Gehäuses 1 der induzierte Teil 2 angeordnet. Innerhalb des letzteren und ebenfalls am Gehäuse 1 befestigt ist der Erregerteil 3 mit der ringförmigen Erregerspule 4. Zwischen dem Erregerteil 3 und dem induzierten Teil 2 läuft nun der Klauenpolläufer 5 um und ist von ihnen jeweils durch den Nutz--luftspalt 6 bzw. Erregerluftspalt 7 getrennt. An dem Klauenpolläufer 5 ist nun erfindungsgemäß zentrisch ein zylinderförnüger Ansatz 8 angeordnet und vom Erregerteil 3 durch den ebenfalls als Erregerluftspalt dienenden inneren Luftspalt 9 getrennt. Der von dem -Erregerteil 3 ausgehende magnetische Fluß tritt also sowohl über den Erregerluftspalt 7 als auch über den inneren Luftspalt 9 in den Klauenpolläufer 5 über. .Da durch die erfindungsgemäße Ausbildung desselben die Luftspaltfläche, insbesondere im Bereich des inneren Luftspaltes 9, wesentlich vergrößert, praktisch mehr als verdoppelt ist, ist es möglich, bei gleichem Magnetfluß eine wesentlich geringere Luftspaltinduktion pro Flächeneinheit zu erhalten. Dieses ist besonders augenscheinlich im Hinblick auf die eingangs beschriebene bekannte Anordnung, bei welcher der zylindrische Ansatz 8 und damit der innere Luftspalt 9, diese nach der vorliegenden Erfindung ausgebildet, völlig fehlen. Der Nachteil der bekannten Anordnung ist also der, daß der Fluß, der von der Erregerwicklung im Eisen erzeugt wird, nur über einen einzigen Luftspalt in den Läufer übertreten kann. Dieser Luftspalt entspricht dem Erregerluftspalt 7 der Zeichnung; er wird zusätzlich durch die in diesem Bereich angeordnete Erregerspule 4 eingeengt. Dadurch ist der Luftspalt gemäß der bekannten Maschinenkonstruktion weniger als ein Drittel so groß wie der nach der Erfindung, da für den verbleibenden Teil desselben noch der von der Erregerspule beanspruchte Raum abgezogen werden muß.
  • Der weitere Weg des magnetischen Flusses, nämlich vom Klauenpolläufer 5 über den Nutzluftspalt 6 in den induzierten Teil 2, geschieht in derselben Weise wie bei den bekannten Ausführungen.
  • Wird jedoch in Weiterbildung des Gegenstandes der Erfindung der Ansatz 8 des Klauenpolläufers 5 durch an sich bekannte geeignete Mittel gleichzeitig zur Lagerung und/oder Zentrierung verwendet, so können die Toleranzen der verschiedenen Luftspalte wesentlich enger gehalten werden. Die dabei bisher notwendigerweise auftretenden Verluste werden ebenfalls wesentlich gemindert. Außerdem wird durch diese Lagerung und/oder Zentrierung eine bessere Festigkeit für das umlaufende System erreicht und damit die Größe der notwendigen Lager in wünschenswerter Weise erheblich herabgesetzt. Auch wird vermieden, daß besonders bei den Extremstellungen ein Teil des magnetischen Flusses vom Klauenpolläufer 5 nicht mehr in den induzierten Teil 2 übertritt, sondern nur dorthin, wo er wirkungslos bleiben muß, besonders also in Luft. Auch hierdurch ergibt sich eine Verbesserung des Wirkungsgrades der Maschine, zumal außerdem der Fluß stets senkrecht zum etwa noch vorhandenen Axialspiel über den Luftspalt übertritt, welches also insoweit die Luftspaltbreite nicht mehr ändert.

Claims (2)

  1. Patentansprüche: 1. Topfförmiger Klauenpolläufer einer elektrischen Wechsel- oder Drehstrornmaschine, der aus zwei fest miteinander verbundenen Polringen besteht, deren an ihnen angeordnete achsparallele und ineinandergreifende Klauen keine wesentlich wirksame ferromagnetische Verbindung miteinander haben und in Umfangsrichtung wechselnde Polarität aufweisen, wobei der magnetische Fluß, vom feststehenden, radial innerhalb des Klauenpolläufers angeordneten Erregerteil (elektro-und/oder permanentmagnetische.- Erregung) ausgehend, jeweils über einen Luftspalt, in gleichnamige Pole des Klauenpolläufers, von diesen über den mit dem Erregerteil fest verbundenen, aber radial außerhalb des Klauenpolläufers angeordneten induzierten Teil in die Gegenpole des Klauenpolläufers und von dort wieder zum Erregerteil verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß der Klauenpolläufer konzentrisch -mit einem zylindrischen, die axiale Länge des Läufers aufweisenden Ansatz ausgebildet ist.
  2. 2. Topfförmiger Klauenpolläufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz gleichzeitig zur zusätzlichen Lagerung und/ oder Zentrierting des Klauenpolläufers ausgebildet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1821363; USA.-Patentschrift Nr. 2 928 963. -
DEL41766A 1962-04-16 1962-04-16 Topffoermiger Klauenpollaeufer Pending DE1223043B (de)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2928963A (en) * 1956-06-06 1960-03-15 Gen Motors Corp Dynamoelectric machine
DE1821363U (de) * 1960-02-04 1960-11-10 Bosch Gmbh Robert Wechselstromerzeuger fuer fahrzeuge, insbesondere eisenbahnwagen.

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US2928963A (en) * 1956-06-06 1960-03-15 Gen Motors Corp Dynamoelectric machine
DE1821363U (de) * 1960-02-04 1960-11-10 Bosch Gmbh Robert Wechselstromerzeuger fuer fahrzeuge, insbesondere eisenbahnwagen.

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