DE1488273A1 - Wechselstromgenerator - Google Patents

Wechselstromgenerator

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DE1488273A1
DE1488273A1 DE19641488273 DE1488273A DE1488273A1 DE 1488273 A1 DE1488273 A1 DE 1488273A1 DE 19641488273 DE19641488273 DE 19641488273 DE 1488273 A DE1488273 A DE 1488273A DE 1488273 A1 DE1488273 A1 DE 1488273A1
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DE
Germany
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Application number
DE19641488273
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William Kober
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Garrett Corp
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Garrett Corp
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/02Details
    • H02K21/021Means for mechanical adjustment of the excitation flux
    • H02K21/022Means for mechanical adjustment of the excitation flux by modifying the relative position between field and armature, e.g. between rotor and stator
    • H02K21/025Means for mechanical adjustment of the excitation flux by modifying the relative position between field and armature, e.g. between rotor and stator by varying the thickness of the air gap between field and armature
    • H02K21/026Axial air gap machines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Description

  • Wechselstromgenerator. Die Erfindung betrifft einen Wechselstromgenerator. Insbesondere betrifft sie einen Wechselstromgenerator, der ein günstiges Ver- hältnis von Leistung zu Gewicht und Kosten aufweist, eine sehr starke Verminderung der Leistungsverluste, der sich einfach küh- len läßt und Mittel zum Regulieren seiner Charakteristik aufweist. Ein erfindungsgemäßer Generator zeichnet sich dadurch aus, da8 sich die das Feld erzeugenden Teile gegenüberliegen und ein Über- gang des Magnetflusses zwischen den Polen fast vollständig vermie- den wird. Weiter sind Mittel vorgesehen, um die das Feld erzeugen- den Teile zum Ausüben einer Regelwirkung gegeneinander zu verschie- ben.
  • Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung. Dabei ist: Fig. 1 ein Längsschnitt zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Prin- zips, Fig. 2 eine Endansicht auf eine das Feld erzeugende Einheit und die Ankerwicklung, Fig. 3 ein Längsschnitt zur Darstellung der von getrennten Wellen getragenen felderzeugenden Teile, Pia. 4 eine entsprechende Darstellung einer abgeänderten Ausführung, bei der eine durchgehende Welle verwendet wird, Pia, 5 ein Teil-Längsschnitt ähnlich der Darstellung in Fig. 4, wobei eine elektromagnetische Steueranordnung gezeigt wird, Pia. 6 eine Seitenansicht auf den in Fig. 5 gezeigten Elektromagne-ten, Fig. 7 eine Ansicht, teilweise im Schnitt und teilweise in der Auf- sicht, auf eine andere Anordnung zum Verstellen der Luftspaltlänge.
  • Pia, 8 eine der Darstellung in Fig. 5 ähnliche Schnittansicht einer geschwindigkeitsabhängigen Regelanordnung, Fig. 9 ein Teil-Längsschnitt durch eine Anordnung, mit der eine Feldeinheit gegenüber der anderen verdreht wird, Fig.10 ein Teil-Längsschnitt durch eine andere Anordnung, mit der die Feldeinheiten ebenfalls gegeneinander verschoben werden, Fig.ll ein Teil-Längsschnitt durch eine auf innere Kräfte ansprechende Anordnung, die ebenfalls zum magnetischen Versetzen der Felder dient, Fig.12 und 13 Vektor-Schaubilder der bei der Anordnung nach Fig. 11 auftretenden Kräfte, Fig. 14 ein Querschnitt durch eine weitere AusfUhrung und Fig. 15 eine Teilansicht einer abgewandelten Ausführung nach Fig. 14.
  • Die Figuren 1 und 2 zeigen die Grundform des erfindungsgemäßen 0e- nerators. Dieser hat einen axialen Luftspalt, weist aber überhaupt kein Ständereisen auf. Auf den beiden Seiten des Luftspaltes 5 lie- gen die beiden Feldeinheiten 6 und 74, Der Luftspalt 5 braucht nur so groß zu sein, wie es zur Aufnahma@ der Ankerwicklung 8 nötig ist. Diese Wicklung 8 wird nicht vom Ständer abgestützt. Daher werden andere Mittel zum Abstützen erforderlich. Eine solche AbetUtzung wird mit dem Rahmen 10' angedeutet. Die Wicklung 8 kann Seäiderzähne enthalten oder nicht.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Regulierung und Regelung eines Generators.. Eine ins einzelne gehende Beschreibung der Feldeinheiten und der Ankerwicklung eracheint d4her überflUnsig.
  • Bei Generatoren, in denen das Feld mit Permanentmagneten erzeugt wird, sind oft Mittel zum Verändern der Spannung erforderlich. Dies erfolgt entweder von Hand oder unter der Einwirkung einen Reglers. Die Regelung kann auch automatisch in Abhängigkeit von im Generator auftretenden inneren Kräften erfolgen.
  • Gemäß der Erfindung werden verschiedene Verfahren zum Regeln oder Verändern der Ausgangsspannung einen solchen Generators verwendet, um damit die gewünschte Ausgangsoharekteristik zu erzielen. Es sei darauf hingewiesen, daß sich die Erfindung auch auf Generatoren mit elektromagnetisch erzeugten Feldern bezieht. In einem solchen Falle wird die Spannung vorzugsweise über den Feldstrom geregelt, obgleich die bei den Generatoren mit Permanentmagneten verwendeten Verfahren oft von Wert sind. Dies gilt besonders bei einer selbsttätigen Regelung in Abhängigkeit von den inneren Kräften. Bei permanentmagnetisch erzeugten Feldern bieten sich folgende Möglichkeiten: 1. Verändern des Abstandes zwischen den beiden Feldeinheiten oder Verändern des Luftspaltes, 2. Verändern der gegenseitigen Winkellage oder der Phase der beiden Feldeinheiten.
  • Beispiele für eine solche Regelung werden in den Figuren 3 bis 11 gezeigt. Die Ankerwicklungen 8 sind hier zur besseren Übersicht weggelassen.
  • Fig. 3 zeigt ebenso wie Fig. 1 die beiden Felder 6 und 7. Die Feldeinheit 7 ist auf einer Welle 112 befestigt. Die Welle 112 wird von einer nicht gezeigten Maschine angetrieben. Die Feldeinheit 6 ist auf einer anderen Welle 111 befestigt. Die Wellen laufen in Lagern 113 und 114. Die Lager 114 werden von einem Gehäuserahmen 115 gehalten. In Normallage haben die Felder 6 und 7 sich gegenüberliegende Nord- und Südpole. Das in Fig. 3 gezeigte Feld 6 wird sich daher von selbst immer in die richtige Pollage einstellen. Die gezeigte Ausführung weist keine Welle auf, die durch das Zwischenpolgebiet 5 hindurchtritt.
  • Bei Anwendung des oben unter 1. genannten Verfahrens wird das Feld
    Hei der in Fig. 5 gezeigten Ausführung sitzt ein ringförmiger An- ker 128 aus magnetischem Material auf dem axial verschiebbaren
    Welle 76 gleitbar ist. Das Feld 7 ist ebenso auf einer Hülse 131 befestigt. Die beiden Hülsen weisen eine aufeinander abgestimmte Verzahnung 133, 134 auf. Die Winkellager zwischen beiden Hülsen wird damit konstant gehalten. Diese Wirkung wird bevorzugt, obwohl sie nicht unbedingt nötig ist, da die beiden Felder 6 und 7 allein schon durch den zwischen ihnen übergehenden Magnetflufl aufeinander ausgerichtet gehalten werden: Bei satter gegenseitiger Berührung der beiden Hülsen 131 hat der Luftspalt zwischen den beiden Polflächen den minimal zulässigen Wert angenommen. Die Feder 123 ist jedoch steif genüg, um die magnetische Anziehung zwischen den Feldern 6 und 7 zu überwinden. Im Normalfall hält sie die spiral- oder nockenförmigen Suden 136. der Hülsen 131 mit auf der Welle 76 vorgesehenen Vorsprüngen 132 in Berührung. Die Welle wird in Richtung des Pfeiles 135 gedreht. Bei elektrischer Belastung werden beide Felder 6 und 7 zurückgehalten. HierdVch wird zwischen den Hülsen 2 und dfer Welle ein Drehmoment gebildet. Die Vorsprünge 136 schieben sich dabei auf den schrägen Flächen 136 nach vorne und drücken die Felder 6 und 7 zusammen. Hierdurch wird die Feldstärke im Luftspalt und in der Wicklung erhöht. Damit wird die zum Ausgleich des erhöhten Spannungsabfalls erforderliche EMK ebenfalls angehoben.
  • 11 Die erzeugte EMK ändert sich auch proportional zu der Drehzahl. Diese Änderung läßt sich mit den in Fig. 8 gezeigten Mitteln zu der gleichen Zeit berichtigen, wenn auch die durch die Belastungsänderung hervorgerufenen Änderungen kompensiert werden. Die in Fig. 8 gezeigte Anordnung ist der Anordnung nach Fig. 7 ähnlich. Eine Ausnahme liegt darin, daß das Feld 6 in Nuten auf der Hülse 131 geführt ist. Damit ist nur eine Gleitbewegung, aber keine Drehung des Feldes möglich. Die Ausführung enthält einen aus Gelenken 137 und Kugeln 138 bestehenden Fliehkraftregler. Bei ansteigender Geschwindigkeit zieht dieser das Feld 6 vom Feld 7 weg. Damit wird der durch den Drehzahlanstieg hervorgerufene Spannungsanstieg kompensiert. Dieser Geschwindigkeitsregler läßt sich sowohl am Feld 6 als auch am Feld 7 anbringen. Auch können beide Felder mit einer ähnlichen Vorrichtung versehen werden. Wieder wirkt eine Druckfeder 123 den zwischen den Feldern bestehenden Anziehungskräften entgegen. Eine weitere Feder 139 wirkt mit dem Fliehkraftregler zusammen. Bei den bis jetzt beschriebenen Ausführungen lagen sich die Nord-und Südpole der Felder 6 und 7 immer genau gegenüber. Wenn die Fel-der aus dieser Lage heraus gegeneinander verdreht werden, wird das im Luftspalt herrschende Magnetfeld geschwächt. Bei einer Verschiebung um 180 magnetische Grad, so daß sich jeweils Nord- und Südpole gegenüberliegen, wird das Feld bis fast auf Null abgeschwächt. Damit ergibt sich eine MöglichkeG zum Reeä.n des Feldes und damit der Ständerspannung, indem das eine Feld relativ zum anderen verdreht wird.
  • Permanentmägnetisch erregte Generatoren mit einer Normalbelastung mit einem nacheilenden Leistungsfaktor von etwa 0,8 weisen zwischen Leerlauf und voller Belastung ein Spannungsverhältnis von etwa 1 0,6 auf. Eine solche Belastung ist im allgemeinen nicht ratsam. Ein Verhältnis von 1 : 0,75 ist üblich. Zum Aufrechterhalten einer konstanten Ausgangsspannung muß die EM bzw. der Magnetflug entsprechend geändert werden. Ändert sich auch die Antriebsleistung, muß auch diese Änderung berücksichtigt werden.
  • Alles dies bedeutet, daß die Magnetflußdichte in einem Bereich von etwa 1 : 0,7 veränderlich sein muß. Bei einer Änderung der Magnet- felddichte über eine Phasenverschiebung der Felder wird eine Ver- schiebung um etwa 90 magnetische Grade erforderlich. Das. heißt, daH ein Nordpol auf einem Feld einer neutralen Stelle des anderen Fel- des gegenüberliegen muß. Hei einer vierpoligen Maschine bedeutet dies eine Verschiebung um 45 mechanische Grade. Hei einer Sechspoligen Maschine ergibt sich eine Verschiebung um 300.
  • Bei einer Verschiebung der Felder aus der Lage, in der sieh die Nord- und Südpole gegenüberliegen, ist zuerst eine der Winkelverschlebung proportionale Kraft erforderlich. Bei Annäherung an den 900-Punkt nimmt die zur Verschiebung erforderliche Kraft weiter zu; jedoch in weniger stark ansteigendem Maß. Das Verhältnis von Kraft zu Verschiebung hängt in starkem Umfang von der Form der Polflächen der MagnetfluBverteilung usw. ab. Trägt man das Verhältnis in Kurvenform auf, ergibt sich etwa eine Sinuskurve.
  • Haut man einen Regler, bei dem die oben erläuterte gegenseitige Feldverschiebung verwendet wird, der von außen in Abhängigkeit von der Generatorspannung entweder von Hand oder mit einem Stellmotor betätigt wird, empfiehlt es ,sich, die oben beschriebenen und in dem System selbst entstehenden Drehmomente zu neutralisieren. Hier- zu sind zahlreiche nicht lineare Fedianordnungen bekannt. Irgend- eine geeignete Federanordnung wird für den jeweiligen Zweck ausgewählt.
  • Fig. 9 zeigt eine Ausführung, bei der das gegenseitige Phasenverhältnis der Felder von außen verändert wird. Das Feld 6 ist mit einem Drucklager 143 auf der Welle 76 gelagert. Dieses Lager nimmt auch seitliche Kräfte auf. Die Feder 1231 ist verhältnismäßig lang. Zum Ausgleich der an irgendeiner Zwischenstellung entstehenden mag- netischen Kräfte liefert sie eine verhältnismäßig konstant bleiben- de Kraft. Die Feder 123t liegt in einem Rohr 140. Eine zweite Feder 141 liegt über dem Rohr 140 und wirkt mit der Feder 123' so zusam- men, daß das magnetische Drehmoment in jeder Lage praktisch ausge- glichen wird. Die Feder 141 kommt nicht über dem gesamten Bewegungsbereich des Feldes 6 zur Wirkung. An einer innerhalb dieses Bereiches wählbaren Stelle wird sie von einem Anschlag 142 mitgenommen. Hierdurch ergibt sich die gewünschte Nichtlinearität.
  • Zur weiteren Verfeinerung der Pederkraft/brehmomentkurve lassen sich auch mehr als zwei Federn anwenden. Das Verfahren eignet sich für jede Polzahl und jede Kurve des magnetisch erzeugten Drehmomen- , teB.
  • Auf der Welle 76 sitzt eine gewundene Nutteder 144. Am Feld 6 ist eine entgegengesetzt gewundene Nutteder 145 befestigt. Das Feld 6 wird damit bei einer Längsbewegung der Hülse 146 gegenüber der Wel- le 76 verdreht. Die Hülse 146 wird mit einem Elektromagneten 128, 129 auf die gleiche Weise verschoben, wie dies schon im Zusammenhang mit F1g. 5 erläutert wurde. Wie es schon für das Lager 126 aus Fig. 4 erläutert wurde, läßt sich auch hier eine Klauen-Lageranordnung auf die Hülse 146 aufsetzen. Damit kann die Hülse dann von außen von Hand oder mit einem Blektrodynamometer gesteuert wer- den. Die Verschiebung der Hülse 146 wird an einem Ende durch dag Ende der Nutfeder in der Nähe des Lagers 143 und am anderen Ende durch einen Anschlag 147 begrenzt. Dieser Anßchlag läßt sich zum Ausbau der Federnutanordnung abziehen.
  • Vorstehend wurden Möglichkeiten zum Beeinflussen der sich drehen- den Felder beschrieben. Die Steuerung erfolgt dabei von außen und die Steuerbewegungen erfolgen in Richtung der Generatorwelle. In dieser Richtung bewegen sich im Generator selbst keinerlei Teile, so daß nur geringe Steuerkräfte nötig sind. In vielen Fällen empfiehlt es sich aber auch, die Steuerkräfte in Drehrichtung auszuüben. Die erforderliche Kraft wird dabei von der sich drehenden Generatorwelle abgenommen. Fig. 10 zeigt eine solche Anordnung: Eine Scheibe 148 wirkt wie der Rotor eines Induktionsmotores. Eine Ringscheibe 150 s!;ellt den Anker dar und trägt eine Wicklung 150t. Ein Kegelrad 155 ist mit der Scheibe 148 verbunden. Heide Teile sind mit einem Lager 152 auf der Welle 76 gelagert. Weiter ist noch eine Scheibe 149, ein Anker 151, eine Wicklung 151t, ein Kegelrad 156 und ein Lager 153 vorgesehen: Diese Teile sind ähnlich wie die zuvor besprochenen Teile ausgebildet. Ein Kegelritzel 154 kämmt mit den Kegelrädern 155 und 156. Seine Welle ist in die Generatorwelle 76 eingesteckt. Über dieses Kegelritzel 154 wird die Hülse 157 bei einer Betätigung der Scheiben 148 und 149 in umgekehrter Richtung j6 verschoben. Die Hülse 157 geht von dem Kegelrad 156 aus und weist ein Gewinde 158 auf, das auf ein auf der Hülse 146t vorgesehenes Gewinde aufgeschraubt ist. Die Hülse 146' ist mit dem Feld-6 auf die gleiche Weise verbunden, wie dies für die Hülse 1#6 in Fig. 9 erläutert wurde. Die Hülse 146' kann auch mit dem in Fig. 4 gezeigten Feld 6 verbunden werden, womit dann der Luftspalt verändert wird.
  • In Betrieb fließt ein Steuergleichstrom durch den Anker 150. Hier-
    Kraft ausgeübt. Hierdurch wird die Scheibe 148 gegenüber der Welle 76 verdreht: Über die verschiedenen Zahnräder wird auch die Hülse 157 verdreht, die die Hülse 146' axial verschiebt. Über das Gewinde 158 werden die von der Scheibe 148 ausgehenden Kräfte vergrößert. Bei Zufuhr von Gleichstrom zum Anker 151 entsteht eine ähnliche Wirkung. Jedoch wird die Hülse 146' dann in umgekehrter Richtung verdreht. Wegen der großen mechanischen Untersetzung ist das an den Scheiben 148 und 149 erforderliche Drehmoment gering. Die den Ankern 150 und 151 zugeführte elektrische Energie ist ihrerseits viel niedriger als diejenige, die sie in den Scheiben 148 und 149 steuert.
  • Ein ähnliches Ergebnis kann man auch mit geringerem mechanischen aber höherem elektrischen Aufwand erzielen. Hierzu läßt man in Fig. 10 die Teile 148, 150, 152e 155, 154 und 156 weg. Eine Scheibe 149, deren Anker 151, das Lager 153, die Hülse 157 und die Hülse 146' bleiben dann übrig. Zur Ausübung von entgegengesetzt auf die Scheibe 149 wirkenden Kräften wird der Anker 151 4ann abwechselnd mit einer Frequenz, die "ter der Generatorwellengeschwindigkeit liegt, und mit einer über der Wellengeschwindigkeit liegen-den Frequenz gespeist. Diese Frequenzen werden mit besonderen, nicht gezeigten Einrichtungen erzeugt. Vor der Zuleitung zum Anker 151 werden sie in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung des Generators, der Frequenz der Ausgangsspannung oder in Abhängigkeit von anderen Größen modui'liert. Bei einem vierpoligen Generator verwendet man z. B. im Anker 151 eine zweipolige Wicklung. Wie auch im vorhergehenden Fall dient Gleichstrom als tiefere Frequenz. Ein Teil der Ausgangsspannung des Hauptgenerators 6, 7 wird als die höhere Frequenz verwendet, da die Drehgeschwindigkeit der durch die Scheiben 149, 151 gebildeten Motore auf Grund des Polzahlverhältnisses von vier zu zwei doppelt so hoch wie die Geschwindigkeit der Weile 76 ist. Die Scheiben 149 und 151 können auch vier Pole aufweisen. Sie werden dann einmal mit Gleichstrom und zum an- deren mit Strom betrieben, der über einen Frequenzverdoppler vom Hauptgenerator abgenommen wird.
  • Die in Fig. 10 gezeigte Anordnung ist auch dann noch wirksam, wenn die Scheiben 148 und 149 als Reibscheiben und die Ständer 151 als Scheibenbremsen ausgebildet werden. Diese werden dann mechanisch und abwechselnd mit den Scheiben 148 und 151 in reibende Berührung geschoben. Hierdurch entisteht dann die entgegengesetzte Bewegung des Feldes 6.
  • Die Phasendifferenz des Feldes kann in Abhängigkeit von im Oem-@ rator auftretenden Kräften automatisch eingestellt Werden. Wegen seiner großen Einfachheit Ist dies ein besonders ,gutes Regeleyntrm. Die hierzu in Fig. il gezeigte Anordnung entspricht der Anordnung nach Fig. 9. Die bei pig. 9 zur Regelung verwandten Teile sind je- doch weggelassen. Das Feld 6 sitzt auf einem Lager 143. Eine Feder 123' weist zahlreiche Windungen auf, so daß sich ihr Drehmonent innerhalb des Steuerbereiches der Drehung des Feldes 6 nicht Ubermäßig ändert. Wie bereits vorstehend erläutert wurde, beträgt die- se Steuerdrehbewegung etwa 90° bei einer zweipoligen Anordnung und etwa 45o bei einer vierpoligen Anordnung. .
  • Fig. 12 zeigt dis Abhängigkeit der Drehmomente der Feder und der Magnetfelder. Kg. 13.zeigt, wie sich die von den Feldern 6 undl ausgehenden Magnetflüsse bei einer Verschiebung zusammensetzen. Die vektorielle Zusammensetzung zeigt das gesamte Feld.@Die in Ständer erzeugte Spannung ist diesem Gesamtfeld proportional. Die Feder 123 in Fig. il wird so eingestellt, daß sie das Feld 6 aus der normalen Nord-SUdriehtung gegenüber dem Feld 7 verschiebt. 81n neuer Gleichgewichtszustand stellt sich an dem in Fig. 12 Bezeig- ten Punkt 161 ein, in dem sich die Kurve der Federkraft und der magnetischen Kraft schneiden. Ein auf der Welle 76 vorgesehener Anschlag 162 begrenzt die Drehung des Feldes 6 an diesem Punkt. Ein weiterer Anschlag Ist an der Stelle vorgesehen, an der das Feld gemäß Fig. 12 ein Maximum erreicht.
  • Bei elektrischer Belastung des Ständers wird in diesem ein Strom zum Fließen gebracht, der auf die Felder 6 und 7 ein abbremsen- des Drehmoment ausübt. Das Feld 7 sitzt drehfest auf der Welle und wird daher nur die Antriebsmaschine belasten. Das Feld 6 wird sich jedoch in die in Fig, 12 gezeigte neue Stellung 162 einstellen, an der sich die Drehmomente der Feder, der Magnetfelder und des im Ständer fließenäen.3trowes ausgleichen. An dieser neuen Stelle kleinerer Verschiebung ist das Gesamtfeld, wie Fig. 12 zeigt, grö- ßer. Entsprechend ist auch die erzeugte Spannung größer. Dieser Anstieg wirkt dem inneren Spannungsabfall entgegen, der durch den höheren Belastungsstrom hervorgerufen wird.
  • Die gezeigte Charakteristik der Federkraft entspricht der der Eintachteder 123. In vielen Fällen wird jedoch eine Doppelfeder bevorzugt, wie z. B. die Federn 123 und 14 aus Fig. 9, oder sogar noch mehr Federn oder irgendeine andere nicht-lineare Anordnung. Hiermit kann dann in Abhängigkeit von dem von denn Belastungsstrom erzeugten Drehmoment jede gewünschte Verschiebung und damit jede Änderung der EM eingestellt werden.
  • Bei, Verwendung der in Fig. 9 gezeigten Anordnung empfiehlt es sich, die Polschuhe mit einem leitenden Schild oder einer Dämpfungseinrichtung zu versehen. Hiermit werden Schwingungen des Feldes 6 um seine, Normallage vermieden. Zur Dämpfung können mechanisch oder
    einrichtung wird in Fig. 11 bei 163 angedeutet.
  • Eine einfache Form einer Feder, die gute nichtlineare Eigenschaften zum Ausgleich der zwischen den Feldern 6 und 7 herrschenden Magnetkräfte hat, wird in Fig. 14 gezeigt. Schneidet man die Welle 76 in Fig. 9 zwischen den beiden Feldern 6 und 7 und betrachtet das ganze in Blickrichtung auf das Feld 6, erhält man Fig. 14. An Stelle der Federn 1231 und 141 und der zugehörigen Teile wird nun das Teil 164 verwendet, das drehfest auf der Welle 76 befestigt ist und radial von dieser absteht. An seinem Außenende trägt das hebelartige Teil 164 einen Stift 165. An diesem ist ein Ende einer Zugfeder 166 befestigt, deren anderes Ende an einem Stift 167 befestigt ist, der seinerseits auf dem beweglichen Feld 6 angebracht ist. Unter der Annahme, daß die Windungen der Feder im entspaffilten Zustand dicht aneinanderliegen, ist die von der Feder ausgeübte Zugkraft über einem beträchtlichen Längenbereich konstant. Der wirksame Hebelarm, über den das Drehmoment der Feder auf das Feld 6 übertragen wird, ist annähernd gleich sin d. Das heißt, daß das ausgeübte Drehmoment proportional sin a( ist und mit sin d ansteigt. Das Drehmoment zeigt somit die gleiche Kurvenform-wie das durch die Magnetkräfte zwischen den Feldern 6 und 7 ausgeübte Drehmoment. Lediglich seine Wirkungsrichtung ist umgekehrt. Das zwischen den Feldern 6 und 7 durch die Magnetkräfte hervorgerufene Drehmoment verläuft nämlich ebenso in etwa sinusförmig und ist bestrebt, die Felder aufeinander auszurichten. Das heißt; wenn die magnetische Versetzung der beiden Felder etwa gleich d( ist, daß dieser Winkel zu Null wird, wenn sich die Nord- und Südpole genau gegenüberliegen. Die Feder gleicht dann die magnetisch erzeugten Drehmomente in allen Winkellagen praktisch vollständig aus.
    76 auf. Die hierdurch verursachten Fehler sind jedoch gering. Bei hoher Drehzahl biegt sich die Feder 166 infolge der Fliehkräfte in ihrer Mitte von der Welle 76 weg. Hierdurch könnte die einmal gewählte Federkonstante der Feder geändert werden. Um dies zu vermeiden, wird eine Führung 168 auf dem Feld 6 befestigt, die bei richtiger Wahl des Abstandes zur Feder deren zu starkes Ausbiegen verhindert und doch eine freie.Bewegung zuläßt. Ein anderes Mittel zur Regulierung der Federkraft 166 besteht darin, daß man eine Führungsstange 169 in sie einschiebt, wie es Fig. 15 zeigt. Diese Führungsstange ist biegsam, so daß sich die Feder bei kleiner werdendem acum die Welle 76 legen kann.

Claims (2)

  1. Pat'enzanspr-u-ehe 1. Elektrischer Generator mit auf der Generatorwelle drehbar angeordneten, das Magnetteld erzeugenden und sich mit ihren Nord-und Südpolen gegenüberliegenden Haueinheiten, sowie mit einer im Luftspalt zwischen den Nord- und Südpolen angeordneten Ankerwicklung, dadurch gekennzeichnet, daß die das Magnetfeld erzeugenden Haueinheiten (6, 7) gegeneinander verschiebbar sind.
  2. 2. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Baueinheiten (6, 7) relativ zu der anderen axial verschiebbar ist, um die Länge des Luftspaltes zu ändern. 3. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine der beiden BaueineMheiten (6, 7) relativ zu der anderen verdrehbar ist, um das Phasenverhältnis zwischen den Nord- und Südpolen zu ändern. Generator nach Anspruch 1 biss 3, gekennzeichnet durch auf die Drehzahl ansprechende und die gegenseitige Verschiebung der Baueinheiten (6, 7) regelnde Elemente. 5.- Generator nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Haueinheiten (6,@ 7) in Abhängigkeit von im Innern
    den, wobei diese inneren Kräfte durch Änderungen der elektrischen Belastung des Generators verursacht werden. 6. Generator nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen Elektromagneten (128, 129, 130) zum gegenseitigen Verschieben der Haueinheiten (6, 7). 7. Generator nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch Mittel, die eine axiale Regelbewegung in eine Verdrehung der Haueinheit (7) um die Generatorachse umwandeln. B. Generator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Haueinheit (7) in Abhängigkeit von den inneren Kräften im Generator relativ zu der anderen Haueinheit verdreht wird. 9. Generator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dafl eine Haueinheit (6, 7) in Abhängigkeit von den inneren rräften im Generator relativ zu der anderen Haueinheit axial verschoben wird. 10. Generator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Haueinheit (6, 7) in Abhängigkeit von den Inneren Kräften im Generator entlang der Achse verschoben und um diese gedreht wird.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0304974A1 (de) * 1987-08-10 1989-03-01 Karel Holden Wechselstromgenerator
ITPN20080090A1 (it) * 2008-12-15 2010-06-16 Appliances Components Companies S P A "motore elettrico a magneti permanenti"
EP3223413B1 (de) * 2016-03-24 2019-05-15 Rolls-Royce plc Axialfluss-permanentmagnet-maschine

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