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E L E K T R I S C H E M A S C H I N E Die Erfindung betrifft eine
elektrische-Maschine, insbesondere einen Generator. Noch spezieller betrachtet,
bezieht sich die Erfin-@ dung auf eine elektrische Maschine, bei der das Feld mit
Permanentmagneten-erzeugt wird.
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Eine Hauptaufgabe der Erfindung liegt in einer Verbesserung des Wirkungsgrades
bei der Verwendung von permanentmagnetischem Material zum Erzeugen des Feldes.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt in einer besseren Ausnutzung
des Querschnittes des permanentmagnetischen Materials bei gegebenem Volumen.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, den Flußverlusten
entgegenzuwirken, die auf den sogenannten Streupfaden auftreten. Diese Aufgäben
werden gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zusätzlich zu sogenannten primären
Permanentmagneten, die einen Magnetfluß oder das Feld erzeugen, sekundäre Permanentmagnete
vorgesehen sind, die im allgemeinen quer zu den Primärmagneten angeordnet und magnetisiert
sind und deren Magnetfluß sich zudem der Primärmagnete zusetzt,und die sekundären
PermanentirLagnete dem Streufluß entgegenwirken, der im allgemeinen mit den Primärmagneten
verbunden ist.
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Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsformen ward
die Erfindung nun weiter erläutert. Dabei ist: Fig. l eine Teilseitenansicht eines
Generators konventioneller Bauart mit radialem Luftspalt: unter besonderer Betonung
der das Feld erzeugenden Elemente,
Fig. 2 eine entsprechende Ansicht
eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Generators, Fig. 3 ein Teilschnitt durch
einen erfindungsgemäß ausgebildeten Generator mit axialem Luftspa'lt entlang der
Schnittlinie 3 - 3 in Fig4, wobei der Anker in gebrochenen Linien dargestellt ist,
d Fig. 4 eine Teilaufsicht auf die Luftspalt-Arbeitsfläche derjenigen Elemente aus
Fig. 3, die. das Feld erzeugen, Fig. 5 eine Teilansicht in vergrößertem Maßstab
auf-die das Feld erzeugenden Elemente eines Generators mit axialem Luftspalt unter
Verwendung eines a:nmagnetischen Abstandhalters zwischen der Außenseite des den
Fluß erzeugenden Magnetringes und dem Rand eines haltenden Gehäuses, Fig. 6 ein
Teilschnitt entlang der Schnittlinie 5 - 6 in Fig. 5, Fig. 7 eine Ansicht entsprechend
Fig. 5 einer abgeänderten Ausführung gemäß oder Erfindung, Fig. 8 ein Teilschnitt
entlang der Schnittlinie 8 - 8 in F ig. 7, Fig. 9 eine Ansicht entsprechend Fig.
7 einer abgeänderten Ausführungsform gemäß der Erfindung, Fig.10 ein Teilschnitt
entlang der Schnittlinie 10 - 10 in Fig. 9, Fig.11, 12 und 13 Ansichten entsprechend
Fig. 10 auf andere erfindungsgemäße Ausführungsformen, Fig.14 ein Teilschnitt entsprechend
Fig. 8 einer abgeänderten-Aus:9-führungsform gemäß der Erfindung in vergrößertem
Maßstab, Fig.15 eine Ansicht ähnlich Fig. 14 einer noch anderen Ausführungsform,.
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Fig. 16 ein Schnitt ähnlich den Figuren 10 und 13 durch die in Fig.
15 gezeigte Ausführungsform, _
Fig. 17 eine Ansicht ähnlich
der von Fig. 15 auf eine andere Ausftihrungsform Fig. 18 eine
Ansicht ähnlich der von Fig. 16 auf eine Abwandlung der Ausführungsform
nach Fig. 17 und Fig. 19 eine Ansicht ähnlich der der Figuren 15 und 17
auf eine
noch andere Ausfngsform gemäß der Erfindung.
Fig.
1 zeigt einen Generator konventioneller Bauart mit Permanent-
magnet
und mit radialem oder zylindrischem Luftspalt. Die Permanentmagnete
1 sind, wie die Pfeile a andeuten, in radialer Rich-
tung magnetisiert.
Hierdurch ergeben sich abwechselnd Nord- und
Südpole, die über den Luftspalt
auf den Stator 4 einwirken. Zur
Erhöhung der Übersichtlichkeit sind die
Statorwicklungen, die üb-liche Bauart haben, weggelassen. Polschuhe 2 aus
magnetisch perme-
ablem Material sind vorgesehen: Ein Magrietfluß-RÜckführungsglied
3 aus ebenfalls magnetisch permeablem Material schließt den mag-
netischen
Kreis. Die Magnete 1,. die Polkchuhe 2 und das Magnetfluß-Rückführungsglied
3 bilden den Rotor, der in konventioneller Weise auf der Welle 5 befestigt
ist.-Die Welle 5 ist mit nicht ge-zeigten Mitteln drehbar gelagert. -Wie
allgemein bekannt ist, geht ein Teil des in die Basisflächen der Permanentmagnete
1 neben dem Rückführungsglied 3 einströmenden Magnetflusses durch Streuung
entlang der gekrümmten Zwischen-'
polpfade 6 verloren und erreicht niemals
den Stator 4. Die benach-barten Seiten der Permanentmagnete l kann man
auch nicht zu stark
aneinanderrücken, da die Länge der Zwischenpolpfade 6 dabei
abnimmt und: die Magnetflußverluste dabei so groß werden wie die Zu-nahme der
Querschnitte der Permanentmagnete mit dem Ergebnis, daß
der größere
Magnet nicht mehr leistet als ein dünnerer oder klei-
nerer Magnet. Die
Fortsetzung der Zwischenpolpfadlinie 6 bis in -
den mittleren Permanentmagneten
1 hinein zeigt, daß ein wesentli-
cher Teil des Magneten unnütz für die Lieferung
des Streuflusses verwendet wird.
Ein besonderes Merkmal der Erfindung liegt
darin, daß diese Ublichen Streuflußverluste in einen Gewinn
umgewandelt werden. In ei-
ner Ausführung der Erfindung geschieht dies dadurch,
daß in dem Zwischenpolgebiet Magnete angeordnet werden, die so magnetisiert
und
ausgerichtet sind, daß sie sich dem Streufluß widersetzen.. Bei der in Fig. 2 gezeigten
radialen Form werden Permanentmagnete 9 n das Zwischenpolgebiet
gelegt.. Diese Magnete 9 sind in Umfangsrich-
tung magnetisiert, wie die Pfeile
6' zeigen: Magnetisch betrachtet, sind die auf beiden Seiten eines Permanentmagneten
l liegenden Per-
manentmagnete 9 in entgegengesetzter Richtung magnetisiert
und-so
ausgerichtet, daß sie dem Streufluß, der normalerweise mit den Permanentmagneten
1 verbunden ist,-entgegenwtrken. An die Stelle der. Zwischenpolpfade 6, d. h. der-
in Figä 1 aus den Permanentmagneten 1
austretenden Verlustpfade,
treten die Zwischenpolpfade 7, die ei-
nen Magnetflußgewinn
darstellen. Sie nehmen den Raum zwischen den Polen ein, in dem
eine Streuung auftrat. Durch die Verwendung ei-
nes richtig polarisierten
zusätzlichen magnetischen Elementes ist
dieses Verlustgebiet in ein
Gewinngebiet umgewandelt worden. Die-
se zusätzlichen Permanentmagnete
9 können unmittelbar auf die Polschuhe 2-einwirken, wie auch auf die Seiten
der Permanentmagnete 1.
Ebenso können sie an ihren Außenkanten
eingespart sein, um die
Polschuhüberhänge 8 aufzunehmen.
Die Figuren 3 und 4 zeigen: die Anwendung der Erfindung auf einen
Generator mit axialem Luftspalt. Die Hauptpermanentmagnete
1 sind auf der Welle 5 befestigt. Eine MagnetfluB-Rückführungsplatte
ist
auf der dem Luftspalt abgewandten Seite auf den Permanentmagneten
1 befestigt. Die Permanentmagnete 1 sind in Richtung der
Welle 5 axialj¢ magnetisiert und präsentieren dem Ständer 4 über dem axia-
len
Luftspalt abwechselnd Nord- und Südpole. Die auf den Luftspaltenden
der Permanentmagnete l aufgebrachten Polschuhe 2 bilden eine
Arbeitsfläche, die der Luftspalt-Arbeitsfläche des Stators
4 parallel liegt: Der Stator kann jede konventionelle Wicklung
aufweisen.
Die zwischen den Polen liegenden Permanentmagnete
9 erstrecken sich zwischen benachbarten Permanentmagneten
l und sind in bezug
auf diese in der gleichen Weise ausgerichtet
wie die in Fig. 2 ge-
zeigte radiale Konstruktion. Es leuchtet ein,
daß sowohl diese Tei-
le wie such ihre Funktion im wesentlichen genauso
ist wie bei der in Fig: 2 gezeigten radialen Konstruktion. Die
quermagnetisierten Zwischenpol-Permanentmagnete 9 bilden von den Magneten i ausgehen-
de
Arbeitsflußpfade. Zusätzlich ist es ein weiteres Merkmal der Erfindung, daß der
magnetische Zustand der Permanentmagnete 1 und 9 vor Überlastung und
vor einer Ankerrückwirkung bei Kurzschlüssen geschützt werden kann.
Dies geschieht dadurch, daß ein Pfad sehr hoher Leitfähigkeit die
Magnete
umschließt, wie es bei 10 und 11 in Fig. 3 gezeigt wird. Gepreßtes
Aluminium, Magnesium und Kupfer sind Beispiele für Werk-
stoffe, die sich
hierfür eignen: Eine nähere Beschreibung findet
sich in der USA-Patentschrift
2.719.931. Die von den elektrisch leitenden Materialstücken 10 eingenommene
Fläche hat einen verhältnismäßig niedrigen Streufluß, da das magnetische
Potential an den
Seiten der Magnete 1 fast gleichmäßig mit der
Entfernung von den Grundflächen der Magnete, die mit dem Rückführungsglied
3 in Kon-
takt stehen, zunimmt. Die Entfernung
zwischen den Seiten der Mag-
riete bleibt gleich. Das Zwischenpolgebiet
wird somit von den elek-
trisch gut leitenden Materialstücken 10
und von den Permanentmagneten 9 aufgeteilt, so daß die unterstützenden
Quermagnete 9 sich
in dem für ihren Zweck besten Gebiet befinden.
Die elektrisch gut
leitenden Materialstücke 10 und 11 können aus einem
einheitlichen Gußstück bestehen und sowohl die Permanentmagnete
9 als auch die
Permanentmagnete 1 vollständig umschließen. Die Materialstücke
11
sind zum Schutz des magnetischen Zustandes der Permanentmagnete
1
und 9 besonders, wirksam, da die Materialstücke 10 noch die zusätz-
liche
Funktion einer mechanischen Abstützung der Permanentmagnete
1 erfüllen, die recht spröde sein können. Die Materialstücke 10
und
1l sind daher auch durch einen hohen Grad mechanischer Festig-
keit gekennzeichnet.
Eine
andere Ausführung eines Generators mit Permanentmagnet und
axialem
Luftspalt, wie ihn die USA-Patentschrift 3.121.814 be-
schreibt, wird
in Fig. 5 gezeigt. Bei diesem Generator ist ein
Ring 15 aus
magnetischem Materials, der einstückig oder in Form
von Sektoren
vorliegt, axial mit sich abwechselnden Polen magne-
tisiert.
Das Magnetsystem wird axial durch eine dünne Sperrwand 16 gehalten,
die über der Arbeitsfläche des Magnetringes 15 liegt.
Der größte
Teil der bei der hohen Drehgeschwindigkeit erzeugten
Fliehkraft wird
durch den Randstreifen 13 aufgenommen, der als
ein integraler Teil des
ringförmigen Körpers 12 ausgebildet ist,
der gleichzeitig als hauptsächliche
mechanische Abstützung und
als magnetischer Rückschlußkreis
wirkt. Sowohl der Körper 12 als
auch der Randstreifen 13 bilden ein abstützendes
Gehäuse aus mag-
netisch permeablem Material, wie z: B. Stahl.
Ein
Ring 14 aus urimagnetischem Material umschließt den magnetischen
Ring 15 und liegt zwischen diesem und dem magnetischen Randstreifen
13.
Der Ring 14 bildet eine zusätzliche Abstützung gegen die Flieh-
kraft.
Seine Hauptfunktion liegt jedoch darin, daß er zwischen dem
äußeren Rand des Magnetringes 15 und dem Stahlrandstreifen 13 ei-
nen
urmagnetischen Abstandhalter bildet und damit durch Streufluß
bedingte Verluste herabsetzt,' wie sie bei 6 in Fg: 1 gezeigt wer-
den.
_ . : .
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Die Sperrwand 16 kann eine nur.dünne Platte aus
urimagnetischem Ma-
terial sein, die auf. dem Randstreifen 13 befestigt
ist. Sie schützt
die Seite. des Ringes 15 vor einem
Absplittern. Falls sie aus elektrech leitendem Material besteht,
wirkt sie auch als Dämpfer.
Das.erfindungsgemäße Prinzip kann auf die in
Fig. 5 gezeigte Kon-
struktion angewendet werden, wie die Figuren
7 und 8 zeigen. Hier
werden Streuverluste durch Einsetzen eines Ringes
141 aus permanentmagnetischem Material, der gemäß der Darstellung
magnetisiert ist, an Stelle eines-unmagnetischen@Ringes 14 bekämpft. Der
Randstreifen--3, der aüs magnetischem Material besteht, bildet nun für
den
Ring 14' ein Xagnetfiue-Rückführungsglied. Der Ring 14' ist
seitlich
vom Magnetring 15 radial magnetisiert und bildet sich ab-
wechselnde Nord-
und Säidpole, die so orientiert sind, daß sie die
sich abwechselnden
Pole des Ringes 15 unterstützen und einem Streufluß entgegenwirken.
Die Wirkung ist sehr stark die gleiche, wie
Sie im Zusammenhang mit
den Figuren 2 und 3 für das. zwischen den Polen. liegende Materialbeschrieben
wurde. Bei Fig. 2 z. H., wenn
man eine Ebene A-A in die Mittellinie
des Zwischenpol-Permanentmagneten g setzt, welches die Stelle magnetischer
Neutralität ist,
arbeitet die Hälfte des Magneten 9 von der neutralen
Ebene zum
Nordpol H auf der rechten Seite, und die andere Hälfte
von der neu-
tralen Ebene-zum Südpol S auf der linken
Seite. Die Konstruktion
nach Fig. 7 ist analog. Die Umfangsfläche
eines Flußverlustes wird
in eine Gewinnfläche umgewandelt.
Die gleichen Maßnahmen können am
Innendurchmesser getroffen
werden, indem man einen magnetisch permeablen inneren Randstrelfcn;17
auf den Körper 12 aufsetzt und ein weiterer Ring
18 aus pera@ttnentanagnetischenm Material wird zwischen
den Magnetring
15 und den Magnetfluß-Rückführungsring 17 gesetzt.
In diesem
Fall sind die Magnetringe 14' und 18 so magnetisiert und ausgerichtet,
daß sie auf beiden Seiten des Magnetringes 15 gegeneinanderarbeiten
und essen magnetische Durehflutung erhöhen.
Die meisten
permanentmagnetischen Werkstoffe entwickeln den größten Teil ihrer,magnetischen
Eigenschaften auf einer Ausrichtungsachse.
Der Magnetring 15 ist so ausgerichtet,
wie es durch die S-N Pfeile
gezeigt wird, die bei Fg.
7 senkrecht zur Zeichenebene liegen und senkrecht zu der Luftspalt-Arbeitsfläche
des Feldes. Das Material
der Ringe l4' und 18 müßte radial: orientiert
sein, im allgemeinen parallel zurre Luftspalt, wie es durch die Pfeile
gezeigt wird. Ebenso kann aber auch nichtorientiertes Magnetmaterial
verwendet wer-
den, falls der Preis oder die Verfügbarkeit hierfür sprechen:
Ob-
wohl die meisten nichtorientierten Magnetmaterialien ein
schlechtes Verhalten zeigen, sind die durch die Verwendung der zugefügten Magnetringe
14' und 18 erzielten Ersparnisse so groß, daß sich immer noch große Vorteile beim
Verhalten ergeben. ' Selbstverständlich ist es möglich, die Magnetringe 14' und
18 aus rechteck- oder sektorförmigen Teilen aufzubauen, falls dies ein günstiger
Weg ist, um die erforderliche Orientierung auf wirtschaftliche Weise zu erreichen.
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Fig. 9 zeigt die Anordnung nach den Figuren 7 und 8, die durch das
Einfügen von quermagnetisieiten Zwischenpolmagneten 9 in die Zwischenpolgebiete
abgewandelt ist. Die Zwischenpolmagnete 19 haben eine ähnliche Funktion wie die
Magnete 9 der Figuren 2 und 3 und sind ähnlich angeordnet und ausgerichtet. Fig.
9 zeigt eine Ausführung der Erfindung, bei der quermagnetisierte Körper angeordnet
sind, um dem Streufluß über dem gesamten Umfang.eines primären Magnetpols entgegenzuwirken.
zwischen jedem primären Magnet 15_und den ihn umgebenden neutralen Zonen, die durch
die Linien A-A :der ßwischenpolmagnete 19 und der Randstreifen 13 und 17 begrenzt
werden, sind Magnetkörper angeordnet, die eine Verstärkung des aus den vertikalen
Flächen der Magnetringe 15 austretenden Flusses bewirken, was die Folge hat, daß
die Grundfläche der gesamten auf jeden primären Magnetpol einwirkenden Magnetgruppe
stark erhöht wird.
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Die Zwischenpolmagnete 19 haben rechteckförmigen Querschnitt und berühren
den Abstützkörper 12. Die Streuflußpfade 20 zeigen, daß der swischenpolmagnet 19
nicht mit maximalem Wirkungsgrad arbeitet, 'da seine Innen- oder Bodenfläche an
dem permeablen Körper 12 anlegt. Dies wird beider Ausführung nach Fig. 11 vermieden,
bei der derjenige Teil jedes Zwischenpolmagneten 19, der von dem Körper 12 überbrückt
wird, vermieden und durch einen urmagnetischen Abstandhalter 21 ersetzt ist. Die
Abstandhalter 21 können aus einem elektrisch gut leitendem Material bestehen. In
diesem Fall sind sie den Materialstücken 10 aus Fig. 3 sehr ähnlich und sie
können deshalb auch ein elektrisch leitendes Gebiet sein, welches einen Kurzschlußleiter
bildet, der zum Schutz f vor Magnetisierungsverlusten bei Kurzschlüssen erforderlich
ist. Auf ähnliche Weise kann ein ringförmiger Abstandhalter-21' aus urmagnetischem
Material zwischen die Ringe 14°, 18 und den Körper 12 eingesetzt werden, wie Fig.
11 zeigt. Bei Fertigung aus elektrisch auf leitendem
Material
vervollständigen die Abstandhalter 21' zusammen mit den Abstandhaltern 21 die Leiterschleifen,
die die Magnete 15 umschließen. Falls erwünscht, können diese Schleifen elektrisch
mit leitendem Material verbunden werden, das sich über die Luft-Spaltflächen der
Magnete 14', 15 und 19 erstreckt.
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Fig. 12 zeigt einen sehr wirkungsvollen Weg der Anwendung sämtlicher
Vorteile der Prinzipien der Erfindung und des gesamten Zwischenpolgebietes. Hier
haben die nebeneinanderliegenden Primärmagnete 151 divergierende Seiten und
die Zwischenpolmagnete 191
haben einen dreieckförmigen Querschnitt, der die
Magnete 15' ergänzt und zwischen diese paßt. An der Mittellinie der Magnete
19'
berühren sich die Hauptpolmagnete 15'. Da aber das magnetische Potential
an diesem Beginnpunkt Null ist, treten keine Verluste auf. Ähnlich berühren die
Zwischenpolmagnete 19' den Magnetfluß-Rückführungskörper 12. An dieser Berührungslinie
haben sie jedoch keine magnetische Länge und es treten keine Verluste auf. Die Magnete
19' arbeiten von der neutralen Ebene aus und entwickeln Magnetfluß nach links und
rechts in Richtung auf die Arbeitsfläche. Die sich abwechselnden Magnete 151 arbeiten
von der ein neutrales: Potential aufweisenden Fläche des Körpers 12 aus und entwickeln
einen Fluß nach oben in Richtung auf die Arbeitsfläche der oberen Polseite. Die
Kontaktzone 22 zwischen den Magneten 19' und 15' ist um 450 geneigt. Dies kann jedoch
schwanken und eine Berechnung der betreffenden'Arbeitspunkte des Materials in 19'
und in dem benachbarten Gebiet der Magnete 15' ist erforderlich, um den für optimales
Verhalten erforderlichen Winkel zu bestimmen. Die optimale Kontaktzone wird weiter
im allgemeinen eine Kurve und nicht eine ebene Fläche sein. Es mag ratsam sein,
für die Ringe 15' anderes magnetisches Material als für die: Körper 19' zu wählen
und die Neigung der Kontaktzone kann wesentlich von 45o abweichen.
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Die: Dreieckform der Magnete 19 bildet insofern ein Problem, als es
darauf ankommt, die Magnete an ihrem Ort zu halten. Hierzu kann eine Sperrwand 16
verwendet werden, s wie sie in den Figuren 5 und 6 gezeigt wird. Eine andere Möglichkeit,
um das Ergebnis von Fig. 12 ohne wesentliche magnetische Verluste und mit einem
Gewinn an mechanischer Festgigkeit zu erzielen, wird in Fig. 13 gezeigt, bei
der
die Kontaktzone 22 aus Fig. 12 durch ein oder mehrere Stufenersetzt ist. Der Magnet
19" wirkt nun als mechanischer Abstand- . halter zwischen den Magneten 15'. Eine
größere Sicherheit ergibt sich durch Ankitten an die Magnete 15'.
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Dieser gleiche Plan läßt sich auch mit den Magnetringen 14# und 18
der Figuren 7 und 8 verwenden, wie es in Fig. 14 gezeigt wird.. Das Stufensystem
ist hier besonders vorteilhaft, da der Körper 14" die Fliehkraft der Drehung zwischen
dem Randstreifen 13 und dem Körper 15" aufnehmen kann, ohne daß er dabei auskeilt.
Der magnetische Vorteil ist genau derjenige, der für die Figuren 12 und 13 über
Fig. 10 beschrieben wurde.
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Wie vorstehend ausgeführt; ist es bei allen diesen Anwendungen oft
ratsam, für die Körper 9, 14', 19, 19' und 19" ein anderes magnetisches Material
als für die Körper 1, 15, 15' und 15" zu wählen. Einige permanentmagnetische Werkstoffe,
insbesondere keramische, haben eine Permeabilität nahe Eins und eine hohe Koerzitivkraft.
Die niedrige Permeabilität ermöglicht die Gewinne der Erfindung mit praktisch keinem
Anstieg in der Permeabilität des Magnetflusses der Rückwirkung vom Pol zum Anker.
Die hohe Koerztivkraft ermöglicht ein verhältnismäßig kurzes Zwischenpolgebiet,
das seinerseits eine Vergrößerung der Polbreite der Hauptpole 1, 15, 151 oder 15"
ermöglicht, obwohl in den Zw&chenpolflächen immer noch ein Gewinn und kein Verlust
erfolgt.
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Falls sowohl der Hauptpol 1, 15, 15' und 15" als auch die zugefügten
Körper 914', 19, 19' und 19" gerichtet sind, muß die gewünschte Gestalt mit einer
zweckmäßigen Ausrichtung erreicht werden, und um mit einem Feld zu magnetisieren,
welches eine wesentliche Sättigung in den gewünschten Richtungen bringt. Falls es
das Material zuläßt, können die zugesetzten Körper in einigen Fällen vor dem Einbau
in die Konstruktion getrennt magnetisiert werden.
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Die Figuren 15 bis 19 zeigen eine andere allgemeine Ausführung der
Erfindung. Diese Ausführung ist ähnlich den Ausführungen gemäß Fig. 7 und B. Es
wird jedoch nicht-orientiertes Magnetmaterial verwendet. In Fig. 15 wird solches
Material bei 150 gezeigt. Die Magnetisierung ist so, daß in dem Material Magnetflußlinien
sowohl
entlang dem primären Arbeitspfad als auch entgegengesetzt zu den.StreufluBFfaden
entwickelt werden, wie es bei 23 gezeigt wird. Die Theorie ist ähnlich derjenigen,
die oben für die zusam-mengesetzten Magnetwerkstoffe gegeben wurde. Der
Mittelabschnitt
jedes Poles ist im allgemeinen senkrecht zu der Luftspaltarbeitsfläche
magnetisiert nach der Art der Magnete 1, 15, 15' und 15"; während die umgebenden
Abschnitte jedes Poles auf einer zur Arbeitsfläche hingerichteten Kurve 23 quermagnetisiert
sind, die den üblichen Streuflußpfaden in cbr Art der Magnete 9, 14',
18
19, 19' und 19" entgegengesetzt ist.
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Fig. 16 zeigt den Magnetfluß in den Zwischenpolgebieten. Auf beiden
Seiten der neutralen Ebene A-A ist dieser sowohl zum permeablen Körper 12 als auch
zum Randstreifen 13 der gleiche. Auf dem inneren Magnetrand 24 wird kein
permeables Material gezeigt, aber
die Magnetflußlinien sind im wesentlichen
genauso ausgerichtet, als wenn solches Material vorhanden wäre.
- Ein Teilvorteil ergibt
sich daraus, daß der in die Luft gehende Streufluß
stark heräbgesetzt ist, wie die Luftpfade 25 zeigen. Dies ergibt sich aus er Herabsetzung
des Potentials am Rand 24 durch die weggerichteten Magnetflußlinien, die eine
Komponente aufweisen, die auf die Ar-
beitspolfläche und vom Rand 24 weggerichtet
ist.
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Fig. 17 zeigt eine Verbesserung bei der Verwendung von Magnetma-terial,
indem die tiefe Ecke in Fig. 15,in der der Randstreifen
13 auf den
Körper 12 auftrifft, vermieden wird. Dies ist ein g Ge-
biet,
in dem der Magnet mit geringem wirkungsgrädarbeiten muß und
die
gebogene Außenfläche des Magneten 1501 braucht für im wesent-
lichen
das gleiche-Verhalten weniger Magnetmaterial. Die Innensei-te. des
Randstreifens 1-3 hat eine leichte umgekehrte Krümmung, um den Magneten 150
mechanisch-zu halten und um ihn an einem Wegfallen, axial nach auswärts, d. h. in
Fig. 17 nach rechts, zu hindern. Fig. 18 zeigt eine ähnliche Behandlung
des Zwischenpolgebietes, in
dem der vorspringende permeable Körper
12 in das Zwischenpolgebiet eingesetzt wird. Die sich gegenüberliegenden
Seiten 25 des Zwischenpolgebietes sind ähnlich wie der Randstreifen 13 aus Fig.
17 bogenförmig. Der innere Randstreifen des Magnetkörpers 150 kann
ebenso
behandelt werden, indem ein innerer permeabler Randstrei-
fen, der dem Randstreifen
17 der Figuren 7 und 8 entspricht, vorgesehen
wird, aber. mit
einer bogenförmigen Innenwand, die der des Randstreifens 13 in Fig. 17 entspricht.
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Die in Fig. 19 gezeigte Ausführung verwendet auf dem Randstreifen
13 und auf dem Magneten 150" Stufen an Stelle einer glatten Kurve. Die Aufgabe ist
ähnlich, wie sie für den Magnetring 14" in Fig. 14 beschrieben wurde, wobei die
Stufe eine Annäherung an die in Fig. 17 gezeigte ideale Kurve darstellt. Bei, einem
kleinen Verlust an magnetischem Verhalten ergibt sich ein Gewinn an größerer mechanischer
Festigkeit in dem Randstreifen 13, größere Sicherheit bei der Verbindung der Teile,
und geringere auf den Magneten 150" infolge der Fliehtkraft einwirkende Lagerdrucke:
Die Umfangsflächen der Stufen sind nach hinten abgeschrägt, um beim axialen Zurückhalten
des Magneten, insbesondere wenn die Einheit läuft, größere Sicherheit zu geben.
Jede beliebige Anzahl von Stufen kann verwendet werden. Mehr Stufen ergeben ein
besseres magnetisches Verhalten. Die Kosten erhöhen sich aber.
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In den meisten Figuren ist der Anker 4 nicht daregestellt. Jedoch
sollen alle gezeigten Felder einem Anker oder Stator über einem Luftspalt gegenüberliegen,
wie-Fig. 3 zeigt: Man sieht weiter, daß die zahlreichen gezeigten Feldanordnungen
ringförmig und im allgemeinen symmetrisch zu ihrer Drehachse sind. Sie sollen auf
der Welle 5 befestigt sein und sich mit dieser drehen, wie in den USA-Patentschriften
2.719.931 und 3.121.814 gezeigt wird: Selbstverständlich kann bei Bedarf auch der
Anker relativ zu der Feldanordnung umlaufen.