DE1613412A1

DE1613412A1 - Buerstenlose Synchronmaschine mit feststehender Erregerspule

Info

Publication number: DE1613412A1
Application number: DE19671613412
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Adolf Thewalt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1967-08-12
Filing date: 1967-08-12
Publication date: 1971-01-28

Description

..Bürstenlose Synchronmaschine mit feststehender Erregerspule Die Erfindung betrifft eine bürstenlose Synchronmaschine mit einem oder mehreren feststehenden Trägern für Erregerspule (n), mindestens zwei vom Maschinenfluß in Serie durchflossenen Ständerblechpaketen und einem gemeinsamen Läufer, der für die Ständerblechpakete Plus-.und Minuspole bildet.
Bei einer bekannten Synchronmaschine mit zwei Ständerblechpaketen hat der Läufer einen zwischen den Ständerbl*chpaketen auf einer Welle angeordneten Ringkern aus Magnetwerkstoff. Dieser Ringkern trägt Klauen, die nach beiden Seiten unter die zwei Ständerblechpakete ragen und zusammen mit an zwei äußeren Polringen angeordneten Klauen magnetische Plus- und Minuspole bilden. Zur Erregung der Synchronmaschine dienen zwei an je einem ringförmigen Erregerspulenträger angeordnete Ringwicklungen. Diese ringförmigen Erregerspulenträger sind mit dem Maschinengehäuse verbunden und jeweils über zwei Eilfsluftöpalte in den Magnetpfad des Läufers eingeschaltet.
Die Aufgabe, Generatoren, insbesondere Bordgeneratoren, möglichst klein und leicht zu bauen, erfordert die Anwendung immer höherer Betriebstemperaturen bei immer intensiverer Kühlung. Die bisher meistens verwendeten bürstenlosen Generatoren haben eine Außenpol-Erregermaschine, bei der dem feststehenden Ständer zur Erregung Gleichstrom über einen Regler zugeführt wird. In dem Läufer der Erregermaschine, der mit dem Läufer der Hauptmaschine auf der gleichen Welle sitzt, wird Drehstrom erzeugt. Dieser wird über mit der Welle rotierende Gleichrichter gleichgerichtet und den Erregerspulen des Läufers der Hauptmaschine zugeführt. Bei diesem Typ der bürstenlosen Generatoren mit rotierenden Gleichrichtern und Erregerspulen stehen der weiteren Steigerung der Betriebstemperatur wegen der verhältnismäßig niedrigen zulässigen Betriebstemperaturen der Gleichrichter und der Intensivierung der Kühlung der rotierenden Spulen mit Kühlflüssigkeiten Schwierigkeiten entgegen.
Man hat sich deshalb - wie auch eingangs erwähnt - schon seit längerer Zeit mit der Entwicklung von bürstenlosen Generatoren befaßt, bei denen rotierende Spulen sowie Gleichrichter vermieden werden. Bei den bereits bekannten Konstruktionen dieser Generatoren sind-jedoch Eisen- und Erregeraufwand erheblich größer als bei einem üblichen Generator mit rotierenden Erregerspulen, wie sie auch im Prinzip bei den bürstenlosen Maschinen mit rotierenden Gleichrichtern verwendet werden.
Daraus ergibt sich trotz der Möglichkeit einer einfachen wirksamen Kühlung der feststehenden Erregerspulen ein vor allem für Luftfahrtgeneratoren viel zu großes Gewicht.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Gewicht von Maschinen mit feststehenden Erregerspulen zu verringern. Die Lösung besteht darin, daß bei einer Zahl der Ständerblechpakete =z die Zahl der durch je zwei Hilfsluft-. spalte in den magnetischen greis des Läufers eingeschalteten Erregerspulenträger gleich oder kleiner als z-1 ist. Hierbei ergibt sich, wie aus dem Nachfolgenden hervorgeht, ein Maschinenaufbau, der erheblich kürzere graftlinienwege und damit entsprechend geringeres Gewicht aufweist sowie eine .geringere Erregerleistung erfordert,. letzteres auch deshalb, weil man dabei mit weniger Eilfsluftspalten,auskommt.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigtt Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Synchronmaschine mit zwei Ständerblechpaketen und einer Erregerspule zwischen den-Ständerblechpaketen, Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie II-II der 7ig. 1, Fig. 3 einen weiteren Querschnitt längs der Linie III-III der Fig. 1, Fig. 4 den auf eine Ebene abgerollten Mantel des Läufers gemäß Fig. 1, Fig. 5 eine abgeänderte Art für einen auf eine Ebene abgerollten Mantel eines Maschinenläufers für die gleiche Maschine, Fig. 6_'einen Längsschnitt einer Synchronmaschine als weiteres Ausführungsbeispiel, Fig. 7 eine Abwicklung der Polanordnung zu Fig. 6, -Fig. 8 einen Längsschnitt durch eine Synchronmaschine mit drei Ständerblechpaketen und einer Erregerspule, die auf der Maschinenachse sitzt, Fig. 9 einen Querschnitt durch den Läufer der Maschine 8 längs der Linie IX-IZ, Fig. 10 die Polanordnung der Maschine nach Fig. 8 auf dem, Läufermantel abgewickelt, -Fig. 11 einen Längsschnitt einer Maschine mit vier Ständerblechpaketen, bei der der Läufer in seiner Mitte zusätzlich durch ein Zager auf der feststehenden Achse der Maschine abgestützt ist, Fig. 12 die Polanordnung der Maschine nach Fig. 11, Fig. 13 einen Längsschnitt durch eine Maschine mit zwei Ständerblechpaketen mit seitlich in den Läufer hineinragender Erregerspule,.
Fig. 14 einen.Querschnitt durch die Maschine nach Fig. 13 längs der Linie 7CIV-XIV, Fig. 15 ein weiterer Querschnitt durch die Maschine nach ?ig. 13 längs der Linie 7LY-XY, Fig. 16 die Polanordnung der Maschine nach Fig. 13, Fig. 17 die Polanordnung einer Maschine mit vier Ständerblechpaketen und zwei seitlich angeordneten magnetisch in Serie geschalteten Erregerspulen, Fig. 18 die Poläbwicklung einer Maschine, die aus zwei Maschinen mit je zwei Ständerblechpaketen und seitlich in den Läufer hineinragender,Erregerspule besteht, wobei diese Maschinen magnetisch spiegelbildlich mechanisch gekuppelt sind.
Wie die Fig. 1 bis 3 zeigen, sind in dem Maschinengehäuse 1 zwei Ständerblechpakete 2a und 2b sowie ein Läufer 4 untergebracht. Zur Erregung dient eine feststehende Erregerspule 12, die die Maschinenachse 9 umschließend iwischen den Ständerblechpaketen 2a, 2b angeordnet ist. Die Erregerspule 12 ist von Kühleinrichtungen 13 umschlossen. Zweckmäßigerweise ist die Achse 9 als Spulenträger für die Erregerspule 12 ausgebildet, wobei der Läufer 4 die Erregerspule 12 U-förmig umschließt. Die Achse 9 ist auf der einen Seite im Gehäuseschild 20 befestigt und so bemessen, daß sie den magnetischen Pluß führen kann. In der Achse 9 befinden sich Kanäle 14, 15, 16, die der Versorgung mit Kühlflüssigkeit und mit elektrischer Energie für die Erregerspule 12 dienen.
Der Läufer hat zwei Tragkörper 5a und 5b aus nicht magnetischem Material. Die Achse 9 trägt ein Wälzlager 21, um das sich der Tragkörper 5a drehen kann.. Der Tragkörper 5b ist mit einem Wellenstumpf 22 versehen, der über das Wälzlager 23 im Gehäuseschild 24 gelagert ist. Die linke Seite der Achse 9 stützt sich in dem Tragkörper 5b über das Wälzlager 25 ab. Zwischen den beiden Tragkörpern 5a, 5b sind ein Nordpolstern 7, ein Südpolstern 8 und ein Polring 6 angeordnet.
Pig. 4 zeigt die Abwicklung des Läufermantels.-Der Polring 6 weist für die dargestellte sechspolige Maschine drei Nordpole N für den linken Maschinenteil (siehe auch Fig. 2)_ und ' drei Südpole (siehe auch Fig. 3) für den rechten Maschinenteil auf. Diese Nord® und Südpole sind durch Stege 3 in Zick-Zack miteinander verbunden, über die der Magnetfluß von den Südpolen auf der Seite des Ständerblechpaketes 2a zu den Nordpolen auf der Seite des Ständerblechpaketes 2b fließt. Die nicht magnetischen Tragkörper 5a und 5b bilden mit dem Pol- ' ring 6 und der. an ihnen befestigten Polsternen 7, 8 eine mechanische Einheit, die man bei der Demontage der Maschine auf- - lösen kann. Hierzu ist der Tragkörper 5b durch Schrauben 50 mit -dem Polring 6 und mit dem Polstern 8 verbunden. Es ist zweckmäßig, den Tragkörper 5a an dem Polring 6 durch ein neuzeitli- ches Klebeverfahren zu befestigen.
Auch die Polsterne 7 und 8 können mit den Tragkörpern 5a bzw. 5b durch Kleben sicher verbunden werden.
Die beiden Polsterne 7 und 8 umschließen mit ihren Ringnaben 7a bzR. 8a die feststehende Achse 9. Zwischen den Ringnaben 7a und 8a der Polsterne und der Achse 9 befinden sich Eilfeluftapalte 10 bzw. 11.
Die Erregerspule 12 wird entsprechend der dargestellten'Polung der Nord- und Südpolsterne 7, 8 so erregt,.daß der Xagnetflußf in der Achse 9 von linke nach rechts fließt (?ig..1). Aua der Achse 9 tritt der Nagnetfluß über den Elfeluitepglt 10 in den Nordpolstern 7 über. Von hier fließt er über den Hauptlutspalt 13a in das Ständerblechpaket 2a,über den Hauptluftspalt'13a zurück in die Südpole des Polringe 6 und weiter über dessen Stege 3 zu dessen Nordpolen innerhalb des Blechpaketes 2b. Der weitere weg des Flusses geht über den Hauptluftapalt 13b in das Ständerblechpaket 2b, von da über den Hauptluftgpalt 13b zum Südpolstern 8 und über den Hilfsluftspalt 11 in die feststehen- de Achse 9. Damit ist der magnetische Pfad geschlobsen. Zwi- schen den Polen des Polrings 6 und den Naben der. Polsterne 7 und 8 sind Permanentmagnete 25 und 26 angeordnet (fig. 29 3). Sie sind so gepolt, daß sie sich der Streuung über den Raum, den sie einnehmen, widersetzen und die Erregung durch die Spule 12 unterstützen. Sie sorgen so auch für die Auferregung der Ma- schine. . Um eine gute Abstützung des Polringe 6 zu erzielen, ist es zweckmäßig, die Tragkörper 5a, 5b mit Zentrerringen 41 bzw. 42 oder dgl. zu versehen (71g. 1). Es ist vorteilhaft, die Erregerspule 12 von einen Abschirmgitter 37 oder einer Folie aus elektrisch gut leitendem amagnetischen Material zu umgeben. Durch die in diesem Gitter 37 auf- tretenden Wirbelströme wird ein Übertritt von Streulinien aus der Erregerspule in die in unmittelbarer Nähe um sie rotieren- den Stege 3 des Polringe 6 stark vermindert. Auf diese Weise ist es möglich, diese relativ zueinander sich bewegenden Maschinen- teile näher als es ohne die Abschirmung möglich wäre aneinander zu rücken, die Maße der Maschine also dadurch au verkleinern und das Maschinengewicht entsprechend zu verringern. Zur Verstärkung der Abschirmwiriung kann die Oberfläche der Stege 3 mit Rillen oder sonstigen Oberflächenformen versehen werden und auch das Gitter 37 kann in ?orn und Bemessung entsprechend der Umgebung der umliegenden Eisenteile ausgebildet sein. AbschiMitter 37 können ferner auf der Innenseite der Ständerblechpakete 2a, 2b angeordnet sein. Auch hier wird dadurch die Neigung zur $treutswisches dem ßtäaderblochpaketen und den bereits eten Stelen 3 herabgesetzt, indem die in den Ständern rotierenden Drehfelder und der in den rotierenden Otegen 3 fließende Gleiehfluß mit den gegenseitigen Streulinien Wirbel- ströme in den Abechir.blechen 37 erzeugen.
Hei der beschriebenen Maschine stehen es lAufermantel Pole glei- cher Polarität nebeneinander. Dementsprechend sind die Ständerwieklungen 43a, 43b der Teiliaeohinen hintereinander geschaltet. Man kann auch nur eine Wicklung 43 verwenden und sie so ausführen, da§ sie durch beide Ständerblechpahete 2a, 2b hindurchgeht, so als ob nur ein ßtänderbleehpaket vorhanden wäre. Dabei entsteht zwischen den ßtänderblechpaketen 2s und 2b ein Wicklunass?linder, der nicht von Lisen uneben ist. Diesen Wicklungsabeohnitt 44 kann man dazu verwenden, aühleinriohtungen, z.H. Nühlkanitls 27 für die Wicklung vorsnsehen.
Man kann - wie Pia. S zeigt - den Läufer auch so ausbilden, daß auf den IAufer Pole verschiedener Polarität nebeneinander 11e- gen. Dann müssen die Wicklungen 43a, 43b gegeneinander geschaltet werden. Statt dessen ist es auch möglich, eine gemeinsame Wicklung vorzusehen, die zwischen den Ständerblechpaketen um eine. Polteilung gekröpft ist. Der Läufer 4 hat bei dieser Ausführung zwischen den Tragkörpern 5a und 5b keinen zusammenhängenden-Polring, sondern nur einzelne Polleisten 28. Diese Polleisten 28 bilden an einem Ende beispielsweise einen Nordpol N für das eine Ständerblechpaket und am anderen Ende für das andere Ständerblechpaket einen Südpol S. Durch diese Anordnung wird merklich an Gewicht gespart, da der Kraftlinienweg und damit der Eisenweg gegenüber dem schrägen Weg beim Polring'gemäB Fig. 4 kürzer ist. Außerdem können diese Polleisten 28 wegen ihrer einfachen Form als Blechpaket ausgeführt-Werden, die mit besonders hoher Permeabilität herstellbar sind.
Die zwischen den Tragkörpern angeordneten Polleisten 28 geben dem Läufer 4-nicht die mechanische Festigkeit, wie sie sich bei Verwendung eines Polrings 6 ergibt. Deshalb kann es zweckmäßig sein, zwischen den Tragkörpern 5a und 5b Verstrebungen 36a oder 36b aus hochwertigem nicht magnetischen Material-anzuordnen. Diese Verstrebungen können so ausgeführt werden, daß ihr Gewicht nur unbedeutend ist. Beispielsweise können mit Sicken 37 und Rippen 38 versehene Titanbleche als Verstrebungen verwendet werden.
Man kann die Synchronmaschine mit einer Anordnung der Erregerspule zwischen den Ständerblechpaketen auch mit einer durchgehenden sich drehenden Welle 29 ausführen, die an beiden Enden im Maschinengehäuse gelagert ist (Fig. 6, ?). Auf der Welle 29 sitzt für jedes Ständerblechpaket 2a, 2b wieder ein dreipoliger Polstern 7 bzw. 8 und zwar rechts ein Nordpolstern '7 und links ein Südpolstern B. Diese Polsterne sind fest auf der-Welle 29 angeordnet. Weitere Pole werden durch je einen Polring 30 und 31 gebildet. Diese Polringe 30, 31 sind mit den Tragkörpern 5a, 5b mechanisch fest verbunden und dabei von der Welle 9 magnetisch isoliert. :Zwischen den Polringen 30,-31 befindet sich ein am Gehäuse 1 durch Stützarme 35 befestigter Ring 36, der rechts und links mit den Polringen 30 und 31 zwei Eilfsluftapalte 32 und 33 bildet. An dem feststehenden Ring 36 ist die Erregerspule 12 befestigt. Sie wird über die Kanäle 34 mit Kühlflüssigkeit und elektrischer Energie versorgt.
Die in den Fig. 8 bis 10 dargestellte Maschine ist mit drei Ständerblechpaketen 2a, 2b, 2c-versehen. Der Läufer 4 dieser Maschine weist für das Blechpaket 2a einen Nordpolstern 7 und für das Ständerblechpaket 2c einen Südpolstern 8 auf, die sinngemäß, wie in den Fig. 1 bis 3 dargestellt, angeordnet sind. Die übrigen Pole für die Ständerblechpakete 2a und 2c und alle Pole für das Ständerblechpaket 2b werden durch Polleisten 28a und 28e gebildet, die je für zwei nebeneinander liegende Ständerblechpakete miteinander verbundene Nordpole N und Südpole S ergeben (Fig. 10). Zwischen den Polsternen 7 und 8 ist ein Tragzylinder 50 (Fig. 8, 9) aus nicht magnetischem Materialvorgesehen, auf dem die Polleisten 28a und 28c befestigt sind und der mit Versteifungsrippen 50v in die Pollücken hineinragt. Diese Verateifungerippen sind so ausgebildet, da.S sie die Polleisten gegen das Herausschleudern durch Fliehkräfte mit absichern. Wie man der Fig. 8 entnehmen kann, weist der Tragzylinder 50 auf der linken Seite einen Kragen 50c auf, mit dem er an dem Südpolstern 8 befestigt ist, während er auf der rechten Seite mit Kragensegmenten 50a, die Ausschnitte für die Polleisten 28a freilassen, an dem Nordpolstern 7 befestigt ist. Dadurch,*daß die Kragensegmente 50a nicht zur Maschinenachse hin, sondern von ihr weggerichtet angeordnet sind, ist es möglich, die Erregerspule aus dem Tragzylinder 50 herauszunehmen. Dieser Tragzylinder 50 gibt dem Läufer große Steifigkeit sowohl zur Übertragung der Drehmosentkräfte als auch zur Beherrschung der Zentrifugalkräfte. Andererseits füllt er einen Raum aus, der den Wickelraum für die Erregerspule (12) beeinträchtigt. Soweit man es sich im Hinblick auf die Erregerspulen Dimensionierung leisten kann, dürfte ein solcher Ring für alle Ausführungen der vorliegenden Erfindung zweckmäßig sein. Die Konstruktion kann auch so ausgeführt werden, daß der Tragzylinder 50 unmittelbar an den Tragkörpern 5a und 5c befestigt ist oder sogar zumindest auf einer Seite in einen Tragkörper übergeht.
Aus den Figuren ß bis 10 geht hervor, daß Pole verschiedener Richtung in den Ständerblechpaketen nebeneinander liegen. Das bedeutet, daß die Wicklungen 43a bis 43c zwischen den Ständerblechpaketen 2a, 2b, 2c um eine Polteilung zu kröpfen sind. Man kann die Anordnung auch so treffen, daß Pole gleicher Richtung nebeneinander zu liegen kommen.
Die Figur 8 zeigt, daß bei dieser Anordnung mit drei Ständerblechpaketen sich ein verhältnismäßig großer Raum für de Erregerspule 12 ergibt. Dies kommt daher, weil der Läufer 4 unter dem mittleren Ständerblechpaket keine magnetische Verbindung zu der.Welle benötigt. Diese günstige Situation für die Dimensionierung der Erregerspule 12 wirkt sich so aus, daß im Ganzen gesehen bei dieser Maschine das Gewicht pro Leistungseinheit sich gegenüber einer erfindungsgemäßen Maschine mit zwei Ständerble=chpaketen noch weiterhin merklich verringert. Es ergibt sich dabei auch ohne weiteres genügend Platz für die Unterbringung des Tragzylinders 50.
In gewissen Fällen kann es auch zweckmäßig sein, die Zahl der Ständerblechpakete noch weiter zu erhöhen. Vor allem bei Maschinen großer Leistung erreicht man damit, daß der Durchmesser der Achse bzw. Welle, die ja den Magnetfluß der Maschinen führen muB, nicht zu sehr anwächst. Fig. 11 zeigt eine Maschine mit vier Ständerblechpaketen und Fig. 12 stellt die Polanordnung dieser Maschine dar. Der Aufbau ähnelt sehr dem Aufbau der Maschine nach Fig. 8, jedoch mit dem Unterschied, daß diese Maschine vier Ständerblechpakete 2a, 2b, 2c, 2d aufweist und weiterhin zeigt die Fig. 11, wie man den bei solchen Maschinen verhältnismäßig langen Läufer etwa in der Mitte durch ein weiteres Zager 54 auf der Achse 9 abstützen kann. Diese Abstützung greift zweckmäßigerweise mit einem Ring 50m unmittelbar an dem Tragzylinder 50 an. Die Kragensegmente 50a und 50d, die den Tragzylinder zwischen den Polsternen 7 und 8 befestigen, zeigen auf beiden Seiten von der Achse der Maschine weg, damit -man 'die nun in zwei Gruppen aufgeteilte Erregerspule 12 aus dem Tragzylinder herausnehmen kann. Zwischen den Polsternen 7, 8 und den Polsegmenten 28a, 28bc, 28d (Fig. 12) entstehen Zwischenräume, die bis zu einem gewissen Grad von Streuflüssen durchdrungen werden. Diese Zwischenräume kann mag durch Permanentmagnete 426 ausfüllen, deren Pole n,s so gerichtet-sind, daß sie dieser Streuung entgegenwirken, wobei sie auch wiederum gleichzeitig die Erregung der Maschine unterstützen und für ein sicheres und schnelles Auferregen der Maschine sorgen. Das Ausmaß der Anwendung solcher Permanentmagnete in diesen Maschinen findet eine Grenze da, wo sich bei einem Isolationsfehler, vor allem in der Maschine selbst, und bei abgeschalteten Erregerspulen eine Restspannung bzw. ein Reststrom ergibt, der zu einer Ausweitung der Isolationsstörung führen könnte, die nicht in Kauf genommen werden kann.
Die Figuren 13 bis 16 zeigen eine Maschine, die eine sich drehende Welle 9 hat. Der Läufer 4 ist also mit ihr fest verbunden: Unter dem Ständerblechpaket 2b befinden sich, wie auch bei den äußeren Ständerblechpaketen der vorher erwähnten Maschinen, ein Südpolstern 8 (Fig. 15, 16).
Die anderen Pole innerhalb des Blechpakets 2b werden von Polstegen 28b (Fig. 14, 15, 16) gebildet, die in das benachbarte Ständerblechpaket 2a hineingreifen. Dort werden die dann noch fehlenden drei Pole durch einen &ordpolring 52 dargestellt. Dieser Polring besteht aus einem Ringteil und drei daran angesetzten Polen N. Die Innenfläche des Ringteiles bildet mit dem Träger 51 der Erregerspule 12, der am Gehäuse 20 der Maschine befestigt ist, einen Eilfsluftspalt 10. Den zweiten Eilfsluftspalt 11 bildet dieser Spulenträger 50 mit der sich drehenden welle 9. Die Polstege 28b und der Polring 52 werden durch nicht im einzelnen dargestellte Trägerstücke 53 aus nicht magnetischem Material mit der Welle 9 in mechanische Verbindung gebracht. Wenn genügend Raum zur Verfügung steht, kern auch hier wieder ein Tragzylinder, wie in Fig. 8 und 11, verwendet werden.»Die Maschine nach 7ig. 13 bis 16 ist eine weitere grundsätzliche Möglichkeit, die Erfindungsged en zu verwirklichen. Daß sie eine sich drehende Welle aufweist, ist in entsprechenden Fällen - gegenüber den Ausführungen mit einer feststehenden Achse - als ein Vorteil anzusehen, dem andererseits gegenübersteht, daß die Erregerspule unsymmetrisch-angeordnet.. ist. Aus dieser Maschine erhält man eine Maschine mit symmetrischer Anordnung, wenn man zwei solcher Maschinen magnetisch in Serie miteinander kuppelt. Man erhält dann eine erfindungsgemäße Maschine mit vier Ständerblechpaketeng die hinsichtlich der Anordnung der Erregerspulen symmetrisch ictm Die Abwicklung einer solchen Kombinntion ergibt sich aus Fig. 17. Man kann sinngemäß diese Maschine auch mit drei Ständerblochpmketen ausführen.
Bei `allen den geschilderten Masehimoa Q2bt o21. ch der Welle 9 eine magnetische Potentialdifferenz. Soweit diQSo Mas2hinen nur an einem Ende mit anderen Maschinen, z.B. ihrer An2liebamaschine in Verbindung stehen, hat dies keine Bedeutung. Insbesondere bei einer Maschine, bei. der eine sich drehende Welle verwendet wird, kann es aber sein, daß auch auf der 'zweiten Wellenseite Geräte oder Maschinen angeschlossen werden sollen. In diesem Falle muß dafür gesorgt werden, daß der Synchrongenerator nicht durch äußere magnetische Verbindungen magnetisch äudrzgeschlossen wird. Dies kann dadurch geschehen, daß zumindestens an einem der Wellenenden ein Wellenstutzen 54 (Fig. 13) aus nicht magnetischem Material angesetzt wird. Man kann in entsprechenden Fällen auch so verfahren, daß man zwei solche Maschinen «in entsprechender Dimensionierung magnetisch spiegelbildlich .mechanisch miteinander verbindet, so daß an den Enden dieser susaamengefaßten Maschinen sich wieder das gleiche magnetische Potential einstellt. Die Figur 18 zeigt die Abwicklung einer -solchen zusammengefaßten Maschine..

Claims

Patentansprüche 1. Bürstenlose Synchronmaschine mit einem oder mehreren feststehenden Trägern für Erregerspule(n), mindestens zwei vom Maschinenfluß in Serie durchflossenen Ständerblechpaketen und einem gemeinsamen Läufer, der für die Ständerblechpakete Plus- und Minuspole bildet, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Zahl der Ständerblechpakete =z die Zahl der durch je zwei Eilfsluftspalte in den magnetischen Kreis des Läufers eihgeschal teten Erregerspulenträger gz-1 ist.
2. Synchronmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerspule(n) (12) die Maschinenachse (9) umschließend zwischen den beiden äußeren Blechpaketen (2a, 2b, 2...) angeordnet ist (hig. 1; 6, 8, 11). 3. Synchronmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerspule(n) (12) auf einer als Spulenträger ausgebildeten Achse (9) angeordnet ist. 4. Synchronmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (9) an einem Ende am Gehäuseschild (20) befestigt ist und sich mit ihrem anderen Ende an dem Läufer (4) über ein Lager (25) abstützt, während der Läufer (44) sich an der einen Seite im Gehäuseschild (24) über Lager (25) und auf der anderen Seite an der die Erregerspule tragenden Achse (9) über Lager (21) abstützt (Fig. 1, 8, 11). 5. Synchronmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (4) für das eine äußere Ständerblechpaket (2a) einen mit der Achse (9) einen Eilfeluftspalt bildenden Nordpolstern (7) und für das andere äußere Ständerblechpaket (2...) einen mit der Achse (9) einen Eilfsluftspalt (11) bildenden Südpolstern (8) aufweist, während die übrigen Nord- bzw. Südpole des Läufers jeweils durch Polleisten (28) mit einem Nord- und Südpol gebildet werden, die zu zwei benachbarten Ständerblech- . Paketen gehören (Fig. 5, 10, 12, 17, 18). -6. Synchronmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der um die feststehende Achse (9) der Maschine rotierende Läufer (4) zwischen den äußeren. ihn tragenden lagern zusätzlich magnetisch isoliert über ein weiteres Zager (54) auf der Achse (9) abgestützt ist (Fig. 11). 7. Synchronmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (4) auf einer sich drehenden Welle (29) aufgebaut ist und daß die diese Welle (29) umschließende Erregerspule (12) an einem feststehenden Ringkörper (36) befestigt ist, über den der Magnetfluß über zwei.Hilfsluftspalte (32, 33) geleitet ist und der Kanäle (34) für die Versorgung der Erregerspule (12) mit elektrischer Energie und gegebenenfalls Kühlflüssigkeit aufweist (Fig. 6). B. Synchronmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spulenträger (51) mit Erregerspule(n) (12) seitlich an der Maschine feststehend angeordnet ist, mit dem auf dieser Maschinenseite vorgesehenen Nord- bzw. Südpolring (52) und der Maschinenwelle (9) Hilfsluftspalte (10) bildet und am anderen Maschinenende ein für das an diesem Ende liegende Blechpaket (2...) Pole bildender Rückschlußkörper angeordnet ist, der die Rückführung des Magnetflusses in die Welle (9) übernimmt (Fig. 13 9. Synchronmaschine nach Anspruch 1 mit drei oder mehr Ständerblechpaketen, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Seite der Maschine ein feststehender Spulenträger (51) mit Erregerspulen) (12) vorgesehen ist, der jeweils mit der Maschinenwelle und dem unter dem jeweils äußeren Ständerblechpaket laufenden Nord- bzw. Südpolring Hilfsluftspalte bildet (Fig. 17). 10. Synchronmaschine nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Spulenträger (51) in die Enden der Maschine hineinragen. 11. Synchronmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Magnetfluß führenden Läuferteile (7, 8, 28 ...) über einen oder mehrere aus nicht magnetischem Material bestehende Verbindungskörper (5a, 5b, 50, 53 ... ) zu einer stabilen mechanischen Einheit zusammengefaßt sind (Pig. 1, 59 89 99 11, 13, 149 15). 12. Synchronmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung von einzelnen Läuferteilen ein Klebeverfahren angewendet ist. 13. Synchronmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polleisten (28a, 28e) des Läufers an einem die Läuferachse konzentrisch umschließenden Tragzylinder (50) aus nicht magnetischem Material befestigt sind (Fig. 8, , 14. Synchronmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragzylinder mit Versteifungsrippen (50v) in die Pollücken des Läufers (4) hineinragt. 15. Synchronmaschine nach Anspruch 1 bzw. 3nit zwei Ständerblechpaketen, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (4) zwei die Lager (21, 23) aufnehmende Tragkörper (5a, 5b) aus magnetischem Material aufweist, zwischen denen auf der einen Seite ein Nordpolstern (7) und auf der anderen Seite ein Südpolstern (8) befestigt ist, und daß die Naben (7a, 8a) der Nord- und Südpolsterne mit der Achse (9) Hilfsluftspalte (10, 11) bilden, wobei die Tragkörper (5a, 5b) mit dem Nord- und Südpolstern und einem weiteren Süd- und Nordpole bildenden Polring (6) zu einem mechanisch starren Gebilde verbunden sind (gig. 1). 16. Synchronmaschine nach Anspruch 1 bzw. 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragkörper (5a, 5b) durch Polstege (28) verbunden sind, die je einen Südpol für das eine Ständerblechpaket (2a) und einen Nordpol für das andere Ständerblechpaket (2b) bilden. 17. Synchronmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Tragkörpern (5a, 5b) zusätzlich zu den Polstegen (28) Verstrebungen (36) aus nicht magnetischem ` Material vorgesehen sind, die eine Verbindung zwischen den Polstegen (28) gegebenenfalls auch weiterhin zwischen Tragkörpern (28) und den Polsternen (79 8) herstellen. 18. Synchronmaschinen nach einem der Ansprüche 1 bis'17, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerspule(n) (12) und/ oder die Ständerblechpakete (2a bis 2...) durch Bleche oder Gitter (37) aus nicht magnetischem elektrisch gut leitendem Material abgeschirmt sind. 19. Synchronmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß im Läufer an Stellen, an denen die Streuung herabgesetzt werden soll, Permanentmagnete vorgesehen sind. 20. Synchronmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch daß die Ständerblechpakete (2a bis 2...) alle oder jeweils zum Teil mit einer gemeinsamen Ständerwicklung (43) versehen sind. 21. Synchronmaschine nach Anspruch 1 oder einem folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei Ständerblechpaketen (2a bis 2...) liegende Wicklungsteile (44) durch Kühleinrichtungen (27) gekühlt werden. 22. Synchronmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus zwei, vorzugsweise in einem gemeinsamen Gehäuse untergebrachten Maschinen besteht, die magnetisch gesehen spiegelbildlich mechanisch miteinander gekuppelt .sind (Fig. 18). 23. Synchronmaschine nach Anspruch 1 oder 7, gekennzeichnet durch eine Welle, die mindestens an einem Ende mit einem Wellenstumpf (54) aus nicht magnetischem Material versehen ist (Fig. 13).