DE1763430A1

DE1763430A1 - Wechselstromgenerator ohne Schleifringe und Buersten

Info

Publication number: DE1763430A1
Application number: DE19681763430
Authority: DE
Inventors: Nordebo Knut Assar
Original assignee: NORDEBO KNUT ASSAR
Current assignee: NORDEBO KNUT ASSAR
Priority date: 1967-06-05
Filing date: 1968-05-28
Publication date: 1971-11-04
Also published as: NL6807795A; FR1569497A; BE715966A; GB1226427A; US3518473A

Description

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Knut Assar Nordebo

Ringvägen 28, Haparanda / Schweden

"Wechselstromgenerator ohne Schleifringe und Bürsten"

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wechselstromgenerator ohne Schleifringe und Bürsten, bei dem der Rotor keine Wicklung hat und wie der Stator aus beispielsweise Siliziumblech hergestellt ist und die gleiche Anzahl von Polen im Rotor und im Stator aufweist.

Nach der Erfindung ist der Wechselstromgenerator dadurch gekennzeichnet, dass seine Erregerwicklung und seine Wechsel stromwicklung beide im Stator liegen und gegenseitig um eine halbe Polteilung verschoben und so angeordnet sind, dass ein pulsierender, magnetischer Fluss mit wechselnder Richtung in der Wechselstromwicklung erzeugt wird, wenn die Erregerwicklung mit einer Gleichstromspannung verbunden und des Rotor gedreht wird.

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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung mehrerer in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele.

Fig. 1 zeigt die Flusslinien in vier aufeinander folgenden Rotorstellungen zwischen dem Stator und dem Rotor bei einer AusfUhrungsform,

Fig. 2 zeigt ein Flussdiagramm als Funktion der Zeit der vorherigen Ausführungsform,

Fig. 3, 4 und 5 zeigen verschiedene weitere Ausführungsformen, und

Fig. 6 zeigt ein schematisches Stromdiagramm.

Der Rotor 1 nach Fig. 1 hat keine Wicklung und besteht, wie der Stator 2, beispielsweise aus Siliziumblech, wobei die Anzahl der Pole im Rotor und im Stator gleich ist. Der Stator ist mit einer Erregerwicklung 3 und einer Wechselstromwicklung 4 versehen, die in verschiedenen Schlitzen liegen und abwechselnd um eine halbe Polentfernung verschoben sind. Bei Verbindung der Erregerwicklung 3 mit einer Oleichstromspannung und Drehen de^ Rotors wird ein pulsierender, magnetischer Fluss 5 «it abwechselnden

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Richtungen (Fig. 2) in der Wechselstromwicklung 4 erzeugt. Aber es entsteht keine entsprechende Pulsierung in der Erregerwicklung, die die gleiche Anzahl von Polen wie die Gleichstromwicklung aufweist. Die Plusskurve ergibt sich aus der Zeichnung, die einen vierpoligen Generator darstellt.

Die vier Teilfiguren a, b, c und d in Pig. 1 zeigen den erzeugten magnetischen Fluss Φ nach jeder Umdrehung des Rotors um 22,5°, ausgehend von der Stellung "a". Es scheint, dass diese Stellung und die Stellung "c" den Fluss O in der Wechselstromwicklung ergeben, während die Stellungen ¹¹ b" und "d" den maximalen Fluss ergeben. So beschreibt jedes Mal, wenn ein Rotorpol an einem bestimmten Punkt des Stators vorbeiläuft, die Flusskurve eine Periode. Daraus ergibt sich die bekannte Gleichung f = ρ·η/6θ, worin f die Frequenz, ρ die Polzahl und η die Anzahl der Umdrehungen Je Minute ist.

Im praktischen Betrieb hat sich gezeigt, dass der Generator die entsprechenden Charakteristiken und Betriebsdaten wie ein Schleifringsynchrongenerator hat.

Es hat sich gezeigt, dass die Bauweise des Generators innerhalb des Rahmens der Erfindung vereinfacht werden kann, ohne dass seine guten Eigenschaften verlorengehen. Was noch charakterisierender für die Erfindung ist, ist, dass dann der Stator mit herausragenden Polen versehen ist, die mit einer

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Erregerwicklung um einen Eisenbereich versehen sind, der im wesentlichen eine halbe Polteilung ausmacht und mit einer Wechselstromwicklung, die in Schlitzen in den Polen in der Nähe des Luftspaltes vorgesehen sind, so dass die beiden Wicklungen gegenseitig um eine halbe Polteilung verschoben sind.

Ein Generator mit diesen Hauptmerkmalen kann in zwei ver- · schiedenen Arten hergestellt werden, d.h. mit einem inneren Rotor oder mit einem äusseren Rotor und zwei Ausführungsformen, die dies zeigen, sind in Fig. 3 und in Fig. 4 und 5 dargestellt, während Fig. 6 ein Verfahren zur Verbindung der Wechselstromwicklungen des Generators zeigt.

In der AusfUhrungsform nach Fig. 3 ist ^die Erregerwicklung

3 um die herausragenden Pole 2 im Stator angeordnet, wobei diese Pole an der Innenseite eines gemeinsamen Polrings 6 befestigt sind und den Rotor 1 umschliessen, der die gleiche Anzahl von Polen wie der Stator hat. Die Wechselstromwicklung

4 ist in Schlitzen in den Polen des Stators untergebracht und die beiden Wicklungen sind gegenseitig um eine halbe Polteilung verschoben. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass die Erregerspulen schon vorher hergestellt werden und um die heraueragenden Pole gelegt werden können. In der Figur.sind gewisse Abmessungen "a" angegeben, die vorzugsweise bei der Herstellung des Generators in Betracht

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gezogen werden sollten. Die herausragenden Pole sind beispielsweise am Statorring 6 mit Hilfe von Schrauben befestigt. Ein Generator der beschriebenen Art hat im Verhältnis zum erstbeschriebenen Generator den Vorteil, dass der Bedarf an Kupfer in der Erregerwicklung geringer ist. Die Statorpole, wie auch der Rotor, können vorzugsweise als Schichtenaufbauten hergestellt werden, während der Statorring β vorzugsweise aus festem Eisen hergestellt werden kann. Der Statorring β und die Pole 2 können möglicherweise miteinander kombiniert schichtweise hergestellt werden.

Um den äusseren Durchmesser eines solchen Generators zu verringern, wird gemäss einer weiteren Ausfuhrungsform, die in Pig. 4 in teilweiser Schnittseitenansieht und in Pig. 5 in Endansicht gezeigt ist, vorgeschlagen, dass der Generator mit einem äusseren Rotor hergestellt wird. Die Erregerwicklung 5 ist dann um die herausragenden Pole 2 im Stator angeordnet, der als ein Rotor auf einer stationären Welle 9 konstruiert ist und vom ringförmigen Rotor 1 mit nach einwärts gerichteten Polen umschlossen wird. Die Wechselstromwicklung ist wie bei der Ausführungsform nach Fig. 3 in Schlitzen in den Statorpolen angeordnet und selbst in dieser Ausführungsform sind die beiden Wicklungen gegenseitig um eine halbe Polteilung versetzt. Die Welle 9 ist in einem Ständer 10 eingeschraubt und festgelegt, und

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der Rotor ist gemäss Fig. 4 auf der Welle mit Hilfe von zwei Kugellagern 11 und 12 befestigt und mit einer Keilriemennut 13 versehen. In dem Ständer sind zwei Siliziumdioden 7 angeordnet und ihre Verbindlang ergibt sich aus Fig. 6. Diese Fig. υ zeigt die Verbindung der Erregerwicklungen 4 mit einem gemeinsamen Punkt 8 und den Siliziumdioden 7 und die gezeigte Diodenschaltung schafft einen Pluspol an der Abzapfstelle 8 und einen Minuspol am Verbindungspunkt der Dioden. Gemäss dieser Schaltung eignet sich der Generator zur Verwendung in Kraftfahrzeugen. Gemäss der zuletzt erwähnten Ausführungsform ist der Bedarf für die geringstmogliche Kupfermenge in der Erregerwicklung kombiniert mit dem Verlangen nach kleinstmöglichen Aussenabmessungen des Generators

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Claims

Patentansprüche :

1. Wechselstromgenerator ohne Schleifringe und Bürsten, bei dem der Rotor (1) keine Wicklung aufweist und wie der Stator (2) beispielsweise aus Siliziumblech hergestellt ist und die gleiche Anzahl von Polen im Stator und im Rotor hat, dadurch gekennzeichnet, dass seine Erregerwicklung (3) und seine Wechselstromwicklung (4) beide im Stator liegen und gegenseitig um eine halbe Polteilung verschoben und so angeordnet sind, dass ein pulsierender, magnetischer Fluss mit abwechselnden Richtungen in der Wechselstromwicklung erzeugt wird, wenn die Erregerwicklung mit einer Gleichstromspannung verbunden und der Rotor gedreht wird.

2. Wechselstromgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (2) mit herausragenden Polen versehen ist, die mit einer Erregerwicklung (3) um einen Eisenkern versehen sind, die normalerweise eine halbe Polteilung einnimmt und mit einer Wechselstrom*!ellung (4), die in Schlitzen in den Polen neben dem Luftspalt angeordnet 1st, so dass die beiden Wicklungen gegenseitig um eine halbe Polteilung (Fig. 3, 4 und 5) verschoben sind.

3. Wechselstromgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregerwicklung (3) um die heraus-

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ragenden Pole (2) im Stator angeordnet ist, wobei die Pole beispielsweise ar. der Innenseite eines gemeinsamen Polringes (6) befestigt sind oder aus einem Stück mit dem genannten Ring bestehen und den Rotor (1) umschliessen, die gleiche Anzahl von Polen wie der Stator (Fig. J>) hat.

4. Wechselstromgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregerwicklung (j5) um die he raus ragend en Pole (2) im Stator angeordnet ist, der als ein Rotor auf einer stationären Welle (9) konstruiert ist und von einem ringförmigen Rotor (1) mit einwärtsgerichteten Polen (Fir;. 4 unc? 5) umschlossen ist.

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