DE19514711A1 - Permanentmagnetischer Mehrfachrückschluß - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Mehrfachrückschluß für permanentmag­ netbestückte Läufer in Motoren und/oder Generatoren, in axialer, radialer- und/oder zusammengesetzter Polausrichtung mit gerader-, abgeschrägter- und/oder abgewinkelter Bauart, in gleicher- oder wechselpoliger Magnetfolge, einpoliger- oder mehrpoliger Magne­ tisierungsart zur Stator- und/oder Generatorebene. Auch unab­ hängig von einer- oder mehreren Wirkebenen.

Mittels mehrlagig, mit Zwischenraum nebeneinander und zusätzlich bei 90° und/oder 180° geteilter ferromagnetischer Rückschlüsse, ist ein magnetnatürlicher Kurzschluß gestaltet, der exakt die magneteigenen Proportionen derart wiederholt, daß die volle Feld­ dichte nutzbar ist.

Der Erfindung liegt die, durch den verfügbaren Stand der Technik nicht nahegelegte Aufgabe zugrunde, die induktionsfähig vorhan­ denen Magnetfelder magnetnatürlich aufgeteilt und geordnet verfüg­ bar zu machen, daß die stator- und/oder generatorseitige Felddichte komplett nutzbar ist und sich ein deutlich verbesserter Wirkungsgrad ergibt.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß Anspruch 1 und 2.

Eine Erweiterung der Aufgabenstellung basiert bei gleichpoliger Magnetfolge auf einer Verbesserung der Frequenzkurve, die bei dieser Logistik zwar mit der halben Drehzahl pro Frequenz aus­ kommt, dies aber mit einer zeitlinearen Kurvendehnung bezahlt, in der Art, daß mittels flächenkleineren gegenpoligen Zwischen­ magneten, die stator- und/oder generatorseitig mit dem magnetischen Rückschluß verbunden sind, diese Kurvendehnung korrigiert wird.

Die Lösung dieser Aufgabenerweiterung erfolgt gemäß Anspruch 3.

Die Vorteile dieser Erfindung liegen einerseits in einer deutlichen Material- und Magnetvolumen-Minderung, einer verbesserten Sche­ rung und einer felddichteren Induktivität, daß sich andererseits automatisch ein verbesserter Wirkungsgrad und ein günstigeres Preis-Leistungsverhältnis einstellt.

Zusätzlich ist diese magnetnatürliche Organisation hinsichtlich ver­ änderter Stator- und/oder Generatorwicklungen bzw. -anordnung eine Voraussetzung.

Die Erfindung wird im folgenden mittels technischer Erläuterungen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher be­ schrieben.

Auf die Darstellung technischer Standards und Befestigungs­ elemente wurde aus Rücksicht auf Informationsverbesserung verzichtet. Auch differente magnetische Polanordnungen sind nicht grafisch gekennzeichnet, da jede mögliche Magnetisierungsart zur Anwendung in Frage kommt, und deshalb nur die Strich-Punkt-Strich kenntlich gemachten Poltrennlinien relevant sind.

Es zeigen:

Fig. 1 Eine Standardausführung des Erfindungsgegenstandes bei Anwendung mit polwechselnder Permanentmagnetfolge in isome­ trischer Darstellung.

Fig. 2 Einen willkürlich gewählten Ausschnitt aus Fig. 1 bei Anwen­ dung mit gleichpoliger Permanentmagnetfolge und Zwischenmag­ neten.

Fig. 1 zeigt einen Permanentmagnetläufer (1) mit hier acht Einzel­ permanentmagneten (M1-M8) in einer möglichen Ausführungsform für Motoren und Generatoren, bzw. Motor-Generatoren gleicher­ maßen einsetzbar. Es handelt sich hier um eine polwechselnde Magnetfolge. Die Rotation erfolgt um eine gedachte zentrische Horizontalachse.

Auf der radialzentrischen Innenseite der Läuferpermanentmagneten (M1-M8) sind hier zwei axialversetzte ferromagnetische Rück­ schlüsse (R1a, R1b) sowie (R2a, R2b) mit Luftspalt getrennt derart fixiert, daß die Läuferpermanentmagnete (M1-M8) innenseitig an­ liegen.

Acht radiale Rückschlußunterbrechungen (U1a-U1d) und (U2a-U2d) befinden sich zentrisch inseitig der Läuferpermanentmagnete (M1), (M3), (M5) und (M7) und teilen den Rückschluß (R1) in die Viertel (R1a, R1b) und (R1c, R1d). In gleicher Art und in identischer Lage ist auch der Rückschluß (R2) in die Viertel (R2a, R2b) und (R2c, R2d) geteilt. Zur Trennung und/oder Fixierung sind diese Rückschluß­ unterbrechungen (U1a-U1d) und (U2a-U2d) magnetisch trennend ausgeführt.

Radialzentrisch inseitig der Rückschlüsse (R1a, R1b) und (R2a, R2b) sind passend zur Läuferpermanentmagnet-Anzahl (M1-M8), in magnetischer Polwiederholung, die Huckepack-Permanentmagnete (HM1-HM8) fixiert.

Vom Magnetvolumen her, betragen die Huckepack-Permanentmag­ neten (HM1-HM8) max. 50% von den Läuferpermanentmagneten (M1-M8), und beide zusammen bis ca. 80% obligat erforderlicher Magnetvolumen.

Fig. 2 zeigt einen willkürlich gewählten Ausschnitt aus Fig. 1 in Höhe der Läuferpermanentmagneten (M6, M7), die jetzt in gleicher Polfolge ausgerichtet und fixiert sind. Zwischen diesen ist ein Zwischen-Permanentmagnet (ZM6) befestigt, der gegenpolig zu bei­ den Läuferpermanentmagneten (M6, M7) stator- bzw. generatorseitig ausgerichtet ist. Sein Magnetvolumen beträgt ca. 75% von den Läuferpermanentmagneten und wiederholt sich in identischer Polrichtung zwischen allen Läuferpermanentmagneten (M1-M8).

Mit dieser gleichpoligen Magnetfolge hat sich bei identischer Dreh­ zahl, gegenüber einer Wechselpolfolge, die Frequenz verdoppelt, oder die Magnetzahl bei gleicher Frequenz halbiert, so daß aufgrund dieser Relation nochmals über 10% Magnetvolumen eingespart wird.

Die ferromagnetischen Rückschlüsse (R1a-R1d), (R2a-R2d) , die Rückschlußunterbrechungen (U1a-U1d), (U2a-U2d) und die Huckepack-Permanentmagnete (HM1-HM8) sind in dieser Ausfüh­ rung identisch zu Fig. 1, aber nur entsprechend dem Ausschnitt dargestellt.

Claims (3)

1. Permanentmagnetischer Mehrfachrückschluß, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Ober- und/oder Unterseiten, bevorzugt die radialzentrischen Innenseiten von Läufer­ permanentmagneten (M1-M8) wechsel- oder gleichpoliger Folge, mittels ferromagnetischer Rückschlüsse (R1a, R1b) derart 90° oder 180° in sich geteilt derart verbunden sind, daß bei diesen Gradzahlen Rückschlußunterbrechungen (U1a, U1b) bestehen, die sich in weiteren Rückschlußlagen (R2a, R2b) radial oder axial, zwei- oder mehrfach mit Luftspalt oder magnetischer Trennung, mit (U2a, U2b) wiederholen.

2. Permanentmagnetischer Mehrfachrückschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich auf der magnetabgewand­ ten Rückschlußseite ein jeweiliger Huckepack-Permanent­ magnet (HM1-HM8) in magnetischer Polwiederholung derart arretiert ist, daß zwischen Läuferpermanentmagnet (M1-M8) und Huckepack- Permanentmagnet (HM1-HM8) die ferro­ magnetischen Rückschlüsse (R1a, R1b), (R2a, R2b) fixiert sind.

3. Permanentmagnetischer Mehrfachrückschluß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich bei gleicher Magnetpolfolge mittig zwischen jeweils zwei Läuferper­ manentmagneten (M1-M8), auf der axialen Gegenseite zu den Huckepack-Permanentmagneten (HM1-HM8), bzw. an der radialen Außenseite, gegenpolige Zwischen-Permanent­ magnete (ZM1-ZM8) fixiert sind.