DE19903324A1 - Reluktanzmaschine - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Reluktanzmaschinen und insbesondere ge
schaltete Reluktanzmotoren, variable Reluktanzmaschinen, Schrittmotoren und
synchrone Reluktanzmotoren.
Es ist ein allgemeiner Nachteil der Reluktanzmaschine, daß die herkömmliche
gezahnte Rotorgeometrie zu relativ großen Luftströmungsverlusten führt, wie
dies beispielsweise aus US 5,053,666 bekannt ist. Ferner ist die Zunahme des
Luftströmungsverlustes proportional zu dem Quadrat der Geschwindigkeit oder
größer, was dazu führt, daß der Gesamtwirkungsgrad bei hohen Geschwindigkei
ten so niedrig wird, daß Reluktanzmaschinen dann nicht mehr sinnvoll einsetz
bar sind. Dies wurde weitgehend erkannt und es gab viele Versuche, die Rotor
oberfläche glatt auszuführen, um Windströmungsverluste zu reduzieren. Es
wurden vordem Segmente oder/und Füllstücke verwendet, um Spalten zwischen
den Zähnen zu schließen, um eine glatte Rotorfläche zu erzeugen. Die Segmente
oder/und Füllstücke müssen auf irgendeine Weise zurückgehalten werden, um zu
verhindern, daß sie durch die Zentrifugalkraft herausgeschleudert werden, wenn
der Motor dreht. Ferner müssen die Segmente oder/und Füllstücke nicht-magne
tisch sein, denn andernfalls weist der Rotor keine variable magnetische Reluk
tanz auf, welche für den Reluktanzmaschinenaufbau notwendig ist.
US 4,918,831 zeigt nicht-magnetische Segmente mit hohem Widerstand, die zwi
schen Zähne geschweißt sind. Das Verschweißen der Segmente und der Laminate
erhöht unerwünschte Wirbelsturmverluste, da die Laminate elektrisch verbun
den sind.
US 5,111,096 zeigt, daß nicht-magnetische Segmente vorzugsweise um magneti
sche Segmente gegossenes Aluminium umfassen. Im allgemeinen weisen hoch
feste, nicht-magnetische Gußmetalle, beispielsweise Inconel, hohe Schmelz
punkte auf, welche die magnetischen und elektrischen Eigenschaften des Rotors
während des Segmentgießens verschlechtern.
US 5,023,502 zeigt ein Füllstückmaterial (z. B. Bakelit, Nylon) zwischen Zähnen,
welches durch Halterungen und Ringe zwischen Zähnen zurückgehalten ist. Die
Halterungen tragen das Füllstückmaterial nicht vollständig. Das Zurückhalten
des Füllstückmaterials erfolgt aufgrund der Ermüdung der Halterungen nach
einer langen Betriebsdauer der Reluktanzmaschine nicht zuverlässig.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, Luftströmungsverluste eines Rotors, eines
Reluktanzmotors ohne Segniente und/oder Füllstücke zum Füllen von Spalten
zwischen den Zähnen des Rotors zu verringern.
Erfindungsgemäß umfaßt die Reluktanzmaschine:
einen zylindrischen Stator, der eine Mehrzahl von Paaren von gegenüber-liegen den Statorpolabschnitten aufweist, die in regelmäßigen Abständen in diametraler Richtung vorstehen und die sich in der Axialrichtung erstrecken, eine um die Statorpolabschnitte gewickelte Spule, einen scheibenförmigen Rotor, der wenig stens ein Paar von entgegengesetzten Rotorpolabschnitten aufweist, welches sich in regelmäßigen Abständen an dem Rotor in Diametralrichtung nach auswärts erstrecken, und welches sich in der Axialrichtung erstreckt, und der nicht-magne tische Abschnitte aufweist, die zwischen den Rotorpolabschnitten ange ordnet sind, wobei der Rotor durch das Laminieren dünner Platten gebildet ist, und ein Gehäuse, das den Stator und den Rotor enthält und den Rotor drehbar lagert, wobei das Grundmaterial des Rotors austenitischer Stahl ist, und die Rotorpolabschnitte durch schnelles Kühlen, das eine Austenit-zu-Mertensit-Um wandlung ermöglicht, gebildet sind.
einen zylindrischen Stator, der eine Mehrzahl von Paaren von gegenüber-liegen den Statorpolabschnitten aufweist, die in regelmäßigen Abständen in diametraler Richtung vorstehen und die sich in der Axialrichtung erstrecken, eine um die Statorpolabschnitte gewickelte Spule, einen scheibenförmigen Rotor, der wenig stens ein Paar von entgegengesetzten Rotorpolabschnitten aufweist, welches sich in regelmäßigen Abständen an dem Rotor in Diametralrichtung nach auswärts erstrecken, und welches sich in der Axialrichtung erstreckt, und der nicht-magne tische Abschnitte aufweist, die zwischen den Rotorpolabschnitten ange ordnet sind, wobei der Rotor durch das Laminieren dünner Platten gebildet ist, und ein Gehäuse, das den Stator und den Rotor enthält und den Rotor drehbar lagert, wobei das Grundmaterial des Rotors austenitischer Stahl ist, und die Rotorpolabschnitte durch schnelles Kühlen, das eine Austenit-zu-Mertensit-Um wandlung ermöglicht, gebildet sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Reluktanz
maschine:
einen zylindrischen Stator, der eine Mehrzahl von Paaren von gegenüberliegen den Statorpolabschnitten aufweist, die in regelmäßigen Abständen in diametraler Richtung vorstehen und die sich in der Axialrichtung erstrecken, eine um die Statorpolabschnitte gewickelte Spule, einen scheibenförmigen Rotor, der wenig stens ein Paar von entgegengesetzten Rotorpolabschnitten aufweist, welches sich in regelmäßigen Abständen an dem Rotor in Diametrallrichtung nach auswärts erstreckt, und welches sich in der Axialrichtung erstreckt, und der nicht-magne tische Abschnitte aufweist, die zwischen den Rotorpolabschnitten angeordnet sind, wobei der Rotor durch das Laminieren dünner Platten gebildet ist, und ein Gehäuse, das den Stator und den Rotor enthält und den Rotor drehbar lagert, wobei das Grundmaterial des Rotors martensitischer Stahl ist, und die Rotor polabschnitte durch schnelles Kühlen, das eine Martensit-zu-Austenit-Umwand lung ermöglicht, gebildet sind.
einen zylindrischen Stator, der eine Mehrzahl von Paaren von gegenüberliegen den Statorpolabschnitten aufweist, die in regelmäßigen Abständen in diametraler Richtung vorstehen und die sich in der Axialrichtung erstrecken, eine um die Statorpolabschnitte gewickelte Spule, einen scheibenförmigen Rotor, der wenig stens ein Paar von entgegengesetzten Rotorpolabschnitten aufweist, welches sich in regelmäßigen Abständen an dem Rotor in Diametrallrichtung nach auswärts erstreckt, und welches sich in der Axialrichtung erstreckt, und der nicht-magne tische Abschnitte aufweist, die zwischen den Rotorpolabschnitten angeordnet sind, wobei der Rotor durch das Laminieren dünner Platten gebildet ist, und ein Gehäuse, das den Stator und den Rotor enthält und den Rotor drehbar lagert, wobei das Grundmaterial des Rotors martensitischer Stahl ist, und die Rotor polabschnitte durch schnelles Kühlen, das eine Martensit-zu-Austenit-Umwand lung ermöglicht, gebildet sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Hierbei sind:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer geschalteten Reluktanzmaschine ge
mäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 eine Ansicht eines Rotors und von Kühlschuhen zur Vorbereitung der
Austenit-zu-Martensit-Umwandlung gemäß der vorliegenden Erfin
dung,
Fig. 3 eine Ansicht des Rotors der Kühlschuhe und Wärmeschuhe zur Vorbe
reitung der Austenit-zu-Martensit-Umwandlung einer weiteren Aus
führungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 4 eine Ansicht des Rotors, der Kühlschuhe und der Wärmeschuhe zur
Vorbereitung der Austenit-zu-Martensit-Umwandlung einer weiteren
Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 5 eine Vorderansicht des Rotors einer weiteren Ausführungsform gemäß
der vorliegenden Erfindung,
Fig. 6 eine Vorderansicht des Rotors einer weiteren Ausführungsform gemäß
der vorliegenden Erfindung,
Fig. 7 ein Diagramm des Zusammenhangs zwischen Temperatur und ma
gnetischer Phase gemäß der vorliegenden Erfindung und
Fig. 8 eine schematische Ansicht einer synchronen Reluktanzmaschine ge
mäß der vorliegenden Erfindung.
Es wird zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen. Eine Reluktanzmaschine 10 ge
mäß der Erfindung umfaßt ein aus Aluminium gefertigtes Gehäuse 11. Eine sol
che Reluktanzmaschine ist ein geschalteter Reluktanzmotor. In einer Innenaus
nehmung 11a des Gehäuses 11 ist ein zylindrischer Stator 12 angeordnet. Der
Stator 12 ist durch Laminieren von elektromagnetischen Stahlplatten gebildet
und an seinem Außenumfangsbereich durch Wärmeschrumpfen an der Innen
ausnehmung 11a des Gehäuses 11 festgelegt.
Der Stator 12 ist mit drei Paaren gegenüberliegender Statorpolabschnitte 13a,
13b; 14a, 14b; 15a, 15b versehen, welche in regelmäßigen Abständen in Diame
tralrichtung nach einwärts vorstehen und welche sich in Axialrichtung der Aus
gangswelle 18 erstrecken. An jedem Paar der Statorpolabschnitte 13a, 13b;
14a, 14b; 15a, 15b, beispielsweise an dem Paar von Statorpolabschnitten 13a, 13b
sind Spulen 16a, 16b gewickelt und in Reihe miteinander geschaltet. (Nicht dar
gestellte) Spulen sind auf jedes Paar von Statorpolabschnitten (14a, 14b; und
15a, 15b) gewickelt und paarweise in Reihe geschaltet. Diese Spulen sind mit
einer Treiberschaltung 21 verbunden.
Ein scheibenförmiger Rotor 17, der durch Laminieren elektromagnetischer
Stahlplatten 15 gebildet ist, ist an der Ausgangswelle 18 festgelegt, welche an
dem Gehäuse 11 drehbar gelagert ist. Hierdurch kann der Rotor 17 zusammen
mit der Ausgangswelle 18 innerhalb des Stators 12 drehen. Da die Laminierung
die Form einer vollständigen Scheibe aufweist, weist die Laminierung inhärent
eine hohe Ringfestigkeit auf, und ein Rotor als Ganzes weist eine glatte Oberflä
che im Hinblick auf kleine Windströmungsverluste auf. Ferner weist der Rotor
17 zwei Paare von entgegengesetzten Rotorpolabschnitten 19a, 19b; 20a, 20b auf,
welche sich in regelmäßigen Abständen an dem Rotor 17 in der diametralen Rich
tung nach auswärts erstrecken und welche sich in der Axialrichtung der Welle 18
erstrecken. Jedes innere Ende der Rotorpolabschnitte 19a, 19b; 20a, 20b ist
gleichmäßig mit einem zentralen Bereich 22 verbunden, so daß der magnetische
Fluß zwischen den Rotorpolabschnitten 19a, 19b; 20a, 20b fließen kann. Jeder der
Rotorpolabschnitte 19a, 19b; 20a, 20b richtet sich mit jedem der Statorpolab
schnitte 13a, 13b; 14a, 14b; 15a, 15b aus, wenn der Rotor 17 dreht, während ein
gewisser Spalt zwischen diesen aufrechterhalten wird.
Ein magnetischer Bereich 40 (die Rotorpolabschnitte 19a, 19b; 20a, 20b und der
zentrale Abschnitt 22) und nicht-magnetische Bereiche (nicht-magnetischer Ab
schnitt 23) sind an dem zylindrischen Rotor 17 durch sog. "schnelles Tieftempe
raturkühlen" ("rapid sub-zero cooling") gebildet, welches eine Austenit-zu-Mar
tensit-Umwandlung ermöglicht. Die Umwandlung ist in Fig. 7 dargestellt und
durch Kühlen verursacht. Der zugrundeliegende austenitische Stahl, welcher das
Basismaterial der Rotorlaminierung ist, sollte vorzugsweise einen hohen Stick
stoffgehalt (<0,5%) aufweisen, da diese Stähle im allgemeinen hohe Festigkeit
aufweisen. Der Übergang sollte so schnell wie möglich sein. Da die Laminierun
gen dünn sind, beispielsweise 0,1 oder 0,05 mm, um Wirbelstromverluste bei
hohen Geschwindigkeiten niedrig zu halten, ist es möglich, einen ausgewählten
Bereich (den magnetischen Bereich 40: die Rotorpolabschnitte 19a, 19b; 20a, 20b
und den zentralen Abschnitt 22) sehr schnell zu kühlen. Dies sichert eine gute
Definierung der magnetischen und nicht-magnetischen Bereiche 23.
Fig. 1 zeigt einen Drehsensor, der Positions- und Winkelsignale des Rotors 17
bereitstellt. Die Position und der Winkel können jedoch über die Spulen erfaßt
werden.
Statoren für den Betrieb mit "geschalteter Reluktanz" sind solche, bei welchen
der Stator derart aufgebaut ist und erregt wird, daß das magnetische Feld in be
stimmten Winkelschritten dreht, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Ein solcher Stator
wird auch bei Schrittmotoren eingesetzt, obwohl diese üblicherweise optimiert
sind, um viele genaue Winkelschritte anstatt von gleichförmiger Drehung zu er
halten.
Das Verfahren zur Bildung der Rotorpolabschnitte 19a, 19b; 20a, 20b erfolgt wie
folgt:
Verfahren 1: Wie in Fig. 2 gezeigt, werden Kälteschuhe 31 mit flüssigem Stick stoff (als kaltem Medium) bei 77 K gefällt. Eine jede Kontur von Kontaktenden 31a der Kühlschuhe 31 fällt mit der gewünschten Gestalt der Rotorpolabschnitte 19a, 19b; 20a, 20b und des zentralen Abschnitts 22 des Rotors 20 zusammen. Die Kälteschuhe 31, 31 werden gleichzeitig auf beide Oberflächen des Rotors 20 ge preßt, so daß eine teilweise Austenit-zu-Martensit-Umwandlung des Rotors 20 erzielt wird. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, können elektrisch geheizte Wärmeschuhe 32 mit den Kälteschuhen 31, 31 kombiniert und zusammen mit diesen verwendet werden, um die nicht-magnetischen (austenitischen) Bereiche 23 des Rotors 17 daran zu hindern, so kalt zu werden, daß die Umwandlung auftritt. Als eine Folge davon wird eine präzise Definition des magnetischen Bereichs 40 und der nicht-magnetischen Bereiche 23 des Rotors 17 erzielt.
Verfahren 1: Wie in Fig. 2 gezeigt, werden Kälteschuhe 31 mit flüssigem Stick stoff (als kaltem Medium) bei 77 K gefällt. Eine jede Kontur von Kontaktenden 31a der Kühlschuhe 31 fällt mit der gewünschten Gestalt der Rotorpolabschnitte 19a, 19b; 20a, 20b und des zentralen Abschnitts 22 des Rotors 20 zusammen. Die Kälteschuhe 31, 31 werden gleichzeitig auf beide Oberflächen des Rotors 20 ge preßt, so daß eine teilweise Austenit-zu-Martensit-Umwandlung des Rotors 20 erzielt wird. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, können elektrisch geheizte Wärmeschuhe 32 mit den Kälteschuhen 31, 31 kombiniert und zusammen mit diesen verwendet werden, um die nicht-magnetischen (austenitischen) Bereiche 23 des Rotors 17 daran zu hindern, so kalt zu werden, daß die Umwandlung auftritt. Als eine Folge davon wird eine präzise Definition des magnetischen Bereichs 40 und der nicht-magnetischen Bereiche 23 des Rotors 17 erzielt.
Verfahren 2: Die nicht-magnetischen Bereiche 23 des Rotors 17 werden durch
einen Wärmeisolator 33, beispielsweise Harz, auf beiden Oberflächen des Rotors
17, wie in Fig. 4 gezeigt, maskiert. Dann wird der Rotor 17 in flüssigen Stickstoff
34 getaucht, so daß die teilweise Austenit-zu-Martensit-Umwandlung des Rotors
17 in Bezug auf den nicht-maskierten Bereich (den magnetischen Bereich 40)
erreicht wird.
Die Gestalten des magnetischen Bereichs 40 und des nicht-magnetischen Be
reichs 23 werden frei ausgelegt, und sie hängen von der Gestalt des Kälteschuhs
31 oder der Harzmaske 33 ab. Fig. 5 zeigt ungleichförmige Rotorpolabschnitte.
Die Rotorpolabschnitte 19a, 19b; 20a, 20b umfassen einen magnetischen Bereich
35a, 35b; 36a, 36b und einen Zwischenphasenabschnitt 37a, 37b; 38a, 38b außer
halb hiervon. Die Zwischenphase ist eine Phase zwischen Martensit und
Austenit, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist. Wenn der Rotor 17 dreht, sind die
Zwischenphasenabschnitte 37a, 37b den Statorpolabschnitten 13a, 13b zugewandt,
und zwar unmittelbar bevor die magnetischen Abschnitte 35a, 35b ausgerichtet
sind. Da die Zwischenabschnitte etwas Martensit umfassen, kann etwas Fluß
durch die Zwischenabschnitte 37a, 37b fließen, bevor die magnetischen Ab
schnitte 35a, 35b zu den Statorabschnitten ausgerichtet sind. Somit wird eine
große Änderungsrate des magnetischen Flusses vermieden.
Fig. 6 zeigt einen sog. "invertierten 2-Pol-Rotor" ("Inverted 2-Pole rotor"). Die
Gestalt invertiert eine herkömmliche gezahnte 2-Pol-Rotorgestalt, in dem die
magnetischen Bereiche 61, 62 an dem äußeren Durchmesser bzw. dem Außenum
fang des Rotors angeordnet werden. Ein Pfeil 64 zeigt den magnetischen Fluß.
Ein Pfeil 63 zeigt eine ausgerichtete Position, die Eigenschaften niedriger Reluk
tanz aufweist. Ein Pfeil 65 zeigt eine nicht ausgerichtete Position, die Eigen
schaften hoher Reluktanz aufweist.
Der magnetische Bereich 40 und die nicht-magnetischen Bereiche 23 können an
dem zylindrischen Rotor 17 durch sog. "schnelles Heizen" ("rapid heating") ge
bildet werden, was eine Martensit-zu-Austenit-Umwandlung ermöglicht. Die
Umwandlung wird durch Erwärmen ausgelöst und der dem Rotor 17 zugrunde
liegende Stahl ist martensitischer Stahl. In diesem Fall sind die Kälteschuhe 31
der Fig. 2 und 3 durch (nicht dargestellte) Wärmeschuhe ersetzt, und die Wärme
schuhe 32 der Fig. 3 werden nicht weiter verwendet.
Während des Betriebs der Reluktanzmaschine wird das Drehmoment an den
Rotorpolabschnitten 19a, 19b; 20a, 20b entwickelt. Die Rotorpolabschnitte
19a, 19b; 20a, 20b sind mit den nicht-magnetischen Abschnitten 23 integral aus
gebildet, und der Rotor 17 ist in Bezug auf Torsion steifer als der herkömmliche
Rotor der Reluktanzmaschine.
Herkömmlicherweise wurde der nicht-magnetische Abschnitt des Rotors durch
Stanzen entfernt und abgestreift. Andererseits wird der nicht-magnetische Ab
schnitt 23 gemäß der Erfindung nicht entfernt. Dies führt zu einer besseren
Ausnützung des Stahlmaterials zur Laminierung. Es wird die gesamte Fläche
der Rotorlaminierung verwendet. Ferner weist die einfache runde Scheibenla
minierung eine kürzere Kantenlänge auf als die bei herkömmlichen Reluktanz
maschinen, so daß eine niedrigere Stanzkraft nötig ist und eine geringere Ver
schlechterung der magnetischen Eigenschaften aufgrund des Stanzens erzielt
wird und die Werkzeugabnutzung vermindert wird und die Werkzeugkosten
verringert werden.
Der oben genannte Rotor 17 kann auch für einen synchronen Motor 50, wie er
in Fig. 8 gezeigt ist, eingesetzt werden, welcher ebenfalls eine Reluktanzma
schine ist. Der Synchronmotor 50 setzt beispielsweise eine typische 3-phasige
Wicklung mit einer -Pol- und 2-Lagen-Struktur ein. Statoren zum Einsatz für
"synchrone Reluktanz" sind solche, bei welchen der Stator derart aufgebaut ist
und erregt wird, daß das magnetische Feld so gleichmäßig wie möglich dreht.
Diese Art von Stator ist im wesentlichen die gleiche wie die für Induktionsma
schinen verwendete. Beispielsweise weist der Stator viele Schlitze auf, durch wel
che die Wicklung gleichmäßig verteilt angeordnet ist, um ein sinusförmiges
magnetisches Feld zu erhalten, wenn sie von einer sinusförmigen Versorgung
erregt wird. Ein solcher Stator deckt auch andere Typen von Maschinen ab, die
einen variablen Reluktanzrotor einsetzen. So beispielsweise den Typ
"Induktions- und Flußschalter" ("Inductor and flux-switch"), wo der Rotor über
den Luftspalt mit einer nicht-drehenden Quelle von magnetischem Fluß erregt
wird und "Lundell", wo der Rotor über Schlupfringe erregt wird.
Es wird somit eine Reluktanzmaschine vorgeschlagen, umfassend einen zylindri
schen Stator, der mehrere Paare von gegenüberliegenden Statorpolabschnitten,
eine um die Statorpolabschnitte gewickelte Spule und einen scheibenförmigen
Rotor aufweist, der mit wenigstens einem Paar von entgegengesetzten Rotor
polabschnitten versehen ist, welche sich in regelmäßigen Abständen an dem
Rotor in diametraler Richtung nach auswärts erstrecken. Der Rotor ist durch
Laminieren dünner Platten gebildet und das Grundmaterial des Rotors ist ent
weder austenitischer oder martensitischer Stahl. Wenn austenitischer Stahl ver
wendet wird, sind die Rotorpolabschnitte durch schnelles Kühlen, welches
Austenit-zu-Martensit-Umwandlung ermöglicht, gebildet. Um die Rotorpolab
schnitte des Rotors zu kühlen, werden mit flüssigem Stickstoff gefüllte Kälte
schuhe auf beide Oberflächen des Rotors gepreßt. Wenn martensitischer Stahl
verwendet wird, sind die Rotorpolabschnitte durch schnelles Erwärmen, welches
Martensit-zu-Austenit-Umwandlung ermöglicht, gebildet. Um die Rotorpolab
schnitte des Rotors zu erwärmen, werden elektrisch erwärmte Wärmeschuhe auf
beide Oberflächen des Rotors gepreßt.
Claims (12)
1. Reluktanzmaschine, umfassend:
einen zylindrischen Stator (12), der eine Mehrzahl von Paaren von einander gegenüberliegenden Statorpolabschnitten (13a, 13b, 14a, 14b, 15a, 15b) aufweist, die in regelmäßigen Abständen in diametraler Richtung nach ein wärts vorstehen und die sich in der Axialrichtung erstrecken,
eine um die Statorpolabschnitte gewickelte Spule (16a, 16b),
einen scheibenförmigen Rotor (17), der wenigstens ein Paar von einander gegenüberliegenden Rotorpolabschnitten (19a, 19b, 20a, 20b) aufweist, wel che sich in regelmäßigen Abständen an dem Rotor (17) in der diametralen Richtung nach auswärts erstrecken und welche sich in der Axialrichtung er strecken, und der ferner nicht-magnetische Abschnitte aufweist, die zwi schen den Rotorpolabschnitten (19a, 19b, 20a, 20b) angeordnet sind, wobei der Rotor (17) durch Laminieren dünner Platten (15) gebildet ist, und
ein Gehäuse (11), das den Stator (12) und den Rotor (17) enthält und den Rotor (17) drehbar lagert,
wobei das Grundmaterial des Rotors (17) austenitischer Stahl ist und die Rotorpolabschnitte durch schnelles Kühlen gebildet sind, das eine Austenit-zu-Martensit-Umwandlung ermöglicht.
einen zylindrischen Stator (12), der eine Mehrzahl von Paaren von einander gegenüberliegenden Statorpolabschnitten (13a, 13b, 14a, 14b, 15a, 15b) aufweist, die in regelmäßigen Abständen in diametraler Richtung nach ein wärts vorstehen und die sich in der Axialrichtung erstrecken,
eine um die Statorpolabschnitte gewickelte Spule (16a, 16b),
einen scheibenförmigen Rotor (17), der wenigstens ein Paar von einander gegenüberliegenden Rotorpolabschnitten (19a, 19b, 20a, 20b) aufweist, wel che sich in regelmäßigen Abständen an dem Rotor (17) in der diametralen Richtung nach auswärts erstrecken und welche sich in der Axialrichtung er strecken, und der ferner nicht-magnetische Abschnitte aufweist, die zwi schen den Rotorpolabschnitten (19a, 19b, 20a, 20b) angeordnet sind, wobei der Rotor (17) durch Laminieren dünner Platten (15) gebildet ist, und
ein Gehäuse (11), das den Stator (12) und den Rotor (17) enthält und den Rotor (17) drehbar lagert,
wobei das Grundmaterial des Rotors (17) austenitischer Stahl ist und die Rotorpolabschnitte durch schnelles Kühlen gebildet sind, das eine Austenit-zu-Martensit-Umwandlung ermöglicht.
2. Reluktanzmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Paar von mit einem kalten Medium gefüllten Kälteschuhen (31) auf beide
Oberflächen jeder dünnen Rotorplatte (17) gepreßt wird, um deren Rotor
polabschnitte (19a, 19b, 20a, 20b) zu kühlen.
3. Reluktanzmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Umriß eines jeden Kontaktendes des Kälteschuhs (31) mit der gewünschten
Gestalt der Rotorpolabschnitte (19a, 19b, 20a, 20b) zusammenfällt.
4. Reluktanzmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß elektrisch geheizte Wärmeschuhe (32) mit den Kälteschuhen (31)
kombiniert werden, um ein Kühlen der nicht-magnetischen Abschnitte je
der dünnen Rotorplatte zu vermeiden.
5. Reluktanzmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
nicht-magnetischen Abschnitte jeder dünnen Rotorplatte durch einen Wär
meisolator auf beiden Oberflächen derselben maskiert werden und jede
dünne Rotorplatte in ein kaltes Medium getaucht wird.
6. Reluktanzmaschine, umfassend:
einen zylindrischen Stator (12), der eine Mehrzahl von Paaren von einander gegenüberliegenden Statorpolabschnitten (13a, 13b, 14a, 14b, 15a, 15b) aufweist, die in regelmäßigen Abständen in diametraler Richtung nach ein wärts vorstehen und die sich in der Axialrichtung erstrecken,
eine um die Statorpolabschnitte gewickelte Spule (16a, 16b),
einen scheibenförmigen Rotor (17), der wenigstens ein Paar von einander gegenüberliegenden Rotorpolabschnitten (19a, 19b, 20a, 20b) aufweist, wel che sich in regelmäßigen Abständen an dem Rotor (17) in der diametralen Richtung nach auswärts erstrecken und welche sich in der Axialrichtung er strecken, und der ferner nicht-magnetische Abschnitte aufweist, die zwi schen den Rotorpolabschnitten (19a, 19b, 20a, 20b) angeordnet sind, wobei der Rotor (17) durch Laminieren dünner Platten (15) gebildet ist, und
ein Gehäuse (11), das den Stator (12) und den Rotor (17) enthält und den Rotor (17) drehbar lagert,
wobei das Grundmaterial des Rotors (17) martensitischer Stahl ist und die Rotorpolabschnitte (19a, 19b, 20a, 20b) durch schnelles Erwärmen gebildet sind, das eine Martensit-zu-Austenit-Umwandlung ermöglicht.
einen zylindrischen Stator (12), der eine Mehrzahl von Paaren von einander gegenüberliegenden Statorpolabschnitten (13a, 13b, 14a, 14b, 15a, 15b) aufweist, die in regelmäßigen Abständen in diametraler Richtung nach ein wärts vorstehen und die sich in der Axialrichtung erstrecken,
eine um die Statorpolabschnitte gewickelte Spule (16a, 16b),
einen scheibenförmigen Rotor (17), der wenigstens ein Paar von einander gegenüberliegenden Rotorpolabschnitten (19a, 19b, 20a, 20b) aufweist, wel che sich in regelmäßigen Abständen an dem Rotor (17) in der diametralen Richtung nach auswärts erstrecken und welche sich in der Axialrichtung er strecken, und der ferner nicht-magnetische Abschnitte aufweist, die zwi schen den Rotorpolabschnitten (19a, 19b, 20a, 20b) angeordnet sind, wobei der Rotor (17) durch Laminieren dünner Platten (15) gebildet ist, und
ein Gehäuse (11), das den Stator (12) und den Rotor (17) enthält und den Rotor (17) drehbar lagert,
wobei das Grundmaterial des Rotors (17) martensitischer Stahl ist und die Rotorpolabschnitte (19a, 19b, 20a, 20b) durch schnelles Erwärmen gebildet sind, das eine Martensit-zu-Austenit-Umwandlung ermöglicht.
7. Reluktanzmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Paar von geheizten Wärmeschuhen (31) auf beide Oberflächen jeder dünnen
Rotorplatte gepreßt wird, um deren Rotorpolabschnitte (19a, 19b, 20a, 20b)
zu erwärmen.
8. Reluktanzmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Umriß eines jeden Kontaktendes der Wärmeschuhe (31) mit der gewünsch
ten Gestalt der Rotorpolabschnitte (19a, 19b, 20a, 20b) zusammenfällt.
9. Reluktanzmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Rotorpolabschnitte einen magnetischen Ab
schnitt und an dessen äußerem Ende einen Zwischenphasenabschnitt (37a,
37b, 38a, 38b) aufweisen, wobei die Zwischenphase sowohl martensitische
als auch austenitische Eigenschaften aufweist.
10. Reluktanzmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Stator durch Laminieren von elektromagneti
schen Stahlplatten gebildet ist.
11. Reluktanzmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die dünnen Platten der Rotorlaminierung einen
Stickstoffgehalt von mehr als 0,5% aufweisen.
12. Reluktanzmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Platten des Rotors eine Dicke in einem Bereich
von 0,05-0,1 mm aufweisen.
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---|---|---|---|
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---|---|---|---|
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8131 | Rejection |