DE19961760A1 - Permanenterregte Synchronmaschine - Google Patents
Permanenterregte SynchronmaschineInfo
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Abstract
Um bei einfacher Herstellung die Drehmomentenwelligkeit zu unterdrücken, wird eine permanenterregte Synchronmaschine mit folgenden Merkmalen vorgeschlagen: DOLLAR A - einem Ständer (1) und einem Läufer, wobei der Ständer (1) zwölf Nuten (4) aufweist, DOLLAR A - ein aus Zahnspulen (5) gebildetes Wicklungssystem, DOLLAR A - einer Polzahl 2p = 10, DOLLAR A - zwei unterschiedliche, sich wiederholende Wicklungsfaktoren, DOLLAR A - ein dreisträngiges Wicklungssystem, das zu einem Sternpunkt (7) verschaltet ist.
Description
Die Erfindung betrifft eine permanenterregte Synchronmaschi
ne.
Permanenterregte Synchronmaschinen weisen eine ständerseitige
Drehfeldwicklung und eine läuferseitige Permanenterregung
auf. Die Ständerdurchflutung wird von einer Drehstromwicklung
aufgebracht, die bei den herkömmlichen Systemen im Regelfall
dreisträngig ausgeführt ist. Permanenterregte Synchronmaschi
nen werden derzeit mit einem verteilten Ständerwicklungssys
tem ausgeführt. Besonders hohe Anforderungen werden insbeson
dere im Werkzeugmaschinenbau an die Rundlaufgüte gestellt, so
daß die Drehmomentwelligkeit durch geeignete Maßnahmen unter
drückt werden muß. Erreicht wird das bei herkömmlichen perma
nenterregten Synchronmaschinen durch eine Zweischicht-
Ganzlochwicklung, wobei der Stator zusätzlich um eine Nuttei
lung geschrägt ausgeführt ist. Dabei kommt bisher ein sechs
poliges Wicklungssystem mit folgenden Eigenschaften zum Ein
satz:
- - Ständernutzahl: N = 36
- - Polzahl: 2p = 6
- - Sehnung: W/τ = 5/6
- - Schrägung: γ = 10°.
Das Wicklungssystem einer derartigen permanenterregten Syn
chronmaschine ist in der Herstellung ebenso wie der Aufbau
eines derartigen Ständers sehr aufwendig.
Die Aufgabe der Erfindung liegt demnach darin, einen Aufbau
eines Ständers zu schaffen, der wesentlich einfacher herzu
stellen ist und gleichzeitig die Drehmomentwelligkeit stark
unterdrücken kann.
Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch eine perma
nenterregte Synchronmaschine mit folgenden Merkmalen
- - einem Ständer und einem Läufer, wobei der Ständer zwölf Nu ten aufweist,
- - ein aus Zahnspulen gebildetes Wicklungssystem,
- - einer Polzahl 2p = 10,
- - zwei unterschiedliche sich wiederholende Wicklungsfaktoren,
- - ein dreisträngiges Wicklungssystem, das zu einem Sternpunkt verschaltet ist.
Durch die Verwendung von Zahnspulen, wird die Herstellung ei
nes derartigen Ständers wesentlich vereinfacht, da derartige
Zahnspulen bereits vorgefertigt in die Nuten geträufelt oder
eingesetzt werden können. Bei einem konzentrisch zweigeteil
ten Stator werden die Zahnspulen vorzugsweise von außen auf
die Zähne geschoben. Bei einer Ständernutzahl von N = 12 läßt
sich durch derartige Zahnspulen eine Polzahl 2p = 10 reali
sieren. Dabei sind die einzelnen Wicklungssysteme, die aus
Zahnspulen aufgebaut sind, zu einem Sternpunkt verschaltet.
Für die betrachteten Polpaarzahlen existieren genau zwei un
terschiedliche Wicklungsfaktoren, die sich periodisch wieder
holen. Die Wicklungsfaktoren für p = 5 und N = 12 sind
ξ1 = 0,93, ξ5,7 = 0,67, ξ11,13 = 0,93, ξ17,19 = 0, 067, . . . Die
Wirkung der nutharmonischen Oberfelder kann in vorteilhafter
Weise zusätzlich durch die Schrägung des Ständerblechpakets
unterdrückt werden. Der Schrägungswinkel γ beträgt dabei
Bei einer Polpaarzahl von p = 5 ergibt sich eine
Schrägung von 10°. Durch die Verwendung von Zahnspulen zum
Aufbau des Wicklungssystems entsteht ein kleiner Wickelkopf,
so daß der Einbauraum des Motors reduziert und die Ausnutzung
des Aktivteils steigt.
Vorteilhafterweise werden aus wirtschaftlichen Gründen die
Bleche des Ständers einteilig ausgeführt. Damit sind zusätz
liche Arbeitsschritte in der Montage eingespart.
Das Wicklungssystem kann sowohl als Zweischicht als auch als
Einschicht-Wicklungssystem mit den Zahnspulen aufgebaut sein,
dabei kann jede Zahnspule entweder nur in der Ober- oder nur
in der Unterschicht als auch eine Seite der Zahnspule in O
berschicht und eine in Unterschicht eingesetzt werden. Bei
Realisierung des Einschicht-Wicklungssystems umfaßt jede
Zahnspule einen Zahn. Vorstellbar ist auch, daß nur jeder
zweite Zahn komplett mit einer Zahnspule belegt ist, so dass
in jeder Nut nur eine Seite einer Zahnspule liegt. Die
Zahnspulen sind direkt auf die Zähne gewickelt oder sie be
finden sich auf Spulenkörpern, die auf die Zähne gesteckt
werden.
Der erfindungsgemäße Aufbau des Ständers eignet sich insbe
sondere für permanenterregte Synchronmaschinen. Dabei sind
die Permanentmagnete im Läufer oder am Läufer angeordnet. Es
sind dabei jeweils Maßnahmen getroffen, die die Permanentmag
nete auch bei hohen Drehzahlen positionsfest verharren las
sen. Z. B. Bandagen, Ausnehmungen zur Aufnahme der Permanent
magnete in Blechpaket, Vergießen etc.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung gemäß Merkmale der Unteransprüche werden im folgen
den anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele in
der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1, 2 und 3 einen Teil eines Querschnitts eines erfin
dungsgemäßen Ständers,
Fig. 4 den Wicklungsplan eines Stranges für die Polpaarzahl
2p = 10.
Fig. 1 zeigt einen Teil eines Querschnitts eines Ständers 1,
der aus Zähnen 2 mit den dazugehörigen Zahnköpfen 3 besteht.
Zwischen den Zähnen 2 befinden sich die Nuten 4. In die Nuten
befinden sich die Zahnspulen 5, d. h. zumindest eine Seite ei
ner Zahnspule 5. Unterschiedliche Zahnspulen in der Nut 4
werden durch Isolierelemente 6 getrennt.
Vorzugsweise sind die Zahnköpfe 3 an den Zähnen 2 oder die
Zähne 2 an dem Ständer 1 formschlüssig positionierbar, um die
Bestückung mit den Zahnspulen 5 zu erleichtern.
Fig. 2 zeigt den selben Ständer 1 mit einer Zweischicht-Wick
lungsausführung der Zahnspule 5. Dabei befindet sich eine
Seite der Zahnspule 5 in der Unterschicht und eine Seite der
Zahnspule 5 in der Oberschicht. Beide Seiten der Zahnspule 5
umfassen denselben Zahn 2. Zwischen oder Ober- und Unter
schicht befinden sich Isolierelemente 6, die die unterschied
lichen Schichten elektrisch voneinander trennen.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform des Ständers mit dem
dazugehörigen Wicklungssystem. Dabei handelt es sich wieder
um eine Zweischicht-Wicklung, bei der die einzelnen Zahnspu
len 5 entweder als Unterschicht-Wicklung oder Oberschicht-
Wicklung ausgeführt sind. Jede Zahnspule 6 umfaßt wiederum
nur einen Zahn 2.
Diese Zweischicht-Wicklung kennzeichnet somit, daß jeder Zahn
zumindest von zwei Seiten einer Zahnspule 5 umgeben ist.
Fig. 4 zeigt in schematischer Darstellung den Wicklungsplan
einer Phase U mit vier Zahnspulen 5 und dem Sternpunkt 7, auf
den sämtliche Stränge geschaltet sind.
Claims (6)
1. Permanenterregte Synchronmaschine mit folgenden Merkmalen:
- - einem Ständer (1) und einem Läufer, wobei der Ständer (1) zwölf Nuten (4) aufweist,
- - ein aus Zahnspulen (5) gebildetes Wicklungssystem,
- - einer Polzahl 2p = 10,
- - zwei unterschiedliche sich wiederholende Wicklungsfaktoren,
- - ein dreisträngiges Wicklungssystem, das zu einem Sternpunkt (7) verschaltet ist.
2. Permanenterregte Synchronmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten
(4) des Blechpakets des Ständers (1) einen Schrägungswinkel
von
aufweist, wobei p die Polpaarzahl ist.
aufweist, wobei p die Polpaarzahl ist.
3. Permanenterregte Synchronmaschine nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das
Blechpaket des Ständers (1) aus einteiligen Blechschnitten
aufgebaut ist.
4. Permanenterregte Synchronmaschine nach einem oder mehreren
der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Wicklungssystem ein Zweischicht-
Wicklungssystem ist.
5. Permanenterregte Synchronmaschine nach einem der Ansprüche
1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Wicklungssystem ein Einschicht-Wicklungssystem ist.
6. Permanenterregte Synchronmaschine nach einem oder mehreren
der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Läufer innenliegende Permanent
magnete aufweist.
7. Permanenterregte Synchronmaschine nach einem oder mehreren
der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Läufer Permanentmagnete aufweist,
die am Luftspalt der Synchronmaschine angeordnet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999161760 DE19961760A1 (de) | 1999-12-21 | 1999-12-21 | Permanenterregte Synchronmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1999161760 DE19961760A1 (de) | 1999-12-21 | 1999-12-21 | Permanenterregte Synchronmaschine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE19961760A1 true DE19961760A1 (de) | 2001-07-05 |
Family
ID=7933642
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE1999161760 Ceased DE19961760A1 (de) | 1999-12-21 | 1999-12-21 | Permanenterregte Synchronmaschine |
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8131 | Rejection |