DE202011001530U1

DE202011001530U1 - Permanentmagnetanordnung für einen Motor oder einen Generator

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Publication number: DE202011001530U1
Application number: DE202011001530U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-01-15
Filing date: 2011-01-15
Publication date: 2011-03-17
Anticipated expiration: 2021-01-16

Abstract

Permanentmagnetanordnung für einen Motor oder einen Generator mit einer Ausbildung als Scheibenläufer, einer mindestens auf einer Seite einer ringförmigen stehenden Wicklung als geschlossenen Ring angeordneter Einzelpermanentmagnete (3) bis (9), die aneinandergereiht mit einer abwechselnden Polarität zu Magnetsystemen (1) so zusammengefasst sind, dass eine Pollänge P_L aus seitlichen Flachmagneten (7, 8) mit dazwischen im Wesentlichen in einem Winkel von 90° angeordnet ein weiterer Flachmagnet (9) platziert ist, besteht, wobei jeweils zwischen den Flachmagneten (7, 8) und dem Flachmagnet (9) auf jeder Seite mindestens zwei Magnete (3, 4) und (5, 6) angeordnet sind, die im Wesentlichen die Form eines Tortenstückes aufweisen, wobei die Magnete (3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) mit unterschiedlichen Vorzugsmagnetisierungsrichtungen versehen sind, die an der Polfläche (2) innerhalb der Pollänge P_L einen gerichteten, verstärkten magnetischen Fluss erzeugen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Permanentmagnetanordnung für einen Motor oder einen Generator mit deren Ausbildung als Scheibenläufer oder Linearantrieb.
Bei einem Scheibenläufer ist der Rotor und damit die Wicklung in Form einer Scheibe ausgebildet. Dabei ist in der Regel der Durchmesser größer als die Länge, woran derartige Scheibenläufer gut äußerlich zu erkennen sind. Eine derartige Vorrichtung weist ein konstantes Drehmoment über den gesamten Drehzahlbereich auf. Das Laufverhalten ist sehr gleichmäßig und ruhig, selbst bei niedrigen Drehzahlen. Ein solcher Motor oder Generatortyp weist eine sehr dünne stehende eisenlose Wicklung auf, die über eine hohe Leistungsdichte verfügt.
Einen solchen nuten- und bürstenlosen Motor, insbesondere als Antriebsmotor, der direkt mit einer rotierenden Trommel eines Videoaufnahmegerätes verbunden ist, beschreibt die DE 29 31 650 A1 .
Ein Linearantrieb zeichnet sich dadurch aus, dass er einen lang gestreckten, stationären Stator und einen mit diesem zusammenwirkenden ortsveränderlichen Läufer aus Dauermagneten aufweist.
Ein solcher Linearantrieb wird in der DE 36 35 258 C1 mit einem Magnetkraftsystem für den reibungslosen Transport von Lasten, mit mindestens einem an der Last befestigten Magneten, der einen ferromagnetischen Tragkörper aufweist, beschrieben. Dabei ist wesentlich, dass die Magnete mit mindestens einer vertikalen Polwand zusammenwirken und zu dieser Wand im Wesentlichen parallel angeordnet sind. Die Magnete sind dabei in Längsrichtung jeweils paarweise angeordnet, was bedeutet, dass stets zwei Magnete als ein Paar angesehen werden, die durch eine ferromagnetische Platte einseitig kurzgeschlossen werden. Die Magnete sind dabei in einer eisernen U-Schiene angeordnet. Direkt verbunden mit dem Magneten ist die zu tragende und verfahrbare Last in Form einer Tür.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Permanentmagnetanordnung für derartige elektrische Maschinen, wie Motoren oder Generatoren der vor beschriebenen Art so weiter zu bilden, dass neben einer sehr kleinen Bauform diese auch wartungsfrei arbeiten und einen hohen Wirkungsgrad aufweisen. Ferner soll eine kostengünstige Herstellbarkeit gegeben sein.
Gelöst wird die Aufgabe der Erfindung durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 2. Die Unteransprüche geben dabei eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gedankens wieder.
Die erfindungsgemäße Permanentmagnetanordnung besteht aus Einzelmagneten, die zu Magnetsystemen zusammengefasst sind. Ein solches Magnetsystem weist eine Pollänge P_L auf. Die Pollänge wird von seitlichen Flachmagneten begrenzt, zwischen denen sich im Wesentlichen in einem Winkel von 90° dazu ein weiterer Flachmagnet erstreckt, der gleichzeitig den überwiegenden Teil der Polfläche bildet. Zwischen den seitlichen Flachmagneten und dem Polflächenflachmagnet befindet sich ein weiterer Bereich auf jeder Seite, der durch Magnetmaterial ausgefüllt wird. Diese Magnete haben die Form eines Tortenstückes mit einem Öffnungswinkel von im Wesentlichen 45°. Den äußeren Abschluss bildet, wie bei einer Torte, ein Kreisradius.
Die für eine solche Pollänge verwendeten Einzelmagnete sind mit unterschiedlichen Vorzugsmagnetisierungsrichtungen versehen, die an der Polfläche einen gerichteten, gestärkten magnetischen Fluss mit abwechselnder Polarität der einzelnen Pollängen entstehen lässt.
Die Länge des im überwiegenden Teil, die Polfläche bildenden Flachmagnetes bestimmt sich aus der Höhe der seitlich im Winkel von 90° angeordneten Flachmagnete. Somit wird ausgehend von der Höhe dieser seitlichen Flachmagnete im Radius bis zur Mitte der Polfläche ein Kreisbogen geschlagen, in dessen Feld die Tortenstücke bildenden Einzelmagnete jeweils auf jeder Seite eingefügt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines möglichen, schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles der 1 näher erläutert.
Bei der nachfolgenden Beschreibung wird auf ein Permanentmagnetsystem eingegangen, das sowohl für einen Scheibenläufer in einer Anordndung als Ring als auch bei einem Linearantrieb im Wesentlichen in gestreckter Form angewendet werden kann.
Die erfindungsgemäße Permanentmagnetanordnung setzt sich aus einer Vielzahl von zu einer Pollänge P_L bestehenden Magnetsystemen 1 zusammen. Dabei weisen diese Magnetsysteme 1 eine abwechselnde Polarität auf, um mit einer entsprechenden Wicklung als Motor oder Generator zusammenwirken zu können.
Gemäß der 1 ist eine Polfläche 2 innerhalb einer Pollänge P_L so ausgebildet, dass ein Flachmagnet 9 mit seitlich flankierten Flachmagneten 7 und 8 aufgebaut ist. Die Länge des Flachmagneten 9 bestimmt sich durch die seitlich in einem Winkel von 90° angeordneten stehenden Flachmagnete 7 und 8 über ihre Höhe. Damit bemisst die Höhe der Flachmagnete 7 und 8 die halbe Länge des Flachmagneten 9 plus der Dicke des Flachmagneten 9. Somit ist es möglich, dass von den seitlich angeordneten stehenden Flachmagneten 7 und 8 jeweils ein Radius 11 geschlagen werden kann, die in der Polmitte 10 einer Pollänge P_L der Polfläche 2 zusammenkommen. Innerhalb dieser seitlichen Kreisabschnitte zwischen der halben Länge des Flachmagneten 9 und der Höhe der Flachmagnete 7 und 8 plus der Dicke des Flachmagneten 9 werden durch Einzelmagnete 3, 4 und 5, 6 ausgefüllt. Dabei haben diese Einzelmagnete 3, 4, 5, 6 die Form eines Tortenstückes. Da der Winkel zwischen den Flachmagneten 7, 8 und mit dem Flachmagneten 9 sich um 90° bewegt, weisen die Tortenstücke 3, 4 und 5, 6 je einen spitzen Winkel von 45° auf.
Wie ferner der 1 zu entnehmen ist, sind dort entsprechende Pfeile eingezeichnet, die die Magnetisierungsrichtung der einzelnen Magnete 3, 4, 5, 6, 7,8, 9 angeben. Diese unterschiedlichen Vorzugsmagnetisierungsrichtungen zeigen einen gerichteten, magnetischen verstärkten Fluss an, der an der Polfläche 2 jeweils austritt.
Diese aufgezeigte erfindungsgemäße Permanentanordnung beinhaltet keinerlei Eisen zur Polbildung bzw. Polverstärkung.
Bezugszeichenliste

1: Magnetsystem
2: Polfläche
3: Magnet
4: Magnet
5: Magnet
6: Magnet
7: Flachmagnet
8: Flachmagnet
9: Flachmagnet
10: Polmitte
11: Radius

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 2931650 A1 [0003]
DE 3635258 C1 [0005]

Claims

Permanentmagnetanordnung für einen Motor oder einen Generator mit einer Ausbildung als Scheibenläufer, einer mindestens auf einer Seite einer ringförmigen stehenden Wicklung als geschlossenen Ring angeordneter Einzelpermanentmagnete (3) bis (9), die aneinandergereiht mit einer abwechselnden Polarität zu Magnetsystemen (1) so zusammengefasst sind, dass eine Pollänge P_L aus seitlichen Flachmagneten (7, 8) mit dazwischen im Wesentlichen in einem Winkel von 90° angeordnet ein weiterer Flachmagnet (9) platziert ist, besteht, wobei jeweils zwischen den Flachmagneten (7, 8) und dem Flachmagnet (9) auf jeder Seite mindestens zwei Magnete (3, 4) und (5, 6) angeordnet sind, die im Wesentlichen die Form eines Tortenstückes aufweisen, wobei die Magnete (3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) mit unterschiedlichen Vorzugsmagnetisierungsrichtungen versehen sind, die an der Polfläche (2) innerhalb der Pollänge P_L einen gerichteten, verstärkten magnetischen Fluss erzeugen.
Permanentmagnetanordnung für einen Linearmotor mit einer als Stator ausgebildeten, stehenden Wicklung, die über einen Luftspalt mit der Permanentmagnetanordnung eines ortsveränderbaren Läufers zusammenwirkt, wobei die Magnetanordnung aus einzelnen, direkt aneinander geordneten Einzelpermanentmagneten (3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) mit abwechselnder Polarität zu Magnetsystemen (1) so zusammengefasst sind, dass eine Pollänge P_L aus seitlichen Flachmagneten (7, 8) mit dazwischen im Wesentlichen in einem Winkel von 90° angeordnet ein weiterer Flachmagnet (9) platziert ist, besteht, wobei jeweils zwischen den Flachmagneten (7, 8) und dem Flachmagnet (9) auf jeder Seite mindestens zwei Magnete (3, 4) und (5, 6) angeordnet sind, die im Wesentlichen die Form eines Tortenstückes aufweisen, wobei die Magnete (3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) mit unterschiedlichen Vorzugsmagnetisierungsrichtungen versehen sind, die an der Polfläche (2) innerhalb einer Pollänge P_L einen gerichteten, verstärkten magnetischen Fluss erzeugen.
Permanentmagnetanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Flachmagneten (9) so bemessen ist, dass die Radien (11) der Magnete (3, 4) und (5, 6) in der Polmitte (10) zusammentreffen.
Permanentmagnetanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnete (7, 8) eine geringere Länge als der Flachmagnet (9) aufweisen.
Permanentmagnetanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf jeder Seite der Wicklung Permanentmagnetsysteme (1) ringförmig so angeordnet sind, das die entsprechenden Polflächen (2) zu der Wicklung gerichtet sind.
Permanentmagnetanordnung nach einem oder mehreren er vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetmaterial der Permanentmagnete (3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) eine Koerzitivfeldstärke aufweist, die wesentlich größer ist als das Verhältnis von Remanenz zur magnetischen Feldkonstanten.