DE202011001531U1

DE202011001531U1 - Permanentmagnetanordnung für einen Motor oder einen Generator

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Publication number: DE202011001531U1
Application number: DE202011001531U
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 (1) eines Motors oder eines Generators mit einer Ausbildung als Scheibenläufer, einer mindestens auf einer Seite einer ringförmig stehenden Wicklung als geschlossenen Ring angeordneter Einzelpermanentmagnete (2, 3, 4, 5), die direkt zu einer Pollänge P_L aneinandergereiht der Art sind, dass die Pollänge P_L durch die Länge des Polmagneten (2) plus jeweils seitlich im Wesentlichen eine halbe Länge eines Spaltmagneten (3) gebildet wird, wobei an der der Polfläche (7) abgekehrten Seite zusätzlich Rückmagnete (4, 5) angeordnet sind, und dass die Pollängen P_L eine abwechselnde Polarität, einem gerichteten, verstärkten magnetischen Fluss an der Polfläche (7), gerichtet zu der Spule aufweisen, wobei die Einzelpermanentmagnete (2, 3, 4, 5) unterschiedliche Vorzugsmagnetisierungsrichtungen aufweisen.

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 einem 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 Ausführung der Permanentmagnetanordnung zeichnet sich durch eine einfache Ausführung von Einzelmagneten aus. Diese Magnete sind quarderförmig ausgeführt, so dass deren Verarbeitung kostengünstig ausführbar ist. Die Permanentmagnetanordnung ist dabei zu Pollängen mit gleichen Längen zusammengefasst und weist an einer Polfläche, d. h. der Wirkfläche mit der Wicklung des Motors oder des Generators, einen besonderen gerichteten magnetischen Fluss auf. Dieser magnetische Fluss wird dadurch erreicht, dass seitlich von einem Polmagnet jeweils ein Magnet angeordnet ist. Um eine weitere Verstärkung des magnetischen Flusses noch zu erzielen, ist eine zweite Reihe von Magneten vorhanden, die Pollängen übergreifend ausgeführt ist. Jeder dieser einzelnen Magnete weist eine besondere Magnetisierungsrichtung auf, deren Summe zu einer ausgeprägten Polbildung führt.
Die Erfindung wird an Hand eines in der 1 dargestellten möglichen Ausführungsbeispieles nachfolgend erläutert.
Als Permanentmagnetanordnung 1 wird gemäß der 1, die einen seitlichen Schnitt durch diese Permanentmagnetanordnung 1 wiedergibt, eine Anordnung bestehend aus einzelnen Pollängen P_L mit wechselnder Polarität an einer Polfläche 7 zusammengefasst.
Eine Pollänge P_L bemisst sich dabei aus der Länge eines Polmagneten 2 plus jeweils einer halben Länge der seitlich angeordneten Spaltmagnete 3. Zur Magnetfeldverstärkung befinden sich hinter den vor beschriebenen Magneten 2 und 3 noch Rückmagnete 4 und 5. Dabei sind die Rückmagnete so angeordnet, dass in einer Polmitte jeweils die Rückmagnete 4, 5 zusammenstoßen, dass heißt die Rückmagnete wirken Pollängen übergreifend.
Wie der 1 ferner zu entnehmen ist, ist die Höhe der Polmagnete 2 und 3 sowie der Rückmagnete 4 und 5 gleich und ergibt insgesamt zu der Pollänge P_L die Polhöhe P_H.
Auf der der Polfläche 7 entgegen gesetzten Seite, nämlich der Rückseite der Permanentmagnetanordnung 1 kann eine Abschirmung 6 vorhanden sein.
Wie der 1 ferner zu entnehmen ist, weisen die einzelnen Magnete 2, 3, 4, 5 jeweils eine unterschiedliche Magnetisierungsrichtung auf, die durch Pfeile dargestellt ist. Durch die Pfeilanordnung wird deutlich, dass hier jeweils an einer Polfläche 7 im Bereich einer Pollänge P_L ein gerichteter magnetischer Fluss vorhanden ist. Dadurch, dass die Pollängen P_L unmittelbar ohne Nuten und ohne Eisen direkt aneinander geordnet sind, entsteht somit eine abwechselnde Polarität an der Polfläche 7, die mit der Spule des Motors oder des Generators zusammenwirkt.
Bei einer Ausbildung als Scheibenläufer ist die vor beschriebene Ausbildung der Permanentmagnetanordnung 1 ringförmig ausgebildet. Dagegen bei einer Ausbildung als Linearantrieb findet eine lang gestreckte Anordnung der Permanentmagnetanordnung 1 statt. Ferner ist es möglich, dass bei der Ausführung des Scheibenläufers zwei Permanentmagnetanordnungen 1 auf jeder Seite der ringförmigen Wicklung angeordnet sind.
Bezugszeichenliste

1: Permanentmagnetanordnung
2: Polmagnet
3: Spaltmagnet
4: Rückmagnet
5: Rückmagnet
6: Abschirmung
7: Polfläche
PL: Pollänge

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

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

Claims

Permanentmagnetanordnung (1) eines Motors oder eines Generators mit einer Ausbildung als Scheibenläufer, einer mindestens auf einer Seite einer ringförmig stehenden Wicklung als geschlossenen Ring angeordneter Einzelpermanentmagnete (2, 3, 4, 5), die direkt zu einer Pollänge P_L aneinandergereiht der Art sind, dass die Pollänge P_L durch die Länge des Polmagneten (2) plus jeweils seitlich im Wesentlichen eine halbe Länge eines Spaltmagneten (3) gebildet wird, wobei an der der Polfläche (7) abgekehrten Seite zusätzlich Rückmagnete (4, 5) angeordnet sind, und dass die Pollängen P_L eine abwechselnde Polarität, einem gerichteten, verstärkten magnetischen Fluss an der Polfläche (7), gerichtet zu der Spule aufweisen, wobei die Einzelpermanentmagnete (2, 3, 4, 5) unterschiedliche Vorzugsmagnetisierungsrichtungen aufweisen.
Permanentmagnetanordnung (1) eines Linearmotors mit einer als Stator ausgebildeten, stehenden Wicklung, die über einen Luftspalt mit der Permanentmagnetanordnung (1) eines ortsveränderbaren Läufers zusammenwirkt, wobei die Magnetanordnung aus einzelnen, direkt aneinander geordneten Einzelpermanentmagneten (2, 3, 4, 5) zu einer Pollänge P_L aneinandergereiht sind, dass die Pollänge P_L durch die Länge des Polmagneten (2) plus jeweils seitlich im Wesentlichen eine halbe Länge eines Spaltmagneten (3) gebildet wird, wobei an der der Polfläche (7) abgekehrten Seite zusätzlich Rückmagnete (4, 5) angeordnet sind, und dass die Pollängen P_L eine abwechselnde Polarität, einen gerichteten, verstärkten magnetischen Fluss an der Polfläche (7), gerichtet zu der Wicklung aufweisen, wobei die Einzelpermanentmagnete (2, 3, 4, 5) unterschiedliche Vorzugsmagnetisierungsrichtungen aufweisen.
Permanentmagnetanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Spaltmagnete (3) im Wesentlichen 1/6 der Länge der Polmagnete (2) entspricht.
Permanentmagnetanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Polmagnete (2) im Wesentlichen gleich der Höhe der Spaltmagnete (3) und gleich der Höhe der Rückmagnete (4, 5) entspricht.
Permanentmagnetanordnung nach einem oder mehreren er vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polhöhe P_H sich im Wesentlichen aus der Höhe der Polmagnete (2) und der Rückmagnete (4, 5) zusammensetzt.
Permanentmagnetanordnung nach einem oder mehreren er vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Rückmagnete (4, 5) im Wesentlichen aus jeweils einer halben Länge aus zwei Polmagneten (2) und einer Pollänge des Spaltmagneten (3) zusammensetzt, wobei der Spaltmagnet (3) im Wesentlichen in der Mitte der Länge des Rückmagneten (4, 5) angeordnet ist.
Permanentmagnetanordnung nach einem oder mehreren er vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung der Rückmagnete (4, 5) übergreifend zwischen zwei Pollängen P_L ausgeführt ist.
Permanentmagnetanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die aneinander gereihten Magnete (2, 3) und (4, 5) an ihrer, der Polfläche (2) abgewandten Seite eine magnetische Abschirmung (6) oder einen magnetischen Rückschluss aufweisen.
Permanentmagnetanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass neben der Wicklung auf jeder Seite eine Permanentmagnetanordnung (1) vorhanden ist.
Permanentmagnetanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetmaterial der Permanentmagnete (3, 4, 5, 6) eine Koerzitivfeldstärke aufweist, die wesentlich größer ist als das Verhältnis von Remanenz zur magnetischen Feldkonstanten.