DE2102378A1 - Elektrische Synchronmaschine - Google Patents

Elektrische Synchronmaschine

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DE2102378A1
DE2102378A1 DE19712102378 DE2102378A DE2102378A1 DE 2102378 A1 DE2102378 A1 DE 2102378A1 DE 19712102378 DE19712102378 DE 19712102378 DE 2102378 A DE2102378 A DE 2102378A DE 2102378 A1 DE2102378 A1 DE 2102378A1
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synchronous machine
machine according
rotor
electrical synchronous
electrical
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DE19712102378
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English (en)
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Brian John Poynton; Davies John Peter Macclesfield; Cheshire Chalmers (Großbritannien). P
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Scragg & Sons
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Scragg & Sons
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K19/08—Motors having windings on the stator and a smooth rotor without windings of material with large hysteresis, e.g. hysteresis motors
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02K7/08—Structural association with bearings
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    • H02K7/088—Structural association with bearings radially supporting the rotor around a fixed spindle; radially supporting the rotor directly radially supporting the rotor directly

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Description

Andrejewski & Honke Patentanwälte
Diplom-Physiker
Dr. Walter Andrejewski
rz/- -. rr^ /-,r-, Diplom-Ingenieur
Anwaltsakte: 36 172/Kle p^ ^^
Essen, den 18. Januar 1971 Kettwiger Straße 36 (th)
Patentanmeldung f
Ernest Scragg & Sons Limited
Sunderland Street,
Macclesfield, Cheshire, England
Elektrische Synchronmaschine.
Die Erfindung will eine elektrische Synchronmaschine mit einem derart ausgebildeten Rotor schaffen, daß dieser Rotor beim Starten ä eine klare Beschleunigungsdrehkraft erzeugt, welche sowohl Hysteresis- wie Induktionsdrehkräfte enthält, sodaß beim Betrieb mit synchronen Drehzahlen das Drehmoment die Summe aus dem Hysteresis- und dem Reluktanzdrehmoment ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor den Rotor aus Stahl oder einem anderen magnetisierbaren Material mit hohen Hysteresisverlusten herzustellen und ihm im wesentlichen die Form eines Körpers mit ausgeprägten unterschiedlichen magnetischen Kraftlinien zu geben.
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Patentanwälte Dr. W. Andre jewski, Dr. M. Honke, 43 Essen, Kettwiger Straße
Unter dem Ausdruck "ausgeprägte unterschiedliche magnetische Kraftlinien" ist zu verstehen, daß der Querschnitt des Rotors Magnetachsen mit unterschiedliehen magnetischen Eigenschaften, insbesondere unterschiedlicher Reluktanz aufweist.
Dabei kann der Rotor als Vollzylinder ausgebildet oder als Zylinder aus mehreren in Längsrichtung verlaufenden Lamellen zusammengesetzt sein, oder er kann auch aus einer Vielzahl miteinander verbundener, einen Zylinder bildender Scheiben bestehen. Als weitere Alternative kann der Rotor auf einer Welle eine Büchse oder einen Kreisring aus unmagnetischera Material und auf dieser einen Hohlzylinder oder eine Hülse aus Stahl oder anderem magnetlsierbarem Material aufweisen. Diese Rotorwelle sollte aus Stahl oder einem anderen gleichwertigen Material bestehen, welches sauber bearbeitet werden kann, um die Rotorlager auszubilden oder aufzunehmen und/oder Riemenscheiben, Zahnräder oder dergl. zu tragen, welche ohne Beziehung zu den magnetischen Eigenschaften der Welle stehen. Die direkt auf der Stahlwelle sitzende Büchse besteht vorzugsweise aus Messing, Kupfer oder unmagnetischem Stahl. Des weiteren kann der Rotor einen oder mehrere in Längsrichtung verlaufende Stege aus unmagnetischem Material mit guter elektrischer Leitfähigkeit beispielsweise aus Kupfer tragen, wodurch die asynchrone Induktionsleistung des Motors verbessert wird. Alternativ oder zusätzlich zu den vorgenannten in Längsrichtung verlaufenden Stegen kann der Rotor Lagerschilde aus unmagnetischem Material mit guter elektrischer Leitfähigkeit wie Kupfer für den gleichen Zweck aufweisen.
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Patentanwälte Dr. W. Andreiewski, Dr. M. Honke, 43 Essen, Kettwiger Straße 36
Eine derartige elektrische Synchronmaschine kann als Motor ausgebildet sein, dessen Statorwindungen an ein Drehstromnetz, ein Zweiphasennetz oder an ein Einphasennetz angeschlossen sind, wobei in letzter^.. _*a..l ein Phasenunterbrecher vorgesehen ist.
Innerhalb eines derartigen Motors kann der Rotor beispielsweise auf einem Luftkissen (air bearing) im Stator gelagert sein und eine Axialbohrung für den Durchlauf eines Textilgarnes aufweisen, g wobei gleichzeitig eine dem durchlaufenden Textilgarn einen Drall erteilende Anordnung wie ein Stift oder mehrere Stifte vorgesehen ist, um welchen oder um welche das Textilgarn herumläuft. Besonders geeignet ist ein derartiger elektrischer Synchronmotor für eine PaIschdrall-Einrichtung, wobei mehrere derartiger Falschdrall-Einrichtungen in einer Falschdrall-Kräuselmaschine zusammengefasst werden können.
Eine genauere Erläuterung der Erfindung ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der beiliegenden Zeichnungen; es zeigen:
Figur 1, 2 und 3 perspektivische Ansichten dreier Ausführungs- g beispiele eines erfindungsgemäßen Rotors;
Figur 4 einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel;
Figur 5 einen Querschnitt durch eine andere Ausführung; Figur 6 eine Seitenansicht des Rotors aus Figur 5;
Figur 7 einen Längsschnitt durch eine Falschdrall-Einrichtung unter Verwendung einer erfindungsgemäßen elektrischen Synchronmaschine;
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Patentanwälte Dr. W. Andrejewski, Dr. M. Honke, 43 Essen, Kettwiger Straße
Eigur 8 einen Querschnitt durch die FalschdralL-Einrichtung aus Figur 7*
Figur 9 eine schematische Darstellung einer Falschdrall-Kräuselmaschine unter Verwendung der Falschdrall-Einrichtung aus Figur 7 und 8.
Der in Figur 1 dargestellte Rotor 10 besteht aus stahl oder einem anderen magnetisierbaren Material mit hohen Hysteresis-Verlusten, wie beispielsweise aus hochwertigem Kobaltstahl. Dieser Rotor 10 besitzt im wesentlichen die Foiaa eines Zylinders mit ausgeprägten unterschiedlichen magnetischen Kraftlinien infolge der Abflachungen 11, welche auf z»ei einander gegenüberliegenden Längsseiten des Zylinders abgefräst oder sonstwie abgearbeitet wurden.
Der in Figur 2 dargestellte Rotor 20 besteht aus in Längsrichtung verlaufenden Lamellen 21, 22, 25 aus Stahl oder einem anderen magnetisierbaren Material, zwischen denen Stege 24, 25 aus unmagnetisehem Material liegen, sodaß der Rotor ausgeprägte unterschiedliehe magnetische Kraftlinien aufweist.
Der Rotor 30 aus Figur 3 besteht aus einer Vielzahl von Scheiben 31a, 31b* 31e usw., welche derart miteinander verbunden sind, daß sie einen Zylinder mit ausgeprägten unterschiedlichen magnetischen Kraftlinien ergeben.
Der in Figur 4 dargestellte Rotor 40 besitzt eine Welle 41 aus Stahl oder einem geeigneten Material zur Ausbildung der Lagerflächen 42, 43 und/oder zur Befestigung einer Riemenscheibe oder
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eines Zahnrades 44. Das für die Welle 41 ausgewählte Material kann ohne Rücksicht auf seine magnetischen Eigenschaften ausgewählt werden. Auf dieser Welle 41 sitzt eine Büchse oder mehrere Kreisringe 45 aus unmagnetischem Material wie Messing, Kupfer oder unmagnetischer Stahl, auf welcher alsdann eine Hülse 46 aus Stahl oder einem anderen magnetisierbaren Material mit hohen Hysteresisverlusten aufgezogen ist, welche die in Figur 1 dargestellte Form besitzt. Die direkt auf der Welle 41 sitzende Büchse 45 unterbricht den magnetischen Kraftfluß zwisehen der Hülse 46 und der Welle 41.
Bei dem in den Figuren 5 und 6 dargestellten Rotor 50 besteht das Hauptteil 51 aus Stahl oder einem anderen magnetisierbaren Material, und es sind an diesem Hauptteil 51 Lamellen oder Stege 52, 53 aus unmagnetischem Material mit guter elektrischer Leitfähigkeit wie Kupfer befestigt, wodurch eine Verbesserung der asynchronen Induktionsleistung des Rotors erzielt wird. Aus dem gleichen Grunde sind Lagerschilde 54 aus dem gleichen oder einem anderen elektrisch leitenden Material am Rotor 50 zusätzlich oder anstelle der Lamellen oder Stege 52, 53 befestigt oder alternativ kann, die gesamte Oberfläche eines geeigneten Rotors oder können ausgewählte Teile der Oberfläche mit elektrisch leitenden Material wie Kupfer überzogen werden, wodurch der gleiche Zweck erreicht wird.
Figur 7 und 8 zeigen eine Falschdrall-Einrichtung 70, bei welcher ein Rotor auf einem Luftkissen (air bearing) innerhalb eines Stators 72 angeordnet ist. Der Rotor 71 besitzt eine Axialbohrung 74, durch welche ein Textilgarn 75 hindurchläuft, während ein Drallstift 76 innerhalb dieser Bohrung 74 angeordnet ist,
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sodaß das durchlaufende Garn 75 durch die Bohrung 7^ und um den Stift 76 herumläuft und dabei einen Falschdrall erhält. Der Rotor 7I besitzt ein Hauptteil 77 aus Stahl oder einem anderen magnetisierbaren Material mit daran befestigten Lamellen oder Stegen 78 aus unmagnetischem Material wie Kupfer, Alternativ kann naturgemäß auch irgendein anderer der in den Figuren 1 bis 6 dargestellten Rotore verwendet werden. Der Stator sitzt in zwei Gehäusehälften 72a und 72b, welche durch Schrauben 75 zusammengehalten werden, wobei die Statcrwindungen 79 an ein Drehstromnetz, ein Zweiphasennetz oder ein Einphasennetz angeschlossen werden können. Bei Anschluß an ein Einphasennetz sollten die Windungen an einen Phasenunterbrecher angeschlossen werden. Über eine Leitung 81 wird Luft in den Lagerraum für den Rotor eingeblasen, sodaß ein ständiges Luftkissen entsteht.
Figur 9 zeigt eine Falschdrall-Kräuselmaschine mit mehreren Garnvorrat sspulen 91, vcn denen das Garn 92 über Abzugsrollen einem Heizer 94 zugeführt wird, um den Drall im Garn heiß zu fixieren. Von diesem Heizer aus läuft das Garn 92 zur Falschdrall-Einrichtung 95, sodann zu Abzugsrollen 96 und von diesen zu einer AufWickelanordnung 97·
Anspruches
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Claims (19)

2t02373 Patentanwälte Dr. W. Andrejewski, Dr. M. Honice, 43 Essen, Kettwiger Straße 36 A ns ρ r ü ehe
1.) Elektrische Synchronmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (10; 20; 50; 40; 50) aus Stahl oder einem anderen magnetisierbaren Material mit hohen Hysteresisverlusten im wesentlichen die Form eines Körpers mit ausgeprägten unterschiedlichen magnetischen Kraftlinien besitzt.
2. Elektrische Synchronmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor als Vollzylinder (10) ausgebildet ist.
J5. Elektrische Synchronmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor als Z/linder (20) aus mehreren in Eängs*- richtung verlaufenden Lamellen (21-23) zusammengesetzt ist.
4. Elektrische Synchronmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (J5ö) aus einer Vielzahl miteinander verbundener, einen Zylinder bildenden Scheiben (51a-?lc) besteht.
5. Elektrische Synchronmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (40) auf einer Stahlwelle (41) eine Büchse oder einen Kreisring (45) aus unmagnetisehem M&terial J und auf dieser einen Hohlzylinder (46) aus Stahl oder anderem magnetisierbarem Material aufweist.
6. Elektrische Synchronmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die direkt auf der Stahlwelle (41) sitzende Büchse (45) aus Messing, Kupfer oder unmagnetischem Stahl besteht.
7. Elektrische Synchronmaschine nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (50) einen oder mehrere in
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Längsrichtung verlaufende Stege (52* 52) aus unn^gnetis.ch3.:i .laterial mit guter elektrischer Leitfähigkeit, trägt. ·
8. Elektrische Synchronmaschine nach einem der Ansprüche 1 - 7* dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (50) Lagerschilde (54) aus unmagnetischem Material mit guter elektrischer Leitfähigkeit trägt»
9. Elektrische Synchronmaschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch, gekennzeichnet, daß die Stege (52, 5J) und die- LagersGhiJ.de (54) aus Kupfer bestehen.
10. Elektrische Synchronmaschine nach einem d«r Ansprüche 1. - 9> dadurch gekennzeichnet, daß sie als Motor ausgebildet ist.
11. Elektrische Synchronmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen (79) des Stators- (72.) an ein Drehstromnetz angeschlossen sind.
12. Elektrische Synchronmaschine nach Anspruch 10, dadurch
™ gekennzeichnet, daß die Windungen (79) des Stators (72.) an ein Zweiphasennetζ angeschlossen sind.
13· Elektrische Synchronmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (72.) mit seinen Windungen (79) an ein Einphasennetz und einen Phasenunterbrecher angeschlossen ist.
14. Elektrische Synchronmaschine nach einem der Ansprüche 1 - IJ, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (7I) auf einem Luftkissen im Stator (72) gelagert ist.
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Patentanwälte Dr. W. Andrejewski, Dr. M. Honke, 43 Essen, Kettwiger Straße 36
15. Elektrische Synchronmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (7I) eine Axialbohrung (74) für den Durchlauf eines Textilgarnes (75) aufweist.
16. Elektrische Synchronmaschine nach Anspruch 15* dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor ("Jl) eine dem durchlaufenden Textil garn (75) einen Drall erteilende Anordnung (76) aufweist.
17. Elektrische Synchronmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Drallanordnung aus einem Stift (76) besteht, um welchen das Textilgarn herumläuft.
18. Verwendung einer elektrischen Synchronmaschine nach einem der Ansprüche 1-17 für eine Falschdrall-Einrichtung.
19. Verwendung mehrerer Falschdrall-Einrichtungen nach Anspruch 18 in einer Falschdrall-Kräuselmaschine.
PAe Dr.Andrejewski, Dr.Honke. ]
109833/1328
DE19712102378 1970-01-20 1971-01-19 Elektrische Synchronmaschine Pending DE2102378A1 (de)

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DE3581820D1 (de) * 1984-03-17 1991-04-04 Isuzu Motors Ltd Generatorvorrichtung.
DE3577786D1 (de) * 1984-03-17 1990-06-21 Isuzu Motors Ltd Reluktanz-drehmaschine.
GB0519091D0 (en) * 2005-09-19 2005-10-26 Switched Reluctance Drives Ltd A rotor for a switched reluctance machine

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NL7100782A (de) 1971-07-22
FR2075586A5 (en) 1971-10-08

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