DE2111082A1

DE2111082A1 - Aufbau von Generatoren

Info

Publication number: DE2111082A1
Application number: DE19712111082
Authority: DE
Inventors: Maier Richard Jacob
Original assignee: Syncro Corp
Current assignee: Syncro Corp
Priority date: 1970-03-19
Filing date: 1971-03-09
Publication date: 1971-09-30
Also published as: CA931613A; US3626223A; GB1321737A

Description

Patentanwälte
Dr. !ng. H. Negendank

Dipl. Ing. H. Hauck
Dipl. Fhys. VV. Schmilz
Ο Νϊί;ητ'-ϊ·5η 15, Mo*«srfcir.2S
Syncro Corporation Td. s»«»
6O5 Lapeer Road

Oxford, Mich. 480^1 München, 3. März I97I

Anwaltsakte M-I5IO

Aufbau von Generatoren

Die Erfindung betrifft den Aufbau von Generatoren.

Bei Aufbauten unter Verwendung von als Fingern ausgebildeten Polen sind die Anker gewöhnlich sqfoorfciert, daß sich die Pinger des einen Ankers axial gegen die Finger des anderen Ankers erstrecken. In viein Fällen sind die Feldwiklungen zwischen den Ankern angeordnet, wobei Schleifringe erforderlich sind; außerdem sind die Ausgangswicklungen des Stators am Umfang angeord-. net und müssen konzentrisch zu den Ankerfingern liegen. Erfindungsgemäß sind die Ankerkörper mit den sich in der gleichen axialen Richtung erstreckenden Fingern dicht ineinander gepaßt; gleichzeitig sind der Stator und die Ausgangswicklungen außerhalb der Ankerkörper jedoch nahe den Fingern angebracht. Da zur Erzeugung des Feldes ein Permanentmagnet verwandt wird, sind für diese Ausführung keine Schleifringe erforderlich. Außerdem ist dieser Aufbau wegen seiner Einfachheit äußerst vielseitig und kann leicht in einer vorhandenen Konstruktion, wie z. B. einem Schwungrad_yeinem Drehkranz usw. untergebracht werden.

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Außerdem gestattet dieser Aufbau, daß der Stator und die Lastwicklungen jeder Zeit in radialer Richtung entweder innerhalb oder außerhalb der Finger angeordnet werden können.

Somit besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen neuen verbesserten Generatoraufbau zu schaffen, dessen Ankerkörper

so

mit Fingern ineinandergreifen, und der konstruiert ist, daß keine Schleifringe erforderlich sind. So-dann soll erfindungsgemäß ein Generator der vorstehend beschriebenen Art geschaffen werden, der leicht in einer vorhandenen Konstruktion wie z.B. einem Schwungrad untergebracht werden kann. Ferner soll im allgemeinen mit der Erfindung ein neuer und verbesserter Generator geschaffen werden. Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Beschreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. In den Zeichnungen ist:

Fig. 1 ein Aufriß von der Vorderseite des erfindungsgemäßen Generators, wobei einige Teile bloß gelqgt sind.

Fig. 2 Ein Schnitt durch den Aufbau der Fig. 1 längs der Linie 2-2.

Fig. 5 Eine Ansicht im allgemeinen längs der Richtung der Pfeile

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Der Synchrongenerator 10 umfaßt den Stator 12 und den Rotor 14.
Der Stator enthält eine Anzahl von Lastwicklungen 16 , die auf
einer Anzahl von Polen aufgewickelt sind, welche einen Teil des i Rings 20 darstellen und sich von ihm nach außen erstrecken. Der !

• Ring 20 mit seinen Polen 18 besteht aus Lamellen oder Blättchen I

; j

^: aus Eisenmetall mit geringem magnetischem Widerstand. Der Stator-; ■ ring 20 ist mit einer Anzahl von Schrauben 24 auf den Montage-

¹ oder Trägerring 22 befestigt. Der Trägerring 22 kann wiederum i j an einer geeigneten Montagefläche 2.6 auf einem Motor ( nur

1 allgemein angedeutet) angebracht werden.

! Der Rotor 14 enthält 2 im allgemeinen flache Anker 28 und 30,

! j

i die jeweils mit einer Anzahl von Fingern 32 und 34 bestückt sind,j

! I

i welche so gebogen sind, daß sie sich in axialer Richtung erstrecken.

I !

j Die Finger 32 und 34 sind am Umfang in gleichen Abständen zuein-• anderangeordnet, und die Anker 28 und 30 liegen voreinander,, so j ! daß die Finger 32 sich in der gleichen axialen Richtung erstrecken ¹ wie die Finger 34. Die Anker 28 und 30 sind gegeneinander in

mechanischer Indexstellung eingeteilt, jedoch so, daß die Fin-¹ ger 32 und 34 gegeseitig ineinandergreifen. Dazwischen ist ein

; ringförmiger Permanentmagnet 36 gelagert, der mit den Ankern 28
j und 30 in Kontakt steht und dessen Nord- und Südpol wie in Fig.2 gezeigt ausgerichtet sind. Vorzugsweise wird für den Magneten 36 ' ein Keramikmagnet aus Barrium-Ferrit gewählt. Diese Art von i

keramischen Magnetwerkstoff kann flach ausgebildet sein und I trotzdem eine hohe Koerzitivkraft abgeben und, im Gegensatz j

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zu einem Alnikomagneten mit der gleichen Koerzitivkraft, läßt sich der Keramikmagnet dünner ausgestalten^ daß sich ein kompakter Aufbau ergibt. Die Flachanker 28 und J>0 sind mit den zur Mittelbohrung 42 im Magneten 36 koaxial verlaufenden Seitenbohrungen j58 und 40 versehen. Die Außenfläche des Führungsringes 44 ist abgestuft, wobei das Teil 45 mit dem großen Durchmesser in der Bohrung 40 liegt. Der Stützring 46 ist in der Bohrung 58 angeordnet sowie auf dem Absatz 47 mit kleinem Durchmesser auf dem Führungsring 44. Der Magnet 36 ist zwlchen die radialen Flächen des Rings 46 und des Teils 45 mit großem Durchmesser durch die nach oben gebogene Zunge 48 festgeklemmt.

Der Führungsring 44 ist zur Führung auf einer sich in axialer Richtung erstreckenden Nabe 50 eines Schwungrades 52 ausgebildet,

Richtung

wodurch der Rotor 14 in radialer richtig positioniert wird. Außerdem ist der Rotor 14 am Schwungrad 52 mit den durch die Anker 28 und JO hindurchragenden Messingschrauben 54 und 56 befestigt. Die Finger J4 sind länger als die Finger 52, so daß ihre Außenenden im allgemeinen axialfluchten, und beide sind ■ in radialer Richtung etwas außerhalb von den Polen l8 des Stators 12 angeordnet, jedoch mit ihnen fluchtend. Die aus Eisenmetall hergestellten Anker 28 und 30 besitzen einen geringen magnetischen Widerstand, während der Führungsring 44 und der Ring 46 aus Aluminium gefertigt sind und somit eine hohe Reluktanz aufweisen. Somit verläuft der Hauptweg des Magnetflußes vom Magnet 36 durch den Anker 28, die Finger 32# einige der Pole 18, den Körper des Rings 20, durch die anderen Pole 18, die Finger 34 und den Anker 30 zurück zum Magnet 36.

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Der vorstehend beschriebene Aufbau ist kompakt und vielseitig« Er kann leicht zwischen dem Schwungrad und der anliegenden Vorderfläche des Motors eingepaßt werden. Durch die Ausformung von Ankern mit sich in der gleichen Richtung axial erstreckenden Fingern läßt sich der Stator in radialer Richtung entweder innerhalb oder außerhalb der Rotorfinger unterbringen und unter Verwendung eines Permanentmagneten sind keine Schleifringe erforderlich. Außerdem können nach der erfindungsgemäßen Konstruktion die Anker aus billigem Stahlblech hergestellt werden. Insgesamt ergibt sich somit eine billige Ausführung mit vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten.

Außer den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind noch weitere möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

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Claims

Patentansprüche

lj Elektrischer Generator, gekennzeichnet durch einen Stator (12) mit einer Anzahl von am Umfang angeordneten Polen (18), durch einen Rotor (14) mit einer ersten Gruppe von sich in axialer Richtung erstreckenden Fingern (32), die mit einer zweiten Gruppe von.sich axial erstreckenden Fingern (34) ineinandergreifen, wobei diese zweite Gruppe von Fingern(34) sich in der selben axialen Richtung zu den Polen (18) hin erstreckt, wobei der Rotor (14) mit einem Magneten (36) zur Abgabe eines Magnetflußes von entgegengesetzter Polarität an die erste und die zweite Gruppe der Finger (32, 34) versehen ist.
2. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (36) ein Permanentmagnet ist.
3. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (14) dien ersten Anker (28) mit einer ersten Anzahl von Fingern (32) sowie einen zweiten Anker (30) in einer zweiten Anzahl von Fingern (34) besitzt, wobei einer der

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Anker aus flachen Blechstapeln aufgebaut ist.
4. Generator nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß beide Anker (28, 30) aus flachen Blechstapeln aufgebaut sind, daß der Magnet (36) aus einem-zwischen dem ersten (28) und dem zweiten Anker (30) angeordneten Permanentmagneten besteht.
5. Generator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anker (28, 30) je einen sich in radialer Richtung erstreckenden Ring besitzen, aus welchem Jeweils die erste (32) und die zweite (3²O Gruppe von Fingern axial herausragt, wobei eine der Fingergruppen (34) in axialer Richtung weiterherausragt als die andere Gruppe der Finger (32), wodurch beide Gruppen von Fingern (32, 34) in radialer Richtung mit den Polen (18) des Stators (12) fluchten.
6. Generator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß er zur Benutzung für einen Motor mit einem Schwungrad (52) bestückt ist und erste Mittel (22) zur Befestigung des Rotors (14) am Schwungrad (52) sowie zweite Mittel (26) zur Befestigung des Stators (12) an einer anliegenden Fläche des Motors besitzt,
7. Generator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Schwungrad (52) eine Nabe (50) ausgeformt ist, und daß die ersten Befestigungsmittel (22) einen mit der Nabe (50) zusammenwirkenden Führungsring (44) besitzen, um den Rotor (14) richtig zu positionieren.

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8. Generator nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Befestigungsmittel (26) einen mit der Motorfläche zusammenwirkenden Adapterring (46) besitzen, um den Stator (12) am Motor gegenüber dem Schwungrad (52) und damit relativ zum Rotor (14) richtig zu positionieren.

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