DE2111083A1

DE2111083A1 - Generatoraufbau

Info

Publication number: DE2111083A1
Application number: DE19712111083
Authority: DE
Inventors: Carmichael Thomas Frazer
Original assignee: Syncro Corp
Current assignee: Syncro Corp
Priority date: 1970-04-10
Filing date: 1971-03-09
Publication date: 1971-10-21
Also published as: CA931612A; US3619679A; GB1321738A

Description

Generatoraufbau

Die Erfindung betrifft den Aufbau von Generatoren.

Bei Generatoraufbauten, welche Anker mit als Finger ausgebildeten Polen verwenden, sind diese Anker gewöhnlich so angebracht, daß
die Finger des einen'in axialer Richtung gegen den anderen Anker
hinragen. In vielen Fällen befinden sich die Feldwicklungen
zwischen den Ankern, wodurch Schleifringe erforderlich sind. Außer.-

dem sind die Lastwicklungen des Stators am Umfang angeordnet und i müssen konzentrisch zu den Ankerfingern liegen. Nach der Erfindung sind die Ankerkörper dicht mit dem sich in der gleichen

axialenRichtung erstreckenden Finger ineinandergepaßt. Gleichzeitig sind Stator und Lastwicklungen außerhalb der Ankerkörper,
jedoch nahe den Fingern angeordnet. Durch Verwendung eines Permanentmagneten zur Erzeugung des Magnetfeldes braucht diese Aus- j führung keine Schleifringe. Bei diesem allgemeinen Aufbau kann , ein bereits vorhandenes Teil, wie z. B. ein Schwungrad, ein I Drehkranz usw. als einer der beiden Ankerkörper dienen, wodurch i

sich ein einfaches und billiges Aggregat ergibt. Außerdem ge- I

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stattet diese allgemeine Konstruktionsanordnung_rden Stator und die Lastwicklungen in radialer Richtung entweder innerhalb oder außerhalb der Finger anzuordnen.

Somit besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen neuen und ^: verbesserten Aufbau für Generatoren zu schaffen, dessen Anker-

inkörper mit/einandergreifenden Fingern ausgestattet sind, und der so gestaltet ist, daß keine Schleifringe erforderlich sind, wobei einer der Ankerkörper ein vorhandenes Bauteil, wie z. B. ein Schwungrad sein kann. Sodann soll mit der Erfindung int allgemeinen ein neuer und verbesserter Aufbau für Generatoren 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 der Teilaufriß eines erfindungsgemäßen Generators, wobei einige Teile bloßgelegt sind;

Fig. 2 ein Schnitt durch den Generator der Fig. 1 längs der Linie 2-2;

Fig. 3 eine Ansicht in Richtung der Pfeile 3-3;

Fig. M· die perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform des Rotors in perspektivischer Ansicht.

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[ Der Synchrongenerator/besteht aus dem Stator 12 und dem Rotor 14.

Der Stator besitzt eine Anzahl von Lastwicklungen 16, die auf

j eine Anzahl von Polen 18 aufgewickelt sind und sich radial nach

\ außen von einem Ring 2o erstrecken, dessen Teil sie sind. Der Ring 2o mit seinen Polen 18 ist eine Lamellenstruktur aus Eisenmetall mit einem niedrigen magnetischen Widerstand. Der Statorring 2o ist an einem Aluminium-Montagering 22 mit einer Anzahl von Schrauben 2·» befestigt. Der Montagering 22 wiederum kann an eine geeignete Montagefläche 26 am Motor 27 (nur allgemein dargestellt) angebracht werden. Das Schwungrad 3o ist mit dem Motor 27 in herkömmlicher Weise gekuppelt.

Der Rotor lh besitzt zwei Anker, von denen der eine als Flachanker 28 ausgebildet ist, während das Schwungrad 3o als der zweite Anker dient. Der Flachanker 28 besitzt eine Anzahl von radial i verlaufenden Fingern 32, die in axialer Richtung gebogen sind. Im Außenrand 33 des Schwungrades 3o ist eine Anzahl von axial ver-¹ laufenden und sich radial nach innen erstreckenden Auskragungen

j oder Fingern 34 eingegossen oder anderweitig ausgeformt und durch I wechselweise angebrachte Schlitze 35 begrenzt. Die Finger 32 und 34 sind in gleichen Abständen am Umfang angeordnet, und der Anker 2 8 ist in das Schwungrad 3o eingepaßt, so daß sich die Finger 32 in der gleichen axialen Richtung erstrecken wie die Finger 34. Der Anker 28 und das Schwungrad 3o befinden sich zueinander in Indexanordnung, jedoch so, daß die Finger 32 und 34 ineinander- :

greifen. Zwischen dem Anker 28 und dem Schwungrad 3o befindet sich; der Permanentmagnet 36, der mit beiden Bauteilen in Kontakt steht, und dessen Nord- und Südpol in der in Fig. 2 dargestellten Weise

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ausgerichtet sind. Der Magnet 36 ist vorzugsweise ein Keramikmagnet aus Bariumferrit. Diese Art von Keramikmagnet kann flach ausgeformt sein und trotzdem eine hohe Koerzitivkraft abgeben, und im Gegensatz zu einem Alnikomagnet von der gleichen Koerzitiv-· kraft kann der Keramikmagnet dünner ausgebildet werden, wodurch sich ein kompakterer Aufbau ergibt. Der Flachanker 28 ist mit der Bohrung 38 versehen, die koaxial zur Mittelbohrung 42 im Magneten 36 liegt. Der Stützring 46 befindet sich in der Bohrung 38 sowie auf dem Absatz 47 mit kleinem Durchmesser des Führungsrings 44. Der Magnet 46 wird durch die nach aufwärts gebogene Zone zwischen den radialen Flächen des Rings 46 und des Schwungrades 3o festgeklemmt.

Der Führungsring 44 ist auf der sich in axialer Richtung erstreckenden Nabe 5o des Schwungrades 3o angeordnet und positioniert somit den Anker 2 8 richtig in radialer Richtung Außerdem ist der Anker 28 am Schwungrad 3o durch die Messingschrauben 54 befestigt, um sich mit dem Schwungrad zu drehen. Die Finger 34 sind länger als die Finger 32, so daß ihre Außenenden im allgemeinen in axialer Richtung fluchten, und beide Fingergruppen befinden sich in radialer Richtung etwas außerhalb, jedoch in Fluchtung mit den Polen 18 des Stators 12. Der Flachanker 28 und der Schwungradanker 3o bestehen aus Eisenmetallen mit niedrigem magnetischem Widerstand, während der Führungsring 44 und der Ring 46 aus Aluminium mit hoher Reluktanz gefertigt sind. Somit verläuft der Hauptweg des Magnetflusses vom Magnet 36 über die Ankerfinger 28, die Finger 32, über einige der Pole 18, den Ringkörper 2o, die restlichen Pole 18, die Finger 34 und schließlich über den Schwungradanker 3o zurück zum Magneten 36.

Der vorstehend beschriebene Aufbau ist kompakt und wirtschaftlich.; Er paßt leicht in den Raum, der normalerweise zwischen dem Schwungjrad und der anliegenden Fläche des Motors vorhanden ist. Da das j Schwungrad 3ο die Doppelfunktion eines Schwungrades und eines

Ankers erfüllt, ist bei der erfindungsgemäßen Konstruktion nur i ein eigener Anker 28 erforderlich, der aus billigem Stahlblech

gefertigt werden kann. Insgesamt ergibt sich so ein preisgünstiger! Aufbau. >

In Fig. 4 ist eine leicht geänderte Ausführungsform der Erfindung ; gezeigt. In Fig. 4 ist nur der Rotor dargestellt, und die Teile, ! welche gleich den Teilen des Ausführungsbeispiels der Fign. 1 bis 3 sind, tragen das gleiche Kennzeichen mit dem Zusatz "a". Der Rotor 14a ist mit dem Rotor IU identisch, ausgenommen, daß die Schlitze 35a durchlaufen, wodurch die Finger 34a frei voneinander ^; abstehen und nicht durch einen durchlaufenden Außenrand mitein-

ander verbunden sind. Bei diesem Aufbau kann der Stator in radialer Richtung entweder innerhalb oder außerhalb der Finger angeord-i net werden. Natürlich sind bei beiden Ausführungsformen (Fign. 1 bis 3 oder 4) ke'ine Schleifringe erforderlich, wenn ein Permanent-

magnet verwendet'^wi

Außer den vorstehend aufgeführten Beispielen sind noch weitere möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims

Syncro Corporation Lapeer Road Oxford, Michigan if8o51/USA 5. März 1971 Anwaltsakte M-I5ο9 Patent ansprüche

1.j Elektrischer Generator für einen Motor, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (12) mit einer Anzahl von am Umfang angeordneten Polen (18) bestückt ist, daß der Rotor (It) mit einer ersten Gruppe sich axial erstreckender Finger (32) versehen ist, welche in eine zweite Gruppe sich axial erstreckender Finger (34) eingreifen, wobei die erste (32) und die zweite Gruppe (3H) von Fingern sich in der gleichen Richtung gegen die Pole (18) erstrecken, daß der Rotor (14) einen Magneten (36) besitzt, um einen Magnetfluß von entgegengesetzter Polarität an die erste (32) und die zweite Gruppe (34) der Finger abzugeben, und schließlich dadurch, daß die zweite Gruppe von Fingern (34) ein Konstruktionsbestandteil eines vorhandenen Bauteils (3o) ist, das am Motor (27) eine unabhängige Funktion erfüllt und durch den Motor (27) gedreht wird.

2. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der j

Magnet (36) ein Permanentmagnet ist. j

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3. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (IU) einen Anker (28) mit einer ersten Gruppe von Fingern (32) besitzt und als Flachblechstapel ausgebildet ist.

i+. Generator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (36) aus einem zwischen dem Anker (28) und dem vorhandenen Bauteil (3o) angeordneten Permanentmagneten besteht.

5. Generator nach Anspruch H, dadurch gekennzeichnet, daß das vorhandene Bauteil ein Schwungrad (3o) ist und erste Mittel (22) zur Befestigung des Ankers (28) und des Magneten (36) am Schwungrad (3o) sowie zweite Mittel (26) zur Befestigung des aators (12) an einer anliegenden Fläche des Motors (27) besitzt.

6. Generator nach Anspruch 5_S dadurch gekennzeichnet, daß am Schwungrad (3o) eine Nabe (5o) ausgeformt ist, und daß die ersten Befestigungsmittel (22) einen Führungsring (UH) besitzet^, der zur richtigen Positionierung des Ankers (28) mit der Nabe (5ο) zusammenwirkt.

7. Generator nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, daß das vorhandene Bauteil ein Schwungrad (3o) ist.

8. Generator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwungrad (3o) einen ringförmigen Rand (33) besitzt, und daß die zweite Gruppe von Fingern (3U) durch sich axial erstreckende Nuten (35) begrenzt wird, die sich nur teilweise in radialer Richtung durch den Rand (33) erstrecken. _g

9. Generator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwungrad (3o) mit einer ersten Gruppe von Fingern (34a)

bestückt ist, die durch sich axial erstreckende und radial ; durchgehende Schlitze (35a) begrenzt sind, wodurch die erste ^;

Gruppe von Fingern (34a) am Umfang einzeln und getrennt sind.

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