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Wec1iselstromerzeaer mit einem rotierenden Dauermagneten Die Erfindung
bezieht sich auf einen Wechselstromerzeuger mit einem rotierenden Dauermagneten,
dessen Pole auf der Oberfläche des Dauermagneten vorgesehen sind, die einer mit
vorstehenden Polschuhen ausgestatteten Oberfläche eines ortsfesten Bauteils gegenüberliegen,
wobei die Zahl der Polschuhe des ortsfesten Bauteils gleich der Zahl der Pole des
rotierenden Dauermagneten ist.
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Die Erfindung besteht darin, dass der rotierende Dauermagnet die Borm
einer Platte hat, deren den in einer Ebene gelegenen Pol schuhen des ortsfesten
Bauteils gegenüberliegende Fläche radial magnetisiert ist.
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In der anliegenden Zeichnung zeigen die einzelnen Figuren: Fig. 1
den axialen Schnitt durch eine beispielsweise wusführungsform des Stromerzeugers
nach der Erfindung; Fig. 2 die perspektivische Ansicht des Rotors nach der Fig.
1; Fig. 3 die Draufsicht auf den Rotor nach der Fig. 2 mit dem flagnetisierungsschema;
Fig. 4 die perpektivische Ansicht des ortsfesten Bauteils nach der Fig. 1; Fig.
5 den axialen Schnitt durch einen üblichen Stromerzeuger und Fig. 6 die perspektivische
Ansicht des ortsfesten Bauteils nach der iig. 5.
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Die bisher bekannten, flach ausgebildeten Wechselstromerzeuger haben
in den meisten Fällen nur eine geringe Grösse und die in der Fig. 5 und 6 dargestellte
Konstruktion. Das ringförmige, ortsfeste Bauteil 1' weist auf seiner inneren, zylindrischen
Oberfläche vorstehende Polschuhe 2a', 2b' ..., 7a', 3b' auf. Ein zylindrischer,
innerhalb des ortsfesten Bauteils 1' rotierender, permanenter Magnet 5' weist auf
seiner dem ortsfesten Bauteil 1' zugekehrten Oberfläche magnetische Pole auf, deren
Zahl der Zahl der vorstehenden Pol schuhe des ortsfesten Bauteils entspricht. Immer
dann, wenn die Windungen der in dem ortsfesten Bauteil 1' enthaltene Spule 8' von
dem magnetischen Fluss des Rotors 5' gekreuzt werden, wird in den Leitungen 9a',
9b' der Spule ein Strom erzeugt.
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Versuche haben ergeben, dass vom magnetischen Gesichtspunkt aus die
Dicke des den permanenten Magneten bildenden Teil des Rotors nicht grösser zu sein
braucht, als die Hälfte des Abstandes zwischen den auf der Oberfläche des magneten
benachbarten magnetischen Polen. Wenn daher die Zahl der durch Magnetisierung auf
der Oberfläche des permanenten, rotierenden Magneten erzeugten magnetischen Pole
vergrössert und damit der Abstand zwischen benachbarten, magnetischen Polen verringert
wird,
kann die Dicke des permanenten Magneten entsprechend geringer bemessen werden.
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Wenn bei der in der Fig. 5 dargestellten Konstruktion die Dicke des
permanenten Magneten verringert wird, werden dadurch die Aussenabmessungen des Stromerzeugers
kaum beeinflusst und der Rotor kann leichter ausgeführt werden. Die von dem Stromerzeuger
erzeugte Spannung ist angenähert der Drehzahl des Rotors proportional und wenn diese
Drehzahl konstant ist, ist die Spannung der Grösse der Änderung des magnetischen
Flusses durch den Rotor, d. h. dem magnetisierten Bereiches proportional.Um bei
der Konstruktion nach der Fig. 5 den magnetisierten Bereich zu vergrössern, muss
der Durchmesser des Rotors vergrössert werden. Wenn aber dieser vergrössert wird,
werden Mängel hervorgerufen, wie die unnötige Vergrösserung des inneren Teils des
Rotors und bei einem Stromerzeuger mit kleinen Abmessungen ist die Vergrösserung
des Durchmessers nur wenig wirksam.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stromerzeuger geringer
Grösse unter Vermeidung dieser Nachteile zu konstruieren.
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Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis
4 der Zeichnung näher beschrieben: In der Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 ein
ortsfestes, ringförmiges Bauteil bezeichnet, das auf seiner Innenseite mit vorstehenden
Polschuhen 2a, 2b..., 3a, 3b aus weichem, magnetischem Material ausgestattet ist.
Innerhalb des ortsfesten-Bauteils befindet sich eine Spule 8. Der in der Fig. 2
dargestellte Rotor enthält einen scheibenförmigen Dauermagnet 5 aus Ferrit, dessen
dem ortsfesten Bauteil 1 gegenüberliegende Oberfläche radial magnetisiert ist, wie
dies die Fig. 3 erkennen lässt. An der anderen Oberfläche des scheibenförmigen Dauermagneten
liegt eine die Magnetscheibe tragende Scheibe 6 aus Yietall oder Kunststoff an,
mit deren mittlerem Teil eine
metallische, rotierende Antriebswelle
7a fest verbinden ist, die aden die Nagnetscheibe unterstützenden Flansch 7b aufweist.
Die Antriebswelle 7a des Rotors ist in einem mittig gelegenen Lager 4 des ortsfesten
Bauteils 1 drehbar gelagert. 9a und 9b sind die Zu- und Ableitungen der Spule 8.
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Mittels der Schraube 10 kann der Abstand zwischender Oberfläche der
Sole des ortsfesten Bauteils und dem Rotor eingestellt werden. Zum Antrieb des Motors
dient irgendeine gebräuchliche Vorrichtung. Bei dieser Konstruktion gilt, dass es
um so besser ist, je kleiner der Abstand zwischen dem Rotor und der Oberfläche der
vorstehenden Pol schuhe des ortsfesten Bauteils ist. Die erzeugte Spannung ist angenähert
umgekehrt proportional dem Quadrat des vorhandenen Abstandes. Bei der üblichen Konstruktion
ist es fast unmöglich, diesen Abstand nach dem Zusammenbau genau einzustellen und
es werden keine gleichemässigen Erzeugnisse erhalten. Dagegen kann mit der in der
Fig. 1 dargestellten Konstruktion mittels der Schraube 10 der Abstand zwischen dem
ortsfesten Bauteil und dem Rotor leicht und genau eingestellt werden, wodurch die
Genauigkeit des Erzeugnisses wesentlich verbessert wird.
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Beispielsweise betragen die Abmessungen eines Stromerzeugers für 20
Volt unter einer Belastung von 5 Kiloohm und einer Drehzahl von 1000 Umdrehungen
in der Minute bei der üblichen Konstruktion nachher Fig. 5 etwa 35 mm im Durchmesser
und 30 mm in der Höhe und bei der Konstruktion nach der Fig. 1 etwa 30 mm im Durchmesser
und 13 mm in der Höhe.Somit kann mit der Erfindung das Volumen eines Stromerzeugers
auf ein Drittel gesenkt werden.
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Der rotierende, permanente Magnet hat bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel
die Form einer Kreisscheibe, ber es könnte in Anpassung an die jeweiligen Umstände
auch irgend eine andere Form, z. B. die eines Quadrats, eines regelmässigen Sechsecks
oder dgl. haben. Die Magnetisierung muss nicht immer vom Mittelpunkt aus geradlinig
radial verlaufen, sie kann auch z. B. die Form eines Bogens haben. belbstverständlich
müssen
in diesem Fall die vorstehenden Eolschuhe des ortsfesten Bauteils eine entsprechende
Form erhalten.
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Die Dicke des Rotors bei einem Stromerzeuger nach der Erfindung ist
etwa gleich der Hälfte des Abstandes zwischen den Magnetpolen und daher hat der
Rotor kein grosses Volumen.
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Da das ortsfeste Bauteil den Rotor nicht umschliesst, kann fast der
ganze Hohlraum des ortsfesten Bauteils zur Aufnahme der Spule ausgenützt werden.
Verglichen mit der üblichen Konstruktion kann sodann bei gleicher Windungszahl der
Spule ein grösserer Durchmesser verwendet werden, oder bei gleicher Leistung kann
der Stromerzeuger in kleineren Abmessungen ausgeführt werden.
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Somit kann der kleine Stromerzeuger nach der Erfindung, verglichen
mit solchen bekannter Konstruktion extrem klein und leicht ausgeführt werden. Er
kann in weitem Bereich als ein beweglicher oder tragbarer Klein-Stromerzeuger benutzt
werden und hat sich daher gewerblich als sehr nützlich erwiesen.
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