DE2550416A1

DE2550416A1 - Staender fuer dauermagneterregte gleichstrommaschine

Info

Publication number: DE2550416A1
Application number: DE19752550416
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr Ing Volkrodt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-11-10
Filing date: 1975-11-10
Publication date: 1977-05-12

Description

Ständer für dauermagneterregte Gleichstrommaschine
Die Erfindung betrifft einen Ständer für eine dauermagneterregte Gleichstrommaschine. Kleine dauermagneterregte Gleichstrommotoren mit Drehmomenten unter etwa 15 Nm werden vor allem für Werkzeugmaschinen benötigt und übernehmen beispielsweise das Positionieren von Werkstücken und Werkzeugen oder das Hinfahren und Stellen anderer Arbeitsmittel. Von diesen Motoren wird Drehzahlstellbarkeit und eine hohe Dynamik bei möglichst kleinen Abmessungen und Preisen verlangt. Im wesentlichen sind die vorgenannten Motoren so ausgebildet, daß in dem ferromagnetischen Gehäuse des Ständers hartmagnetische Schalenmagnete eingeklebt sind. Die Luftspaltbreite in Umfangsrichtung ist dabei etwa gleich der Dauermagnetbreite, so daß BM < °,3 T und die PolabdeckungoL = 0,7 beträgt. Die für Gleichstrommaschinen kennzeichnende Größe für die Luftspaltinduktiono BL ist dabei meist kleiner als 0,21 T und somit weniger als halb so groß wie bei elektrisch erregten Maschinen. Im ähnlichen Verhältnis ist die Ausnutzung des aktiven Materials herabgesetzt Zusätzlich sind die direkt am Luftspalt liegenden Ferritschalen dem abmagnetisierenden Einfluß des Ankerquerfeldes unmittelbar ausgesetzt, worunter die Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit derartiger Maschinen leiden.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe den Ständer einer dauermagneterregten Gleichstrommaschine so auszubilden, daß die vorstehend genannten Nachteile ausgeschaltet sind und daß neben einer höheren Luftspaltinduktion noch weitere Vorteile erzielt werden. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in ein ferromagnetisches Gehäuse ein gegen dieses anliegender rohrförmiger Ferritmagnet eingesetzt ist, gegen diesen schalenförmige, den magnetischen Fluß sammelnde Bleche entsprechend der Polzahl anliegen und diese wiederum mit je einem zweiten, entsprechend der gewünschten Polabdeckung i bemessenen Flußkonzentratorblech abgedeckt sind. Durch diese Ausbildung des Ständers wird die Luftspaltinduktion etwa um das Verhältnis 1 : *1 größer als bei den oben genannten bekannten Maschinen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß plastische Ferritmagnete verwendet werden können, die im Kalanderverfahren zu wesentlich niedrigeren Preisen als harte Ferritmagnete hergestellt werden können und damit Kosteneinsparungen bringen. Die Induktion plastischer Ferritmagnete beträgt zwar etwa nur das 0,7fache im Vergleich zu keramischen Ferriten, jedoch erzielt man durch die mit der erfindungsgemäßen Anordnung erreichbare Flußkonzentraton ebenfalls eine relativ hohe Luftspaltinduktion.
Die Erfindung ist anhand der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert{. Dabei zeigen Fig. 1 einen Querschnitt durch eine herkömmliche Gleichstrommaschine in Schalenmagnetbauweise, Fig. 2 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Maschine und Fig. 3 einen Längsschnitt durch dieselbe.
In Fig. 1 bezeichnet 1 ein ferromagnetisches Ständergehäuse, in welches zwei Schalenmagnete 2 und 3 eingeklebt sind. Es ist ersichtlich, daß bei dieser bekannten Anordnung die Breite des Luftspaltes zwischen Anker und Magnetschalen etwa gleich der Breite der Dauermagnete ist, so daß sich, wie oben erläutert, eine relativ ungünstige Luftspaltinduktion ergibt.
In Fig. 2 ist ein ferromagnetisches Ständergehäuse mit 4 bezeichnet, in welches ein rohrförmiger Ferritmagnet 5 eingesetzt ist.
Gegen den Innenumfang desselben liegen schalenförmige Bleche 6 und 7 an, die der Polzahl entsprechen. Bei 8 ist der jeweilige Polwechsel angedeutet. Die Bleche 6 und 7 sind von je einem zweiten schalenartigen Blech 9 und 10 abgedeckt, die entsprechend der gewünschten PolabdeckungoL, bemessen sind. Vlie mit strichlierten Pfeilen angedeutet, sammeln die schalenförmigen Bleche 6 und 7 den magnetischen Fluß des rohrförmigen Magneten und leiten diesen an die Flußkonzentratorschalen 9 und 10 weiter über den Luftspalt zum Anker. Durch diese Flußkonzentration in Umfangsrichtung erhält man eine erhöhte Luftspaltinduktion.
Gehäuse 4, rohrförmiger Magnet 5 und die Schalen 6, 7, 9 und 10 sind durch Schrauben 11 miteinander verbunden, wodurch eine sichere Befestigung der Magnete gegeben ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn man den rohrförmigen Magnet 5 so bemißt, daß er mitsamt den Flußleitschalen beidseitig axial über das Ankerpaket 12 übersteht, also bis über die Wickelköpfe des Ankers reicht. Auch hier übernehmen die Flußleitschalen das Hinführen des Dauermagnetflusses aus den über das Ankerpaket herausstehenden Magnetbereichen, d.h. es erfolgt zu der vorstehend geschilderten Flußkonzentration in Umfangsrichtung zusätzlich eine solche in axialer Richtung. Durch diese Kombination der Flußkonzentration wird die Luftspaltinduktion weiter erhöht, so daß man selbst bei Einsatz plastischer Ferritmagnete eine Luftspaltinduktion in der Größenordnung von L i BL = 0,5 T und somit eine relativ hohe Ausnutzungsziffer erreicht.
Die erfindungsgemäße Anordnung hat neben der Erhöhung der Luftspaltinduktion noch folgende Vorteile: Die Flußkonzentratorschalen übernehmen den Querfluß und schützen die Magnete vor Abmagnetisierung. Weiterhin verteilen sie den Wärmefluß vom Anker auf größere Durchtrittsflächen durch die relativ schlecht wärmeleitenden Magnete in Richtung Gehäuseoberfläche.
Durch den beidseitigen axialen Überstand des Dauermagnetsystems über die Ankerwickelköpfe wird der über diesen befindliche Maschineninnenraum wirksam genutzt, was eine kompaktere Bauweise der Maschine ermöglicht.
3 Figuren 5 Ansprüche

Claims

PatentansPrtiche ständer fUr dauermagneterregte Gleichstrommaschine, dadurch gekennzeichnet, daß in ein ferromagnetisches Gehäuse (4) ein gegen dieses anliegender rohrförmiger Ferritmagnet (5) eingesetzt ist, gegen diesen schalenförmige, den magnetischen Fluß sammelnde Bleche (6, 7) entsprechend der Polzahl anliegen und diese wiederum mit je einem zweiten, entsprechend der gewünschten Dlabdeckungg. bemessenen Flußkonzentratorblech (9, 10) abgedeckt 1 sind.
2. Ständer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Teile durch Schrauben (11) fest gegeneinander anliegend miteinander verbunden sind.
3. Ständer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Magnet (5) mit seinen Flußleitschalen bis über die Wickelköpfe (13) des Ankers reicht.
4. Ständer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Verwendung eines harten Ferritmagneten.
5. Ständer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Verwendung eines plastischen Ferritmagneten.