DE2846224A1 - Schleifringloser drehstromgenerator - Google Patents

Schleifringloser drehstromgenerator

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Publication number
DE2846224A1
DE2846224A1 DE19782846224 DE2846224A DE2846224A1 DE 2846224 A1 DE2846224 A1 DE 2846224A1 DE 19782846224 DE19782846224 DE 19782846224 DE 2846224 A DE2846224 A DE 2846224A DE 2846224 A1 DE2846224 A1 DE 2846224A1
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DE
Germany
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winding
phase generator
claw
pole wheel
excitation winding
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Ceased
Application number
DE19782846224
Other languages
English (en)
Inventor
Wolfgang Dipl Ing Dr Kofink
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Publication of DE2846224A1 publication Critical patent/DE2846224A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00Synchronous motors or generators
    • H02K19/16Synchronous generators
    • H02K19/22Synchronous generators having windings each turn of which co-operates alternately with poles of opposite polarity, e.g. heteropolar generators
    • H02K19/24Synchronous generators having windings each turn of which co-operates alternately with poles of opposite polarity, e.g. heteropolar generators with variable-reluctance soft-iron rotors without winding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Synchronous Machinery (AREA)

Description

  • Schleifringloser Drehstromgenerator
  • Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem schleifringlosen Drehstromge* rator nach der Gattung des Hauptanspruchs. Schleifringlose Drehstromgeneratoren sind in Form von Klauenpolgeneratoren mit schleifringloser Erregermaschine sowie als Generator mit schleifringlosem -Leitstückläufer bekannt.
  • Der Drehstromgenerator mit Erregermaschine verfügt anstelle des stets einem gewissen Verschleiß unterliegendem Schleifringteil über eine separate Erregermaschine, die fiir sich selbst wieder einen kleinen Drehstromgenerator darstellt, bei der aber die Dreiphasen wicklung umläuft und die Erregerwicklung feststeht. Dieser aus der umlaufenden D reipha senwicklung der Erregermaschine kommende Strom wird durch Dioden gleichgerichtet und dient zur Speisung der selbst mit umlaufenden Erregerwicklung, die zusammen mit zwei Klauenpolhälften, die sie beidseitig umschließen, auf der angetriebenen Generatorwelle sitzt. Der Regler regelt bei dieser bekannten schleifringlosen Ausführung eines Drehstromgenerators die feststehende Erregerwicklung der mit dem Läufer umlaufenden zusätzlichen Erregermaschine.
  • Ein solcher schleifringloser Drehstromgenerator ist vergleichsweise aufwendig und benötigt eine Vielzahl von Einzelteilen.
  • Die zweite bekannte Ausführungsform eines schleifringlosen Generators mit Leitstückläufer verfügt weder über ein eigenes Lager noch über eine separate Erregermaschine. Bei dieser Ausführungsform sitzt die Erregerwicklung als feststehende Baukomponente auf einem ebenfalls feststehenden Innenpol im Zentrum des Generators. Die Ständerwicklung befindet sich außen. Zwischen dem Innenpol und dem Ständer dreht sich der Leitstückläuferl der aus zwei Polhälften mit einer vor gegebenen Anzahl von klauenfö rmigen, ineinandergreifenden Polen besteht. Die Polhälften sind durch einen Ring aus unmagnetischem Stahl verbunden. Eine topfförmig ausgebildete Polhälfte verfügt über einen nabenförmigen Boden, an welchem der Leitstückläufer auf der Schneckenwelle eines Getriebes befestigt ist, an welchetn der gesamte Generator angeflanscht ist. Der Generator mit Leitstückläufer verfügt über keine eigenen Lager; er erregt sich durch den feststehenden Innenpol, dessen Feld durch den Vorerregerstrom zunächst verstärkt wird. Das Erregerfeld magnetisiert den umlaufenden Leitstückläufer, dessen schwankender Magnetfluß in der Drehstromständerwicklung die dreiphasige Wechsel spannung hervorruft, die dann in bekannter Weise durch Dioden gleichgerichtet wird. Ein solcher Generator mit schleifringlosem Leitstückläufer ist nur für spezielle Anwendungsfälle verwendbar, beispielsweise für die Speisung von Eisenbahn-Lichtanlagen und verfügt im Grunde über keine eigene Welle für die Läuferlagerung.
  • Vorteile der Erfindung Der erfindungsgemäße schleifringlose Drehstromgenerator mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß sich ein besonders einfacher, aber wegen der fehlenden Schleifringe im wesentlichen praktisch wartungsfreier Dreht stromgenerator ergibt, der einwandfrei drehzahlfest ist und weite hend unter Verwexrdung von Serienteilen hergestellt ist. Der erfindungsgemäße Drehstromgenerator ist einfach aufgebaut und basiert wie die bekannten schleifringlosen Generatoren auf dem Grundprinz zip von Flußschwankungsmaschinen. Er verfügt über einen hohen Wirkungsgrad, da sich für den Magnetfluß von der feststehenden Erregerwicklung auf den Läufer eine sehr große verfügbare Fläche ergibt. Die Zentrierung zwischen Läufer mit Innenkern einerseits zur feststehenden Erregerwicklung und zur feststehenden Ständerwicklung andererseits ist einfach, da der erfindungsgemäße Drehstromgenerator über eine eigene, bevorzugt beidseitig im Generatorgehäuse gelagerte Welle verfügt.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Drehstromgenerators möglich.
  • Z zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Die Zeichnung zeigt im Querschnitt in im wesentlichen schematischer, hauptsächlich den Ständerwicklungs-, Erregerwicklungs- und Läuferbereich darstellender Form eine Teildarstellung des bevorzugten Au sführungsbei spiels.
  • Beschreibung der Erfindungsbeispiele Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin, den Läufer einer schleifringlosen Lichtmaschine bzw. eines Drehstromgenerators als Klauenpolrad auszuführen und mit einem zugeordneten Innenkern auf der angetriebenen Generatorwelle zu lagern, wobei die feststehende Erregerwicklung, der so der geregelte Erregerstrom ohne Schwierigkeiten zugeführt werden kann, mit dem Innenkern und dem angrenzenden Teil des Klauenpolrads einen Luftspalt bildet. Ein weiterer Luft spalt bildet sich zwischen der jeweiligen Klaue des Klauenpolrads und der Ständerwicklung, wodurch die Fluß schwankungen bewirkt werden, die zur Induzierung des Dreiphasen-Wechselstroms in der Ständerwicklung führen.
  • Inder Agist mit 1 die Welle des erfindungsgemäßen Drehstromgenerators bezeichnet, die in Lagern 2 und 3 beidseitiger Lagerschilde 4 und 5 des Drehstromgenerators gelagert ist. Die Lagerschilde verfügen außen über sich aufeinander zu erstreckende Ringflansche 4a, 5a, die, gegebenenfalls unter Zwischenfügung eines weiteren Ringflansches oder Teilzylinders 6 zusammengespannt sind, und zwar mit Hilfe von über den Umfang verteilt angeordneten, mit 7 bei zeichneten Spannschrauben.
  • Die äußeren Ringflansche 4a, 5a sowie der Teilzylinder 6 nehmen den Ständerteil 8 des Drehstromgenerators mit Ständerwicklung 9 auf und lagern diesen, desgleichen ist an den Lagerschilden in sicht näher bezeichneter Weise eine Stirnscheibe oder ein Halteteil 10 gelagert, welches die feststehende Erregerwicklung 11 mit ihrem zu geordneten, aus magnetischem Material bestehenden Bett 12 trägt.
  • Der Läufer 13 besteht aus einem Klauenpolrad 14, welches auf der Welle 1 sitzt und angrenzend an einen massiven Innenkern 15 angel ordnet ist. Das Klauenpolrad 14, dessen Aufbau für sich gesehen bew kannt ist und aus einem Nabenteil mit äußeren klauenartig ausgebil deten Polen besteht, rotiert mit dem Innenkern 15 und überträgt so den von der Erregerwicklung 11 ausgehenden Magnetfluß in Forxfl von durch die einzelnen Klauen bewirkten Fluß schwankungen auf die Erregerwicklung 9. Wie in der Zeichnung dargestellt, bilden sich zwei Luftspalte, nämlich ein Luftspalt A zwischen den Klauen des Klauenpolrads 14 und der Ständerwicklung sowie ein Luftspalt B zwischen der Erregerwicklung bzw. ihrem bettartigen Trägerteil 12 und dem angrenzenden Innenkern 15 sowie dem Seitenbereich des Klauenpolrads, der gebildet ist von dessen Nabe. Es ergibt sich bezüglich des Luftspaltes B eine praktische Umfassung der Erregerwicklung von zwei Seiten, was zur Verringerung von Verlusten bei trägt.
  • magnetische F ß reis Der gebildete sc ie t sich entlang der Pfeile C, also von der Erregerwicklung 11 mit Wicklungsträger 12, Luftspalt B und Innenkern 15 auf die Nabe des Klauenpolrades 14 sowie auch direkt entlang dem Pfeil C' zur Polradnabe, von dort über den Luftspalt A zur Ständerwicklung 8 und über das mittlere zylindrische Teilstück 6 zum Halteteil 10 und zurück zur Erregerwicklung. Sämtliche dieser Teile bestehen aus magnetisch leitendem Material.
  • Der erfindungsgemäße Drehstromgenerator ist drehzahlfest und verfügt, obwohl in schleifringloser Ausführung, über einen kostengünstigen, einfachen Aufbau.

Claims (5)

  1. PATENTANSPRUCHE chleifringloser Drehstromgenerator, insbesondere Lichtmaschine für bewegliche Einheiten, Kraftfahrzeuge u. dgl., mit einer feststehenden Ständerwicklung und- einem angetriebenen Läufer, der in der StänderwickluSg aufgrund von von einer Erregerwicklung herrührenden magnetischen Fluß schwankungen eine elektrische Spannung induziert, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (13) gebildet ist von einem Klauenpolrad (14), daß das Klauenpolrad (14) auf der angetriebenen und mindestens einseitig im Generatorgehäuse (4, 5) gelagerten Welle (1) sitzt und daß die wie die Ständerwicklung (8) feststehende Erregerwicklung (11) unter Bildung eines Luftspaltes (B) zwischen dem rotierenden Klauenpolrad (14) und der von den Klauen des Klauenpolrads (14) überstrichenen Ständerwicklung (8) sitzt.
  2. 2. Drehstromgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß angrenzend an die Nabe des Klauenpolrads (14) ein aus magnetisch leitendem Material bestehender Innenkern (15) angeordnet und auf der Generatorwelle (1) gelagert ist und daß die Erregerwicklung (11) einen größeren Teil des Luftspaltes (B) zum Klauenpolrad (14) mit der Zylinderfläche des Innenpols bildet.
  3. 3. Drehstromgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Generatorwelle (1) beidseitig in Lagern (2, 3) von Lagerschilden (4, 5) gehalten ist und daß ein Halteteil (10) für den die Erregerwicklung (11) umfassenden und lagernden Träger (12) an nach innen vorspringenden Ringflanschen (4a, Sa) der Lagerschilde (4, 5) befestigt ist.
  4. 4. Drehstromgenerator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (12) für die Erregerwicklung (11) einen bettförmigen Ausschnitt zur Aufnahme der Erregerwicklung aufweist und über einen an die Nabe des Klauenpolrads unter Bildung eines Teilluftspaltes angrenzenden radialen Stirnflächenbereich (12a) verfügt.
  5. 5. Drehstromgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Klauenpolrad über eine Mehrzahl von klauenartig ausgebildeten Polen verfügt.
DE19782846224 1978-10-24 1978-10-24 Schleifringloser drehstromgenerator Ceased DE2846224A1 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4611139A (en) * 1982-09-29 1986-09-09 Motorola, Inc. Axial air gap brushless alternator

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2548313A1 (de) * 1975-10-29 1977-05-05 Bosch Gmbh Robert Elektrische maschine mit klauenpolen

Patent Citations (1)

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