DE3009279A1

DE3009279A1 - Elektrischer generator

Info

Publication number: DE3009279A1
Application number: DE19803009279
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dr.-Ing. 7759 Immenstaad Schustek
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1980-03-11
Filing date: 1980-03-11
Publication date: 1981-10-01
Also published as: JPS56150959A

Description

Elektrischer Generator
Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Generator nach der Gattung des Hauptanspruchs. überlicherweise wird ein solcher Generator von der Kurbelwelle aus über Riemenscheiben und einen Keilriemen angetrieben und umfaßt ein Erregersystem. Das hat den Nachteil, daß der Generator als separates Bauelement mechanischen Beschädigungen und der Verschmutzung ausgesetzt ist. Außerdem ist ein nicht geringer Aufwand fflr den-Antriebsmechanismus für den Generator erforderlich, auch dieser Mechanismus ist störanfällig. Das Erregersystem mit einer Erregerwicklung beansprucht einen wesentlichen Raumanteil des Generators und trägt in erheblichem Maße zum Generatorgewicht bei.
Vorteile der Erfindung Der erfindungsgemäße Generator mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß er innerhalb des Gehäuses des Antriebssystems mechanisch geschUtzt untergebracht ist und daß der Generator indirekt durch das Kühlsystem des Antriebs systems gekühlt wird und auf einer nahezu konstanten Betriebstemperatur gehalten wird. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß durch das Verwenden von Dauermagneten keine Erregerwicklung erforderlich ist und damit Platz für die Ausgangswicklung gewonnen und/oder an Gewicht für den Generator gespart wird, infolgedessen ist eine höhere Ausnutzung des Generators gegeben.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Generators mögffiich. Besonders vorteilhaft ist? daß der Generator zur Reduzierung des Gewichtes des Antriebssystems dadurch beiträgt, daß er mit dem Schwungrad integriert wird, und sich daher sein Gewicht allein auf das Gewicht des Stators beschränkt, wenn das Schwungrad als Rotor mit verwendet wird. Schließlich ist es nicht erforderlich, daß der Ständer den gesamten Rotorumfang bedeckt, dadurch ist eine raumsparende Bauweise des Generators möglich. Wenn der Stator in mehrere Segmente aufgeteilt ist, kann in vorteilhafter Weise an jedes der Segmente ein eigener Verbraucherkreis angeschlossen werden, beispielsweise Verbraucher mit einer anderen Spannungslage oder Wechselspannungsverbraucher.
Zeichnung Ein AusfUhrungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Figur 1 zeigt einen Blick in ein Motorgehäuse mit dem erfindungsgemäßen Generator und die Figuren 2, 3 und 4 Ausführungsbeispiele der Erfindung im einzelnen.
Beschreibung der Ausführungsbeispie] e Figur 1 zeigt den Aufbau eines heteiopolaren Generators, wie er für die Erfindung verwendet -st. Ein Stator 11 trägt eine Wechselstromwicklung 13. Die Wicklungen sind in der üblichen und bekannten Weise geschaltet. Die Wicklung 13 liegt in Nuten 15 zwischen Zähnen 16. Die Zähne 16 sind vom äußeren Umfang des Stators 11 her radial nach innen zum Mittelpunkt des Generators gerichtet. Innerhalb des Stators 11 ist ein Rotor 18, um eine Welle 17 drehbar, gelagert. Auch der Rotor weist Zähne 19 auf, die aber nach außen in Richtung zum Stator 11 gerichtet sind. Bei der Erfindung sind die Statorzähne 16 und er Rotor 18 geblecht, also lamelliert, ausgeführt. Bei dem Blick in das Gehäuse eines Fahrzeug-Antriebssystem, insbesondere auf das Schlfungrad und die Kupplung, sollen nur diejenigen Teile der an sich bekannten Anordnung beschrieben werden, die für das Verständnis der Erfindung von Wichtigkeit sind. Eine Kurbelwelle 21 mit einer Wange 22 ist mit Hilfe eines Gleitlagers 23 im Gehäuse 24 des Verbrennungsmotors gelagert. Auf das Motorgehäuse 24 ist ein Kupplungs- oder Getriebegehäuse 25 aufgesetzt, das unter anderem die Kupplung 26 enthält. Auch ein Schwungrad 27, das mit Hilfe von Schrauben 28 an die Kurbelwelle 21 angeflanscht ist, ist im Kupplungs/Getriebegehäuse 25 enthalten. Auf das Schwungrad 27 sind die Bleche des Rotors 18 aufgesetzt. Man erkennt in der figur 1 auch einen Zahn 19. In das Kupplungs-oder Getriebegehäuse-25 ist der Stator 11 eingesetzt. Man sieht einen Teil der Wicklung 13. Rotor 18 und Stator 11 stehen sich radial gegenüber. Die Zähne 16 des Stators 11 können statt dessen axial angeordnet sein, in diesem Fall stehen sich der Rotor 18 und der Stator 11 axial gegenüber.
Es ist nicht erforderlich, daß sich der Stator 11 über den gesamten Umfang des Rotors 18 erstreckt. Wegen des verhältnismäßig großen Durchmessers des Rotors 18, der durch den Durchmesser des Schwungrades 27 bedingt ist, kann die geforderte Generatorleistung von einem Stator 11 geliefert werden, der nur einen Teil des Umfangs des Rotors 18 bedeckt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Stator 11 nur über die obere Hälfte des Rotors 18 über etwa 1800. Dies ist aber nur ein Beispiel, andere Daten sind auch möglich oder können zweckmäßig sein. -Nicht dargestellt in der Zeichnung, aber ohne weiteres verständlich, ist die Möglichkeit, den Stator 11 in eine Mehrzahl von Segmenten aufzuteilen und entsprechend dem Stator-Kunplunv- oder teil 11 in Figur 1 anzuordnen. Jedes einzelne Segment kann dann beispielsweise einen eigenen Teil des Bordnetzes, beispieisweise mit.abweichender Spannungslage oder für einen Wechselspannungverbraucher, speisen.
Ein Zusammenschalten einzelner Segmente über einen Stromrichter zur Erzeugung einer mehrpulsigen Gleichspannung ist auch möglich.
Im Ausführungsbeispiel nach Figur 2 sind jeweils zwei Zähne 16 durch'einen Steg zu.einem Zähnepaar 116 zusammengefaßt.
Zwischen jedem Zähnepaar 116 und dem kreisbogenförmig ausgebildeten Teil des Stators 11 sind Dauermagnete 12 eingefügt.
Jeweils Zwei Zähnepaare 116a, 116b sind durch eine Wechselstromwicklung 13, die in die jeweilen Nuten 15 der Zähnepaare 116a und 116b eingelegt ist, miteinander zu einem Spannungserzeugungssystem verbunden. Für das magnetische Feld, das durch die Dauermagnete 12 ausgebildet wird, dient auf der einen. Seite der zwischen den beiden Dauermagneten 12 liegende Teil des Stators 11 und auf der anderen Seite der zugehörige Teil des Rotors 18 als magnetischer Rückschluß.
Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 3 sind Segmente 11a mit einem zum Erregen dienenden Dauerma;neten 12 und Segmente 11b mit einer Erregerwicklung 112 vorgesehen. Dieser Generator ist also zum leichteren Steuern der Ausgangsspannung des Generators gemischt erregt. Das Segment lla ist in radialer Richtung aufgetrennt, zwischen die beiden so entstandenen Teile ist der Dauermagnet 12 eingefügt. Die Wechselstromwicklung 13 ist so in die Nuten 15 eingelegt, daß sie den Dauermagnet 12 umschließt. Beim Statorsegment 11b sind wieder zwei Zähnepaare 116a, 116b vorgesehen, die aber hier ein fester Bestandteil des Segments 11b sind. Die Erregerwicklung 112 und gegebenenfalls eine Kompoundwicklung 14 sind um die Zähnepaare 116a, 116b in zugehörige Nuten 115 eingelegt. Für beide Segmente dient der Rotor 18 als magnetischer Rückschluß.
Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Lorenz-Maschine.
Elektrischer Generator Zusammentassung Es wird ein heteropolarer Generator für ein Batterieladesystem vorgeschlagen, der als Teil eines Schwungrades der Antriebsmaschine ausgebildet ist. Die Erregung erfolgt mit Dauermagneten. Ein solcher Generator ist besonders vorteilhaft bei Verbrennungsmotoren in Kraftfahrzeugen verwendbar.
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Claims

AnsprUche Von Von einem Fahrzeugantriebssystem antreibbarer Generator, insbesondere Wechselstromgenerator in einem Kraftfahrzeug, mit einem Stator und einem Rotor, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator als heteropolarer Generator ausgerührt und der Rotor (18.) am Schwungrad (27) des Antriebssystems befestigt ist, und daß zum Erregen des Generators Dauermagnete i (12) vorgesehen sind.
2. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauermagnete (12) an dem Stator (11) befestigt sind.
3. Generator nach einem der vorhergehenden AnsprUche, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich der Stator (11) des Generators Wicklungen (13) trägt.
4. Generator nach eindem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (18) im wesentlichen auf dem radialen äußeren Umfang des Schwungrades (27) befestigt ist.
5. Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (11) radial gegenüber dem äußeren Umfang des Rotors (18) am Gehäuse des Antriebssystems (24, 25) befestigt ist.
6. Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (11) axial gegenüber dem äußeren Umfang des Rotors (18) am Gehäuse des Antriebssystems (24, 25) befestigt ist.
7. Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (11) als Segment ausgebildet ist und nur einen Teil des Umfangs des Rotors (18) bedeckt.
8. Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (11) in mehrere Segmente mit Permanentmagneterregung und mit voneinander getrennten Wicklungen (13) aufgeteilt ist.
9. Generator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an die Wicklungen (13) jedes der Segmente des Stators (11) ein eigener Verbraucherkreis angeschlossen ist.
10. Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei nebeneinanderliegende Zähne (16) des Stators 41) vom kreisbogenförmigen Teil des Stators (11) getrennt und als Zähnepaar (116) mit Verbindungssteg ausgebildet sind und ein f)auermagnet (12) zwischen jedem Zähnepaar (116) und dem kreisbogenförmigen Teil (11) eingefügt ist und daß die Wicklung (13) durch die Nuten (15) zweier nebeneinanderliegender Zähnepaare (116a, 116b) gelegt ist.
11. Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erregung außer Dauermagneten (12) wenigstens eine Erregerwicklung (112) vorgesehen ist.
12. Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kompoundwicklung (14) vorgesehen ist.