DE3243243A1

DE3243243A1 - Synchronous machine

Info

Publication number: DE3243243A1
Application number: DE19823243243
Authority: DE
Inventors: Theodor 6128 Höchst Hörmansdörfer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-09-25
Filing date: 1982-11-23
Publication date: 1984-03-29
Also published as: DE3243243C2

Abstract

A synchronous machine having a stator which has a laminate stack with slots in which a stator winding is located. A rotor is constructed as a rotor with poles, and means are provided for essentially uniform magnetisation of the poles of the rotor in operation. The magnetisation means are constructed such that the ends of the poles of the rotor facing the laminate stack of the stator are magnetised in the same polarity in operation. In consequence it is possible for the magnetisation means to be arranged outside the rotor and they may even be stationary so that more space is available for a larger volume of permanent magnets. The rotor can be constructed very easily and is suitable for very high speeds. The efficiency of the machine is improved. (Drawing Fig. 1). <IMAGE>

Description

Synchronmaschine Synchronous machine

Die Erfindung betrifft eine Synchronmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art Es ist eine Synchronmaschine der betreffenden Art bekannt, bei der der Rotor permanentmagnetisierte Pole aufweist, wobei jeweils benachbarte Pole ungleichnamig sind. Ein derartiges Polrad hat den Nachteil, daß das Magnetvolumen des Polrades verhältnismäßig klein ist. Außerdem ist die Herstellung eines Polrades aus dauermagnetischem Werkstoff schwierig und teuer. The invention relates to a synchronous machine in the preamble of Claim 1 mentioned type It is a synchronous machine of the type in question known, in which the rotor has permanently magnetized poles, each adjacent Poles are dissimilar. Such a pole wheel has the disadvantage that the magnet volume of the pole wheel is relatively small. In addition, the production of a pole wheel made of permanent magnetic material difficult and expensive.

Schwierig ist auch die Montage des Polrades auf der Polradwelle.The assembly of the pole wheel on the pole wheel shaft is also difficult.

Außerdem haben derartige Synchronmaschinen bei Verwendung als Synchronmotoren den Nachteil, daß sie sich im stromlosen Zustand nicht frei durchdrehen lassen.In addition, such synchronous machines when used as synchronous motors the disadvantage that they cannot be turned freely in the de-energized state.

Es sind Synchronmaschinen bekannt, bei denen das Polrad durch eine entsprechende Wicklung magnetisiert wird, die über Schleifringe gespeist wird, Schleifringe führen jedoch zu besonderen Kosten und sind außerdem störanfällig. Sie eignen sich insbesondere auch nicht in den Fällen, in denen das Polrad in einer ÖIfüllun läuft. Außerdem ist ein besonderer Speisestrom erforderlich, der zu einem verringerten Gesamtwirkungsgrad dieser Synchronmaschine führt. Darüber hinaus ist die zulässige Höchstdrehzahl wegen der auF die Polradwicklung einwirkenden Fliehkräfte begrenzt. There are synchronous machines are known in which the pole wheel by a corresponding winding is magnetized, which is fed via slip rings, slip rings however, lead to special costs and are also prone to failure. You are suitable especially not in those cases in which the pole wheel is running in an oil fill. There is also a special feed stream required that to a reduced overall efficiency of this synchronous machine. In addition, is the maximum permissible speed due to the centrifugal forces acting on the rotor winding limited.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Synchronmaschine der betreffenden Art zu schaffen, die einfach. und billig, nicht störanfällig und für sehr hohe Drehzahlen geeignet ist. The invention is based on the object of a synchronous machine concerned kind of creating that easy. and cheap, not prone to failure and for very high speeds is suitable.

Die zu schaffende Synchronmaschine soll einen verbesserten Wirkungsgrad haben und sich im stromlosen Zustand frei durchdrehen lassen.The synchronous machine to be created should improve efficiency and can be turned freely in the de-energized state.

Die der Erfindung zugrundelieqende Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentansnruchs 1 angegebenen Lehre gelöst. The object underlying the invention is achieved by the characteristics of patent claim 1 given teaching solved.

Bei der erfindungsgemäßen Synchronmaschine sind die dem Blechpaket des Ständers zugewandten Enden der Pole-des Polrades gleichnamig magnetisiert, sie ste]len also immer entweder Nord-oder Südpole dar. Dadurch ist es möglich, die Mittel zur Magnetisierung der Pole im Gegensatz zu den bekannten Polrädern außerhalb des Polrades anzuordnen, so daß sich in dem Polrad weder eine Wicklung noch Permanentmagneten befinden müssen. Dadurch sind sehr hohe Drehzahlen zulässig, und außerdem steht außerhalb des Polrades genügend Raum für ein ausreichendes Volumen für permanentmagnetisches Material zur Verfügung. Der magnetische Rückschluß läßt sich in jedem Fachmann geläufiger Weise ausbilden, um eine über den gesamten Umfang des Luftspalts zwischen Polrad und Ständer gute magnetische Durchflutung zu erreichen. Das Polrad läßt sich bei Verwendung als Synchronmotor {echt durchdrehen. In the synchronous machine according to the invention, they are the laminated core of the stator facing ends of the poles - of the pole wheel magnetized with the same name, they so always represent either north or south poles. This makes it possible to use the means to magnetize the poles in contrast to the known pole wheels outside of the To arrange the pole wheel so that there is neither a winding nor permanent magnets in the pole wheel must be located. As a result, very high speeds are permissible, and also stands outside of the pole wheel there is enough space for a sufficient volume for permanent magnetic Material available. The magnetic return path can be more familiar to anyone skilled in the art Way to train one over the entire circumference of the air gap between the pole wheel and stand to achieve good magnetic flux. The pole wheel can be Use as a synchronous motor {really go crazy.

Der maanetische Rückfluß für das Polrad erstreckt sich zweckmäßigerweise von dem Polrad in Axialrichtung weg, dann radial nach außen und zur Außenseite des Blechpakets des Ständers, von wo der magnetische Kreis über den Luftspalt zwischen Ständer und Polrad geschlossen ist. Die Magnetisierungsmittel für die Pole des Polrades sind dabei zweckmäßigerweise in dem magnetischenRückschußangeordnet. Der Ort kann dabei grundsätzlich beliebig sein. Die Magnetisierungsmittel können aus einem Permanentmagneten bestehen, obwohl auch grundsätzlich die Verwendung von Elektromagneten möglich ist, die den Vorteil einer Regelung der Erregung haben, ohne daß dabei Schleifringe erforderlich wären. The mechanical return for the pole wheel extends expedient away from the pole wheel in the axial direction, then radially outwards and to the outside of the Laminated core of the stator, from where the magnetic circuit across the air gap between Stand and pole wheel is closed. The magnetization means for the poles of the pole wheel are expediently arranged in the magnetic backshot. The place can basically be arbitrary. The magnetizing means can consist of a permanent magnet exist, although in principle the use of electromagnets is also possible, which have the advantage of regulating the excitation without the need for slip rings would be.

Nach der Lehre des Anspruchs 5 ist der Permanentmagnet radial ein stationärer/magnetisierter Ringmagnet, dessen Innenfläche über einen Luftspalt einer zylindrischen Außenfläche einem axialen Polrad gegenüberliegt. Dabei kann der Ringmagnet zusammen mit dem Blechpaket des Ständers in einem vorzugsweise zylindrischen Gehäuse angeordnet sien, das ein Teil des magnetischen Rückschlusses darstellt und die genannten Teile in fester age hält. According to the teaching of claim 5, the permanent magnet is a radial stationary / magnetized ring magnet, the inner surface of which has a cylindrical outer surface facing an axial pole wheel. The ring magnet together with the laminated core of the stator in a preferably cylindrical housing arranged sien, which represents a part of the magnetic yoke and the mentioned Holds parts in a fixed age.

Eine andere Möglichkeit der Anordnung des Permanentmagneten besteht darin, daß dieser als axial magnetisierter Ringmagnet ausgebildet ist und mit einer Radialfläche über einen Luftspalt einer Radialfläche des Polrades gegenüberliegt. There is another possibility of arranging the permanent magnet in that this is designed as an axially magnetized ring magnet and with a Radial surface is opposite a radial surface of the pole wheel via an air gap.

Auf diese Weise entfällt ein längerer axialer Fortsatz des Polrades zur Herstellung des magnetischen Kontakts mit dem Ringmagneten über einen Luftspalt, so daß entweder ein größeres Volumen für permanentmagnetisches Material zur Verfügung steht re oder aber kleine/Abmessungen bei gleicher Leistung möglich sind.This eliminates the need for a longer axial extension of the pole wheel to establish magnetic contact with the ring magnet via an air gap, so that either a larger volume is available for permanent magnetic material is right or small / dimensions are possible with the same performance.

Eine andere Ano rdnunq des Permanentmagneten besteht darin, daß cr das slecllpaket des Ständers außen umschließt. Another ano rdnunq of the permanent magnet is that cr encloses the slecll package of the stand on the outside.

In diesem Fall steht besonders viel Raum für das permanentmagnetische Material zur Verfügung. Die Ausdehnung der gesamten Maschine ist größer, dafür jedoch die axiale Ausdehnung geringer. Der magnetische Rückschluß zum Polrad erfolgt dabei wieder über ein Gehäuse, das mit einer a>:ialen Stirnfläche einer entsprechenden Stirnfläche des Polrades gegenüberliegt, um so den magnetischen Kreis zu schließen.In this case, there is a particularly large amount of space for the permanent magnet Material available. The expansion of the entire machine is larger, however the axial expansion is less. The magnetic return to the pole wheel takes place again via a housing that has an a>: iale face of a corresponding Opposite face of the pole wheel in order to close the magnetic circuit.

Wird statt eines Permanentmagneten ein Elektromagnet zur Magnetisierung des Polrades verwendet, so kann dieser grundsätzlich in gleicher Weise wie ein Permanentmagnet angeordnet werden, wobei sich die Anordnung der Wicklung des Elektromagneten von selbst ergibt. Die Spule kann z.B. einen axialen zylindrischen Fortsatz des Polrades umschließen, der im Bereich seines Endes über einen Luftspalt einer Z~linderfäche eines magnetischen Rückschlusses gegenüberliegt. Zur Verbesserung des magnetischen Kreises ist es dabei auch zweckmäßig, daß die Spule von einem Tci des magnetischen stationären Rückschlusses untergriffen wird. Instead of a permanent magnet, it becomes an electromagnet for magnetization of the pole wheel is used, it can basically be used in the same way as a permanent magnet are arranged, the arrangement of the winding of the electromagnet of itself results. The coil can, for example, be an axial cylindrical extension of the pole wheel enclose, which in the area of its end over an air gap of a cylinder surface a magnetic yoke opposite. To improve the magnetic Circle, it is also useful that the coil of a Tci of the magnetic stationary inference is undercut.

Zur Magnetisierung des Polrades können Permanentmagneten und Elektromagneten gJeichzeitig verwendet werden, um den Grad der Magnetisierung regeln zu können. Die Spule kann dabei eine Verringerung des durch den Permanentmagneten bewirkten Flusses oder eine Vergrößerung bewirken. Permanent magnets and electromagnets can be used to magnetize the pole wheel Can be used at the same time in order to be able to regulate the degree of magnetization. The coil can reduce the amount caused by the permanent magnet Effect flow or an enlargement.

Die Spalte zwischen den Polen des Polrades entsprechen zweckmäßigerweise der Breite der Pole des Polrades. Dies ist besonders dann zweckmäßig, wenn zum Betrieb der Synchronmaschine als Synchronmotor der Ständerwicklung Gleichrichter vorgeschaltet sind, derart, daß in dem Blechpaket des Ständers bei Speisung der Ständerwicklung mit Wechselspannung ein pulsierendes umlaufendes Gleichfeld gebildet ist. Das bedeutet in diesem Fall, daß die Lücken zwischen den Polen des Polrades den durch die Gleichrichtung entfallenden gegensinnigen Polen entsprechen. Das umlaufende Gleichfeld nimmt somit synchron die gleichnamig magnetisierten Pole des Polrades mit, wobei natürlich die Polarität zwischen Polrad und Ständer ungleichnamig sein muß. The gaps between the poles of the pole wheel expediently correspond the width of the pole of the pole wheel. This is particularly useful when operating the synchronous machine as a synchronous motor of the stator winding rectifier are connected upstream in such a way that in the laminated core of the stator when feeding Stator winding with alternating voltage creates a pulsating continuous field is. That means in this case that the gaps between the poles of the pole wheel correspond to the opposing poles that are omitted due to the rectification. The circulating The constant field thus synchronously takes the poles of the pole wheel magnetized with the same name with, whereby of course the polarity between the pole wheel and the stator may not be the same got to.

Das Polrad braucht erfindungsgemäß keine Mittel zur Magnetisierung der Pole aufzuweisen, sondern lediglich den Fluß außerhalb angeordneter MagnetisierungsmitteJ zu dem Blechpaket des Ständers zu leiten. Das Polrad kann daher sehr einfach und sogar aus einem Stück gefertigt sein. Es kann z.B. ein zylindrisches Teil aus Eisen sein, in das axiale Nuten eingefräst sind. Eine solche Bauform ist in der Lage, außerordentlich hohe Zentrifugalkräfte aufzunehmen, so daß außerordentlich hohe Drehzahlen möglich sind. According to the invention, the magnet wheel does not need any means for magnetization of the poles, but only the flux outside of the magnetization center to lead to the laminated core of the stator. The pole wheel can therefore be very simple and even be made from one piece. For example, it can be a cylindrical part made of iron be machined into the axial grooves. Such a design is able to absorb extremely high centrifugal forces, so that extremely high Speeds are possible.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. The invention is based on exemplary embodiments on the basis of the drawing are explained in more detail.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Synchronmaschine im Axialschnitt, Fig. 2 zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbeispieles gemäß Fig. 1, Fig. 3 zeigt einen Rad i 1 sehn i. Lt durch die Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 1 und 2 im Bereich des Polrades', 'ig. 4 zeigt im Axialschnitt eine Abwandlung der Ausführungsformen gemäß den Fig. 1 und 2 mit permanenten und elektromagnetischen Magnetisierungsmitteln, Fig. 5 zeigt im Axialschnitt ein Ausführungsbeispiel ähnlich Fig. 1, jedoch mit elektrischer Magnetisierung, Fig. 6 zeigt eine Schaltung zur Erregung der Ständerwicklung, Fig. 7 zeigt im Axialschnitt ein Ausführungsbeispiel' mit geringer Axialausdehnung, Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel ähnlich dem in Fig. 7, Fig. 9 ist ein itadialschnitt durch Fig. 8 im Bereich des Polrades, Fig. 10 ist ein Axialschnitt und Fig. 11 ein Radialschnitt durch ein abyewandeltes Polrad mit einem Asynchronteil. Fig. 1 shows a first embodiment of an inventive Synchronous machine in axial section, Fig. 2 shows a modification of the embodiment according to Fig. 1, Fig. 3 shows a wheel i 1 see i. Lt through the exemplary embodiments according to FIGS. 1 and 2 in the area of the pole wheel ',' ig. 4 shows im Axial section a modification of the embodiments according to FIGS. 1 and 2 with permanent and electromagnetic magnetizing means, Fig. 5 shows a in axial section Exemplary embodiment similar to FIG. 1, but with electrical magnetization, FIG. 6 shows a circuit for exciting the stator winding, FIG. 7 shows an axial section an embodiment 'with low axial expansion, Fig. 8 shows an embodiment similar to that in FIG. 7, FIG. 9 is an itadial section through FIG. 8 in the region of the Pole wheel, FIG. 10 is an axial section and FIG. 11 is a radial section through a modified one Pole wheel with an asynchronous part.

In E8ig. 1 sitzt auf einer Welle 1 ein Polrad 2 mit Polen 3, wie das aus dem Radialschnitt in Fig. 3 ersichtlich ist. In E8ig. 1 sits on a shaft 1, a pole wheel 2 with poles 3, like which can be seen from the radial section in FIG.

Zwischen den Polen 3 befinden sich Nuten 4. Der Ständer weist ein Blechpaket 5 auf, in dem sich Nuten 6 befinden, in die eine Ständerwicklung 7 eingewickelt ist. In dem Radialschnitt nach Fig. 3 ist aus Gründen der Ubersichtlichkeit die Ständerwicklung 7 weggelassen.There are grooves 4 between the poles 3 Laminated core 5, in which there are grooves 6, in which a stator winding 7 is wrapped is. In the radial section according to FIG. 3, for the sake of clarity, the Stator winding 7 omitted.

Das Blechpaket 5 sitzt fest in einem zylindrischen Gehäuse 8, das die Außenseite des Blechpakets 5 magnetisch mit der Außenseite eines radial maynetisierten Permanentmagneten 9 verbindet, dessen Innenfläche 10 über einen Luftspalt 11 einer zylindrischen Außellfläclle 12 eines axialen Fortsatzes 13 des Polrades 2 gegenüberliegt. Zwischen dem Polrad 2 und Polen 14 des Blechpakets 5 befindet sici ein Luftspalt 15. The laminated core 5 is firmly seated in a cylindrical housing 8, which the outside of the laminated core 5 magnetically with the outside of a radially maynetic Permanent magnet 9 connects, the inner surface 10 of which via an air gap 11 a cylindrical outer surface 12 of an axial extension 13 of the Pole wheel 2 opposite. Located between the pole wheel 2 and poles 14 of the laminated core 5 sici an air gap 15.

Das Gehäuse 8 ist außen durch LagerschaJen 16 und 17 geschlossen, in denen sich Lager 18 und 19 befinden, in denen die Welle 1 gelagert ist. The housing 8 is closed on the outside by bearing shells 16 and 17, in which there are bearings 18 and 19 in which the shaft 1 is supported.

Wie aus Fiq. 3 ersichtlich, ist die Breite der Pole 3 gleich des Polrades 2 in Umfangsrichtung/der doppelten Breite eines Poles 14 und einer Nut 6 des Blechpakets 5. As from Fiq. 3, the width of the poles 3 is equal to the Pole wheel 2 in the circumferential direction / twice the width of a pole 14 and a groove 6 of the laminated core 5.

Aus Fig. 1 ist zu ersehen, daß ein magnetischer Kreis durch das Polrad 2, den Luftspalt 15, das Blechpaket 5, das Gehäuse 8, den Permanentmagneten 9, den Luftspalt 11 und den zylindrischen Fortsatz 13 des Polrades 2 gebildet ist. Der Permanentmagnet 9 sorgt für einen c3]eichmäBigen Gleichfluß in diesem magnetischen Kreis. From Fig. 1 it can be seen that a magnetic circuit through the pole wheel 2, the air gap 15, the laminated core 5, the housing 8, the permanent magnet 9, the Air gap 11 and the cylindrical extension 13 of the pole wheel 2 is formed. Of the Permanent magnet 9 ensures a calibrated constant flux in this magnetic Circle.

Fig. 2 zeigt eine Abwandluncj der Ausführungsform gemäß Fig. 1, gleiche Teile ind mit gleichen Bezugsziffern versehen. FIG. 2 shows a modification of the embodiment according to FIG. 1, the same Parts are provided with the same reference numerals.

Der wesentliche Unterschied besteht darin, daß die Synchronmaschine zu einer durch die Mitte des Polrades verlaufenden Radialebene spiegelbi1dlich ausgebildet ist, so daß zwei Permanentmagneten 9 vorhanden sind, die zwei magnetische Kreise speisen, die im Bereich des Blechpakets 5, des Luftspaltes 15 und des Polrades 2 parallel geschaltet sind. Auf diese Weise ist der magnetische Fluß im Bereich des Luftspaltes 14 entsprechend erhöht.The main difference is that the synchronous machine formed mirror-image to a radial plane running through the center of the pole wheel is, so that there are two permanent magnets 9, the two magnetic circuits feed in the area of the laminated core 5, the air gap 15 and the pole wheel 2 are connected in parallel. In this way the magnetic flux is in the area of the Air gap 14 increased accordingly.

Ein weiterer Unterschied besteht darin, daß am Fuß des Fortsatzes 13 Einschnürungen 20 vorgeshen sind, die ein seitliches Eintreten der Flußlinien aus dem Fortsatz 13 in das Blechpaket 5 verhindern sollen. Another difference is that at the foot of the appendix 13 constrictions 20 are provided, the lateral entry of the flow lines to prevent from the extension 13 in the laminated core 5.

Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, dag weitgehend dem gemäß Fig. 1 entspricht, gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen. Im Unterschied zu FiQ. 1 ist der Fortsatz 13 verlängert ausgebildet und von einer stationären Spule 21 umschlossen, die bei Speisung einen entsprechenden Fluß in dem Fortsatz 13 erzeugt, und zwar je nach Stromrichtung entweder den Fluß in dem magnetischen Kreis unterstützend oder verringernd. Mit der Spule 21 ist also eine Regelung möglich. Fig. 4 shows an embodiment that largely to the 1 corresponds to, the same parts are provided with the same reference numerals. In contrast to FiQ. 1, the extension 13 is formed and extended by a stationary coil 21 enclosed, which when fed a corresponding flux in the extension 13 generated, depending on the direction of flow either the flow in the supporting or reducing magnetic circuit. So with the coil 21 is a Regulation possible.

Fig. 5 zeigt eine Abwandlung der Fig. 4, gleiche Teile sind mit aleichen Bezugsziffern versehen. Ein Unterschied besteht darin, daß kein Permanentmagnet vorhanden ist. Außerdem ist eine Spule 22, die im Prinzip der Spule 21 gemäß Fig. 4 entspricht, von einem axialen zylindrischen Fortsatz 23,der Lagerschale 16 untergriffen, die einen Teil des magnetischen Rückschlusses bildet. FIG. 5 shows a modification of FIG. 4, identical parts are identical Provided with reference numbers. One difference is that there is no permanent magnet is available. In addition, a coil 22, which in principle corresponds to the coil 21 according to FIG. 4 corresponds, from an axial cylindrical extension 23, the bearing shell 16 engages under, which forms part of the magnetic return path.

Fig. 6 zeigt eine Schaltuncj für Einzelwicklungen 24-27 der Ständerwicklung 7, die über Dioden 28-31 gespeist sind, derart, daß in dem Blechpaket des Ständers bei Speisung der Ständerwicklung mit Wechselspannung ein pulsierendes umlaufendes Gleichfeld gebildet ist, wobei für die übliche Phasenverschiebung ein Kondensator 32 vorgesehen ist. 6 shows a circuit for individual windings 24-27 of the stator winding 7, which are fed via diodes 28-31, such that in the laminated core of the stator when the stator winding is supplied with alternating voltage, a pulsating rotating one Constant field is formed, with a capacitor for the usual phase shift 32 is provided.

Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein Polrad 33 auf einer Welle 34 sitzt, die in Lagern 35 und 36 gelagert ist, die von einem Gehäuse 37 gehalten sind, das ein Blechpaket 38 mit einer Ständerwicklung 39 hält. Fig. 7 shows an embodiment in which a pole wheel 33 on a Shaft 34 is seated, which is mounted in bearings 35 and 36 which are held by a housing 37 that holds a laminated core 38 with a stator winding 39.

An dem Gehäuse 37 sind innen axial magnetisierte Permanentmagneten 40 und 41 angebracht, die über Luftspalte 42 und 43 entsprechenden Radialflächen des Polrades 33 gegenüberliegen. On the inside of the housing 37 are axially magnetized permanent magnets 40 and 41 attached, the radial surfaces 42 and 43 corresponding via air gaps of the pole wheel 33 are opposite.

Es sind somit zwei macJnotische Kreise gebildet, in denen jeweils die Permanentmagneten 4() und 41 und Teile des Gehäuses 37 liegen und über das Blechpaket 38, einen Luftspalt 42 und das Polrad 33 parallelgeschaltet sind. Two macJnotic circles are thus formed, in each of which the permanent magnets 4 () and 41 and parts of the housing 37 are located above the laminated core 38, an air gap 42 and the pole wheel 33 are connected in parallel.

Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Polrad 43 auf einer Welle 44 sitzt, die in Lagern 45 und 46 gelagert ist, die von einem Gehäuse 47 gehalten sind, das gleichzeitig einen magnetischen Rückschluß darstellt. Fig. 8 shows an embodiment of the invention in which a pole wheel 43 sits on a shaft 44 which is mounted in bearings 45 and 46, which of a Housing 47 are held, which at the same time represents a magnetic return path.

Innerhalb des Gehäuses 47 ist ein Permanentmagnet 48 angeordnet, der radial magnetisiert ist und von dem aus sich nach innen ein Blechpaket 49 mit einer Ständerwicklung 50 erstreckt. A permanent magnet 48 is arranged within the housing 47, which is magnetized radially and from which a laminated core 49 extends inwards a stator winding 50 extends.

Der von dem radial magnetisierten Permanentmagneten 48 erzeugte Fluß fließt also durch das Blechpaket 49, einen Luftspalt 51, das Polrad 43, Luftspalte 52 und 53 und das Gehäuse 47. The flux generated by the radially magnetized permanent magnet 48 So flows through the laminated core 49, an air gap 51, the pole wheel 43, air gaps 52 and 53 and the housing 47.

Fig. 9 zeigt einen Radialschnitt durch Fig. 8 im Bereich des Polrades 43, des Blechpakets 49, des Ringmagneten 48 und des Gehäuses 47. In Fig. 9 ist aus Gründen der Ubersichtlichkeit die Ständerwicklung 50 weggelassen. FIG. 9 shows a radial section through FIG. 8 in the area of the pole wheel 43, the laminated core 49, the ring magnet 48 and the housing 47. In Fig. 9 is off For the sake of clarity, the stator winding 50 has been omitted.

Bei allen zuvor beschriebenen Ausführungsformen können die Pole zur Erzeugung einer Unwucht zentralunsymmetrisch angeordnet sein. Zum Beispiel kann das Polrad nur einen Pol aufweisen. Andererseits kann in umgekehrter Weise bei einem mehrpoligen Polrad ein Pol weggeiasse sein. Auf diese Weise ergibt sich eine Unwucht, die zur Erzeugung von Rotationsschwingungen erwünscht sein mag. In all of the embodiments described above, the poles can be used for Creation of an imbalance be arranged centrally asymmetrically. For example can the pole wheel have only one pole. On the other hand, in the opposite way for a multipole pole wheel to be omitted one pole. This results in an imbalance which may be desired to generate rotational vibrations.

Fig. 10 zeigt im Axialschnitt und Fig. 11 im Radialschnitt ein abgewandeltes Polrad, das z.B. bei der Ausführungsform gemäß L'ig. 1 in ents£>rechender Größenanpassung verwendet werden kann. Das Polrad weist einen zentralen zylindrischen Eisenkern 54 auf, in dem sich eine axiale Bohrung 55 befindet, in der eine Welle wie die Welle 1 in Fig. 1 einpreßbar ist. FIG. 10 shows a modified one in axial section and FIG. 11 in radial section Pole wheel, for example in the embodiment according to L'ig. 1 in corresponding arithmetic Resizing can be used. The pole wheel has a central cylindrical Iron core 54 in which there is an axial bore 55 in which a shaft how the shaft 1 in FIG. 1 can be pressed in.

Auf eine Zylinderfläche 56 ist ein Teil 57 aufgepreßt, das gemeinsam durch einen zylindrischen, geblechten Eisenkern 58 und von diesem aus sich radial nach innen erstreckende geblechte Pole 59 gebildet ist. Nuten 60 und 61 sowie zwischen den Polen 59 gebildete Zwischenräume 62 sind mit Aluminium ausgegossen, so daß in den Nuten o0 und 61 in bekannter Weise die Stäbe einer Käfigwicklung gebildet sind, die stirnseitig durch einen Ring kurzgeschlossen sind.A part 57 is pressed onto a cylinder surface 56, which together by a cylindrical, laminated iron core 58 and radially from this inwardly extending sheet metal poles 59 is formed. Grooves 60 and 61 and between the poles 59 formed spaces 62 are filled with aluminum, so that in the slots o0 and 61 are formed in a known manner, the bars of a cage winding, which are short-circuited at the front by a ring.

Innenflächen 6) der gebleciiten Pole 59 wie auch das in die Zwischenräume u2 eingegossene Aluminium bilden zusammen eine Zylinderfläche, die durch Abdrehen sehr genau ist und fest auf der Zylinderfläche 56 des zylindrischen Eisenkerns 54 sitzt. Inner surfaces 6) of the bleached poles 59 as well as that in the spaces u2 cast aluminum together form a cylinder surface, which by turning is very precise and firm on the cylindrical surface 56 of the cylindrical iron core 54 sits.

Die inneren Enden der Pole 59 brauchen aus magnetischen Gründen zwar nicht geblecht zu sein, jedoch ist die Herstellung der Pole 59 als Ansätze an den Blechen des zylindrischen Eisenkerns 58 besonders einfach und kostensparend, indem die Zwischenräume 62 zwischen den Polen 59 nicht besonders ausgearbeitet zu werden brauchen. Magn<'tische Nachteile sind mit dieser Ausführung praktisch nicht verhunden.The inner ends of the poles 59 need for magnetic reasons not to be laminated, however, the production of the poles 59 as approaches to the Sheets of the cylindrical iron core 58 particularly simple and cost-saving by the spaces 62 between the poles 59 not to be specially worked out to need. Magnetic disadvantages are practically not avoided with this design.

In Umfangsrichtung besteht zwar durch den zylindrischen Eisenkern 58 ein geringfügiger magnetischer Kurzschluß zwischen den äußeren Enden der Pole 59, jedoch ist dieser wegen der Größe der Nuten 60 und der in Umfangsrichtung verbleibenden dünnen Stege 64 und 65 nur gering, so daß er in der Praxis nicht weiter in Erscheinung grill. Oic Nuten 61 iffi Bereich der Pole 59 sind in UmfangsrichLung schmaler, so daß der Querschnitt der Pole 59 dadurch nicht wesentlich beeinträchtigt wird. In the circumferential direction there is indeed the cylindrical iron core 58 a slight magnetic short between the outer ends of the poles 59, but this is because of the size of the grooves 60 and the remaining circumferential thin webs 64 and 65 only slightly, so that in practice not further in appearance grill. Oic grooves 61 iffi area of the poles 59 are in the circumferential direction narrower, so that the cross section of the poles 59 is not significantly affected will.

Bei Betrachtung der Fig. 11 ist zu ersehen, daß das Polrad vier ausgeprägte Pole 59 ähnlich dem Polrad 43 gemäß Fig. 9 aufweist, denen im radial äußeren Bereich der zylindrische, geblechte Eisenkern 58 mit der Käfigwicklung überlagert ist. Auf diese Weise erhält der Läufer bei Schlupf z.B. während des Anlaufs in starkem Maße Asynchroncharakter, während bei sich verringerndem Schlupf die ausgeprägten Pole einen synchronen Umlauf sicherstellen. When looking at FIG. 11 it can be seen that the pole wheel has four distinct shapes Poles 59 similar to the pole wheel 43 according to FIG. 9, those in the radially outer area the cylindrical, laminated iron core 58 is superimposed with the cage winding. on In this way, the runner receives a large amount of slippage, e.g. during start-up Asynchronous character, while with decreasing slip the pronounced poles ensure a synchronous rotation.

Claims

A n 5 p r ü c h e (D synchronous machine, with a stator with a Laminated core with slots in which there is a stator winding, with a rotor, which is designed as a pole wheel, and with magnetization means for essentially constant magnetization of the poles of the pole wheel during operation, d u r c h it is indicated that the magnetization means are designed in such a way that that the laminated core (5) of the stator facing ends of the poles (3) of the pole wheel (2) are magnetized with the same name during operation.

2. Synchronous machine according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that a magnetic yoke is provided for the pole wheel (2), which moves away from the pole wheel in the axial direction, then radially outwards and to the outside of the laminated core (5t of the stator extended.

3. Synchronous machine according to claim 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the magnetization means for the poles (3) of the Po] rades (2) are arranged in the magnetic yoke.

4. Synchronous machine according to claim 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the magnetizing means for the poles of the Po] wheel consists of one Permanent magnets exist.

5. Synchronous machine according to claim 4, d a d u r c h g e -k e n n z E i c h n e t that the permanent magnet is a radially magnetized stationary ring magnet (9) is whose inner surface (10) over an air gap (11) of a cylindrical outer surface (12) of an axial extension (13) of the pole wheel (2) is opposite,

6. Synchronous machine according to claim 4, that the permanent magnet is an axially magnetized stationary ring magnet (40, 41), one radial surface of which lies close to a radial surface of the pole wheel (33) via an air gap (42, 43).

7. Synchronous machine according to claim 4, d a d u r c h g e -k e n n z E i c h n e t that the permanent magnet is a radially magnetized stationary ring magnet (48) which closes the laminated core (49) of the stator Nm.

8. Synchronous machine according to claim 7, d a d u r c h g e -k e n n z E i c h n e t that the radially magnetized ring magnet (48) from one of the magnetic Drawing conclusions Housing (47) is enclosed, the one axial Has end face, which via an air gap (53) of an axial end face of the Pole wheel (43) is opposite.

9. Synchronous machine according to one of claims 5 or 6, d a -d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that the radially magnetized ring magnet (9) together with the laminated core (5) of one of the stator in one part / magnetic yoke forming, preferably cylindrical housing (8) is arranged.

10. Synchronous machine according to claim 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the magnetization means for the poles (3) of the pole wheel (2) an electromagnet. exist.

11. Synchronous machine na (h claim 10, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the Eiektromagnet has a coil (21; 22) which has an axial enclosing the cylindrical extension (13) of the pole wheel (2) which has an air gap (11) is opposite a cylinder surface (10) of a magnetic yoke (9, 8, 5, 2).

12. Synchronous machine according to claim 11 d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that one extension (33) of the magnetic yoke (16, 8, 5, 2) the coil (22) engages below.

13. Synchronous machine according to claim 10, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that in addition to the electromagnet (21) also a permanent magnet one of claims 4 to 9 is provided (Fig. 4).

14. Synchronous machine according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the width of the grooves (4) between the poles (3) of the pole wheel (2) corresponds to the width of the poles (3) of the pole wheel (2).

15. Synchronous machine according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t that the synchronous machine to a radial plane is designed as a mirror image (Fig. 2, 7, 8).

16. Synchronous machine according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that to operate the synchronous machine as a synchronous motor of the stator winding (24-27) rectifiers (28-31) are connected upstream in such a way that in the laminated core (5) of the stator when the stator winding (7) is fed with alternating voltage circumferential constant field is formed.

17. Synchronous machine according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the pole wheel (2, 33, 43) is an essentially cylindrical part is made of iron, in which axial grooves (e.g. 4) are milled.

18. Sync'iron machine according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the width of a pole (3) of the pole wheel (2) is equal to the width a pole (14) and a groove (6) of the Bl.echpakets (5) of the stator or a multiple of which is.

19. Synchronous machine according to one of the preceding claims, d a it is indicated that the poles are used to generate an imbalance are arranged asymmetrically.

20. Synchronous machine according to claim 19, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the pole wheel has only one pole.

21. Synchronous machine according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the pole wheel has a cage winding on its circumference.

22. Synchronous machine according to claim 21, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the cage winding in slots (60, 61) of a substantially cylindrical, laminated iron core (58) is embedded, which surrounds the poles (59) or in this is included.

23. Synchronous machine according to claim 21, d a d u r c h g e -k e n n shows that the poles (59) are laminated and with the cylindrical iron core (58) form a part.

24. Synchronous machine according to claim 21, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the grooves (61) in the area of the poles (59) in the circumferential direction are narrower than in the area between the poles (59).

25. Synchronous machine according to claim 23, d a d u r c h g e -k e n n shows that the poles (59) extend radially from the cylindrical The core (58) consists of inwardly extending lugs, the inner surfaces of which are common a cylindrical surface (63) form on a cylindrical core (54) of the pole wheel sits.

26. Synchronous machine according to claim 25, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the area (62) between the poles (59) in the same way like die.Nuten (60t 61) in the cylindrical iron core (58) to form the cage winding is filled with aluminum.