DE3529398A1

DE3529398A1 - Elektromaschine

Info

Publication number: DE3529398A1
Application number: DE19853529398
Authority: DE
Inventors: John Michael The Reddings Cheltenham Gloucestershire Masterman
Original assignee: Dowty Fuel Systems Ltd
Current assignee: Dowty Fuel Systems Ltd
Priority date: 1984-08-17
Filing date: 1985-08-16
Publication date: 1986-02-27
Anticipated expiration: 2005-08-17
Also published as: IT1182814B; GB2163299B; FR2569316A1; GB8520348D0; GB2163299A; US4704552A; FR2569316B1; IT8548465A0; DE3529398C2; GB8421035D0

Description

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ELEKTROMASCHINE

Die Erfindung betrifft Elektromaschinen; insbesondere betrifft sie solche Elektromaschinen, die als Wechselstromgeneratoren bekannt sind und einen elektrischen Wechselstrom erzeugen.

Ein Wecheselstromgenerator kann von einer Antriebsmaschine angetrieben werden und, ehe Wechselstrom erzeugt werden kann, muß die Antriebsmaschine angelassen werden.

Erfindungsgemäß weist eine Elektromaschine folgende Baugruppen auf: ·
(1) einen Stator,
(2) elektrische Statorwicklungen,

(3) einen Dauermagnet-Rotor,

(4) eine vom Rotor getragene Welle, die mit einer Antriebsmaschine verbunden ist, wobei die Elektromaschine, wenn ihre Welle von einer Antriebsmaschine angetrieben wird, fj ^als Wechselstromgenerator arbeitet und einen elektri- -_% sehen Wecheslstrom erzeugt,

(5) einen Kommutator oder Kollektor an der Welle,

(6) mit dem Kollektor verbundene stromführende Kontaktbürsten,

(7) eine Vorrichtung, die mit den Kollektorlamellen und den elektrischen Statorwicklungen elektrisch verbunden ist, so daß die Maschine als Motor arbeitet, wenn die Kontaktbürsten an eine Gleichstromquelle angeschlossen sind, und die Welle sich zum Anlassen einer Antriebsmaschine dreht, die mit ihr verbunden ist.

Nach einem Merkmal der Erfindung weist diese Vorrichtung folgende Bauelemente auf:

(1) einen weiteren Kommutator oder Kollektor an der Welle, dessen Lamellen elektrisch entsprechend mit den Lamellen des ersten Kollektors verbunden sind,

(2) weitere mit dem zweiten Kollektor verbundene Kontaktbürsten, die elektrisch an die Statorwicklungen ange-

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Fig.	2
Fig.	3
Fig.	4
Fig.	5

schlossen sind.

Diese Vorrichtung kann auch aus drei entsprechend geschalteten Schleifringen bestehen.

Die Erfindung wird nachstehend näher anhand von zwei Ausführungsbeispielen erläutert. Alle in der Beschreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Die Zeichnungen zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Elektromaschine, wobei Teile ausgebaut wurden,

einen Schnitt durch die Maschine, einen Querschnitt durch den Stator der Maschine mit seiner Dreiphasenwicklung,

einen Verdrahtungsplan des Stators, ein Schaltbild der Maschine, Fig. 6 einen Anschlußplan der beiden Kollektoren der Maschine mit ihren elektrischen Verbindungen untereinander,

Fig. 7 ein Schaltbild einer elektrischen Maschine nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Nach den Fig. 1-6 der Zeichnungen weist die erste der beiden Maschinen ein Gehäuse 30, einen Stator 31 mit zwölf im gleichen Abstand voneinander angeordneten Polstücken sowie einer dreiphasigen Statorwicklung 32 in Sternschaltung auf.

Eine Welle 33 ist drehbar im Gehäuse gelagert und an einem Ende 34 an etwa einen nicht gezeigten Motor angeschlossen, der ihre Drehung bewirkt, wenn die Elektromaschine als Wechselstromgenerator arbeiten soll.

Ein mehrpoliger Dauermagnet-Rotor 35 ist im Stator 31 angeordnet und auf der Welle 33 befestigt, wodurch er sich mit dieser dreht.

Die Welle 33 trägt ebenfalls zum Mitdrehen einen ersten Polwender oder Kollektor 36 sowie einen zweiten Polwender oder Kollektor 37. Beide Kollektoren sind im Abstand voneinander angeordnet.

Der erste Kollektor 36 weist sechs elektrische Kontaktbürsten 3.8,39-,40.,41,42 und 43 auf, von denen nicht alle in den Fig. 1 und 2 zu sehen sind. Ferner besitzt er auch vierundzwanzig Kollektorlamellen 1B,2C,...24B (Fig.6).

Der zweite Kollektor weist vier Kontaktbürsten 44,45,46,47 auf, die nicht alle in den Fig. 1 und 2 sichtbar sind. Auch er besitzt vierundzwanzig Kollektorsegmente 1A, 2A, ...24A (Fig. 6) ,

Eine dreiphasige Statorwicklung in Sternschaltung (Fig. 4) ist direkt an einen Ausgangskreis über die Bürsten des ersten Kollektors angeschlossen.

Wenn die Welle 33 durch, etwa, einen Motor angetrieben wird, dreht sich der Dauermagnet-Rotor 35 gegenüber der dreiphasigen Statorwicklung 32. Ein Drehstrom mit den Phasen A, B und C wird somit in die Statorwicklungen induziert, wobei die Maschine als Wechselstromgenerator arbeitet. Nach den Fig. 5 und 6 liegt die Phase A direkt am Ausgangskreis über die Klemmen der Bürsten 40 und 43 an. Die Phase B ist direkt mit dem Ausgangskreis über die Klemmen der Kontaktbürsten 39 und 42 verbunden, und die Phase C an den Ausgangskreis über die Klemmen der Bürsten 38 und 41 angeschlossen.

Damit kann der im Ausgangskreis durch die Maschine erzeugte Drehstrom einem nicht gezeigten Gleichrichter eingespeist werden, wenn Gleichstrom erforderlich ist.

Der Zweck der beiden Kollektoren besteht darin, daß die Maschine als Gleichstrommotor arbeiten kann, um die Kraftmaschine anzulassen, damit die Elektromaschine danach als

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Wechselstromgenerator arbeiten kann.

Die Segmente 1A,2A,...24A des zweiten Kollektors sind mit den Segmenten 1B,2B,...24B wie in Fig. 6 gezeigt verbunden, Ein Pol einer Versorgungskreisspannung kann an die Kontaktbürsten 44 und 46 und der andere Pol an die Kontaktbürsten 45 und 47 gelegt werden.

Wenn der Motor der Welle 33 nicht läuft und angelassen werden muß, so daß die Elektromaschine anschließend als Wechselstromgenerator arbeiten kann, dann werden die Kontaktbürsten 44,45,46 und 47 mit Gleichstrom versorgt. Dieser Gleichstrom wird über den ersten Kollektor 37 zur Statorwicklung geleitet. Die in der Wicklung auftretenden elektrischen Ströme bewirken, daß sich der mehrpolige Dauermagnet-Rotor dreht. Diese Drehung bewirkt eine Drehung der Antriebsmaschine und damit auch deren Anlaufen.

Fig. 7 zeigt, daß sich die zweite Elektromaschine von der vorstehend anhand der Fig. 1-6 beschriebenen darin unterscheidet, daß sie anstelle des ersten Kollektors drei entsprechend beschaltete Schleifringe 51,52,53 aufweist.

Wo die vorstehend beschriebenen Elektromaschinen in Verbindung mit Motor eingesetzt werden sollen, die eine verhältnismäßig lange Gebrauchslebensdauer aufweisen, ehe sie abgeschaltet werden, sind Vorrichtungen vorgesehen, um einen unnötigen Bürstenverschleiß und eine Wärmeerzeugung an den Kollektoren zu vermeiden, besonders wenn ein Betrieb in großer Höhe vorgesehen ist. Diese Vorrichtungen können eine Kupplung aufweisen, welche den Dauermagnet-Rotor vom Kollektor oder den Kollektoren des sich drehenden Aggregats trennen würde, wenn die Drehzahlen einen bestimmten Wert überschreiten, die kleiner sind als die Minimale Motordrehzahl beim Normalbetrieb als Wechselstromgenerator. Andererseits können solche Vorrichtungen auch andere geeignete Einrichtungen sein, z.B. drehspulbetriebene oder zentrifugalbetriebene Einrichtungen mit einer erfor-

1 derlichen Hysterese, welche die Bürsten vom Kollektor oder den Kollektoren abheben sollen, wenn die Drehzahlen einen bestimmten Wert überschreiten, der geringer ist als die minimale Motordrehzahl bei Normalbetrieb als Wechselstrom-

5 generator.

- Leerseite -

Claims

Patentansprüche

1. Eine Elektromaschine mit

(1) einem Stator,
(2) elektrischen Wicklungen am Stator,

(3) einem Dauermagnet-Rotor,

(4) einer vom Rotor getragenen Welle, die mit einer Antriebsmaschine verbunden ist; wenn die Welle durch eine Antriebsmaschine angetrieben wird, arbeitet die Elektromaschine als Wechselstromgenerator und erzeugt Wechselstrom,

(5) einem Kollektor auf der Welle,

(6) mit dem Kollektor verbundene Kontaktbürsten, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (36) mit

den Lamellen (1A,2A, 24A) des Kollektors (37) sowie

mit der elektrischen Wicklung (32) des Stators (31) verbunden ist, so daß die Elektromaschine, wenn die Kontaktbürsten (44,45,46,47) mit einer Gleichstromquelle verbunden sind, als Motor arbeitet, und die Welle I

(33) sich zum Starten einer Antriebsmaschine dreht, die -_s mit ihr verbunden ist.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung folgende Elemente aufweist:

(1) einen weiteren Kollektor (36) auf der Welle (33), dessen Lamellen (1B,2B,...24B) elektrisch mit den Lamellen (1A,2A,...24A) des ersten Kollektors (37) verbunden sind, und
(2) weitere Kontaktbürsten (38,39,40,41,42,43), die mit dem zweiten Kollektor (36) und der elektrischen Wicklung (32) des Stators (31) verbunden sind.

3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung drei entsprechend beschaltete Kollektorringe (51,52,53) aufweist.

4. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kupplung vorgesehen ist,

welche den Dauermagnet-Rotor (35) vom Kommutator (37) oder den Kommutatoren (37,36) trennt.

5. Maschine nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung vorgesehen ist, welche die Kontaktbürsten (44,45,46,47;38 ,39 ,40,41,42,43) vom Kollektor (37) oder den Kollektoren (37,36) abhebt.

10 15

20 25 30 35