DE3600544A1 - Elektrische wechselstromgeneratoren - Google Patents

Description

Elektrische Wechselstromgeneratoren

Die Erfindung betrifft sowohl einphasige als auch mehrphasige elektrische Wechselstromgeneratoren.

Ein elektrischer Wechselstromgenerator mit einem Läufer, einem mit Polzähnen versehenen Ständer und mindestens zwei mit den Zähnen des Ständers verbundenen Wicklungen ist bekannt, wobei jede dieser Wicklungen im wesentlichen gleich der anderen, jedoch von dieser oder diesen unabhängig ist, so daß im Falle des Ausfalls einer Wicklung die anderen weiterhin normal arbeiten.

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,.ι / Bei solch einem Generator besteht die Schwierigkeit, daß erhebliche Eisenverluste zwischen zwei benachbarten Enden der Wicklungen entstehen können, wodurch sich eine übermäßige Erwärmung des Ständers mit dem entsprechenden Wirkungsgradverlust ergibt.

Es ist ein Ziel der Erfindung, einen Wechselstromgenerator zu schaffen, bei dem die Eisenverluste erheblich verringert sind.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird ein elektrischer Wechselstromgenerator mit einem Läufer geschaffen, an den mehrere Polstücke über seinen Umfang mit konstanter Polteilung verteilt sind, und der einen mit Polzähnen versehenen Ständer und mindestens zwei mit den Zähnen des Ständers verbundene Wicklungen aufweist, die einander im wesentlichen gleich, jedoch unabhängig voneinander sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Wicklung von der benachbarten Wicklung durch einen Steg getrennt ist, dessen Bogenlänge gleich ist zwei Polteilungen oder einem ganzahligen Vielfachen davon.

Jeder Steg kann von mindestens einem vom Ständer getragenen nicht umwickelten Zahn gestützt werden.

Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen angegeben. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Endansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektrischen Wechselstromgenerators;

Figur 2 eine Endansicht wie die der Figur 1, jedoch

von einer zweiten Ausführungsform der Erfin-" dung;

Figur 3 eine Endansicht wie die der Figur 2, jedoch mit Darstellung einer dritten Ausführungs-

form der Erfindung.

Der in Figur 1 gezeigte Wechselstromgenerator ist ein Dreiphasenwechselstromgenerator und weist einen Läufer 20 auf, der von einem mehrzahnigen Ständer 23 und der ersten und zweiten Dreiphasenwicklung 24, 25 umschlossen wird, die mit einigen der Polzähne des Ständers verbunden sind.

Der Läufer 20 besitzt eine Anzahl von Permanentmagnet-Polstücken 21N, 21S, die so angeordnet sind, daß benachbarte Polstücke 21N, 21S von entgegengesetzter Polarität sind.

Der Ständer 23 ist aus mehreren zusammengestapelten Lamellen gebaut und weist ein zylinderförmiges Joch 26

auf, das 16 radial nach innen ragende Zähne 1 bis 16 trägt.
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Die erste Dreiphasenwicklung 24 ist mit den Zähnen 1 bis 6 und die zweite Dreiphasenwicklung 25 mit den Zähnen 9 bis 14 verbunden.

Die erste Dreiphasenwicklung 24 ist gleich, jedoch unab hängig von der zweiten Dreiphasenwicklung 25, die voneinander an einem Ende 28 durch die Zähne 7 und 8 und am anderen Ende 29 durch die Zähne 15 und 16 getrennt sind.

Der Umfangsabstand oder die Polteilung zwischen den beiden Zähnen 7 und 8 und 15 und 16 ist gleich den doppelten des entsprechenden Abstandes zwischen zwei benachbarten Zähnen 1 und 2, 2 und 3, 3 und 4, 4 und 5, 5 und 6, 9 und 10, 10 und 11, 11 und 12, 12 und 13, 13 und 14, die mit den beiden Dreiphasenwicklungen 24, 25 verbunden sind.

Die Zähne 7 und 8 sind miteinander durch einen Steg 30 verbunden, dessen Bogenlänge gleich ist zwei Polteilungen, d.h., gleich der Bogenlänge der beiden Polstücke 21N, 21S. Der Steg 30 wird von zwei Zähnen 7 und 8 gestützt, welche ihn mit dem Joch 26 des Ständers 23 verbinden. Die Länge des Steges 30 ist so bemessen, daß er stets einer gleichen Fläche der entgegengesetzt gepolten Polstücke 21N, 21S benachbart ist, und zwar unabhängig der Drehstellung des Läufers 20.

Die Zähne 15 und 16 sind auch durch einen Steg 31 miteinander verbunden, dessen Bogenlänge gleich ist zwei Polteilungen. Der Steg 31 wird ebenso durch die beiden Zähne 15 und 16 gestützt.

Im Betrieb werden die sogenannten Eisenverluste wie Wirbelströme, die in jedem der Zähne 7, 8, 15 und 16 sowie im Joch 26 auftreten können, weitgehend herabgesetzt, weil jeder Steg 30, 31 einen Magnetkreis bildet, und der in die Stege 30, 31 einströmende Magnetfluß im wesentlichen gleich ist dem Magnetfluß, der die Stege 30, 31 verläßt. Der Restmagnetfluß, der über die Zähne 7, 8, 15 und 16 zum Joch 26 übertragen wird, ist klein und erzeugt so weniger Wärme im Joch 26 als wenn die Stege 30, 31 nicht vorhanden wären.

Die zweite Ausführungsform der in Figur 2 gezeigten Erfindung ist fast in jeder Hinsicht gleich der der Figur 1, und Teile, die denen der Figur 1 gleich sind, tragen dieselben Bezugszeichen mit dem Zusatz 100.

Die beiden Stege 130, 131 sind miteinander verbunden, wobei jeder durch drei und nicht zwei nicht umwickelte Zähne gestützt werden, wobei ein dritter nicht umwickelter Zahn 50 mittig zwischen den Zähnen 107 und 108 und ein dritter nicht umwickelter Zahn 51 zwischen den Zähnen 115 und 116 angeordnet ist, so daß der Umfangsabstand zwischen den benachbarten nicht umwickelten

Zähnen 107 und 50, 50 und 108, 115 und 51, 51 und 116 gleich ist dem zwischen einen der benachbarten Zahnpaare der ersten und zweiten Dreiphasenwicklung 124 und 125.
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Die Bogenlänge eines jeden der beiden Stege 130, 131 ist jedoch noch immer gleich zwei Polteilungen oder eines gesamtzahligen Vielfachen davon.

Die in Figur 3 gezeigte dritte Ausführungsform der Erfindung ist fast in jeder Hinsicht gleich der der

Figur 1, und die Teile, die gleich sind denen der Figur 1 weisen die gleichen Bezugszeichen mit dem Zusatz 200 auf.

Jeder Brückensteg 230, 231 wird von einem mittig angeordneten einzigen nicht umwickelten Zahn 53, 54 gestützt. Die Bogenlänge eines jeden Steges 230, 231 ist jedoch noch immer gleich zwei Polteilungen oder einem ganzzahligen Vielfachen davon.

Obwohl jeder Steg in jeder der drei vorstehend beschriebenen Ausführungsformen als gleich zwei Polteilungen galt, erkennt der Fachmann, daß die Länge der einzelnen Stege nicht genau gleich zwei Polteilungen sein muß, um die vorteilhaften Wirkungen der Erfindung zu erzielen.

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Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE

1. Elektrischer Wechselstromgenerator mit einem Läufer, der mehrere Polstücke aufweist, die über seinen Umfang in konstanter Polteilung verteilt sind, einen mit Polzähnen versehenen Ständer und mindestens zwei mit den Ständerzähnen verbundene Wicklungen, die im wesentlichen einander gleich, jedoch unabhängig voneinander sind, dadurch gekennzeichnet , daß jede Wicklung (24, 25; 124, 125; 224, 225) von einer benachbarten Wicklung (25, 24; 125, 124; 225, 224) durch einen Steg (30, 31; 130, 131; 230, 231) getrennt ist, dessen Bogenlänge gleich zwei Polteilungen oder einem ganzteiligen Vielfachen davon ist.

2. Generator nach Anspruch 1, dadurch g e k-ennzeichnet , daß jeder Steg (30, 31; 130, 131; 230, 231) von mindestens einem nicht umwickelten Zahn (7, 8, 15, 16; 107, 108, 115, 116, 50, 51; * 52, 53) gestützt wird, der vom Ständer (23; 123; 223) getragen wird.

3. Generator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß zwei nicht umwickelte Zähne (7, 8, 15, 16) jeden Steg (30, 31) tragen.

4. Generator nach Anspruch 2, dadurch g e -

kennzeichnet, daß drei nicht umwickelte Zähne (107, 108, 50 und 115, 116 und 51) jeden Steg (130, 131) tragen.

5. Generator nach einem der vorhergehenden An-

sprüche, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Steg (30, 31; 130, 131; 230, 231) und jeder nicht

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umwickelte Zahn (7, 8, 15, 16; 107, 108, 115, 116, 50, 51; 52, 53) einstückig mit dem Ständer (23; 123; 223) ausgeformt ist.