DE3640609A1 - Permanentmagnetischer rotor fuer einphasen synchronmotor - Google Patents

Permanentmagnetischer rotor fuer einphasen synchronmotor

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DE3640609A1
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Erwin Sander
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    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
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    • H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/2726—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of a single magnet or two or more axially juxtaposed single magnets
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    • H02K21/16—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures having annular armature cores with salient poles

Description

2. Die Erfindung betrifft die Konstruktion eines permanentmag­ netischen Rotors für 2polige Einphasen-Synchronmotoren, bei dem der innere Teil des Rotors (4) aus Ferrit gefertigt, außen jedoch Segmente (5) aus einem Material höherer Flußdichte "B" aufgebracht werden. Die Flußdichte des Ferritrotors (4) und die der aufgebrachten "Selten Erdmetall" Segmente (5) addieren sich und zeigen ein gutes Anlaufverhalten des Motors.
3. Stand der Technik
3.1 Einphasen-Synchronmotoren die mit einem permanent magnetischen Rotor ausgerüstet sind, sind bekannt. Es werden hierzu in der Regel Ferrit aus isotropen und anisotropen Material verwendet.
Siehe hierzu Literaturhinweis:
Selbstanlaufender Synchronmotor mit dauermagnetischem Läufer VDE Fachbereichte 1970 Band 26 Seite 70-75.
Der Nachteil dieser an sich preiswerten Ferrite ist die geringe Flußdichte "B", die bis max. 380 mT serienmäßig angeboten wird. Erfahrungsgemäß können diese aber nur bis zu einem Durch­ messer "D" von max. 20 mm bei einer Frequenz "f" von 50 Hz selbständig anlaufen. Darüber hinaus wird das Trägheitsmoment "J" größer als die zur Verfügung stehende Flußdichte "B". Der Rotor vibriert nur noch, läuft aber nicht an. Natürlich kann man für den Rotor auch ein Material höherer Flußdichte verwenden und ist dann in der Lage, Einphasen-Synchronmotoren höherer Leistung zu fertigen - es werden zur Zeit "Selten Erdlegierungen" angebogen aus "SmCo5" und solche von "Nd-Fe-B".
Letzteres scheitert jedoch am Preis. Die damit ausgerüsteten Synchronmotoren wären gegenüber den konventionell gefertigen nicht mehr konkurrenzfähig.
3.2 In Wechselstrom Generatoren werden daher die Rotoren (4) aus Eisen "Fe" gefertigt und außen mit dünnwändigen Segmenten (5 ) aus "Selten Erdlegierungen" bestückt. Technisch entstehen dadurch keine Schwierigkeiten. Die Probleme treten erst dann auf, wollte man diese Generatoren als Motor arbeiten lassen.
Wie Versuche gezeigt haben, treten dann im Rotor erhebliche Wirbelstromverluste auf, der Rotor dreht sich nicht, vibriert nur noch und es kommt zu einem Wärmestau.
4. Aufgabe der Erfindung
Es ist Aufgabe dieser Erfindung, einen Rotor für Einphasen- Synchronmotoren anzubieten, der ähnlich aufgebaut ist wie der Rotor eines unter 3.2 beschriebenen Wechselstromgenerators jedoch ohne die störende Wirbelstromverluste.
5. Gegenstand der Erfindung
Es ist Gegenstand dieser Erfindung, den Rotor aus einem Material zu fertigen, das die Wirbelstromverluste vermeidet, andererseits jedoch die gute magnetische Leitfähigkeit des Eisens wenn schon nicht ersetzt, so zumindest zu kompensieren in der Lage ist. Da bietet sich eben das Ferrit an. Dieses hat zwar so gut wie keine magnetische Leitfähigkeit, es ist fast so, als wäre ein ebenso breiter Luftspalt dazwischen, aber bedingt durch die dem Ferrit (4) eigene Flußdichte addiert sich diese zu der an der Peripherie angebrachten Magnetsegmente (5). Es traten keine Wirbelstromverluste auf, der Motor läuft ohne Schwierigkeiten an. Auf diese Weise können Einphasen-Synchron­ motoren mit einer weitaus höheren Leistung gebaut werden.

Claims (3)

1. Permanentmagnetischer Rotor für Einphasen-Synchronmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß der diametral magnetisierte Rotor aus einem runden Ferritkern (4) besteht, auf dem zur Erhöhung des magnetischen Feldes außen an der Peripherie Segmente (5) aus einem Material höherer Flußdichte, in der Regel "Selten Erdmetallegierungen" angebracht werden.
2. Permanentmagnetischer Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (5) aus mehreren neben­ einanderliegenden Platten gebildet werden.
3. Permanentmagnetischer Rotor, dadurch gekennzeichnet, daß der unter Anspruch 1 beschriebene Rotor in einer Kunststoff­ hülse untergebracht wird, um auf diese Weise das "Selten Erdmetall" beim Einsatz in Kreiselpumpen vor Korrosion zu schützen.
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