DE4001869C2 - - Google Patents

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    • B26D1/00—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor
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Description

Die Erfindung betrifft eine dynamoelektrische Unipolar- Rotationsmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a dynamoelectric unipolar Rotary machine according to the preamble of claim 1.

Bei einer nach der US-PS 35 21 099 bekannten Maschine dieser Art liegen die Leiter im Rotorsektor teils näher, teils entfernter von den Polen. In den Sektoren, in denen sie den Polen näher liegen, sind sie einem ver­ hältnismäßig starken magnetischen Fluß ausgesetzt, in den Sektoren, in denen sie den Polen entfernter liegen, sind sie einem schwachen magnetischen Fluß ausgesetzt.In a machine known from US-PS 35 21 099 some of these are the leaders in the rotor sector closer, sometimes more distant from the poles. In the sectors, in to whom they are closer to the Poles, they are ver exposed to relatively strong magnetic flux, in the sectors where they are further away from the poles, they are exposed to a weak magnetic flux.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Stärke des magnetischen Flusses in den Zonen verhältnismäßig schwachen mag­ netischen Flusses herabsetzen zu können und magnetische Streuflüsse zu mindern, um auf diese Weise den Wirkungs­ grad der Maschine zu erhöhen.The object of the invention is the strength of the magnetic River may be relatively weak in the zones to reduce netic flux and magnetic To reduce stray fluxes in order to reduce the impact degree of the machine.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des An­ spruchs 1 angegeben.The solution to this problem is the hallmark of the To claim 1 specified.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Lehre des Anspruchs 1 ist in Anspruch 2 angegeben.An advantageous embodiment of the teaching of the claim 1 is specified in claim 2.

Die Erfindung wird im folgenden an Ausführungsbei­ spielen unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.The invention will be further elucidated in the following play with reference to the attached drawings explained.

Fig. 1(A) zeigt die Hälfte eines Axialschnitts durch eine erste Ausführungsform der Maschine; Fig. 1 (A) shows half of an axial section through a first embodiment of the machine;

Fig. 1(B) zeigt einen Schnitt längs der Linie B-B der Fig. 1(A); Fig. 1 (B) shows a section along the line BB of Fig. 1 (A);

Fig. 2(A) zeigt einen Axialschnitt durch eine zweite Ausführungsform der Maschine; Fig. 2 (A) shows an axial section through a second embodiment of the machine;

Fig. 2(B) zeigt einen Schnitt längs der Linie B-B der Fig. 2(A); Fig. 2 (B) shows a section along the line BB of Fig. 2 (A);

Fig. 3(A) zeigt die Hälfte eines Axialschnitts durch eine dritte Ausführungsform der Maschine; Fig. 3 (A) shows half of an axial section through a third embodiment of the machine;

Fig. 3(B) zeigt die Hälfte eines Axialschnitts durch eine vierte Ausführungsform der Maschine; Fig. 3 (B) shows half of an axial section through a fourth embodiment of the machine;

Fig. 3(C) zeigt einen halben Axialschnitt durch eine fünfte Ausführungsform der Maschine; Fig. 3 (C) shows a half axial section through a fifth embodiment of the machine;

Fig. 4 zeigt die Leitungsführung in einer Maschine nach Fig. 2(A). FIG. 4 shows the line routing in a machine according to FIG. 2 (A).

Die Fig. 1(A) und 1(B) zeigen eine dynamoelektrische Uni­ polar-Rotationsmaschine mit einem ringförmigen Haupt­ joch 1, das einen magnetischen Kreis EC bildet und dessen Pole 11, 12 einen Luftspalt G begrenzend einander gegenüberstehen. In dem Luftspalt G zwischen den Polen 11, 12 ist ein Ringflansch eines auf einer Welle 3 sitzenden Rotors 2 bewegbar. In dem Ringflansch 23 befinden sich in Reihe miteinander verbundene Leiter 21. Der Rotor 2 trägt auf der einen Seite des Luftspalts G ein ring­ sektorförmiges Umgehungsjoch 22, das einen magnetischen Nebenschluß EC(b) nahe den äußeren Seitenflächen der Pole 11, 12 bildet.The Fig. 1 (A) and 1 (B) show a dynamo-electric Uni-polar rotary machine comprising a main ring-shaped yoke 1, which forms a magnetic circuit EC and its poles 11, 12 an air gap G limiting face each other. An annular flange of a rotor 2 seated on a shaft 3 can be moved in the air gap G between the poles 11 , 12 . In the annular flange 23 there are conductors 21 connected to one another in series. The rotor 2 carries on one side of the air gap G an annular sector-shaped bypass yoke 22 , which forms a magnetic shunt EC (b) near the outer side surfaces of the poles 11 , 12 .

Die Leiter 21 liegen nächst dem Umgehungsjoch 22 in einer Zone a schwachen Magnetflusses und außerhalb des Um­ gehungsjochs 22 in einer Zone b starken Magnetflusses.The conductors 21 lie next to the Umgehungsjoch 22 in a zone of a weak magnetic flux and outside the order gehungsjochs 22 in a zone b strong magnetic flux.

Die Ausführungsbeispiele nach Fig. 2(A) und 2(B) unter­ scheiden sich von denen nach Fig. 1(A) und 1(B) nur darin, daß zwei diagonal zueinander liegende Paare ringsektor­ förmiger Umgehungsjoche 22a; 22b; 22c; 22d nächst beiden Seitenflächen der einen Luftspalt G1 begrenzenden Pole 11, 12 des Hauptjochs 1 angeordnet sind, die je zwei magnetische Nebenschlüsse ECb1, ECb2 bilden. Nächst den Umgehungsjochen 22a, 22b; 22c; 22d befinden sich Zonen a1, a2 schwachen Magnetflusses außerhalb der Umgehungs­ joche 22a; 22b, 22c; 22d Zonen b1, b2 starken Magnet­ flusses.The exemplary embodiments according to FIGS. 2 (A) and 2 (B) differ from those according to FIGS. 1 (A) and 1 (B) only in that two diagonally lying pairs of ring sector-shaped bypass yokes 22 a; 22 b; 22 c; The two magnetic shunts ECb 1, ECb 2 22 d nearest both side surfaces of an air gap G 1 defining poles 11, 12 of the main yoke 1 arranged form. Next to the bypass yokes 22 a, 22 b; 22 c; 22 d are zones a 1 , a 2 of weak magnetic flux outside the bypass yokes 22 a; 22 b, 22 c; 22 d zones b 1 , b 2 strong magnetic flux.

Die Leiter 21 laufen nacheinander durch die Zonen a1, a2 schwachen Magnetflusses und die Zonen b1, b2 starken Magnetflusses.The conductors 21 run successively through the zones a 1 , a 2 of weak magnetic flux and the zones b 1 , b 2 of strong magnetic flux.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3(A) sind beid­ seit seines Rotors 5 ringförmige Hauptjoche 40, 42 angeordnet, die magnetische Kreise EC1, EC2 bilden. Der Rotor 5 trägt Umgehungsjoche 22c; 22d nahe den inneren Seitenflächen der Pole 11, 12, 13, 14 im Bereich der Luftspalte G1, G2 der Hauptjoche 40, 42 und ein gemein­ sames Umgehungsjoch 51 im Bereich der Luftspalte G1, G2 zwischen den äußeren Seitenflächen der Pole 11, 12, 13, 14.In the embodiment according to FIG. 3 (A), 5 main annular yokes 40 , 42 are arranged on both sides of its rotor, which form magnetic circles EC 1 , EC 2 . The rotor 5 carries bypass yokes 22 c; 22 d near the inner side faces of the poles 11 , 12 , 13 , 14 in the area of the air gaps G 1 , G 2 of the main yokes 40 , 42 and a common bypass yoke 51 in the area of the air gaps G 1 , G 2 between the outer side faces of the poles 11 , 12 , 13 , 14 .

Das Ausführungsbeispiel nch Fig. 3(B) unterscheidet sich von dem nach Fig. 3(A) dadurch, daß die Leiter 21 in zwei Gruppen von Leitern 21a, 21b aufgeteilt sind.The embodiment according to FIG. 3 (B) differs from that according to FIG. 3 (A) in that the conductors 21 are divided into two groups of conductors 21 a, 21 b.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3(C) sind die Leiter 21 in zwei voneinander unabhängige Gruppen von Leitern 21c, 21d unterteilt.In the embodiment according to Fig. 3 (C) the conductor 21 into two independent groups of conductors 21 c, 21 d divided.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1(A) und 1(B) fließt durch das ringsektorförmige Umgehungsjoch 22 ein Teil des Magnetflusses aus dem Hauptjoch 1, wodurch der Magnetfluß, der dort zwischen den Polen 11, 12 fließt und auf die Leiter 21 wirkt, reduziert wird. Außerhalb des Umgehungsjochs 22 ist der auf die Leiter 21 wirkende Magnetfluß zwischen den Polen 11, 12, unverändert. Dadurch werden die Zone b starken Magnet­ flusses und die Zone a schwachen Magnetflusses gebildet.In the embodiment according to Fig. 1 (A) and 1 (B) flows through the ring sector-shaped Umgehungsjoch 22, a part of the magnetic flux from the main yoke 1, whereby the magnetic flux flowing there between the poles 11, 12 and acts on the circuit 21, is reduced. Outside the bypass yoke 22 , the magnetic flux acting on the conductors 21 between the poles 11 , 12 is unchanged. This creates zone b of strong magnetic flux and zone a of weak magnetic flux.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2(A) und 2(B) werden durch die auf den beiden Seiten der Pole 11, 12 angeordneten Umgehungsjoche 22a, 22b zwei magnetische Nebenschlüsse ECb1; ECb2 gebildet, die den auf die Leiter 21 wirkenden Magnetfluß zwischen den Polen 11, 12 noch stärker reduzieren, weil die beiden Umgehungs­ joche 22a, 22b die Stärke des durch sie fließenden Magnetflusses verdoppeln.In the exemplary embodiment according to FIGS. 2 (A) and 2 (B), the bypass yokes 22 a, 22 b arranged on the two sides of the poles 11 , 12 cause two magnetic shunts ECb 1 ; ECb 2 formed, which reduce the magnetic flux acting on the conductor 21 between the poles 11 , 12 even more because the two bypass yokes 22 a, 22 b double the strength of the magnetic flux flowing through them.

Die Zonen a1, a2 starken Magnetflusses und die Zonen b1, b2 schwachen Magnetflusses liegen paarweise diagonal einander gegenüber. Sind die Leiter 21 so miteinander verbunden, wie in Fig. 4 dargestellt, so fließt der elektrische Strom abwechselnd gegensinnig durch eine Zone b1, b2 starken Magnetflusses und eine Zone a1, a2 schwachen Magnetflusses. Sind die aus den Zonen a1, a2 schwachen Magnetflusses erhaltenen Spannungen V1, V3 und die aus den Zonen b1, b2 starken Magnetflusses erhaltenen Spannungen V2, V4, so ist die Gesamtspannung VT zwischen dem Anfangs- und dem Endanschluß der Leiter:
VT=V2+V4-V1-V3.
Durch Maximierung des durch die Umgehungsjoche 22a; 22b; 22c; 22d fließenden Magnetflusses, also der Zonen a1, a2 schwachen Magnetflusses, ergibt sich als Gesamtspannung VT eine hohe Gleichspannung. Der Pegel der Gleichspannung ist durch Steuern der Drehzahl des Rotors 2 einzustellen. Zones a 1 , a 2 of strong magnetic flux and zones b 1 , b 2 of weak magnetic flux lie opposite one another in pairs diagonally. If the conductors 21 are connected to one another as shown in FIG. 4, the electrical current flows alternately in opposite directions through a zone b 1 , b 2 with a strong magnetic flux and a zone a 1 , a 2 with a weak magnetic flux. If the voltages V 1 , V 3 obtained from zones a 1 , a 2 of weak magnetic flux and the voltages V 2 , V 4 obtained from zones b 1 , b 2 of strong magnetic flux, then the total voltage V T is between the initial and the end connection of the conductors:
V T = V 2 + V 4 -V 1 -V 3 .
By maximizing the bypassing yokes 22 a; 22 b; 22 c; 22 d flowing magnetic flux, that is, zones a 1 , a 2 of weak magnetic flux, the total voltage V T results in a high DC voltage. The level of the DC voltage can be adjusted by controlling the speed of the rotor 2 .

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3(A) ergibt sich wegen der beiden Hauptjoche 40, 42 mit gemeinsamem Umgehungsjoch 51 dieser Effekt mit besonders hohem Wirkungsgrad.In the embodiment according to FIG. 3 (A), this effect results with a particularly high efficiency because of the two main yokes 40 , 42 with a common bypass yoke 51 .

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3(B) können die beiden Leiter 21a, 21b gleichartig oder voneinander verschieden sein. Durch Versorgung eines der Leiter 21a bzw. 21b mit Gleichstrom aus dem anderen Leiter 21b bzw. 21a kann die eine Seite der Rotationsmaschine als Motor und die Rotationsmaschine insgesamt als Wandler arbeiten. Das gilt auch für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3(C).In the embodiment according to Fig. 3 (B), the two conductors 21 may be a, b to be identical or different from each different 21. By supplying one of the conductors 21 a and 21 b with direct current from the other conductor 21 b and 21 a, one side of the rotary machine can work as a motor and the rotary machine as a converter as a whole. This also applies to the exemplary embodiment according to FIG. 3 (C).

Claims (2)

1. Dynamoelektrische Unipolar-Rotationsmaschine mit wenigstens einem ringförmigen, einen magnetischen Kreis (EC; EC1; EC2) bildenden Hauptjoch (1; 40; 42), das einander gegenüber­ stehende, einen ringförmigen Luftspalt(G; G1; G2) zwischen sich begrenzende Pole (11, 12; 13, 14) aufweist, mit wenigstens einem in dem Luftspalt (G; G1; G2) umlaufenden Leiter (21; 21a, 21b; 21c, 21d) eines Rotors (2; 5) und mit wenigstens einer Zone (b; b1; b2) starken magnetischen Flusses und wenigstens einer Zone (a; a1; a2) schwachen magnetischen Flusses im Luftspalt (G; G1; G2), dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Zone (a; a1; a2) schwachen magnetischen Flusses wenigstens ein zur selben Seite weisenden Seiten­ flächen der Pole (11, 12; 13, 14) im Bereich des Luft­ spalts (G; G1; G2) in engem Abstand gegenüberstehendes Um­ gehungsjoch (22; 22a, 22b; 22c, 22d; 51) an dem Rotor (2; 5) vorgesehen ist, das einen magnetischen Nebenschluß (ECb; ECb1; ECb2) für den Luftspalt (G; G1; G2) bildet. 1. Dynamoelectric unipolar rotary machine with at least one ring-shaped main yoke ( 1 ; 40 ; 42 ) forming a magnetic circuit (EC; EC 1 ; EC 2 ), the opposing one another, an annular air gap (G; G 1 ; G 2 ) between bounding poles ( 11 , 12 ; 13 , 14 ), with at least one conductor ( 21 ; 21 a, 21 b; 21 c, 21 d) rotating in the air gap (G; G 1 ; G 2 ) of a rotor ( 2 ; 5 ) and with at least one zone (b; b 1 ; b 2 ) strong magnetic flux and at least one zone (a; a 1 ; a 2 ) weak magnetic flux in the air gap (G; G 1 ; G 2 ), thereby characterized in that to form the zone (a; a 1 ; a 2 ) weak magnetic flux at least one side of the poles ( 11 , 12 ; 13 , 14 ) facing the same side in the region of the air gap (G; G 1 ; G 2 ) a closely spaced order bypass yoke ( 22 ; 22 a, 22 b; 22 c, 22 d; 51 ) is provided on the rotor ( 2 ; 5 ), which has a magnetic shunt uß (ECb; ECb 1 ; ECb 2 ) for the air gap (G; G 1 ; G 2 ). 2. Dynamoelektrische Unipolar-Rotationsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Umgehungs­ joch (51) zur Bildung von Nebenschlüssen (ECb1; ECb2) mehrerer magnetischer Kreise (EC1; EC2) ausgebildet ist.2. Dynamoelectric unipolar rotary machine according to claim 1, characterized in that a bypass yoke ( 51 ) to form shunts (ECb 1 ; ECb 2 ) of a plurality of magnetic circuits (EC 1 ; EC 2 ) is formed.
DE4001869A 1989-01-23 1990-01-23 Rotatable unipolar electrodynamic machine - has zone of strong and zone of weak magnetic flux in air gap between poles of main yoke Granted DE4001869A1 (en)

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