DE4105352A1 - Elektrische maschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In der Patentanmeldung P 40 25 557.3 der Anmelderin ist ein Generator beschrieben, bei dem ein mit Permanentmagneten versehener Rotor und ein eine elektrisch leitende Wicklungen tragender Stator einen Spannungsgenerator bilden, der mittels regelbarer Induktivitäten als Stromerzeuger ausgebildet ist.

Weiterhin ist aus der DE-PS 32 25 908 ein elektrischer Drehmomentwandler mit einem Wechselspannungsgenerator bekannt, dessen Wicklungen über je einen Kondensator und über Gleichrichter an einem Gleichstrommotor angeschlossen sind.

An die Bauteile solcher Maschinen werden sowohl hinsichtlich ihrer elektrischen und magnetischen Eigenschaften, wie Ummagnetisierungsverluste, elektrischer Widerstand, Koerzitivfeldstärke usw., als auch bezüglich ihrer mechanischen Eigenschaften, wie Zugfestigkeit, Wechselbiegungsfestigkeit Warmfestigkeit und dergleichen, hohe Forderungen gestellt.

So wird z. B. bei einem Generator eine Drehzahl von 4000 min^-1 erreicht und ein magnetisches Wechselfeld von 2000 HZ bei einem Strom von 160 A angelegt. Die Magnetfeldstärke beträgt dabei ca. 0,8 T.

Die bei Motoren üblichen aus Stahlblechpaketen zusammengesetzten Statoren und Rotoren können zwar den auftretenden Fliehkräften und Wechselbiegekräften standhalten, weisen aber aufgrund ihrer magnetischen Eigenschaften hohe Hystereseverluste und Wirbelstromverluste auf, was zu einer hohen Erwärmung des Bauteils führt.

Aus der DE-AS 12 91 028 ist es bekannt, zur Herstellung von Massekernen für Drosselspulen hochpermeables Metallpulver zu verwenden, das durch eine Phosphatschicht elektrisch isoliert ist und dem vor dem Pressen noch ein aushärtbares Epoxidharz hinzugefügt wird. Derartige Kerne weisen aber nur geringe mechanische Festigkeit auf.

Den z. B. am Rotor einer elektrischen Maschine auftretenden Fliehkräften und Wechselbiegebeanspruchungen können sie nicht standhalten. Eine Erhöhung der Festigkeit durch Erhöhen des Bindemittelanteils beeinflußt aber wieder die elektromagnetischen Eigenschaften nachteilig.

Es ist deshalb erforderlich, den Rotor aufwendig zu bandagieren oder mit Klammern usw. eine ausreichende Festigkeit herbeizuführen, was den Aufbau und die Herstellung der elektrischen Maschine kompliziert und verteuert.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Maschine der eingangs genannten Art so weiterzuentwickeln, daß sie mit einfachen Mitteln bei geringen elektromagnetischen Verlusten trotzdem hohe mechanische Belastungen (Fliehkräfte, Wechselbiegung) aufzunehmen vermag.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmalen.

Spezielle Weiterbildung enthalten die Ansprüche 2 und 3.

Mit einer derart gestalteten elektrischen Maschine lassen sich gegenüber herkömmlichen die Verluste um bis zu 80% verringern und Drehzahlen bis 20 000 min^-1 erreichen.

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden.

Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau eines Generators.

Der Stator ist dabei mit 1 und der Rotor mit 2 bezeichnet. Am Rotor sind die Magnete 3 befestigt, während die Wicklungen 4 im Stator 1 angeordnet sind.

Die mechanischen und elektischen Belastungen im Betrieb sind sehr hoch, wobei nicht nur der Rotor 2 durch Fliehkräfte beansprucht wird, sondern auch der Stator 1, insbesondere die Bereiche zwischen den Wicklungen, starken Wechselbiegebeanspruchungen unterliegt.

Claims (3)

1. Elektrische Maschine mit einem sich drehenden Rotor und einem Stator der die Wicklung trägt, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor und/oder der Stator als Metallpulverpreßteil ausgebildet ist, wobei dem Pulververbundwerkstoff, der im wesentlichen aus weichmagnetischen, allseitig mit einer dünnen elektrisch isolierenden Schicht versehenen, hochpermeablen Metallteilchen und Bindemitteln besteht, 0,1-8% Gewichtsanteile von Glasfasern, Kohlefasern, Keramikfasern oder Kunststoffasern beigemischt sind.

2. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der dem Pulververbundwerkstoff beigemischten Fasern in der Größenordnung der Korngröße des Metallpulvers liegt.

3. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der dem Pulververbundwerkstoff beigemischten Fasern etwa 0,1-3 mm beträgt.