DE4214483A1

DE4214483A1 - Permanent-Magnet-Generator

Info

Publication number: DE4214483A1
Application number: DE4214483A
Authority: DE
Inventors: Karsten Dipl Ing Reinsch; Guenter Dipl Ing Loechter; E Prof Spooner; B J Prof Chalmers
Original assignee: Dornier GmbH
Current assignee: Dornier GmbH
Priority date: 1992-05-07
Filing date: 1992-05-07
Publication date: 1993-11-11

Description

Problem:

1. Generatoren allgemein brauchen Gleit- bzw. Wälzlager/Verschleißteil.

2. Permanentmagneterregte Generatoren haben die Eigenschaft, daß mit zu nehmender Last (steigende Stromabnahme) im Spulenkern eine elektro magnetische Gegenkraft erzeugt wird, die dem Permanentmagnetfeld ent gegenwirkt. Dadurch können im Spulenkern sehr hohe Temperaturen ent stehen.

Dieses Problem wird in der Regel durch folgende Maßnahmen gelöst:
Zu 1 Rotoraufnahme durch Wälz-Gleit oder Magnetlager.
Zu 2 Wärmeabfuhr durch ein flüssiges Kühlmedium (Öl, Wasser o. ä.)

Nachteile: Flüssigkeitsgekühlte Generatoren sind vom Aufbau her aufwen dig, kompliziert, schwer und nicht wartungsfrei.

Generatoren mit aktiver Luftkühlung können bei hohen Umgebungstemperatu ren die zulässige Betriebstemperatur überschreiten. Durch die aktive Flüssig keits- bzw. Luftkühlung wird der Gesamtwirkungsgrad des Generators beein trächtigt.

Lösung des Problems Erfindung a) Wärmeabfuhr

Beim Zweischeibenläufer-Permanentmagnetgenerator mit axialem Magnetfluß (siehe Abb. 1) drehen sich die beiden Magnetscheiben 1 und 2 über den Stator bestehend aus Eisenkern und Spulen (siehe Abb. 1 und 2). Die Magnete (Abb. 3) sind auf den Magnetscheiben so angebracht, daß zwischen den Magneten Luftkanäle entstehen. Durch die Drehbewegung der Magnetscheiben wird an der Außenkante der Magnetscheiben ein Un terdruck erzeugt, so daß durch die offene Nabe des Generators (Abb. 2) Kühlluft eintreten kann. Die Kühlluft tritt durch die Luftführungsschlitze der Nabe und verteilt sich gleichmäßig auf den Umfang des Stators, beste hend aus Eisenkern und Spulen (Abb. 2).

Ein weiterer neuer technischer Gegenstand ist der gesplittete Eisenkern (Abb. 2). Ein Teil der im Stator entstehenden Verlustwärme wird über einen Wärmeleitung (Abb. 2 und 4), an dem die beiden Eisenkerne ther misch gekoppelt sind, über den Wärmeleitsteg nach außen geführt. Der Wärmeleitring ist an Bolzen mit guter Wärmeleitfähigkeit aufgehängt, die gleichzeitig als Montagebolzen dienen (Abb. 2). Jeder Wärmeleitsteg (Abb. 4) ist an einen Montagebolzen thermisch und mechanisch gekop pelt, so daß eine optimale Wärmeabfuhr gewährleistet ist. Die aus dem Stator abgeleitete Verlustwärme wird durch den Luftstrom (Abb. 2) nach außen geführt. Durch die Art der Magnetanbringung und den besonderen Aufbau des Stators kann auf jede aktive Kühlung verzichtet werden.

b) Lagerung von Rotor und Stator

Die Lager für rotierende Komponenten sind in der Regel Verschleißteile und müssen in regelmäßigen Abständen ausgewechselt werden. Bei den neuen PM-Generator sind die Scheibenläufer so ausgelegt, daß sie direkt auf der Welle bzw. Scheibe des Antriebsaggregates montiert werden können. Der Generator hat keine Verschleißteile (siehe Abb. 2). Der Stator wird direkt am Gehäuse des Antriebsaggregates angeflanscht (siehe Abb. 2).

Claims

1. Permanent-Magnet-Generator oder Motor, insbesonders mit axialem Magnetfluß, mit stehendem Spulenkern und ein oder mehreren rotierenden Magnetscheiben, die Permanentmagnete enthalten, dadurch gekennzeich net, daß die Nabe Öffnungen für den Eintritt der Kühlluft hat, daß zwischen den Magneten Kanäle zur Führung der Kühlluft radial nach außen vorgese hen sind, daß die Eisenkerne der Spulen gesplittet sind und daß eine oder mehrere Wärmeleitplatten vorgesehen sind, die in die Spalten der Eisen kerne eingreifen und die Wärme radial nach außen leiten.

2. Permanent-Magnet-Generator oder Motor, insbesonders mit axialem Magnetfluß, mit stehendem Spulenkern und ein oder mehreren rotierenden Magnetscheiben, die Permanentmagnete enthalten, dadurch gekennzeich net, daß der stehende Spulenkern am Gehäuse des Antriebsaggregats (beim Motor am Gehäuse des Drehmoment aufnehmenden Aggregats) an geflanscht ist und der/die rotierende(n) Magnetscheibe(n) direkt (ohne eigene Lager) auf der Welle des Aggregats befestigt ist.