DE4400443C1 - Transverse-flux machine having a cylindrical rotor - Google Patents

Transverse-flux machine having a cylindrical rotor

Info

Publication number
DE4400443C1
DE4400443C1 DE19944400443 DE4400443A DE4400443C1 DE 4400443 C1 DE4400443 C1 DE 4400443C1 DE 19944400443 DE19944400443 DE 19944400443 DE 4400443 A DE4400443 A DE 4400443A DE 4400443 C1 DE4400443 C1 DE 4400443C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
magnetic circuit
machines
elements
circuit elements
energy converter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19944400443
Other languages
German (de)
Inventor
Herbert Prof Dr Ing Weh
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE19944400443 priority Critical patent/DE4400443C1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE4400443C1 publication Critical patent/DE4400443C1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00—Synchronous motors or generators
    • H02K19/02—Synchronous motors
    • H02K19/10—Synchronous motors for multi-phase current
    • H02K19/103—Motors having windings on the stator and a variable reluctance soft-iron rotor without windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/18—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/28—Means for mounting or fastening rotating magnetic parts on to, or to, the rotor structures
    • H02K1/30—Means for mounting or fastening rotating magnetic parts on to, or to, the rotor structures using intermediate parts, e.g. spiders

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

The design of transverse-flux machines for high rotation speeds can be influenced in a favourable manner by designing the magnetic circuits in a form which not only corresponds to the mechanical stresses occurring as a result of the centrifugal forces but also contributes to bounding the diameter. The proposals according to the invention provide a rotor design having supporting rings which are provided between the elements, and thus make it easier to dimension the active parts. Minimal rotor lengths are achieved by two-strand magnetic circuit arrangements in the case of TFM machines (Fig. 5) and a three-strand arrangement in the case of TFE machines (Fig. 4). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen elektromechanischen Energiewandler in transversaler Bauform gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an electromechanical energy converter in a transverse design according to the preamble of claim 1.

Bei Transversalflußmaschinen, die naturgemäß aus einer größeren Zahl einzelner magnetischer Kreiselemente mit gleichartiger Ausführung bestehen und in Bewegungsrichtung in gleichen Abständen aufeinanderfolgen, ergibt sich für den Aufbau des aktiven Teils zweckmäßig eine segmentierte Anordnung. Die gleichartige Formgebung und Materialwahl erleichtert den Herstellungsvorgang. Die Formgebung dient primär der elektromagnetischen Kraftbildung, hat aber zusätzlich auch den Forderungen einer dehnungs- und schwingungsarmen Kraftübertragung an Gehäuse bzw. Welle zu entsprechen. Für die Gestaltung der Maschine, insbesondere aber von deren Trag- und Gehäusestruktur spielt auch das Einsatzziel eine wichtige Rolle. Die für Transversalflußmaschinen erzielbaren Kraftdichten sind bei den in Scheiben­ bauweise ausgeführten Rotoren normalerweise sehr hoch. Die Anwendung besonders hoher Drehzahlen zwingt jedoch von der scheibenförmigen Ausführung des Rotors abzugehen und Bauformen mit begrenztem Durchmesser heranzuziehen. In anderen Fällen erscheint es darüber hinaus zweckmäßig, die magnetischen Kreise so zu gestalten, daß die im Läufer aufzunehmenden Teile des magnetischen Kreises dort zu geringen Fliehkräften führen, bzw. deren Aufnahme durch Konstruktionsteile erleich­ tern. Herstellungsbedingt ist es zweckmäßig, eine lamellierte Bauform von Stator- und Rotorbauteilen heranzuziehen und die Form so zu wählen, daß eine weitgehend klebungsunabhängige Übertragung der Kräfte auf die dafür vorgesehenen Kon­ struktionsteile erreicht wird. Die lamellierten Bauteile des Magnetkreises sollten dabei aus gleichartigen und eben ausgeführten Komponenten in geometrisch ähnlicher Anordnung, wie z. B. in Weh, H.: Permanenterregte Synchronmaschinen hoher Kraftdichte nach dem Transversalflußkonzept, etz-Archiv Bd. 10, 1988, H. 5, Seiten 143-149, Bild 1 beschrieben, bestehen.In transverse flux machines, which naturally consist of a larger number of individual magnetic circular elements with a similar design exist and in Direction of movement in equal intervals follows for the Structure of the active part expediently a segmented arrangement. The like Shape and choice of material facilitate the manufacturing process. The shape primarily serves to generate electromagnetic force, but also has that Requirements for low-stretch and low-vibration power transmission to the housing or wave. For the design of the machine, but especially of the supporting structure and housing structure also play an important role. The Force densities achievable for transverse flux machines are in the disks design rotors usually very high. The application in particular However, high speeds force the disc-shaped design of the rotor to go and use designs with limited diameter. In other In addition, in cases it seems appropriate to close the magnetic circles shape that the parts of the magnetic circuit to be recorded in the rotor there too lead to low centrifugal forces, or facilitate their absorption by construction parts tern. Due to the manufacturing process, it is expedient to have a laminated design of stator and Use rotor components and choose the shape so that a largely adhesion-independent transfer of forces to the intended con structural parts is reached. The laminated components of the magnetic circuit should be there from similar and just executed components in geometrically similar Arrangement such. B. in Weh, H .: Permanently excited synchronous machines with high power density according to the transversal flow concept, etz-Archiv Vol. 10, 1988, H. 5, pages 143-149, Image 1 described exist.

In den vorausgehenden Veröffentlichungen konnte dem Ziel, eine für hohe Umfangsgeschwindigkeiten geeignete Konstruktion anzugeben, nicht entsprochen werden. Dies gilt auch unter Berücksichtigung der DE 38 26 339 C1 und ist auf rein elektrisch erregte (TFE) als auch für durch Permanentmagnete erregte (TFM)- Transversalflußmaschinen anwendbar.In the previous publications the goal could be one for high Specify suitable design for peripheral speeds, not appropriate become. This also applies in consideration of DE 38 26 339 C1 and is on purely electrically excited (TFE) as well as for permanent magnet excited (TFM) - Transversal flux machines applicable.

Als Aufgabe ist somit festzustellen, daß für Stator- und Läuferanordnungen von Transversalflußmaschinen ein für die Herstellung einfacher lamellierter Aufbau mit weitgehend ebenen Elementen gesucht ist und den Forderungen nach zylindrischer Ausführung des Rotors bei günstiger Aufnahme der Fliehkräfte durch die Kon­ struktionselemente entsprochen werden muß. As a task it should be noted that for stator and rotor assemblies Transversal flow machines with a laminated structure that is simple to manufacture largely flat elements is sought and the demands for cylindrical Execution of the rotor with favorable absorption of the centrifugal forces by the con structural elements must be met.  

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Anspruch 1 gelöst.This object is solved by the features in claim 1.

Anhand der nachfolgenden Beschreibung und der Bilder 1 bis 5 wird die Erfindung erläutert.Based on the following description and pictures 1 to 5 the invention is explained.

BildbeschreibungenPicture descriptions

Fig. 1a Ausschnitt aus Seitenansicht eines Stators der TFE-Maschine. Fig. 1a detail of a side view of a stator of the TFE machine.

Fig. 1b Ansicht des Stators im Axialschnitt. Fig. 1b view of the stator in axial section.

Fig. 2a Ausschnitt des TFE-Stators mit Spannelementen. Fig. 2a section of the TFE stator with clamping elements.

Fig. 2b Ansicht des Stators mit Spannringen. Fig. 2b view of the stator with clamping rings.

Fig. 3a Ausschnitt des TFE-Stators mit Ringkernelementen. Fig. 3a section of the TFE stator with toroidal core elements.

Fig. 3b Ansicht des Stators mit Spannringen. Fig. 3b view of the stator with clamping rings.

Fig. 4a Teildarstellung einer TFE-Maschine im Axialschnitt. Fig. 4a partial view of a TFE machine in axial section.

Fig. 4b Ausschnitt aus der Seitenansicht der TFE-Maschine. Fig. 4b detail from the side view of the TFE machine.

Fig. 5a Teildarstellung einer TFM-Maschine zweisträngig im Axialschnitt. Fig. 5a partial representation of a TFM machine double-stranded in axial section.

Fig. 5b Ausschnitt aus der Seitenansicht der TFM-Maschine. Fig. 5b detail from the side view of the TFM machine.

Beschreibungdescription

Die Magnetkreiselemente, von Transversalflußmaschinen dienen der Führung des magnetischen Feldes, das sich zwischen Stator und Läuferbauteilen ausbildet und Ursache für die zu erzeugenden tangentialen Kräfte ist. Die weitgehend quer zur Bewegung verlaufenden magnetischen Feldanteile umschließen dabei eine konzen­ trisch zur Welle geformte ringförmige Spule. Es ist kennzeichnend für die hier beschriebene Anordnung, daß die zu einer Wicklung gehörigen Magnetkreisteile alle gleiche Abstände aufweisen und in gleicher Weise vom Feld durchsetzt werden. Da außer den zur Energiewandlung genutzten Tangentialkräften unvermeidlich auch radial gerichtete Kräfte auftreten, ist darauf zu achten, daß deren Schwankungen nicht zu unerwünschten Schwingungsanregungen führen. Zu ihrer Verhinderung bieten sich Maßnahmen wie mehrstränge Ausführung in naher Nachbarschaft sowie ein besonderer Aufbau der Stützstruktur für die Magnetkreise an. Dies gilt ähnlich für TFE- wie für TFM-Maschinen.The magnetic circuit elements of transverse flux machines serve to guide the magnetic field that forms between the stator and rotor components and The reason for the tangential forces to be generated is. The largely across Moving magnetic field components enclose a concent toroidal coil shaped like a shaft. It is characteristic of those here described arrangement that all the magnetic circuit parts belonging to a winding have the same distances and are penetrated in the same way by the field. There in addition to the tangential forces used to convert the energy, inevitably also radially directed forces occur, care must be taken that their fluctuations do not increase unwanted vibrations. To prevent them come up Measures like multi-strand execution in close proximity as well as a special structure of the support structure for the magnetic circuits. This applies similarly to TFE as for TFM machines.

Als zweckmäßig gilt für die Lösung der Aufgabe das folgende Paket von Richtlinien:The following set of guidelines is useful for solving the task:

  • 1. Die feldführenden Stator- und Läuferteile und die zwischen ihnen angeordneten passiven Elemente (Sützstruktur) sind jeweils in gleicher Form auszuführen. Sie bilden eine Vielzahl von Lamellen, deren Abmessungen (bei ebener Ausführung) in Bewegungsrichtung geringer ist als quer dazu.1. The field-leading stator and rotor parts and those arranged between them passive elements (support structure) are to be executed in the same form. they form a multitude of slats, the dimensions of which (in the case of a flat design) Direction of movement is less than transverse to it.
  • 2. Die Formgebung wird so gewählt, daß die Übertragung nutzbarer Umfangskräfte als auch von Kräften quer zur Bewegungsrichtung und für die Rotorteile auch den Fliehkräften entsprochen werden kann (Spannungs- und Dehnungsbegrenzung).2. The shape is chosen so that the transmission of usable peripheral forces as well as forces transverse to the direction of movement and also for the rotor parts Centrifugal forces can be met (stress and strain limitation).
  • 3. Durch Formgebung der Lamellen in Stator und Rotor wird erreicht, daß die Kraftübertragung auf die Stützstruktur von der ausschließlichen Anwendung einer Klebeverbindung befreit wird.3. The shape of the fins in the stator and rotor ensures that the Power transmission to the support structure from the exclusive use of a Adhesive connection is freed.
  • 4. Die zur Aufnahme der fliehkraftbedingten Kräfte der Magnetkreiselemente gewähl­ ten Konstruktionsteile besitzen hohe Festigkeit bei geringer spezifischer Masse und sind untereinander (axial) vorgespannt.4. Select the magnetic circuit elements to absorb the centrifugal forces Construction parts have high strength with low specific mass and are biased (axially) with each other.

Das Verfahren der zweckmäßigen Lamellierung und formschlüssigen Verbindung mit Stützelementen läßt sich für Stator- und Rotorelemente anwenden. Es soll im folgen­ den zunächst am Beispiel von Statorelementen beschrieben werden. Die Fig. 1a und 1b stellen den Aufbau eines Stators dar, der aus den Weicheisenelementen ES und der Wicklung W (eine Phase) in der Form einer konzentrischen Ringspule besteht. Zwischen den äquidistanten Elementen ES sind die magnetisch nicht leitfähigen Lamellen NS angeordnet. Wie Fig. 1b zeigt, sind sie mit einem Ring verbunden, der die Kräfte auf das Gehäuse GS überträgt.The method of appropriate lamination and positive connection with support elements can be used for stator and rotor elements. It will be described in the following using the example of stator elements. FIGS. 1a and 1b illustrate the construction of a stator (one phase) consisting of the soft iron elements ES and the winding W in the form of a concentric ring coil. The magnetically non-conductive slats NS are arranged between the equidistant elements ES. As Fig. 1b shows, they are connected with a ring that transmits the forces to the housing GS.

Eine hinsichtlich der Herstellung günstigere und bezüglich einer Klebeverbindung unabhängigere Anordnung zeigen die Fig. 2a und 2b. Hierbei sind die Eisen­ elemente ES und die Zwischenelemente NS mit einer doppelseitigen Schräge versehen. Mit Hilfe der ebenfalls konisch ausgeführten Ringteile R1 und R2, die axial über die Spannvorrichtung S verspannt sind, werden die Statorelemente mit dem Gehäuse GS kraftschlüssig verbunden. Es wird bei ausreichender Pressung verhindert, daß unter dem Einfluß der von den Polflächen PF ausgehenden Kraftwirkungen Bewegungen zwischen den Lamellen entstehen (Dehnungsbegrenzung). FIGS. 2a and 2b show an arrangement which is more economical in terms of manufacture and more independent in terms of an adhesive connection. The iron elements ES and the intermediate elements NS are provided with a double-sided bevel. With the help of the conical ring parts R1 and R2, which are clamped axially via the clamping device S, the stator elements are non-positively connected to the housing GS. With sufficient pressure, it is prevented that under the influence of the force effects emanating from the pole faces PF, movements occur between the lamellae (expansion limitation).

Bei Verwendung von Ringkern-Elementen ES mit spulenförmig gewickelten Blech­ lagen, siehe die Fig. 3a und 3b, läßt sich das beschriebene Konstruktionsprinzip in modifizierter Form ebenfalls anwenden. Hierzu sind die Zwischenelemente NS so der Form der Elemente ES anzupassen, daß entsprechend Fig. 3b gegenüber dem aktiven Teil ein jeweils konisch ausgeführter Überstand entsteht.When using toroidal core elements ES with coil-shaped sheet metal, see FIGS . 3a and 3b, the construction principle described can also be used in a modified form. For this purpose, the intermediate elements NS are to be adapted to the shape of the elements ES such that, in accordance with FIG. 3b, a conical protrusion is formed in relation to the active part.

In Fig. 4a und 4b sind zwei Schnitte einer TFE-Maschine gezeichnet, deren z. B. dreisträngige Anordnung in Fig. 4a durch die Teilmaschinen T1 und T2 repräsentiert wird. Die Statorausführung entspricht der in den Fig. 2a und 2b gezeigten Form­ gebung. Der Rotor ist in zylindrischer Bauform ausgeführt, wobei die aktiven Magnetkreisteile ER den Luftspaltraum begrenzen. Ihre am seitlichen Ende jeweils angeschrägte Ausführung L1, L2, garantiert eine Kraftübertragung (der nach außen gerichteten Fliehkraftkomponente) auf die angrenzenden Konstruktionsteile K1 und K2. Die Abstände zwischen den Lamellen (tangential) werden durch den geschlitzten Hohlzylinder TR bestimmt, während die axiale Vorspannung durch Spannbolzen SP hervorgerufen wird. Besonders zweckmäßig ist für hohe Umfangsgeschwindigkeiten die Ausführung der Konstruktionselemente K1, K2, sowie TR usw. in der Form von hochfestem Fasermaterial geringer spezifischer Masse.In Fig. 4a and 4b two sections of a TFE machine are drawn, the z. B. three-strand arrangement in Fig. 4a is represented by the sub-machines T1 and T2. Stator design corresponding to the shape shown in FIGS. 2a and 2b gebung. The rotor is designed in a cylindrical design, with the active magnetic circuit parts ER limiting the air gap. Their bevelled design L1, L2 at the side end guarantees a power transmission (the outward centrifugal force component) to the adjacent construction parts K1 and K2. The distances between the lamellae (tangential) are determined by the slotted hollow cylinder TR, while the axial preload is caused by clamping bolts SP. For high peripheral speeds, it is particularly expedient to design the structural elements K1, K2 and TR etc. in the form of high-strength fiber material of low specific mass.

Die für begrenzte Läuferlängen wichtige Mindestphasenzahl ist im Hinblick auf schwankungsarmes Drehmoment die Zahl 3.The minimum number of phases, which is important for limited rotor lengths, is the number 3 with regard to low-fluctuation torque.

In den Fig. 5a und 5b ist ein Konstruktionsbeispiel für eine schnellaufende TFM mit zylindrischem Rotor dargestellt. Eine hohe Läufer-Umfangsgeschwindigkeit setzt voraus, daß die von der Tragstruktur aufzunehmen den Fliehkräfte der aktiven Teile im Verhaltnis zu den Massen der Tragkonstruktion nicht zu groß sind. Durch eine Begrenzung der radialen Abmessung dieser Teile kann eine Ausdünnung der Flieh­ kräfte und eine günstigere Aufnahme durch die Konstruktionsteile erzielt werden. In FIGS. 5a and 5b shows a construction example of a high-speed TFM is shown having a cylindrical rotor. A high rotor peripheral speed presupposes that the centrifugal forces of the active parts to be absorbed by the support structure are not too great in relation to the masses of the support structure. By limiting the radial dimension of these parts, a thinning of the centrifugal forces and a more favorable absorption by the construction parts can be achieved.

Fig. 5a zeigt im Axialschnitt eine zweisträngige Maschine, bei der die magnetischen Teilkreise mit je zwei Teilwicklungen, z. B. für den Strang 1 durch die Wicklungen W1a und W1b, ausgestattet ist. Sie werden mit Strom gleicher Phasenlage beschickt. Der magnetische Fluß wird zwischen den Wicklungen W1a und W1b läufernah durch ein Verbindungsstück V1 geführt. Die Verbindungsstücke sind gegenüber den C- förmig ausgeführten Hauptelementen ES1 um eine Polteilung versetzt. Ebenso sind die im Rotor eingesetzten Permanentmagnete M1a und M1b mit unterschiedlicher Polarität angeordnet. Es kommt dadurch der in Fig. 5b gezeichnete Feldverlauf zustande, wenn die Wirkung einer Magnetlänge (axial) erfaßt wird. Fig. 5a shows in axial section a two-strand machine, in which the magnetic pitch circles with two partial windings, for. B. for strand 1 through the windings W1a and W1b. They are fed with current of the same phase. The magnetic flux is guided between the windings W1a and W1b near the rotor through a connecting piece V1. The connecting pieces are offset by a pole pitch compared to the C-shaped main elements ES1. The permanent magnets M1a and M1b used in the rotor are also arranged with different polarities. This results in the field profile shown in FIG. 5b when the effect of a magnet length (axial) is detected.

Die Berücksichtigung der zweiten Magnetlänge führt die Feldlinien aus den Verbindungsstücken V1 wieder zurück in die Ebene der ES-Elemente. Durch die Dar­ stellung der Wicklung in zwei Teilen je Strang und die Anwendung einer doppelten Zahl von Fluß-Übertrittsflächen führt diese Maßnahme bei zylindrischer Läuferober­ fläche auf eine Verringerung der Element-Abmessungen in radialer Richtung. Sie läßt höhere Umfangsgeschwindigkeiten bzw. einen größeren Rotordurchmesser zu und führt damit zu einer Erhöhung der Leistungsdichte.Taking the second magnet length into account leads the field lines from the Connectors V1 back to the level of the ES elements. Through the dar position of the winding in two parts per strand and the use of a double This measure leads to the number of river crossing areas for cylindrical runners area on a reduction in the element dimensions in the radial direction. She leaves higher peripheral speeds or a larger rotor diameter too and thus leads to an increase in the power density.

Die zur Aufnahme der Fliehkräfte erforderlichen Konstruktionsteile S1, S2 und K1m des Rotors entsprechen grundsätzlich auch der im Zusammenhang mit Fig. 4 beschriebenen Konfiguration. Auch die axiale Vorspannung durch zur Welle parallele Spannelemente kommt zur Anwendung. Die bei TFM-Ausführung zweckmäßige minimale Phasenzahl ist 2, so daß es gelingt, mit verhältnismäßig kurzer Läuferlänge eine schwingungsarme Maschine zu bauen.The structural parts S1, S2 and K1m of the rotor required to absorb the centrifugal forces basically also correspond to the configuration described in connection with FIG. 4. The axial preload by means of clamping elements parallel to the shaft is also used. The minimum number of phases which is expedient in the TFM version is 2, so that it is possible to build a low-vibration machine with a relatively short rotor length.

Es ist offensichtlich, daß die erfindungsgemäßen Vorschläge auch grundsätzlich zweckmäßig sind, wenn der Rotor radial außerhalb des Stators als "Außenläufer" angeordnet wird. Dabei handelt es sich allerdings nicht um Ausführungen mit maximaler Drehzahl, sondern um vergleichsweise kleine Drehzahlen, bei denen jedoch die Vergrößerung des Luftspalt-Durchmessers für Leistung und Drehmoment vorteilhaft ist.It is obvious that the proposals according to the invention are also fundamental are expedient if the rotor radially outside the stator as an "external rotor" is arranged. However, these are not versions with maximum speed, but by comparatively low speeds, at which, however increasing the air gap diameter for power and torque is advantageous.

Claims (9)

1. Elektromechanischer Energiewandler in transversaler Bauform,
  • - mit mehreren Wicklungssträngen im Stator in Form von koaxial zur Maschinenachse angeordneten ringförmigen Spulen, die im Motorbetrieb über elektronische Stellelemente gespeist werden,
  • - mit in Umfangsrichtung angeordneten Folgen von c-förmigen ersten Magnetkreiselementen im Stator, die
  • - untereinander gleichen Abstand aufweisen,
  • - sich quer zu den Wicklungssträngen erstrecken
  • - und zwischen den in radialer Richtung zugeordneten Schenkeln nutähnliche Ausnehmungen aufweisen, durch die die Wicklungsstränge verlaufen
  • - sowie mit einem eine Welle aufweisenden wicklungslosen Rotor mit mehreren auf der Welle abgestützten und den einzelnen Wicklungssträngen zugeordneten Teilrotoren, welche zweite Magnetkreiselemente aufweisen, die in doppelter Anzahl gegenüber dem Stator vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetkreiselemente (ES, ER, E1a, E1b, M1a, M1b) durch Formgebung und axiale Vorspannung gegen radiale Bewegung gesichert sind, wobei im Stator am Gehäuse (GS) und im Rotor auf der Welle (We) abgestützte Konstruktionsteile (R1, K1, K2, S1, S2) mit axialem Abstand vorgesehen sind, zwischen denen die ersten (ES) und die zweiten (ER, E1a, E1b, M1a, M1b) Magnetkreiselemente in einem ringförmigen Verand angeordnet und durch die die Magnetkreiselemente (ES, ER, E1a, E1b, M1a, M1b) vorgespannt sind.
1. Electromechanical energy converter in a transversal design,
  • with a plurality of winding strands in the stator in the form of annular coils arranged coaxially to the machine axis, which are fed in motor operation via electronic control elements,
  • - With circumferentially arranged sequences of c-shaped first magnetic circuit elements in the stator, the
  • - have the same distance from each other,
  • - extend across the winding strands
  • - And between the legs assigned in the radial direction have groove-like recesses through which the winding strands run
  • - As well as with a shaft having a windingless rotor with several supported on the shaft and assigned to the individual winding strands sub-rotors, which have two magnetic circuit elements that are present in twice the number of the stator, characterized in that the magnetic circuit elements (ES, ER, E 1a , E 1b , M 1a , M 1b ) are secured against radial movement by shaping and axial prestressing, with structural parts (R1, K1, K2, S1, S2) supported on the housing (GS) in the stator and on the shaft (We) in the rotor ) are provided with an axial distance between which the first (ES) and the second (ER, E 1a , E 1b , M 1a , M 1b ) magnetic circuit elements are arranged in an annular veranda and through which the magnetic circuit elements (ES, ER, E 1a , E 1b , M 1a , M 1b ) are biased.
2. Energiewandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstruktionsteile (K1, K2, S1, S2) im Rotor aus faserverstärktem Werkstoff hergestellt sind.2. Energy converter according to claim 1, characterized, that the construction parts (K1, K2, S1, S2) in the rotor made of fiber-reinforced Material are made. 3. Energiewandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hohlzylinder (TR, K1m) vorgesehen ist, der die zweiten Magnetkreiselemente (ER, E1a, E1b, M1a, M1b) trägt und ihren Abstand zueinander bestimmt.3. Energy converter according to claim 1 or 2, characterized in that a hollow cylinder (TR, K1m) is provided which carries the second magnetic circuit elements (ER, E 1a , E 1b , M 1a , M 1b ) and determines their distance from one another. 4. Energiewandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlzylinder (TR, K1m) aus faserverstärktem Werkstoff hergestellt ist.4. Energy converter according to claim 3, characterized, that the hollow cylinder (TR, K1m) made of fiber-reinforced material is. 5. Energiewandler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten (ES) und die zweiten (ER, E1a, E1b, M1a, M1b) Magnetkreiselemente mit abgeschrägten Enden (L1, L2) und die Konstruktionsteile (R1, K1, K2, S1, S2) als Preßringe ausgeführt sind, wobei die ersten Magnetkreiselemente (ES) Weicheisenelemente sind. 5. Energy converter according to one of claims 1 to 4, characterized in that the first (ES) and the second (ER, E 1a , E 1b , M 1a , M 1b ) magnetic circuit elements with chamfered ends (L1, L2) and the structural parts (R1, K1, K2, S1, S2) are designed as press rings, the first magnetic circuit elements (ES) being soft iron elements. 6. Energiewandler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausführung von Ringkernelementen als erste Magnetkreiselemente (ES) die abgeschrägten Enden durch zwischen ihnen liegende magnetisch nicht leitenden Lamellen (NS) gebildet werden.6. Energy converter according to claim 5, characterized, that when executing toroidal core elements as the first magnetic circuit elements (ES) the beveled ends are not magnetically located between them conductive fins (NS) are formed. 7. Energiewandler nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Magnetkreiselemente (ER, E1a, E1b, M1a, M1b) aus Weicheisenelementen bei rein elektrisch erregten Transversalflußmaschinen, TFE-Maschinen, oder aus Weicheisenelementen und Permanentmagneten bei auch durch Permanentmagnete erregten Transversalflußmaschinen, TFM- Maschinen, bestehen, wobei die Magnetkreiselemente bei TFE-Maschinen so ausgeführt sind, daß der magnetische Fluß in einer und bei TFM-Maschinen in zwei um eine Polteilung versetzten Ebenen verläuft.7. Energy converter according to one of claims 1-6, characterized in that the second magnetic circuit elements (ER, E 1a , E 1b , M 1a , M 1b ) made of soft iron elements in purely electrically excited transverse flux machines, TFE machines, or made of soft iron elements and permanent magnets exist in transverse flux machines, TFM machines, which are also excited by permanent magnets, the magnetic circuit elements in TFE machines being designed such that the magnetic flux runs in one plane and in TFM machines in two planes offset by a pole pitch. 8. Energiewandler in TFM-Ausführung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß je Magnetkreis vier Flußübertrittsflächen bestehen, von denen zwei in der Mitte luftspaltnah um eine Polteilung gegenüber den ersten Weich­ eisenelementen versetzt angeordnet sind.8. Energy converter in TFM design according to one of claims 1-7, characterized, that there are four flux transfer surfaces per magnetic circuit, two of which are in the Center close to the air gap around a pole pitch compared to the first switch iron elements are staggered. 9. Energiewandler nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß bei TFE-Maschinen minimal drei und bei TFM-Maschinen minimal zwei Teilrotoren ausgeführt werden.9. Energy converter according to one of claims 1-8, characterized, that at least three for TFE machines and at least two for TFM machines Partial rotors are executed.
DE19944400443 1994-01-10 1994-01-10 Transverse-flux machine having a cylindrical rotor Expired - Fee Related DE4400443C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19944400443 DE4400443C1 (en) 1994-01-10 1994-01-10 Transverse-flux machine having a cylindrical rotor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19944400443 DE4400443C1 (en) 1994-01-10 1994-01-10 Transverse-flux machine having a cylindrical rotor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE4400443C1 true DE4400443C1 (en) 1994-11-03

Family

ID=6507639

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19944400443 Expired - Fee Related DE4400443C1 (en) 1994-01-10 1994-01-10 Transverse-flux machine having a cylindrical rotor

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE4400443C1 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997039515A1 (en) * 1996-04-16 1997-10-23 Abb Daimler-Benz Transportation (Technology) Gmbh Electric machine
EP0952657A2 (en) * 1998-04-22 1999-10-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft, Patentabteilung AJ-3 Transversal flux machine
WO2000014860A1 (en) * 1998-09-07 2000-03-16 Otkrytoe Aktsionernoe Obschestvo 't-Gidropress' Induction electric machine
DE19858304A1 (en) * 1998-12-17 2000-06-29 Voith Turbo Kg A.C. current machine with transversal flux guidance, especially high-speed two-pole machine, has rotor with centrally arranged magnet arrangements separated non-conducting material
DE19956367A1 (en) * 1999-11-24 2001-07-19 Klaus Beckmann Heteropolar stimulated reluctance machine has transverse arrangement of magnetic stimulation circuits in peripheral direction closed by air gap between teeth on stator and rotor
EP1372249A2 (en) * 2002-06-06 2003-12-17 Robert Bosch Gmbh Transverse flux machine, in particular unipolar transverse flux machine
RU2499344C1 (en) * 2012-04-16 2013-11-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" Synchronous electric motor
RU2507666C1 (en) * 2012-10-01 2014-02-20 Николай Петрович Дядченко Inductor electric machine
RU172453U1 (en) * 2016-12-26 2017-07-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) VENTILATION-REACTIVE GENERATOR
RU2761085C1 (en) * 2021-04-13 2021-12-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" Synchronous electric motor

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3826339C1 (en) * 1988-08-03 1990-02-22 J.M. Voith Gmbh, 7920 Heidenheim, De

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3826339C1 (en) * 1988-08-03 1990-02-22 J.M. Voith Gmbh, 7920 Heidenheim, De

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Weh.H.: Permanenterregte Synchronmaschinen hoher Kraftdichte nach dem Transversalkonzept. Etz-Archiv, Bd. 10, 1988, H. 5, S. 143-149 *

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997039515A1 (en) * 1996-04-16 1997-10-23 Abb Daimler-Benz Transportation (Technology) Gmbh Electric machine
EP0952657A3 (en) * 1998-04-22 2002-01-23 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft, Patentabteilung AJ-3 Transversal flux machine
EP0952657A2 (en) * 1998-04-22 1999-10-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft, Patentabteilung AJ-3 Transversal flux machine
US6229238B1 (en) * 1998-04-22 2001-05-08 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Transversal flux machine
WO2000014860A1 (en) * 1998-09-07 2000-03-16 Otkrytoe Aktsionernoe Obschestvo 't-Gidropress' Induction electric machine
DE19858304A1 (en) * 1998-12-17 2000-06-29 Voith Turbo Kg A.C. current machine with transversal flux guidance, especially high-speed two-pole machine, has rotor with centrally arranged magnet arrangements separated non-conducting material
DE19858304C2 (en) * 1998-12-17 2001-11-08 Voith Turbo Kg AC machine with transverse flow control, in particular two-pole transverse flow machine for high speed
DE19956367C2 (en) * 1999-11-24 2002-02-21 Klaus Beckmann Heteropolar excited reluctance machine
DE19956367A1 (en) * 1999-11-24 2001-07-19 Klaus Beckmann Heteropolar stimulated reluctance machine has transverse arrangement of magnetic stimulation circuits in peripheral direction closed by air gap between teeth on stator and rotor
EP1372249A2 (en) * 2002-06-06 2003-12-17 Robert Bosch Gmbh Transverse flux machine, in particular unipolar transverse flux machine
EP1372249A3 (en) * 2002-06-06 2004-01-14 Robert Bosch Gmbh Transverse flux machine, in particular unipolar transverse flux machine
US6924576B2 (en) 2002-06-06 2005-08-02 Robert Bosch Gmbh Transverse flux machine, in particular a unipolar transverse flux machine
RU2499344C1 (en) * 2012-04-16 2013-11-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" Synchronous electric motor
RU2507666C1 (en) * 2012-10-01 2014-02-20 Николай Петрович Дядченко Inductor electric machine
RU172453U1 (en) * 2016-12-26 2017-07-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) VENTILATION-REACTIVE GENERATOR
RU2761085C1 (en) * 2021-04-13 2021-12-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" Synchronous electric motor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19507233C2 (en) Transverse flux machine with permanent excitation and multi-strand armature winding
DE69827299T2 (en) ELECTRIC MOTOR OR GENERATOR
DE10325085B3 (en) transverse flux
EP0832511B1 (en) Electric machine
EP3450782B1 (en) Active radial magnetic bearing with a yoke coil
DE112007000201T5 (en) Slotted cores for a motor stator, motor stator, permanent magnet type synchronous motor, and punch punch punching method for slotted cores
EP0286905A1 (en) Electronically commutated brushless DC motor
DE10236942A1 (en) Plate packet for electrical machine, especially for synchronous machine stator, has yoke plate packet with radially inward-facing pole teeth, each pole head radially bounding on relevant pole tooth
DE4300440C2 (en) Electric transverse flux machine with annular winding strands
DE4400443C1 (en) Transverse-flux machine having a cylindrical rotor
DE4325740C1 (en) Transversal flux machine with improved magnetic circuits
WO2000003469A2 (en) Electric machine, especially a reluctance motor
DE2953033C2 (en) Rotor of an electrical machine with pronounced poles
DE3821660C1 (en) Reluctance machine
EP2448097A1 (en) Permanently excited electric machine
EP3157140B1 (en) Torque optimized rotor and small electric motor comprising such a rotor
EP2607731B1 (en) Magnetic radial bearing with radial laminated rotor
DE19704769C2 (en) Multi-strand synchronous machine with permanent magnets and coil modules
EP2523321A1 (en) Cylindrical linear motor with laminated stands
DE4443999C1 (en) Permanent magnet transversal flux machine
DE4138014C1 (en) Electromechanical power converter in rotary or linear form - has permanent magnets assembled in rotor driven by AC stator winding with pole elements
DE102010036828A1 (en) Annular stator for electro-dynamic machine, has U-shaped core metal sheets that are provided with two parallel legs for guiding magnetic flux within each coil
DE102019130129B3 (en) Electric motor for a motor vehicle with an inner rotor and an outer rotor and an I-shaped support structure, as well as a motor vehicle
DE1763858C2 (en) Electric machine
DE3003483A1 (en) Fixing assembly mounting winding to stator - uses dovetail spacing teeth fitting into slots in stator packet

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of the examined application without publication of unexamined application
D1 Grant (no unexamined application published) patent law 81
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee
8370 Indication of lapse of patent is to be deleted
8339 Ceased/non-payment of the annual fee