DE578798C

DE578798C - Gezahnter umlaufender Feldmagnet fuer elektrische Maschinen mit eingesetzten Zaehnen

Info

Publication number: DE578798C
Application number: DEA66380D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Robert Pohl
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1932-06-25
Filing date: 1932-06-25
Publication date: 1933-06-17

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN Alt 17. JUNI 1933

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVs 578798 KLASSE 21di GRUPPE

Patentiert ini Deutschen Reiche vom 2$. Juni 1932 ab

Umlaufende Feldmagnete für Turbodynamos stellen in Rücksicht auf die beträchtlichen Fliehkräfte hohe mechanische Ansprüche an den Aufbau des Läuferkörpers und die Lagerung der Feldspulen. Diese Anforderungen haben zu der bewährten Läuferkonstruktion mit eingesetzten Zähnen geführt. Sie ermöglicht die solide Einbettung der Feldwicklung in Nuten ohne fabrikatorische

to Schwierigkeiten, gestattet zufolge der geringeren Abmessungen des massiven Rotorkernes eine gute Durchschmiedung dieses Teiles und erleichtert die Durchlüftung des Läufers insbesondere an der Wicklung entlang.

Obgleich Läuferkonstruktionen mit eingesetzten Zähnen gezahnten Massivrotoren mechanisch überlegen sind, haben sie in ihrem magnetischen Verhalten gleiche Mängel. Diese äußern sich einerseits in einer Gesamt-Verminderung des induzierenden Fluxes und damit in der durch ihn induzierten Leistung des Generators, weil ein Teil des wirksamen Polquerschnittes für die Durchlüftung der Wicklung beansprucht wird. Andererseits ergibt die verteilte Wicklung mit Haupt- und Nebenpölen der gezahnten Läuferkörper im Verlauf der Feldkurve stellenweise unerwünschte Abweichungen von der idealen Sinusform, die zu höheren Harmonischen Anlaß bieten. Beide magnetischen Mängel haben zur Ursache, daß die magnetische Induktion in den Zähnen der Polbereiche, besonders an einzelnen Stellen, die gewünschten Werte nicht erreicht.

In dem Bestreben, bei gezahnten Feldmagneten die magnetischen Verhältnisse günstiger zu gestalten, ist die Angleichung der Feldkurve an die Sinusform besonders wichtig. Da bei verteilter Feldwicklung zylindrischer Feldkörper die Amperewindungszahl 4» in dem Polbereich nach der Neutralen zu abnimmt und die verhältnismäßig eng aufeinanderfolgenden, nur durch die Nebenpolzähne distanzierten Feldspulen, sich mit ihrem Streufluß auch gegenseitig beeinträchtigen, so sind die gerade zwischen den Feldspulen, also im Bereich der Nebenpole aktiven Amperewindungen nicht ausreichend, um an diesen Stellen die für den erstrebten Verlauf des Feldes nötige Höhe der Zahninduktion zu erreichen. Die Feldkurve fällt vielmehr mit ihren Flanken zu stark ab und wird zu spitz. Das gilt ganz besonders für diejenigen Nebenpolgebiete, welche am Umfang unmittelbar den Hauptpolen folgen, während sich dieser Einfluß nach der Neutralen zu verringert. Es ist deshalb für eine bessere Ausnutzung der Maschine wesentlich, daß die abfallenden Flanken der Feldkurve gehoben werden.

Erfindungsgemäß soll nun in allen solchen Fällen, in denen innerhalb der Polbereiche

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Or.-Ing. Robert Pohl in Berlin-Charlottenbiirg.

oder besonders an solchen Stellen, an denen die aktive Amperewindungszahl der verteilten Feldwicklung für den durch die erstrebte Feldkurve bestimmten Wert der Zahninduktion nicht ausreicht, den Zähnen durch Legieren mit Kobalt, wie dies für magnetisch hochbeanspruchte Teile an sich bekannt ist, eine erhöhte magnetische Leitfähigkeit gegeben sein. Das Legieren kann auch mit anderen ίο Metallen geschehen, soweit sie gleichartig wirken, d. h. eine hohe magnetische Leitfähigkeit des Materials herbeiführen.

Es wird im allgemeinen genügen, die Erfindung nur auf die als Nebenpole anzusprechenden Zähne der Polbereiche anzuwenden, während die Zahne, der Hauptpole nur dann aus dem kobaltlegierten Eisen hergestellt zu werden brauchen, wenn dort die gesamte Amperewindungszahl pro Pol nicht ausreicht. Die hier erörterten Vorgänge werden ohne weiteres an Hand der Zeichnung verständlich, bei der Abb. 1 den Polbereich eines gezahnten Läufers mit eingesetzten Zähnen darstellt und Abb. 2 seine Feldkurve veranschaulicht. as In Abb. ι bedeutet α den massiven, mit schwalbenschwanzförmigen Nuten versehenen Läuferkern, b die eingesetzten Zähne, desjenigen Polbereiches, welcher durch die Spulenseiten c der inneren Feldspule begrenzt ist, d die Nebenpolzähne zwischen der inneren Feldspulec und der nächsten Spule/, g die Nebenpolzähne der weiteren Folge. Die Wicklung ist in üblicher Weise durch Keile h befestigt. In Nuten der Pole liegen Nutenfüllstücke k aus magnetisierbarem Stoff, welche durch Keilern gehalten sind.

Bei Abb. 2 bezeichnet χ die bisher mangels hinlänglicher Amperewindungen in den Nebenpolzonen I-I und H-II an den Flanken unerwünscht abgeflachte Feldkurve und y den durch Ausführung der Nebenpolzähne· d und g aus Kobalteisen gehobenen und damit berichtigten Feldverlauf.

Der prozentuale Anteil des Kobaltgehaltes ♦5 in der Legierung ändert die magnetische Leitfähigkeit. Durch. Änderung des Kobaltgehaltes ist also ein Mittel gegeben, den Wert der magnetischen Leitfähigkeit des Zahnmaterials zwischen einzelnen Zähnen oder Zahngruppen zu stufen. Man kann dadurch den Einfluß des Kobaltgehaltes, insbesondere nach der Neutralen hin, abfallen lassen, um die Feldkurve günstigst zu gestalten.

Ein anderes Mittel hierfür besteht bei geblätterten Zähnen in der Vermischung der Zahnlamellen aus Kobalteisen mit solchen aus einer anderen Eisenlegierung. Durch das Verhältnis von Anzahl oder Dicke der Lamellen der einen zur anderen Eisensorte in jedem Zahn kann man den Einfluß des einen oder anderen Materials überwiegen lassen. Die ■, Vermischung der Lamellen aus Kobalteisen mit einer anderen Legierung kann auch zu einer Erhöhung der mechanischen Festigkeit der Zähne beitragen.

Da mit Änderung des cos φ auch eine Verlagerung der Polachse einhergeht, kann es zweckmäßig sein, um dieserhalb günstigere Betriebsbedingungen herbeizuführen, einen einseitig zur Polachse überwiegenden Einfluß des Kobaltgehaltes auszuüben, indem entweder die Anordnung der kobaltlegierten Zähne einseitig zur Mitte des Polbereiches vorgenommen wird oder der Kobaltanteil der Zähne auf einer Seite gegenüber dem der anderen Seite größer gehalten ist.

Obgleich hier die Läuferkonstruktion betrachtet wurde, welche am ganzen Umfang eingesetzte Zähne besitzt, kann die Erfindung von gleicher Bedeutung auch für gezahnte 80-Läuferkörper sein, bei denen nur stellenweise am Umfang Zähne oder Zahngruppen eingefügt sind.

Claims

Patentansprüche: 8S

1. Gezahnter umlaufender Feldmagnet für elektrische Maschinen mit eingesetzten Zähnen, dadurch gekennzeichnet, daß in den Polbereichen, besonders an solchen Stellen, an denen die aktive Amperewindungszahl der verteilten Feldwicklung für den durch die erstrebte Feldkurve bestimmten Wert der Zahninduktion nicht ausreicht, den Zähnen durch Legieren mit Kobalt oder gleichartig wirkenden Metallen eine erhöhte magnetische Leitfähigkeit gegeben ist.

2. Gezahnter umlaufender Feldmagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, »00 daß zur Hebung der durch ungenügende Amperewindungen in den Gebieten der Nebenpole abgeflachten Flanken der Feldkurve nur die Nebenpolzähne der Polbereiche, insbesondere die zwischen den beiden inneren Feldspulen befindlichen Nebenpolzähne, wenigstens zum Teil aus kobaltlegiertem Eisen bestehen.

3. Gezahnter umlaufender Feldmagnet nach den Ansprüchen: 1 und 2, dadurch ge- no kennzeichnet, daß bei geblätterten Zähnen Zahnlamellen aus Kobalteisen mit solchen einer anderen Eisenlegierung vermischt sind.

4. Gezahnter umlaufender Feldmagnet "5 nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kobaltanteil verschiedener Zähne innerhalb des Polbereiches je nach dem örtlich erstrebten Einfluß dieser Zähne abweichend gehalten ist. iao

5. Gezahnter umlaufender Feldmagnet nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

daß der Kobaltanteil der Zahne nach der Neutralen zu abfällt.

6. Gezahnter umlaufender Feldmagnet nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei geblätterten Zähnen das Mischungsverhältnis der aus Kobalteisen und aus der anderen Eisenlegierung bestehenden Zahnlamellen oder deren Stärkenverhältnis bei verschiedenen Zähnen des Polbereiches je nach dem örtlich erstrebten Einfluß abweichend gehalten ist.

7, Gezahnter umlaufender Feldmagnet nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die kobaltlegierten Zähne in den Polbereichen so angeordnet oder am Kobaltgehalt beteiligt sind, daß der Einfluß des Kobalts einseitig zur Polachse überwiegt.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen