DE60019916T2 - Scheibenläufermotor - Google Patents

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    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
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    • H02K3/12Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
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Description

  • TECHNISCHER BEREICH DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft rotierende dynamoelektrische Maschinen der Art des bürstenlosen Gleichstrommotors mit einer Scheibenkonfiguration, und sie betrifft insbesondere Verbesserungen des Stators für diese Art Maschine.
  • HINTERGRUND
  • Ein bürstenloser Gleichstrom-Scheibenläufermotor umfasst im Allgemeinen Sätze von benachbarten magnetisierbaren Scheiben, die eine Vielzahl von magnetischen Polen mit Wechselwirkung tragen, wobei eine Scheibe veranlasst wird, in Folge von durch Wechselwirkung zwischen festen magnetischen Polen gewöhnlich in der beweglichen Oberfläche, d.h. dem Rotor, entstehenden Drehkräften um eine Achse zu rotieren, sowie Wicklungen zur Erzeugung von steuerbaren magnetischen Polen gewöhnlich innerhalb der feststehenden Oberfläche, d.h. dem Stator, (so dass kein Schleifkommutator benötigt wird). Solche Motoren müssen im Allgemeinen so effizient wie möglich gebaut werden. (Dasselbe Argument könnte natürlich auch für einen Dynamo geltend gemacht werden, in welchem Falle das Gerät stattdessen ein Messwandler ist, um Antriebskraft in elektrische Energie zu verwandeln, und diese Schrift schließt Dynamos in ihren Umfang ein.)
  • Beim Entwurf von Statoren ist der magnetische Kreis zu berücksichtigen, und wo ferromagnetische Elemente von hoher magnetischer Permeabilität (selbstverständlich einschließlich Dauermagneten) verwendet werden, empfiehlt es sich, die Anteile eines Magnetkreises mit niedriger Permeabilität möglichst gering zu halten. Demzufolge resultiert ein gegebener Strom in einer jeglichen Wicklung in einer größeren Drehkraft (oder beim Dynamo umgekehrt). Mit der vorliegenden Anwendung sollen Mittel und Wege zur Verbesserung des Entwurfs von gewickelten Statoren erkundet werden, welche vor allem in solchen Fällen anwendbar sind, wo die mit einer Scheibenform verbundenen Wicklungen eine große, radial ausgerichtete Leitermenge umfassen, wie in einem Scheibenläufermotor.
  • In Patentschrift US-A-5097140 wird die Statorwicklung eines Scheibenläufermotors mit großen, radial verlaufenden Teilen offengelegt, die in einer einzigen Schicht angeordnet sind. Zur Peripherie hin sind die Windungen der Wicklung im Abstand voneinander angeordnet.
  • ZIEL
  • Es ist ein Ziel der Erfindung, eine verbesserte rotierende dynamoelektrische Maschine zu bieten oder der Öffentlichkeit zumindest eine nützliche Wahlmöglichkeit zu geben.
  • ERFINDUNGSAUSSAGE
  • In einer Hinsicht bietet die Erfindung eine Statorwicklung für eine scheibenförmige rotierende dynamoelektrische Maschine mit einer Vielzahl von allgemein radial verlaufenden Leitergruppen, wobei der von den Leitern einer beliebigen Gruppe eingenommene Raum (von einer Seite zur anderen) zur Peripherie des Stators hin breiter und flacher und zur Mitte des Stators hin (von einer Seite zur anderen) schmäler und tiefer ist.
  • In einer weiteren Hinsicht bietet die Erfindung eine scheibenförmige rotierende dynamoelektrische Maschine mit mindestens einer Rotorscheibe und einer Statorscheibe, die eine im vorigen Absatz beschriebene Statorwicklung stützt.
  • Vorzugsweise liegt jede Gruppe von Leitern auf dem Stator über einem ferromagnetischen Material, das eine größere magnetische Permeabilität als Luft hat.
  • Vorzugsweise ist die Querschnittsfläche jeder Gruppe von Leitern, einschließlich der Gruppen von radial verlaufenden Leitern, auf jeder mit der Rotationsachse tangential verlaufenden Ebene im Wesentlichen konstant.
  • Vorzugsweise verläuft das ferromagnetische Material vom Rotor von der Peripherie des Stators aus zur Mitte des Stators hin abschüssig, so dass das ferromagnetische Material neben den Wicklungen verbleibt.
  • Vorzugsweise wird das ferromagnetische Material aus der Gruppe ausgewählt, welche umfasst: Eisendraht, Eisenstreifen, Eisenpulver und Masseneisen.
  • Vorzugsweise ist der Stator eine geformte Scheibe und hat eine Vielzahl von allgemein radial verlaufenden Vertiefungen, welche geeignet sind, eine Vielzahl von Windungen der Leiter aufzunehmen, wobei jede Vertiefung zur Peripherie der Scheibe hin breiter ist.
  • Vorzugsweise ist jede Vertiefung zur Mitte der geformten Scheibe hin auch tiefer.
  • Vorzugsweise besitzt der Rotor zwischen zwei und 128 permanenten Magnetpolen, wobei er in seiner am meisten bevorzugten Form 8 Pole hat.
  • In einer weiteren Hinsicht bietet die Erfindung ein Verfahren zur Erzeugung einer Statorwicklung für eine scheibenförmige rotierende dynamoelektrische Maschine, indem eine Vielzahl von Gruppen von allgemein radial verlaufenden länglichen Leitern auf eine geformte Wickelschablone mit einer Mitte und einer Peripherie gewickelt wird, wobei die geformte Wickelschablone eine Vielzahl von allgemein radial verlaufenden Vertiefungen hat, die in der Lage sind, eine Vielzahl von Leiterwindungen aufzunehmen, wobei jede Vertiefung zur Peripherie hin breiter ist und die Leiter so gewickelt werden, dass der von den Leitern jeder beliebigen Gruppe eingenomme Raum zur Peripherie des Stators hin (von einer Seite zur anderen) breiter und flacher ist und zur Mitte der Schablone hin (von einer Seite zur anderen) schmäler und tiefer ist.
  • In einer weiteren Hinsicht bietet die Erfindung eine rotierende dynamoelektrische Maschine mit mindestens einer ersten und einer zweiten benachbarten magnetisierbaren Oberfläche, jeweils in Scheibenform, welche jeweils eine Vielzahl von magnetischen Polen trägt, wobei eine Oberfläche veranlasst werden kann, in Folge von durch Wechselwirkung zwischen in der ersten Oberfläche enthaltenen festen magnetischen Polen und von in der anderen Oberfläche enthaltenen steuerbaren magnetischen Polen entstehenden Drehkräften um eine Achse über die andere Oberfläche zu rotieren, wobei die magnetischen Pole mindestens einer zweiten Oberfläche aus elektrischen Strömen resultieren, die innerhalb einer Vielzahl von Gruppen von gewickelten Leitern oder Windungen fließen, wobei jede Gruppe innerhalb einer in einer geformten Scheibe ausgebildeten Vertiefung gewickelt ist und jede Vertiefung seitlich zur Peripherie hin erweitert ist.
  • Vorzugsweise liegt jede Vertiefung über einem ferromagnetischen Material (das eine höhere magnetische Permeabilität als Luft hat) und bildet einen Teil eines magnetischen Kreises, der die benachbarte erste Oberfläche einschließt.
  • Es wird außerdem bevorzugt, dass jede Vertiefung zur Mitte der geformten Scheibe hin auch tiefer ist.
  • Vorzugsweise ist jede Vertiefung zur Mitte der geformten Scheibe hin tiefer, so dass die Querschnittsfläche in einer Tangentialebene zur Rotationsachse der zweiten Oberfläche und einschließlich einer Wicklungsfläche im Wesentlichen gleich ist.
  • Vorzugsweise ist die Höchstzahl von Leiterwicklungen, die so gewickelt werden können, dass sie unterhalb der äußeren Vertiefungsränder liegen, auf jeder tangential zur Rotationsachse und einschließlich eines Wicklungsbereichs liegenden Ebene im Wesentlichen konstant.
  • Vorzugsweise wird das ferromagnetische Material auch zur Mitte der geformten Scheibe tiefer gelegt, so dass das ferromagnetische Material neben den Wicklungen verbleibt.
  • Ferromagnetische Materialien können umfassen: Eisendraht oder Eisenstreifen, welche in Form einer Uhrfederspule gewickelt werden, möglicherweise ein Ferrit, Eisenpulver oder bei dynamoelektrischen Maschinen, die mit relativ niedrigen Drehzahlen eingesetzt werden sollen, Masseneisen.
  • Ein bevorzugtes ferromagnetisches Material ist ein in Form einer Spule gewickelter, magnetisch weicher Eisendraht.
  • Noch ein weiteres bevorzugtes ferromagnetisches Material ist ein in Form einer Uhrfederspule gewickelter, magnetisch weicher Eisenstreifen.
  • Ein weiteres bevorzugtes ferromagnetisches Material ist Eisenpulver, das entweder in die benötigte Form gepresst oder mit Epoxid- bzw. Kunststoffbindemitteln gestützt wird.
  • Ein alternatives ferromagnetisches Material, das inbesondere eher für dynamoelektrische Maschinen geeignet ist, die mit relativ niedrigen Drehzahlen eingesetzt werden sollen, ist Masseneisen oder bevorzugterweise eine eisenhaltige Legierung mit einer relativ niedrigen Hysterese.
  • Die bevorzugte Anzahl von Polen liegt zwischen zwei und 128.
  • Stärker bevorzugt wird die Anzahl von acht Polen.
  • In einer weiteren Hinsicht bietet die Erfindung einen elektrischen Scheibenläufermotor mit einem magnetisierbaren Aufbau, der einer Gruppierung von allgemein radial ausgerichteten Wicklungen gegenüber liegt, von denen eine in Relation zur anderen drehbar ist, wobei die eine Gruppierung magnetische Pole und die andere Wicklungen hat, welche in Aushöhlungen in einer Stützstruktur gehalten werden, wobei jede Aushöhlung zur äußeren Peripherie des Motors hin breiter und flacher und zur Mitte des Motors hin enger und tiefer ist.
  • In einer weiteren Hinsicht bietet die Erfindung einen bürstenlosen Gleichstrom-Scheibenläufermotor mit einem drehbaren Dauermagnetaufbau und einer Gruppierung von allgemein radial ausgerichteten Wicklungen in mehr als einem Bereich, jeweils innerhalb einer entsprechenden Kerbe in einer geformten Wickelschablone, wobei jede Kerbe einen Wicklungsraum vorsieht und der von der Wicklung eines jeden Bereichs eingenommene Raum zur Peripherie hin breiter und flacher ist und zur Mitte der geformten Wickelschablone hin enger (von einer Seite zur anderen) und tiefer ist.
  • Die Erfindung umfasst ferner einen Stator oder eine geformte Wickelschablone für solche dynamoelektrischen Maschinen (insbesondere für bürstenlose Gleichstrom-Scheibenläufermotoren).
  • In einer weiteren breit gefassten Hinsicht kann die dynamoelektrische Maschine in einer Dynamo-Betriebsart betrieben werden, in welcher die Veranlassung der relativen Drehbewegung der ersten und zweiten Scheibe die Wirkung hat, innerhalb der Vielzahl von Gruppen von gewickelten Leitern den Fluss von elektrischen Strömen zu induzieren.
  • Die dynamoelektrische Maschine kann über mindestens eine stillstehende Scheibe einschließlich Wicklungen verfügen, so dass sie keine Schleifkontakte hat, die Strom zwischen einem festen Leiter und einem rotierenden Leiter führen können.
  • Alternativ schließt die mindestens eine stillstehende Scheibe Dauermagneten ein und es sind Schleifkontakte vorgesehen, die Strom zwischen einem festen Leiter und einem rotierenden Leiter führen können, um Wicklungen auf mindestens einer rotierenden Scheibe mit Energie zu versorgen.
  • BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Die hier ausgeführte Beschreibung der Erfindung dient lediglich als Beispiel und ist zusammen mit den verschiedenen beschriebenen und veranschaulichten Beispielen in keiner Weise als Begrenzung des Umfangs der Erfindung zu verstehen. Es wird ferner darauf hingewiesen, dass in einigen der Zeichnungen Abmessungen in Millimetern angegeben sind, um das Verständnis der Statorform zu erleichtern, doch diese Abmessungen haben ebenfalls lediglich Beispielcharakter und sollen keinerlei Begrenzung darstellen.
  • ZEICHNUNGEN
  • 1: zeigt grundsätzlich, wie das Profil einer einzelnen Vertiefung (oder Gruppe von Leitern) sich von der Peripherie zur Mitte hin verändert, um eine feste Anzahl von unterteilten ringförmigen Leitern in einem engeren Raum aufzunehmen.
  • 2: zeigt eine Perspektivenansicht eines Teils eines Statorkerns, einschließlich dreier Schnitte durch eine aus 1 entnommene Leitergruppe.
  • 3: ist eine dimensionierte technische Zeichnung eines Statorformteils im Schnitt.
  • 4: ist eine dimensionierte technische Zeichnung eines Statorformteils in Draufsicht.
  • 5: zeigt eine Querschnittansicht eines Scheibenläufermotors einschließlich eines Stators, bei dem entlang eines Radius eine Vertiefung geschnitten ist, wobei einige Leiter und eine uhrfederartige, laminierte, ferromagnetische Unterlage dargestellt sind.
  • 6: zeigt eine vorgeformte Statorwicklung vor der Befestigung an einem Stator.
  • Die Grundsätze der Erfindung sind in den Abbildungen veranschaulicht. Wie allgemein bekannt ist, verengen sich die Abmessungen eines Kreissektors zur Mitte hin. Bei einem Scheibenläufermotor werden Wicklungen in mehr oder weniger radialen, aktiven Teilen verlegt und im Idealfalle würde jede Wicklung einen Sektor der Scheibe besetzen. Damit liegt also ein Schema vor, wie die gleiche Anzahl von Leitern in eine verengende Sektorbreite gepackt werden kann. Zu beachten ist, dass bestimmte Leiter im Schnitt 103 mit „A..D" gekennzeichnet sind, sowie die entsprechenden Beispielpositionen dieser Leiter in den anderen Schnitten.
  • In scheibenförmigen dynamoelektrischen Maschinen nach dem bekannten Stand der Technik basiert der Stator gewöhnlich auf einer „Spulenschablone", die eine Reihe von strahlenförmigen Kerben von mehr oder weniger konstanter Breite aufweist, und ein Schnitt durch eine Wicklung würde zumeist eine ähnliche Breite und Höhe von aufgeschichteten Leitern aufzeigen. Zwischen den anderen Enden einer Wicklung und einer benachbarten Wicklung befindet sich ein Leerraum, und das Verhältnis von Leerraum zu Wicklung ist abhängig von dem Verhältnis des inneren zum äußeren Radius des Stators. Wenn kein Leerraum vorhanden wäre (welcher eine bestimmbare Ineffizienz darstellt), würde das gewöhnlich bedeuten, dass Leiter aus der Kerbe zum inneren Rand des Stators hin aus der Kerbe herausquellen, und diese würden dann zumeist mit der in der Nähe befindlichen rotierbaren magnetischen Gruppierung kollidieren. Dies ist das Problem, das es zu lösen gilt.
  • 1 bis 5 der folgenden Zeichnungen zeigen einen Stator, der speziell geformte Vertiefungen aufweist, so dass die im Allgemeinen radial angeordneten Leitergruppen, die die Wicklungen bilden, so gewickelt werden können, dass sie zur Peripherie des Stators hin einen breiteren, aber flacheren Raum einnehmen als zur Mitte des Stators hin. Dadurch können die Leiter auf den geformten Stator gewickelt werden. In einem alternativen Beispiel können die Leiter auf eine geformte Schablone gewickelt und dann durch ein Harz oder ähnliches in der gewünschten Form gehalten und anschließend an einer Statorscheibe befestigt werden. 6 zeigt eine solche Statorwicklung vor der Befestigung am Stator.
  • 1 zeigt drei Weisen, wie 11 sphärische Gebilde (welche Leiter 104 darstellen) in Rechtecken angeordnet werden können, die gewöhnlich gleichartige Querschnittsflächen haben, obwohl es wichtiger ist, dass die erforderliche Anzahl von Gebilden zumindest innerhalb einer Querschnittsfläche enthalten ist. Das Rechteck 101 enthält 11 Gebilde in einer Anordnung von 4 über 3 über 4, 102 enthält dieselbe Anzahl in der Anordnung 5 über 6, und Rechteck 103 enthält alle 11 in einer einzigen Reihe. Wenn (beispielsweise) kantige Leiter verwendet würden, ergäbe sich eine andere Anordnung.
  • 2 zeigt die Gebilde von 1 aufgebracht auf eine Perspektivenansicht einer erfindungsgemäßen schematischen Statorform („Spulenschablone") 200 oder geformten Scheibe. Es ist zu beachten, dass der Trenner bzw. Steg 201 zwischen zwei benachbarten Wicklungen von im Wesentlichen konstanter und minimaler Breite ist, während ein beliebiger Tangentialschnitt durch die Vertiefung eine im Wesentlichen konstante Querschnittsfläche aufzeigt. (Siehe auch 4). Vorzugsweise ist jede Vertiefung auch zur Mitte der geformten Scheibe hin tiefer, so dass die Querschnittsfläche in einer Tangentialebene zur Rotationsachse der zweiten Oberfläche und einschließlich einer Wicklungsfläche im Wesentlichen gleich ist. Anders ausgedrückt, ist die Vertiefung 203 innerhalb der Statorform so geformt, dass sie zur Peripherie 204 hin flacher wird. (Denn in den meisten Fällen ist es unpraktisch, eine Scheibe mit montierten Dauermagneten in eine anderen als allgemein ebenen Fläche vorzusehen, obwohl eine abgeflachte, konkave, konische Magnetfläche natürlich eine Möglichkeit wäre.) Jeder einzelne Leiter verläuft nahe einer imaginären Radiuslinie.
  • 3 zeigt einen Schnitt (von Linie A-A in 4) durch ein erfindungsgemäßes Statorformteil 300 mit einer Vertiefung 203, die zur Mitte 304 hin wie oben beschrieben einen abschüssigen Boden 303 hat. In diesem Beispiel sind Abmessungen (in mm) für einen achtpoligen Scheibenläufermotor angegeben. Der Raum 301 soll einen ferromagnetischen Teil des Magnetkreises aufnehmen. 302 ist die Oberfläche, die im Betrieb neben einer Scheibe liegt, die Dauermagneten trägt.
  • 4 zeigt eine Oberflächenansicht eines erfindungsgemäßen Statorformteils 400 in Form einer Scheibe 401, einschließlich zwei von 24 Trennern 201 von minimierter Dicke, die wie oben beschrieben mit geformten Vertiefungen 203 abwechseln. In diesem Beispiel sind Abmessungen (in mm) für einen dreiphasigen, achtpoligen Scheibenläufermotor angegeben.
  • 5 zeigt einen Radialschnitt 500 durch die Mittellinie eines Sektors eines fertigen Stators 507 mit einer mittig stärker vertieften Aushöhlung (wie oben beschrieben) und einer ferromagnetischen Masse 509 unterhalb der Wicklungen 503 (hier sind vier Leiter abgebildet), welche wie in 2 gezeigt in der Ebene der Scheibenoberfläche zur Peripherie hin divergieren und zur Mitte hin, welche sich oberhalb der Oberkante von 5 befindet, konzentrieren, so dass sie im vertieften Bereich mehr oder weniger übereinander liegen.
  • Die als Beispiel angegebene ferromagnetische Masse 509 ist in diesem Falle ein Uhrfederstreifen von geeignet beschichtetem Stahl, welcher dieselbe ringförmige Breite einnimmt wie der Magnetsatz. Er kann zwischen einem inneren Ring 506 und einem äußeren Ring 505 eines beliebigen geeigneten Werkstoffs enthalten sein. In einem Prototyp wurde „Tufnol" verwendet, ein textilverstärktes Phenolkunststoffmaterial. Diese Ringe sind optional – in einigen Versionen des Motors tragen sie dazu bei, die ferromagnetische Masse an Ort und Stelle zu halten.
  • Der Statorkörper 507 kann günstigerweise aus Wärme leitendem Material hergestellt werden (z. B. Metall), um Wärme von dem Unterlageneisen 509 und der Wicklung 503 abzuleiten. Der Körper 597 kann beispielsweise aus Aluminium gefertigt werden. Alternativ kann er aus anderen Metallwerkstoffen hergestellt werden. Alternativ kann er auch aus nicht-metallischen Werkstoffen hergestellt werden (z. B. aus einem geeigneten Maschinenbaukunststoff, wie etwa Rynit).
  • Der Stahlrotor ist als 501 abgebildet und trägt einen Magnet 502 (hier ist ein Nordpol gezeigt), welcher über eine kleine Lücke 508 den Wicklungen gegenüber liegt. Der Trennstreifen (hier 504; anderswo 201) ist der Teil des Stators 507, der am nächsten zum Rotor liegt.
  • Es ist zu beachten, dass das ferromagnetische Material vorzugsweise auch abschüssig vom Rotor zur Mitte des Stators hin verläuft. Ein Uhrfederkern oder ein gewickelter Eisenkern kann in diese Form gewickelt oder später gebogen werden, während Massenmaterialen gepresst, gegossen, geschliffen, gedreht oder auf andere Weise entsprechend geformt werden können.
  • Wenn dagegen bevorzugt wird, eine konkave, abgeflachte Kegelform im Rotoraufbau vorzusehen, dann ist die stärkere Vertiefung der Statorvertiefungen nicht erforderlich.
  • Auf Statorvertiefungen kann verzichtet werden, wenn die Wicklung wie in 6 vorgeformt und an der Oberfläche eines Stators befestigt ist, der die geformte ferromagnetische Schicht 509 aufweist (doch die Trenner 504 fehlen dann). Es ist zu beachten, dass jede Leitergruppe einen im Allgemeinen trapezförmigen Verlauf nimmt, doch sind es die (relativ zur Wicklungsmitte) allgemein radial verlaufenden Teile, die den Abbildungen von 1 und 2 entsprechen.
  • Die Vorformung der Statorwicklungen, wie in 6 gezeigt (welche eine Fotokopie einer tatsächlichen Wicklung ist), ermöglicht die Überlappung von mehreren Wicklungen, wie gezeigt, ohne dass sich die Trenner von 5 störend auswirken. Die Leiter können auf eine geformte Schablone gewickelt und dann durch Harz oder Ähnliches in Form gehalten und anschließend am geformten Stator befestigt werden.
  • VARIATIONEN
  • Variationen der bevorzugten ferromagnetischen Werkstoffe schließen ein: Eisendraht oder -streifen, die in Form einer Spule gewickelt werden, (möglicherweise, doch weniger wahrscheinlich, ein Ferrit), Eisenpulver (wie etwa „Accucore" (TM) Magnetics International), wobei für dynamoelektrische Maschinen, die zur Verwendung bei relativ niedrigen Drehzahlen vorgesehen sind, auch Masseneisen genügen würde. Silikonstahl wäre auf Grund seiner niedrigen Hysterese zu bevorzugen. Wenn sich der Rotor bewegt, führt das ferromagnetische Material im Stator Fluss zuerst in einer Richtung, dann in der anderen, so dass magnetisch weiche Materialien mit niedrigen Hystereseverlusten zu bevorzugen sind, insbesondere bei höheren Drehzahlen, wenn sich die Umkehrrate erhöht.
  • Obwohl hier ein achtpoliger Motor beschrieben ist, liegt die Anzahl der Pole zwischen zwei und womöglich sogar mehr als 128.
  • WIRTSCHAFTLICHE VORTEILE ODER NUTZUNGSMÖGLICHKEITEN
  • Der modifizierte Stator mit einer mittig vertieften Vertiefung, die durch das geformte Unterlageneisen gebildet wird, um die Wicklungen aufzunehmen, ist relativ einfach zu fertigen und stellt bei der Herstellung oder Verwendung von dynamoelektrischen Maschinen, in denen er eingesetzt wird, keine zusätzlichen Schwierigkeiten dar. Er verbessert die Leistung solcher Maschinen sowohl durch Schließen der Lücken im magnetischen Kreis als auch durch Maximierung der Statorkerbenfläche, die für Leiter verfügbar ist.
  • Abschließend wird nochmals darauf hingewiesen, dass sich hieraus weitere Variationen der hier beschriebenen Erfindung ergeben können, die zum Umfang der Erfindung gehören, der in den Ansprüchen dargelegt wird.

Claims (10)

  1. Statorwicklung für eine scheibenförmige rotierende dynamoelektrische Maschine mit einer axialen Luftstrecke, wobei die Statorwicklung eine Vielzahl von Gruppen von allgemein radial verlaufenden Leitern hat, dadurch gekennzeichnet, dass der von den Leitern einer beliebigen Gruppe eingenommenen Raum: (a) zur Peripherie des Stators hin in der Umfangsrichtung breiter und in der Axialrichtung flacher ist, und (b) zur Mitte des Stators hin in der Umfangsrichtung schmäler und in der Axialrichtung tiefer ist.
  2. Scheibenförmige rotierende dynamoelektrische Maschine mit mindestens einer Rotorscheibe und einer Statorscheibe, die die Statorwicklung nach Anspruch 1 stützt.
  3. Scheibenförmige rotierende dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 2, wobei jede Gruppe von Leitern auf dem Stator über einem ferromagnetischen Material liegt, das eine größere magnetische Permeabilität als Luft hat.
  4. Scheibenförmige rotierende dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 3, wobei die Querschnittsfläche jeder Gruppe von Leitern, einschließlich der Gruppen von radial verlaufenden Leitern, auf jeder mit der Rotationsachse tangential verlaufenden Ebene im Wesentlichen konstant ist.
  5. Scheibenförmige rotierende dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 4, wobei das ferromagnetische Material vom Rotor von der Peripherie des Stators aus zur Mitte des Stators hin abschüssig verläuft, so dass das ferromagnetische Material neben den Wicklungen verbleibt.
  6. Scheibenförmige rotierende dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 5, wobei das ferromagnetische Material aus der Gruppe ausgewählt wird, welche umfasst: Eisendraht oder Eisenstreifen, in Form einer Uhrfederwicklung gewickelt, ein Ferrit, Eisenpulver und Masseneisen.
  7. Scheibenförmige rotierende dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 6, wobei der Stator eine geformte Scheibe ist und eine Vielzahl von allgmein radial verlaufenden Vertiefungen hat, welche geeignet sind, eine Vielzahl von Windungen der Leiter aufzunehmen, wobei jede Vertiefung in der Umfangsrichtung zur Peripherie der Scheibe hin breiter ist.
  8. Scheibenförmige rotierende dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 7, wobei jede Vertiefung in der Axialrichtung zur Mitte der geformten Scheibe hin auch tiefer ist.
  9. Scheibenförmige rotierende dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 8, wobei der Rotor zwischen zwei und 128 permanenten Magnetpolen besitzt.
  10. Verfahren zur Erzeugung einer Statorwicklung für eine scheibenförmige rotierende dynamoelektrische Maschine, indem eine Vielzahl von Gruppen von allgemein radial verlaufenden länglichen Leitern auf eine geformte Wickelschablone mit einer Mitte und einer Peripherie gewickelt wird, wobei die geformte Wickelschablone eine Vielzahl von allgemein radial verlaufenden Vertiefungen hat, die in der Lage sind, eine Vielzahl von Leiterwindungen aufzunehmen, wobei jede Vertiefung zur Peripherie hin in der Umfangsrichtung breiter ist als zur Mitte der Wickelschablone hin, und die Leiter so gewickelt werden, dass der von den Leitern jeder beliebigen Gruppe eingenomme Raum zur Peripherie des Stators hin in der Umfangsrichtung breiter und in der Axialrichtung flacher ist und zur Mitte der Wickelschablone hin in der Umfangsrichtung schmäler und in der Axialrichtung tiefer ist.
DE60019916T 1999-03-23 2000-03-23 Scheibenläufermotor Expired - Lifetime DE60019916T2 (de)

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