DE726190C

DE726190C - Multiphase power generator of the inductor type, especially for charging vehicle batteries via rectifiers

Info

Publication number: DE726190C
Application number: DES134055D
Authority: DE
Inventors: Frank Conrad
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1937-09-30
Filing date: 1938-09-29
Publication date: 1942-10-08

Description

Mehrphasenstromerzeuger der Induktorbauart, insbesondere zum Laden von Fahrzeugbatterien über Gleichrichter Bekannt sind Mehrphasenstromerzeuger der Induktorbauart mit einem gleichmäßig gezahnten, lamellierten und unbewickelten Läufer. Der Ständer dieser Maschinen ist mit ausgeprägten gleichstromerregten Polen versehen, in deren gezahntem Polschuh die Mehrphasenwicklung angeordnet ist.Multiphase power generator of the inductor type, especially for charging from vehicle batteries to rectifiers. Multiphase power generators are known Inductor design with a uniformly toothed, laminated and unwound rotor. The stand of these machines is provided with pronounced DC-excited poles, the multi-phase winding is arranged in the toothed pole piece.

Der Erfindungsgegenstand, der zur gleichen Gattung obenbezeichneter Maschinen gehört, zeigt gegenüber dem Bekannten konstrul,4ive Sonderheiten, durch die eine wesentliche Herabsetzung der Geräusche erzielt wird. Diesem Vorteil ist erhöhte Bedeutung beizumessen, wenn der Stromerzeuger für Fahrzeuge verwendet wird, denn der seinen Läufer nur teilweise umgebende Ständer erlaubt es, den Stromerzeuger auch unter beschränkten Raumverhältnissen noch anordnen zu können. Im übrigen kann bei Fahrzeugantrieben, für die der Stromerzeuger gemäß der Erfindung hauptsächlich gedacht ist, der Läufer der Maschine direkt am Schwungrad oder der Kupplung der Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeuges angebracht werden.The subject of the invention, that of the same genus above Machines heard, shows constructive, 4ive peculiarities in relation to the known a significant reduction in noise is achieved. This is an advantage to attach increased importance when the generator is used for vehicles, because the stand that only partially surrounds its rotor allows the power generator to be able to arrange even under restricted space conditions. By the way, can in vehicle drives, for which the power generator according to the invention mainly is intended, the rotor of the machine directly on the flywheel or the clutch of the Internal combustion engine of the motor vehicle are attached.

Eine Herabsetzung der Geräusche wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in dem einseitig gegenüber dem Läufer angeordneten Ständer Nuten besonders geringer Breite vorgesehen sind. Die Nutenbreite wird im vorliegenden Falle so gewählt, daß sie der Breite oder dein Durchmesser nur eines einzigen Wicklungsleiters zuzüglich dessen Isolation entspricht. Des weiteren trägt zur Verringerung der Geräusche der Umstand bei, daß bei der neuen Maschine Läuferzähne trapezförmige Gestalt haben und an den Zahnköpfen abgerundet sind. Durch diese besondere Form der Zähne wird eine allmähliche Annäherung der Läufer- an die Ständerzähne erreicht. Hierdurch werden plötzliche Feldschwankungen unterbunden, was mit den Läufern bekannter Maschinen mit geradflankigen Zähneei nicht erreicht wird.A reduction in the noise is achieved according to the invention by that in the stator arranged on one side opposite the rotor grooves are particularly small Width are provided. The groove width is chosen in the present case so that them of breadth or your diameter of just a single winding conductor plus its insulation. It also helps reduce noise the fact that the rotor teeth have a trapezoidal shape on the new machine and are rounded at the tooth tips. Because of this particular shape of the teeth becomes a gradual approach of the rotor to the stator teeth is achieved. Through this Sudden field fluctuations are suppressed, what with the rotors of known machines is not achieved with straight-flanked teeth.

Ferner erZveitert sich bei dem erfindungsgemäßen Mehrphasenstromerzeuger der Luftspalt zwischen Ständer und Läufer nach den Ständerenden zu in der Umfangsrichtung. Hierdurch ist es möglich, einen Ausgleich dafür zu schaffen, daß in gewissen Läuferstellungen z. B. sechs Zähne, in anderen Stellungen dagegen sieben Zähne des Läufers durch den Ständerteil bedeckt sind. Durch Abschrägen der Enden des Ständerteils wird der Fluß, wenn sieben Zähne bedeckt wurden, ungefähr der gleiche sein, als wenn nur sechs Läuferzähne durch den Ständerteil überdeckt sind. Auch auf diese Weise kann eine weitere Geräuschquelle beseitigt werden.Furthermore, the multiphase power generator according to the invention expands the air gap between stator and rotor after the stator ends in the circumferential direction. This makes it possible to compensate for the fact that in certain rotor positions z. B. six teeth, in other positions, however, seven teeth of the runner through the stand part are covered. By chamfering the ends of the stand part, the Flow, if seven teeth were covered, be about the same as if only six rotor teeth are covered by the stator part. Also in this way you can another source of noise can be eliminated.

Iin folgenden soll die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert «erden.In the following the invention is to be explained in more detail with reference to the drawing "earth.

Mit .I6 ist die Welle einer Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeuges bezeichnet. Ein von dieser getragenes Schwungrad 47 und die damit verbundenen nicht gezeigten Kupplungsteile für den Antrieb des Kraftfahrzeuges sind von dem Kupplungsgehäuse 48 umschlossen. Das Kupplungsgehäuse hat einen vorspringenden Teil 49, der vom Schwungrad .47 nach außen weggebogen ist, um eine Tasche zur Aufnahme des Ständers So des Stromerzeugers gemäß der Erfindung zu bilden.With .I6 is the shaft of a prime mover of a motor vehicle designated. A flywheel 47 carried by this and the associated not Coupling parts shown for driving the motor vehicle are from the clutch housing 48 enclosed. The clutch housing has a protruding portion 49 extending from the flywheel .47 is bent outwards to create a pocket for the stand So of the generator to form according to the invention.

Der Ständerteil So enthält eine geblätterte niagnetisierbare Rückenplatte 51, die« durch Bolzen an dem ausgebauchten Teil 49 des Gehäuses .I8 befestigt ist, und ein einpoliges, geblättertes magnetisierbares Polstück 52 mit einem Schaft 53, der eine Feldwicklung 5,4 trägt. An dem Schaft sitzt der Polschuh 55, der mit dein Läufer 56 zusammenarbeitet und durch einen kleinen Luftspalt 57 räumlich von diesem getrennt ist. Der Läufer besteht aus einem ringförmig angeordneten, durch das Schwungrad 47 getragenen Bündel von Blechen aus inagnetisierbarem Material. Das Ständerpolstück 52 erstreckt sich nur über einen sehr kleinen Teil des Läuferumfangs. Dieser ist mit trapezförmigen Zähnen 58 versehen, die über seinen gesamten Umfang verteilt sind. Der Ständerteil trägt die Zähne 59, die viel dichter nebeneinander angeordnet sind als die Läuferzähne und durch Nuten 6o getrennt sind, die die Ankerwicklung 6i aufnehmen; der größte Teil der Ankerwicklung ist in der Zeichnung der Deutlichkeit halber weggelassen.The stand part So contains a paged niagnetisable back plate 51, which is fastened by bolts to the bulged part 49 of the housing. and a single pole, scrolled magnetizable pole piece 52 having a shaft 53, which carries a field winding 5.4. On the shaft sits the pole piece 55, which with your Runner 56 cooperates and spatially from this through a small air gap 57 is separated. The rotor consists of a ring arranged by the flywheel 47 carried bundles of sheets of non-magnetizable material. The stator pole piece 52 extends only over a very small part of the runner's circumference. This is provided with trapezoidal teeth 58, which are distributed over its entire circumference are. The stand part carries the teeth 59, which are arranged much closer together are as the rotor teeth and are separated by grooves 6o that form the armature winding 6i record; most of the armature winding is in the drawing for clarity omitted for the sake of

Zwecks besserer Unterscheidung ist jede der Ständernuten 6o bezeichnet, wobei der Raum außerhalb des letzten Ständerzahnes 59 an jedem Ende als Nutenschlitz angesehen wird. Es sind somit neununddreißig Nutenschlitze, die fortlaufend numeriert sind, und achtunddreißig Ständerzähne vorhanden. Die Wicklung 61 ist auf den Ständerzähnen derart angebracht, daß die Hochfrequenzzalinflußpulsationen, die durch die Bewegung der Läuferzähne 58 an dem Ständerteil vorbei verursacht werden, ausgenutzt werden. Die :Änderung des durch jede Spulenseite der Wicklung 6i fließenden Flusses von dein Höchstwert, wenn ein Läuferzahn gegenüber der entsprechenden Ständernut liegt, bis auf den Kleinstwert, wenn eine Läufernut gegenüber der entsprechenden Ständernut liegt, induziert in der Wicklung eine Spannung.For the purpose of better differentiation, each of the stator slots is designated 6o, the space outside the last stator tooth 59 at each end as a groove slot is seen. There are thus thirty-nine groove slots that are numbered consecutively are, and there are thirty-eight stator teeth. The winding 61 is on the stator teeth mounted in such a way that the high frequency flow pulsations caused by the movement of the rotor teeth 58 are caused past the stator part, can be exploited. Die: Change in the flux of flowing through each coil side of the winding 6i your maximum value if a rotor tooth is opposite the corresponding stator slot, down to the smallest value, if a rotor slot is opposite the corresponding stator slot induces a voltage in the winding.

Damit in den Ständerspulen den durch die Läuferzähne hervorgerufenen Flußpulsationen entsprechende elektromagnetische Kräfte erzeugt werden, ist es notwendig, daß jede Ständerspule zwei Seiten hat, die in hundertundachzig elektrische Grade räumlich voneinander getrennten Nuten liegen, so daß sich eine Nut über dem Mittelpunkt eines Läuferzahnes 58 in dem Augenblick befinden wird, in dem die andere Nut der Spule über dem Mittelpunkt eines Läufertales liegt. Auf diese Weise erhält man eine Durchmesserwicklung, die bei weitem die größte Leistung ergibt, insbesondere wenn die Anzahl der Wicklungsnuten je Polteilung des Läufers klein ist. Um den Einfluß der Ständernuten auf die Geräuschbildung weiter zu verringern, werden die Kanten der Läuferzähne abgerundet, wie bei 81 in der Zeichnung gezeigt ist. Die keilförmige Erweiterung des Luftspaltes nach den Ständerenden zu wird durch Verkürzen der letzten drei Ständerzähne 59 erzielt, wie bei 83 in der Zeichnung dargestellt ist.Thus in the stator coils the one caused by the rotor teeth If electromagnetic forces corresponding to flux pulsations are generated, it is necessary to that each stator coil has two sides divided into one hundred and eighty electrical degrees Spatially separated grooves lie so that a groove is above the center point a rotor tooth 58 is located at the moment in which the other groove of the Coil is above the center of a runner valley. This is how you get one Diameter winding that gives the greatest performance by far, especially when the number of winding slots per pole pitch of the rotor is small. To the influence The edges will further reduce the noise generation of the stator slots of the rotor teeth rounded as shown at 81 in the drawing. The wedge-shaped Expansion of the air gap after the end of the stand is made by shortening the last one three stator teeth 59 achieved, as shown at 83 in the drawing.

Die bei der neuen 1Iaschine vorgesehenen schmalen Ständernuten ergeben eine günstige Ausbreitung der Kraftlinienbündel, die aus den Enden der Ständerzähne austreten. Die Folge ist ein fast homogener Feldverlauf mit annähernd gleichmäßiger Feldstärke, was ebenfalls zur Geräuschverminderung beiträgt. Ein weiteres Mittel hierzu ist in einer Erhöhung der Anzahl der Läuferzähne zu erblicken. Bei Maschinen mit etwa roooU/min genügen im allgemeinen etwa So Läuferzähne. Läufer mit weniger als 30 Zähnen sind nicht zu empfehlen, da sie zu einer Geräuschverminderung kaum noch beitragen.The narrow stator grooves provided in the new machine result in a favorable expansion of the bundles of lines of force that emerge from the ends of the stator teeth. The result is an almost homogeneous field course with an almost uniform field strength, which also helps to reduce noise. Another means of doing this is to increase the number of rotor teeth. For machines with about rooorpm, about 50,000 rotor teeth are generally sufficient. Runners with less than 30 teeth are not recommended as they hardly contribute to noise reduction.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Multiphase power generator of the inductor type with a stator body, which has pronounced DC excited poles, their toothed Pole shoes take up the polyphase winding, and with a uniformly toothed, peeled and unwound runner, especially for charging vehicle batteries Via rectifier, characterized in that the width of the grooves of the runner only partially surrounding stand the width or the diameter of a single Groove conductor plus its insulation and that the air gap between Stator and rotor after the stator ends to expand in the circumferential direction and the rotor has trapezoidal teeth with rounded tooth tips. z. Multiphase power generator. according to claim i, characterized in that the rotor with the clutch or the Flywheel of the combustion engine of a motor vehicle is connected, wherein the stand of the generator in a bulge of the clutch or flywheel housing is arranged.