DE7829681U1

DE7829681U1 - Elektromagnetische maschine

Info

Publication number: DE7829681U1
Application number: DE19787829681U
Authority: DE
Original assignee: PA MANAGEMENT CONSULTANTS Ltd LONDON
Current assignee: PA MANAGEMENT CONSULTANTS Ltd LONDON
Priority date: 1977-10-06
Filing date: 1978-10-05
Publication date: 1979-04-12
Also published as: GB2090478A; GB2090478B; GB2024529A; GB2024529B

Description

Köln, den 23. Januar i979'vÄ..·'. : -\*^:

Anmelderin: PA Management Consultants Limited Aktenzeichen: G 78 29 681.8

Mein Zeichen: M 155/3

Slektromagnetische Maschine

Die Erfindung bezieht sich auf elektromagnetische Maschinen, wie zum Beispiel Motore und Generatoren.

Auf dem Gebiet der elektromagnetischen Maschinen gi^t es viele Entwicklungen. Aus einer Entwicklung ist eine elektromagnetische 'Maschine entstanden, im typischen Fall ein Motor, mit einer I kreisförmigen Anordnung von Dauermagneten und einer ähnlichen Anordnung aus einer Vielzahl von Polstücken, die um einen Stator herum liegen und mit einer Spule erregt werden, so daß um den Stator herum abwechselnd Nord- und Südpole entstehen. Das rotierende Feld wird durch Kommutieren des in der Spule fließenden Stromes erzielt und es entsteht eine gegenseitige Einwirkung zwischen den Polstücken und den Dauermagneten. Diese Konstruktion erlaubt die Herstellung eines sehr dünnen Motors oder einer anderen Maschine und hat den Vorteil, daß sich die verfügbare Leistung durch einfache Montage von zusätzlichen Einheiten auf einer einzigen Antriebswelle in Form eines Stapels erhöhen läßt.

Ei&e Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Schaffung einer Alternativen zu der bekannten Konstruktion einer elektromagnetischen Maschine mit dem Ziel, die bei der bekannten Konstruktion auftretenden hohen Eisenverlviste herabzusetzen. Hier besteht der Stator aus einer ringförmigen Anordnung von U-förmigen Polstücken, die um eine ringförmige Spule herum angeordnet sind und damit abwechselnd Nord- und Südpole bilden. Der Rotor besteht aus einer oder zwei auf einer oder beiden Seiten des Stators montierten Scheiben und ist an einer Welle befestigt, die durch eine öffnung im Stator durchtritt. Im allgemeinen werden zwei solcher Rotorscheiben verwendet. Auf jeder Scheibe sind kreisförmig die Megnete angeordnet. Gegenüber dem Stator bilden sie abwechselnd Nord- und Süd-

pole.

In Fig. 1 der beiliegenden Zeichnungen wird eine AusfUhrungsform einer solchen Maschine schematisch dargestellt. Eine Drehung der Rotoranordnung ergibt sich durch Zufuhr von elektrischem Strom ; zu der Statorspule entweder über einen Kommutator, so daß sich t eine magnetische Polumkehr der U-förmigen Polstücke des Stators j bei der Drehung des Rotors über den Winkelabstand zwischen den j Magneten auf der Rotorscheibe oder den Rotorscheiben erg-ibt, j oder durch Zufuhr von Wechselstrom zu der den Stator umschlie- ' ßenden Spule.

Im allgemeinen stellt sich jedoch heraus, daß die Leistungsabgabe dieses Motors durch die Induktivität der Ankerwicklung be- ' grenzt ist. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt somit in der Ausbildung einer anderen Methode zur Konstruktion einer
solchen Maschine derart, daß die effektive Induktivität der Statorwicklung bei Betrieb als Motor herabgesetzt wird. ,

Gemäß der vorliegenden Erfindung sind in einer elektromagnetischen Maschine der beschriebenen Art die U-förmigen Polstücke,
die zum Ausbilden der Statoranordnung um die ringförmige Wicklung herum angeordnet sind, abwechselnd radial versetzt, so daß :| die interpolaren Kraftlinienwege zwischen dem überbrückenden Ah-'J schnitt eines Polstückes und den getrennten Polen eines angren- ■ | zenden Polstückes größer werden, um damit interpolare Magnetflußverluste herabzusetzen.

: Die U-förmigen Polstücke sind vorzugsweise laminiert und die
die Rotorscheiben bildenden kreisförmigen Anordnungen aus den i einzelnen Magneten sind so aufgebaut, wie es sich aus Fig. 1 der^; beiliegenden Zeichnungen ergibt, oder können auch aus gesintertem Ferritmaterial hergestellt sein und die kreisförmig darum herum angeordneten Magnete werden dadurch ausgebildet, indem die verschiedenen Gebiete eines einzigen kreisförmigen flachen und
eine glatte Seite aufweisenden Gliedes permanent magnetisiert
oder voneinander getrennte Permanentmagnete auf einer Stütz-155/3 scheibe aus weichem Eisen oder gesintertem,zusammengesetztem

Ferritniaterial montiert werden.

Asa Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsformen wird die Erfindung nun weiter beschrieben. In der Zeichnung ist:

Fig. 1 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung des

erfindungsgemäßen Konstruktionsprinzips ohne Darstellung !

der Einzelheiten, '

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Prinzips des erfin- j dungsgemäßen Versetzens zum Herabsetzen der interpolaren { Flußverluste zwischen den benachbarten Polen in der Sta- j

türanordnung und

Fig. 3 eine Ansicht einer anderen Ausführungsform zum Herabset- ; zen der interpolaren Flußverluste.

Zusätzlich zu den magnetischen Kraftlinienwegen zwischen axial auseinanderliegenden Flächen von Magneten und Polstücken wie zum Beispiel 9, 10 und 11, die in Fig. 1 dargestellt sind, bestehen interpolare Kraftlinienwege auch zwischen dem überbrückenden Abschnitt jedes Polstückes und den angrenzenden Polen von benach- i barten Polstücken. Diese interpolaren Kraftlinienwege werden ί durch die gestrichelten Linien 13 und 15 angedeutet und eine Auf-j gäbe der vorliegenden Erfindung liegt darin, die Flußverluste j entlang dieser interpolaren Kraftlinienwege herabzusetzen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dies mit der in Fig. 2 gezeigten Konstruktion erreicht, gemäß der benachbarte U-förmige Polstücke 6 und 6a radial versetzt werden.

! Gemäß der Darstellung in Fig. 2 sind diejenigen Polstücke, bei ■ denen der überbrückende Abschnitt radial außen liegt, radial nach außen versetzt. Diese Polstücke entsprechen den Polstücken 6a und sind sowohl in Fig. 1 als auch in Fig. 2 derart bezeichnet.

ί 155/3 i Die anderen Polstücke 6, bei denen der überbrückende Abschnitt

radial innerhalb von der Wicklung 7 liegt, sind nicht versetzt, sondern in ihrer ursprünglichen, in Fig. 1 gezeigten Lage belassen.

Auf diese Weise werden die Nord- und Südpole der U-förmigen Polstücke 6a von den innen liegenden überbrückenden Abschnitten der Pole 6 wegbewegt. Das Ergebnis ist eine Herabsetzung der interpolaren Flußverluste zwischen benachbarten U-förmigen Polstücken.

Obwohl eine Darstellung fehlt, läßt sich das gleiche Ergebnis durch ein radiales Versetzen der U-förmigen Polstücke 6a um die Hälfte des in Fig. 2 gezeigten Betrages erreichen und durch radiales Verschieben der Polstücke 6 um einen entsprechenden Abstand nach innen. >

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Die U-förmigen Polstücke 6a (das heißt diejenigen, bei denen der überbrückende Abschnitt radial außen liegt, brauchen nicht die gleiche Form wie die U-förmigen Polstücke 6 (das heißt diejenigen, bei denen der überbrückende Abschnitt radial innen liegt) zu haben und gemäß der Darstellung in Fig. 3 läßt sich eine Herabsetzung der interpolaren Flußverluste auch dadurch erreichen, ; indem die U-förmigen Polstücke 6a radial kurz und als Sümmelglieder ausgebildet werden, dafür aber als Ausgleich in Um£angsrich- | \ tung im Vergleich zu den Polstücken 6a eine größere Breite er= j halten, wobei die Polstücke 6a eine größere radiale Länge aufweisen, aber in Umfangsrichtung schmal sind.

Ein typisches modifiziertes Polstück 6a wird als Teil 6a¹ in Fig, 3 und ein typisches modifiziertes Polstück 6 wird als Teil 6¹ in Fig. 3 ebenfalls gezeigt.

Die Erfindung läßt sich auf Motore anwenden, die auf einer Seite j der Statoranordnung eine einzige Rotorscheibe aufweisen, wie auch auf Motore mit zwei Rotorscheiben, das heißt auf beiden Seiten der Statoranordnung.

Die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform der Erfindung läßt sich auf Linearmotore und auf Maschinen mit radialen Kraftlinienwegenj

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anwenden, die nach dem gleichen Prinzip wie der in Fig. 1 gezeig te Motor arbeiten.

Claims

Köln, den 3Θ. Oktober 1978 vA.

Anmelderin:

PA Management Consultants Limited, Hyde Park House, 6OA Knightsbridge, London, England

Mein Zeichen: M 155/3

SCHÜTZANSPRÜCHE

Elektromagnetische Maschine mit einer ersten Magnetanordnung und mit einem magnetischen Kraftlinienvreg zwischen Magnetpaaren der ersten Anordnung, mit einer zweiten Anordnung von parallel zu der ersten Anordnung angeordneten Permanentmagneten und mit einem magnetischen Kraftlinienweg zwischen Magnetpaaren der zweiten Anordnung, mit Polstücken zwischen der ersten Anordnung und den Permanentmagneten der zweiten Anordnung, wobei die Magnete der ersten und der zweiten Anordnung und die Anordnung der Polstücke gegeneinander verschiebbar sind , und eine Wicklung zum Magnetisieren der Polstücke vorgesehen \ ist, wobei die Anordnung weiter so getroffen ist, daß zwischen den Magnetpaaren in der ersten Anordnung und den Magnetpaaren in der zweiten Anordnung über ein Paar von Polstücken ein mag-}· netischer Kraftlinienweg ausgebildet werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Polstücke (6 und 6a) radial nach innen und nach außen gegeneinander versetzt sind.

Elektromagnetische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polstücke laminiert sind.

Elektromagnetische Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppe der Polstücke (6a),bei denen der überbrückende Abschnitt jedes Polstückes radial außen liegt, eine andere Form als die Gruppe der Polstücke (6) aufweisen, bei denen der überbrückende Abschnitt jedes Polstücke^ radial innen liegt.