DE8905353U1

DE8905353U1 - Synchronous machine

Info

Publication number: DE8905353U1
Application number: DE8905353U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1989-04-27
Filing date: 1989-04-27
Publication date: 1990-02-22
Anticipated expiration: 1999-04-28

Description

Siemens AktiengesellschaftSiemens AG SynchronmaschineSynchronous machine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Synchronmaschine gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1; derartige Synchronmaschinen sind in Klauenpolbauart als Bordgeneratoren in Kraftfahrzeugen bekannt.The invention relates to a synchronous machine according to the preamble of claim 1; such synchronous machines are known in claw-pole design as on-board generators in motor vehicles.

Kiauenpoi-Synchronmaschinen der bekannten Bauart weisen einen Klauenpolrotor mit zwei Klauenpolsysiamsn mit über den Umfang verzahnt axial ineinandergreifenden Klauenpolen und jeweils stirnseitig die Klauenpole de? einen bzw. des anderen SystemsKiauenpoi synchronous machines of the known design have a claw pole rotor with two claw pole systems with axially interlocking claw poles over the circumference and the claw poles of one or the other system on the front side. untereinander verbindendem Kiauenpolträger und zumindest einer rinyfcirminen Erregsrspule auf, deren £.rregeraehse mit der Drehachse des Roters zusammenfallt. Die Kiauenpolträger sind innerhalb der Erregerspule über ein Rückschlußjoch magnetisch miteinander gekoppelt. Im Stator ist eine Arbeitswicklung in aninterconnected by two pole supports and at least one circular excitation coil, the excitation axis of which coincides with the rotor's axis of rotation. The pole supports are magnetically coupled to one another within the excitation coil via a return yoke. In the stator, a working winding is arranged in sich bekannter Waise in über den Umfang verteilten Nuten eines Statorblechpaketes untergebracht.As is well known, they are housed in slots distributed around the circumference of a stator laminated core.

Gemäß Aufgabe vorliegender Erfindung soll mit fertigungstechnisch einfachen Mitteln und bei kleiner Baugröße der Aufwand für die zu erbringende Erregerleistung gemindert werden.According to the object of the present invention, the effort required for the excitation power to be provided should be reduced using simple manufacturing means and with a small overall size.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt bei einer Synchronmaschine der eingangs genannten Art durch die Lehre des Anspruchs 1; vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved in a synchronous machine of the type mentioned at the outset by the teaching of claim 1; advantageous embodiments of the invention are the subject of the subclaims.

In dem Maße, in dem die erfindungsgemäß vorgesehenen, zweckmäßigerweise mit tangential magnetisierenden Dauermagnete den Streufluß mindern und zum Luftspaltnutzfluß beitragen, kann der durch die Erregerspule aufzubringende elektrisch erregte FlußTo the extent that the permanent magnets provided according to the invention, which are expediently magnetized tangentially, reduce the leakage flux and contribute to the air gap useful flux, the electrically excited flux to be applied by the excitation coil can

Bk 2 Th / 24.04.1989Bk 2 Th / 24.04.1989

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&Lgr; 1 reduziert und das dadurch entlastete Rotorjoch in seiner Baugröße verringert werden, wobei die Einstellbarkeit des Erregerfeldes durch die zusätzlichen Dauermagnete praktisch nicht ;· eingeschränkt ist, da bei Abschaltung des die ErregerspuleΛ 1 can be reduced and the rotor yoke, which is thus relieved, can be reduced in size, whereby the adjustability of the excitation field is practically not restricted by the additional permanent magnets ;· since when the excitation coil is switched off speisenden Erregerstromes der magnetische Kreis des Klauenpolrotors als magnetischer Kurzschluß für die Dauermagnete wirkt.The magnetic circuit of the claw pole rotor acts as a magnetic short circuit for the permanent magnets.

t Eine schlsifringlose, dadurch vsxsehleißärmere und betriebs- t A ring-free, thus less wear-prone and operational

k sichere sowie durch die Dauermagnete besonders vorteilhafte ; IC eirvsetzbare erfindungsgemäße Ausführung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerspule radial unterhalb der Klauenpole in einem Luftspaltabstand fest über ein magnetisch cv:t § leitendes Tragteil mit der einen Motorstirnseite und d^e ) Klauenpole radial innen auf einer gemeinsamen unmagnetischen ' 15 Hülse abgestützt und über die Klauenpolverbindung vor der anderen Motorstirnseite mit der Rotorwelle verbunden sind. k safe and, thanks to the permanent magnets, particularly advantageous embodiment according to the invention is characterized in that the excitation coil is firmly supported radially below the claw poles at an air gap distance via a magnetically conductive support part with one motor face and the claw poles are supported radially inward on a common non-magnetic sleeve and are connected to the rotor shaft via the claw pole connection in front of the other motor face.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden im folgenden anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels in der Zeichnung näher erläutert; darin zeigen:The invention and further advantageous embodiments of the invention are explained in more detail below using a schematically illustrated embodiment in the drawing; in which:

FIG 1 einen axialen Schnitt durch eine Synchronmaschine mitFIG 1 an axial section through a synchronous machine with

Klauenpolrotor und feststehender Erregerspule gemäß ■ 25 Schnittverlauf I-I in FIG 2,Claw pole rotor and fixed excitation coil according to ■ 25 Section I-I in FIG 2,

FIG 2 einen Schnitt durch die Synchronmaschine in FIG 1 cjemäß Schnittveriauf H-II in FIG 1.FIG 2 shows a section through the synchronous machine in FIG 1 according to section H-II in FIG 1.

In einem Statorblechpaket 1 ist in über den Umfang verteilten Nuten eine Arbeitswicklung 13 untergebracht. An dem Statorblechpaket 1 sind an der linken Stirnseite ein erstes Lagerschild 11 und an der rechten Stirnseite ein zweites Lagerschild 12 befestigt. In den Lagersehilden 12 ist über Lager 10 eine Rotorwelle 9 eines Klauenpolrotors mit den Klauenpolen 41 eines 35A working winding 13 is accommodated in slots distributed around the circumference of a stator core 1. A first bearing plate 11 is attached to the left end face of the stator core 1 and a second bearing plate 12 is attached to the right end face. A rotor shaft 9 of a claw-pole rotor with the claw poles 41 of a 35

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ersten Klauenpolsystems und den Klauenpolen 51 eines zweiten Klauenpolsystems drehbar gelagert. Die Klauenpole 41 bzw.51 jedes Klauenpolsystems sind untereinander durch stirnseitige Klauenpolverbindungen 4 bzw.5 verbunden.first claw pole system and the claw poles 51 of a second claw pole system. The claw poles 41 and 51 of each claw pole system are connected to one another by front-side claw pole connections 4 and 5, respectively.

Zur elektrischen Erregung ist eine feststehende ringförmige Erregerspule 2 vorgesehen, die über ein sich axial erstreckendes, zylindrisches magnetisch gut leitfähiges Halteteil &thgr; am ersten Lagerschild 11 befestigt ist. Die festen Zuleitungen zur Erregerspule 2 verlaufen in hier nicht näher dargestellter Heise uufüh äXiäie Bührimyen ueS Haltete!! &dgr;. Die übel den Umfang wechselweise aufeinanderfolgenden, axial ineinandergesteckten Klauenpole 41 des ersten Klauenpolsystems bzw. Klauenpole 51 des zweiten Klauenpolsystems sind radial innen auf einer unmagnetischen Hülse 6 fest verbunden, derart daß das erste Klauenpolsystem mit den durch eine stirn.-nitige, das Halteteil 8 radial übergreifende Klauenpolverbindunq 4 der Klauenpole 41 auf der Hülse 6 fliegend gelagert ist. Die Klauenpole 51 des zweiten Klauenpolsystems sind über ihre Klauenpolverbindung 51 als Träger mit der Rotorwelle 9 verbunden. Zur zusätzlichen Abstützung der Klauenpole 41 bzw.51 auf der Hülse 6 sind in der Nähe des Luftspaltes, zwischen diesen unmagnetische Klemmbleche 7 tangential zwischengeklemmt,For electrical excitation, a fixed ring-shaped excitation coil 2 is provided, which is attached to the first bearing plate 11 via an axially extending, cylindrical holding part θ with good magnetic conductivity. The fixed supply lines to the excitation coil 2 run in a direction not shown here through the holding part δ. The claw poles 41 of the first claw pole system and the claw poles 51 of the second claw pole system, which alternate around the circumference and are axially inserted into one another, are firmly connected radially on the inside to a non-magnetic sleeve 6, such that the first claw pole system is cantilevered to the sleeve 6 with the claw poles 41 by means of a claw pole connection 4 at the end that radially overlaps the holding part 8. The claw poles 51 of the second claw pole system are connected to the rotor shaft 9 via their claw pole connection 51 as a carrier. For additional support of the claw poles 41 and 51 on the sleeve 6, non-magnetic clamping plates 7 are clamped tangentially between them near the air gap.

Justiermittel der Klauenpⁿle 41,51 und als Nutenverschltsse dienen.Adjustment means of the claw ^pins 41,51 and serve as slot closures.

Zwischen den tangentialen Stirnflächen der Klauenpole 41,51 und radial unter den Klemmblechen 7 und der radial innen abdeckenden Hülse 6 sind vorzugsweise tangential magnetisierte Dauermagnete 3 eingesetzt. Die Dauermagnete 3 sind derart angeordnet bzw. magnetisiert, daß ihre magnetische Spannung derjenigen vom Strom in der Erregerwicklung entgegenwirkt. Dadurch wird der Streufluß zwischen den Klauenpolen 41 bzw.51 vermieden und eine Verstärkung des über den Luftspalt in das Statorblechpaket 1Preferably tangentially magnetized permanent magnets 3 are inserted between the tangential end faces of the claw poles 41, 51 and radially under the clamping plates 7 and the radially inner covering sleeve 6. The permanent magnets 3 are arranged or magnetized in such a way that their magnetic voltage counteracts that of the current in the excitation winding. This prevents the stray flux between the claw poles 41 and 51 and increases the magnetic flux flowing through the air gap into the stator core 1.

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übertretende magnetischen Flusses erzielt. Bei Abschaltung der Erregerspule 2 wirkt das Rotorjoch IA des Klauenpolsystems mit dem Librigen magnetischen Kreis im Rotor als magnetischer Kurzschluß für die Dauermagnete 3, derart daß sich der Fluß der Üeuermagnete 3 dann nicht über den statorseitiyen Luftspalt, sondern in entgegengesetzter Richtung zum elektrisch erzeugten Erregerfeld durch das Rotorjoch schließt.When the excitation coil 2 is switched off, the rotor yoke IA of the claw pole system acts with the remaining magnetic circuit in the rotor as a magnetic short circuit for the permanent magnets 3, so that the flux of the permanent magnets 3 then does not close via the stator-side air gap, but in the opposite direction to the electrically generated excitation field through the rotor yoke.

Claims

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1. Synchronous machine, in particular a motor or generator for a motor vehicle, with an excitation system consisting of a plurality of electrically excited individual poles in the stator or rotor, preferably in the form of claw poles (41 or 51) excited by at least one common excitation coil (2), characterized in that between the poles or the claw poles (41 or 51) in the vicinity of the air gap there are tangentially magnetized permanent magnets (3) with a magnetization of rM ρ ripm St r Pi ifl iiO 7wicu-hpn ripn Pnlfin hzw. the

claw poles (41 or 51) and whose flux supports the magnetic flux of the excitation coil (2).

2. Synchronous machine with a multi-pole claw pole rotor excited by a ring-shaped excitation coil (2) with claw poles (41 and 51) that alternately engage axially around the circumference of a first claw pole system (claw poles 41) or a second claw pole system (claw poles 51) with a claw pole connection (5) of the claw poles (51) to one another and to the rotor shaft (9) of the synchronous machine in front of the other motor end face (bearing plate 12) according to claim 1, characterized in that the excitation coil (2) is firmly connected radially below the claw poles (41.51) at an air gap distance to one motor end face (bearing plate 11) via a magnetically highly conductive holding part (8) and the claw poles (41, 51) are supported radially on the inside on a common non-magnetic sleeve (6).

3. Synchronous machine according to claim 2, characterized in that tangential non-magnetic clamping pieces (7) are arranged between the claw poles (41, 51) on the air gap side.

Bk 2 Th / 26.07.1989