DK173945B1 - Elektrisk maskine - Google Patents

Elektrisk maskine Download PDF

Info

Publication number
DK173945B1
DK173945B1 DK199002081A DK208190A DK173945B1 DK 173945 B1 DK173945 B1 DK 173945B1 DK 199002081 A DK199002081 A DK 199002081A DK 208190 A DK208190 A DK 208190A DK 173945 B1 DK173945 B1 DK 173945B1
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
rotor
electric machine
permanent magnets
stator
machine according
Prior art date
Application number
DK199002081A
Other languages
English (en)
Other versions
DK208190A (da
DK208190D0 (da
Inventor
Goetz Heidelberg
Peter Ehrhart
Andreas Gruendl
Original Assignee
Heidelberg Motor Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Heidelberg Motor Gmbh filed Critical Heidelberg Motor Gmbh
Publication of DK208190A publication Critical patent/DK208190A/da
Publication of DK208190D0 publication Critical patent/DK208190D0/da
Application granted granted Critical
Publication of DK173945B1 publication Critical patent/DK173945B1/da

Links

Classifications

    • 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
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2793Rotors axially facing stators
    • H02K1/2795Rotors axially facing stators the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • 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
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2786Outer rotors
    • H02K1/2787Outer rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/2789Outer rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2791Surface mounted magnets; Inset magnets
    • H02K1/2792Surface mounted magnets; Inset magnets with magnets arranged in Halbach arrays
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H02K29/06Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
    • H02K29/08Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using magnetic effect devices, e.g. Hall-plates, magneto-resistors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Eye Examination Apparatus (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
  • Non-Mechanical Conveyors (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Devices For Conveying Motion By Means Of Endless Flexible Members (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Description

i DK 173945 B1 Nærværende opfindelse angår en elektrisk maskine med en rotor med et permanentmagnetisk magnetiseringssystem og en stator med et ledersystem, idet rotoren og statoren kan bevæges i forhold til hinanden langs en 5 aktiv flade luftspalte.
Med denne udtalelse er en elektrisk maskine i videste betydning beskrevet, idet blot en speciel del af den elektriske maskines kredsløb er udtaget ved angivelsen af et permanentmagnetisk magnitiseringssy-10 stem. Elektriske maskiner af denne art finder man hyppigst som jævnstrømsmotorer, i hvilke permanentmagnetiske nordpoler og sydpoler veksler med hinanden ved den aktive flade, og i hvilke den funktionsmæssigt nødvendige magnetiske tilbageføring mellem nabomagnetpoler 15 enten sker ved hjælp af et jernåg på den, fra den aktive flade bortvendte, bagside af permanentmagneterne, eller ved at permanentmagneterne er, i forskellig retning magnetiserede, delområder af et enkelt magnetisk legeme. Den anden funktionsdel har ledersystemet, som 20 regel i form af viklinger eller spoler, som er tilknyttet enkelte poler. For at elektromotoren kan løbe, skal strømretningen i de enkelte viklinger vendes, efter en relativ bevægelse af rotor og stator over en bestemt strækning, hvilket kan ske ved mekanisk eller elektro-25 nisk kommutering.
Det er hensigten med opfindelsen at tilvejebringe en elektrisk maskine af den i indledningen nævnte art, som på grund af sin konstruktion kan opbygges med større drejningsmoment- og effekttæthed i forhold til 30 vægt eller volumen end det ses hos maskiner ifølge den kendte teknik.
Udgangepunktet for opfindelsen er en elektrisk maskine, der udviser i kombination følgende træk: 2 DK 173945 B1 a) en stator og en rotor, idet der mellem stato-ren og rotoren er en luftspalte/aktiv flade; b) en af de to bestanddele stator og rotor er forsynet med et ledersystem, og at den anden af de to 5 bestanddele stator og rotor er forsynet med et permanentmagnetisk magnetiseringssystem; c) det permanentmagnetiske magnetiseringssystem har - set fremad i rotationsretningen - en vekslende række af i rotationsretningen magnetiserede parmanent- 10 magneter og magnetisk ledende materialeområder; d) målt i rotationsretningen har permanentmagneterne en med en stigende afstand fra den aktive flade stigende bredde, og de magnetisk ledende områder har en med en stigende afstand fra den aktive flade aftagende 15 bredde; e) de magnetisk ledende områder har hver især en mod den aktive flade vendende magnetflux-udgangsflade, som er mindre end summen af magnetflux-tværsnitsflader-ne for de to tilstødende permanentmagneter, således at 20 magnetfluxen fra permanentmagneterne koncentreres til den aktive flade.
Fra US 3,836,801 kendes en sådan elektrisk elektrisk maskine, hvor statoren er således opbygget, som det er fastlagt ved de førnævnte træk c), d) og e) for 25 rotoren af den elektriske maskine ifølge opfindelsen.
Fra US 4,336,649 er det kendt på den indvendige rotor af en elektrisk maskine - set fremad i rotationsretningen - at tilvejebringe en vekslende række af i rotationsretningen magnetiserede permanentmagneter og 30 magnetisk ledende materialeområder. De magnetisk ledende områder har en magnetflux udgangsflade, som er mindre end summen af magnetfluxtværsnitsfladerne af de to tilstødende permanentmagneter, og permanentmagneterne 3 DK 173945 B1 har, set i rotationsretningen, en let tiltagende bredde i retning væk fra den aktive flade. Magnetfluxkoncen-tration gennem de magnetisk ledende områder til den aktive flade er ikke nævnt i dette skrift.
5 Ovennævnte hensigt opfyldes ifølge opfindelsen med en maskine, der ud over de ovennævnte træk a) - e) omfatter de i krav l's kendetegnende del anførte træk f) " i)·
Det er en i og for sig kendt foranstaltning at TO udforme rotoren af en elektrisk maskine som udvendig rotor med indvendig aktiv flade og med permanentmagnetisk magnetiseringssystem (træk a) og g)). Det er kendt at bygge elektriske maskiner med permanentmagneter, der har en permeabilitet nær permeabiliteten for luft (træk 15 h)). Endelig er det ved elektriske maskiner kendt," set i rotationsretningen, at udforme statorpolfladerne i det væsentlige lige så brede som rotorpolfladerne.
Ved tidligere elektriske maskiner er den magnetiske feltstyrke for permanentmagneterne i magnetise-20 ringssystemet begrænset opadtil af det anvendte permanentmagnetiske materiale, og herved er der givet en øvre grænse for magnetfluxtætheden over den aktive flade.
Når man, efter udtømning af denne parameter, vil øge drejningsmomentet for en kendt elektrisk maskine, skal 25 man øge den aktive flade. Dette går, i forbindelse med en roterende elektrisk maskine, ud på en større diameter eller en større aksial længde.
Ved opfindelsen åbnes en grundlæggende anderledes vej, idet der over den aktive flade, der fører fra 30 rotoren til statoren, opnås en luftspaltefeltstyrke, som ligger væsentligt over remanensfeltstyrken for de anvendte permanentmagneter. "Omsætningsfaktoren" for B-feltet er i det væsentlige bestemt af forholdet mellem 4 DK 173945 B1 størrelsen af magnetfluxtværsnitsfladen for en permanentmagnet og halvdelen af magnetfluxudgangsfladen i den aktive flade for det, på siden af permanentmagneten tilstødende, magnetisk ledende materialeområde. Omsæt-5 ningsfaktoren kan uden problemer være større end 1,2 eller større end 1,3 eller større end 1,5, ja sågar større end 2,0.
Når B-feltet i luftspalten er større, mindskes, 1 tilfælde af samme maskinstørrelse, viklingstallet ved 10 polerne for ledersystemet. På grund af det mindre viklingstal fås en kvadratisk mindre induktion i statoren.
Dette betyder, at der, ved uforandret omdrejningstal i maskinen, kan anvendes en højere strøm, eller den samme strøm kan anvendes ved et højere omdrejningstal, hvor-15 ved maskinens effekt stiger tilsvarende.
I andre tilfælde fås mulighed for at opbygge maskinen eksempelvis kortere aksialt uden at mindske den, i statoren inducerede EMK, og uden at ændre induktionen, således at elektromotoren iøvrigt afgiver den sam-20 me effekt. De omtalte omstændigheder bevirker således tilsammen, at man på grund af opfindelsen kan bygge en elektrisk maskine med samme volumen eller vægt med henholdsvis højere drejningsmoment eller højere effekt - i tilfælde af en elektrisk generator - med højere effekt.
25 Eller udtrykt på en anden måde: Ved krævet effekt kan maskinen være mindre og lettere.
Da den, i den relative bevægelsesretning målte, bredde af permanentmagneterne stiger med stigende afstand fra den aktive flade og da denne bredde, for de 30 magnetisk ledende områder, falder med stigende afstand fra den aktive flade, fås en konstruktiv gunstig konfiguration med små reluktanseffekter og høj materialeudnyttelse.
5 DK 173945 B1
De, mod den aktive flade rettede, magnetfluxud-gangsflader for de magnetisk ledende materialeområder er som regel, i tilfælde af den roterende maskine med aksialt i afstand fra hinanden anbragt rotor og stator, 5 plane, og i tilfælde af den roterende maskine med radialt i afstand fra hinanden anbragt rotor og stator cylindriske, men skal ikke nødvendigvis være dette. Når magnetfluxudgangsfladerne afviger fra disse enkle geometrier skal fornuftigvis blot projektionen af den på-10 gældende flade på den tilsvarende sammenligningsflade for den nævnte enkle geometri betragtes, for at bestemme det i krav 1 nævnte fladeforhold. Som regel er permanentmagneterne i magnetiseringssystemet, set fremad i den relative bevægelsesretning, polet skiftevis, såle-15 des at der efter sydpolen for en første permanentmagnet følger sydpolen for en anden permanentmagnet, efter nordpolen for den anden permanentmagnet følger nordpolen for en tredie permanentmagnet og efter sydpolen for den tredie permanentmagnet følger sydpolen for en fjer-20 de permanentmagnet osv. Der kan dog tænkes konfigurationer, ved hvilke der ikke er givet en sådan streng, vekslende rækkefølge af magnetiseringsretningen for permanentmagneterne.
Ifølge en foretrukket videreudvikling af opfin-25 delsen strækker den, mod statoren vendende, flade af rotoren - set fremad i den relative bevægelsesretning -vekslende mere eller mindre tæt på statoren. Herved kan det opnås, at magnetfluxen for de enkelte magnetiske kredse i maskinen er maksimal ved bestemte relative po-30 sitioner af rotoren og statoren og mindre end maksimal ved andre relative positioner, ved en mindre elektrisk induceret magnetflux er induktionen for maskinen på det tilsvarende tidspunkt mindre, hvilket er gunstigt på 6 DK 173945 B1 det tidspunkt, hvor strømretningen i ledersystemet i statoren vendes. Når den elektrisk inducerede magnetiske flux er maksimal, er, på det tilsvarende tidspunkt eller i det tilsvarende tidsrum, maskinens induktion 5 maksimal,hvilket er gunstigt under det tidsrum, hvor ledersystemet tilføres strøm i samme retning. Dette gælder specielt for udførelsesformer for maskinen, for hvilke der, i tidsrum mellem strømomvendingen i ledersystemet, ikke tidsmæssigt konstant men pulseret tilfø-10 res ledersysternet strøm. De i det foregående omtalte virkninger opnås specielt gunstigt, når de magnetisk ledende områder, på den mod den aktive flade vendende side, i deres midterområde ligger tættere på statoren, altså når bredden af luftspalten på det sted forminds-15 kes. Eller udtrykt på en anden måde: De magnetisk ledende områder er, på den mod den aktive flade vendende side ved sine to mod tilstødende permanentmagneter vendende kanter, udsparet på en sådan måde, at bredden af luftspalten der er større.
20 Tilsvarende virkning kan opnås ved at de magne tisk ledende områder - set fremad i den relative bevægelsesretning - er sammensat af materialer med forskellige magnetiske ledningsevner. Konkret kunne man i midterområdet for hvert af de magnetisk ledende materiale-25 områder anbringe et materiale med større magnetisk ledningsevne og i de to randområder for det magnetisk ledende materialeområde, et materiale med mindre magnetisk ledningsevne.
Fortrinsvis kan permanentmagneterne hver gennem-30 gående bestå af det samme materiale, er altså fortrinsvis hverken i den relative bevægelsesretning eller på tværs af den relative bevægelsesretning filmvis opbygget af forskellige materialer.
7 DK 173945 B1
Specielt foretrukne materialer er materialer på basis af Se-Co (Se = sjældne jordarter, specielt samarium), Fe-Nd og bestemte ferritter. Dette mindsker induktionen for de magnetiske kredse i maski-5 nen.
Fortrinsvis er maskinen ifølge opfindelsen elektronisk kommuteret. Sådanne maskiner udskiller sig specielt ved optimal regulerbarhed og slidfrihed. En sådan elektromotor kan i det enkleste tilfælde forsynes med 10 jævnstrøm, idet der, fortrinsvis i tidsrummene mellem strømvendingen eller vendingen af strømretningen i ledersystemet i statoren, påtrykkes en jævnspænding, som ved hjælp af den elektroniske kommuteringsindretning, for opnåelse af en ønsket regulerbar middelværdi af 15 strømstyrken, til og frakobles eller pulseres. En gunstig lav taktfrekvens fås ved den yderligere i det foregående omtalte høje induktion for maskinen i tidsrummene mellem strømvendingen. Når der til forsyning står en vekselstrømskilde til rådighed, kan elektromotoren 20 forsynes fra en jævnspændingsmellemkreds.
Den elektriske maskine ifølge opfindelsen kan enten have en, i forhold til statoren, bevægelig rotor eller to, i forhold til hinanden, bevægelige funktionsdele, hvoraf ingen er stationær. Det foretrækkes dog, 25 at rotoren er den bevægelige del af den elektriske maskine, specielt da den første funktionsdel ikke skal tilføres nogen strøm.
Når den elektriske maskine er opbygget som en roterende maskine med cylindrisk aktiv flade, kommer 30 principelt de to muligheder, udvendig rotor og indvendig rotor, i betragtning. Udvendig rotoropbygningen foretrækkes med henblik på en størst mulig diameter af den aktive flade og dermed det størst mulige drejnings- 8 DK 173945 B1 moment ved et givent volumen, idet magnetiseringsdelen som regel kræver mindre radial plads end ledersystemet i statoren.
Eftersom den elektriske maskine ifølge opfindel-5 sen foreligger uden magnetisk tilbageslutning på den, fra den aktive flade bortvendende, bagside af magnetiseringssystemet, foretrækkes det, at de permanente magneter og de magnetisk ledende områder er indbyrdes formsluttende forbundet og/eller at der. på den fra den 10 aktive flade bortvendende bagside af magnetiseringssystemet, anbringes en aflastningsdel af magnetisk ikke-ledende materiale. Aflastningsdelen er, i tilfælde af roterende maskiner med cylindrisk aktiv flade i det væsentlige cylindrisk, i tilfældet roterende maskiner med 15 cirkelringformet aktiv flade, i det væsentlige cirkelformet eller cirkelringformet, og i tilfælde af en lineær maskine, i det væsentlige firkantet. Aflastningsdelen kan specielt fordelagtigt fremstilles af kunststof, specielt fiberforstærket kunststof. I tilfælde af 20 en roterende maskine med udvendig rotor er det specielt gunstigt at anbringe en ringformet bandage i aflastningsdelen eller udforme aflastningsdelen helt som en ringformet bandage, som holder elementerne i magnetiseringssystemet sammen imod centrifugalkraften. Aflast-25 ningsdele kan med moderne materialer, specielt fibermateriale eller fiberforstærkede kunststofmaterialer, opbygges med ekstremt høje mekaniske styrker med ringe volumen og ringe vægt.
Opfindelsen og videreudviklingerne af opfindel-30 sen forklares nærmere i det følgende ved hjælp af udførelseseksempler under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 skematisk viser en elektrisk maskine, med rotationsbevægelse, i et snit vinkelret på rotationsaksen, idet visse dele er udeladt, 9 DK 173945 B1 fig. 2 en del 1 en elektrisk maskine, med lineær bevægelse eller rotationsbevægelse, i et snit vinkelret på den aktive flade i maskinen og indeholdende den relative bevægelsesretning, 5 fig. 3 en, i forhold til fig. 2 ændret, elek trisk maskine i samme snitbillede, og fig. 4 en grafisk fremstilling af ændringen af induktionen i maskinen ifølge fig. 3, ved forskellige relative positioner af rotor og stator.
70 De, i fig. 1-3 skematisk viste, maskiner kan en ten være en strømgenerator eller en elektromotor. Den følgende beskrivelse henvender sig i første række til elektromotortilfældet, idet dog forståelsen af en tilsvarende opbygget generator på baggrund heraf vil stå 15 til rådighed for en gennemsnitsfagmand.
Den, i fig. 1 viste, elektromotor 2 er en udvendig rotormotor, hvori en, i det væsentlige rørformet, udvendig rotor 4 kan rotere omkring en indvendig, i det væsentlige cylindrisk stator 6 i elektromotoren 20 2. Statoren 6 har ringformet fordelte statorpoler 8, som set i omkredsretningen skiftevis er en elektromagnetisk nordpol eller sydpol. Polerne 8 er hver forsynet med en vikling 10, og viklingerne 10 danner ledersystemet i motoren 2.
25 På rotoren 4 er der indvendigt anbragt perma nentmagneter 12, som i fig. l's snit er vist trekantede med radialt indad vendende spidser, idet naboperma-nentmagneter 12 radialt udvendigt støder mod hinanden med deres kanter. I omkredsretningen er der mellem hver 30 af permanentmagneterne 12 anbragt magnetisk ledende materialeområder 14, som er vist i fig. l's snit, og som i det væsentlige er trekantede med radialt udadven-dende spidser. Permanentmagneterne 12 og materialeom- 10 DK 173945 B1 råderne 14 har, set under ét 1 fig. l's snit, en cirkelringformet konfiguration og danner magnetiseringssystemet 16 i motoren 2. Radialt udvendigt er permanentmagneterne 12 og materialeområderne 14 omgivet 5 af en, i det væsentlige cirkelformet, en eller flere gange omlagt, bandage 18, som eksempelvis består af, i det væsentlige i omkredsretningen forløbende, glasfibre, kulfibre, Kevlar-tråde eller kunststof eller med sådanne fibre forstærket kunststof.
10 Mellem inderomkredsen af rotoren 4 og yderom kredsen af statoren 6 befinder sig en, i det væsentlige cylindrisk, aktiv flade med en radial bredde a, som iøvrigt betegnes som luftspaltebredde. Den aktive flade er strengt taget ikke nogen to-dimensional flade 15 men en "aktiv film" med en tykkelse, målt vinkelret på den relative bevægelsesretning, som ikke nødvendigvis overalt er den samme.
Målt i omkredsretningen har de enkelte poler 8 tilnærmelsesvis samme bredde som materialeområderne 14 2o radialt udvendigt derfor.
Permanentmagneterne 12 består hver hovedsagelig ellér helt af det samme materiale og er i det væsentlige magnetiseret i omkredsretningen for rotoren 4, som antydet ved de indtegnede pile, således at der, 25 set 1 omkredsretningen, efter en permanentmagnet 12 med en nordpol, der peger med urets omløbsretning, følger en permanentmagnet 12 med en nordpol, der peger mod urets omløbsretning osv. Da summen af magnetflux-tværsnitsfladerne for de to i omkredsretningen tilstø-30 dende permanentmagneter 12, for hvert betragtet materialeområde 14, er større end magnetfluxudgangsfladen 22 i den aktive flade 24, forekommer der i den aktive flade 24 en magnetisk feltstyrke, der ligger væsent- 11 DK 173945 B1 ligt over remanensfeltstyrken for permanentmagneterne 12.
En, på den udvendige omkreds af statoren 6 be-fæstiget, føler 26 reagerer på magnetfelterne for de 5 permanentmagneter 12, der bevæger sig forbi, hvorved den relative position af rotoren 4 og statoren 6 detekteres. Signalerne fra føleren 26 tilføres en styreenhed 28, som ompoler en forsynings;]ævnspænding til ledersystemet på det tidspunkt, hvor, som i fig. l 10 vist, hver af statorpolerne 8 befinder sig præcis midt over for materialeområderne 14. Alternativt kan man anbringe en ring, som roterer sammen med rotoren 4, med styringspermanentmagneter, på hvilken føleren 26 reagerer.
15 Når maskinen er opbygget som en generator, kræ ves ingen elektronisk styring til kommutering, men den kan foreligge, for, så at sige, at ensrette den genererede strøm i generatoren.
Fig. 2 og 3 viser endnu engang de omtalte grund-20 læggende forhold i større målestok og anskueliggør yderligere tilføjede foretrukne enkeltheder. Den viste fremstilling af rotoren 4 i et plan kan man enten forstå som en afvikling af en rotationsmotor ifølge fig. 1 eller som en fremstilling af linear motor 2.
25 Her er indtegnet de magnetiske fluxlinier 30 som hører til et af motoren 2's magnetiske kredsløb, som består af en permanentmagnet 12, et halvt materialeområde 14 til venstre derfor, et halvt materialeområde 14 til højre derfor og to halve elektromagneter 30 8, 10. løvrigt er der, ved en permanentmagnet 12, på to steder indtegnet magnetfluxtværsnitsflader 21 vinkelret på den aktive flade 24. Den pågældende tværsnitsflade 21 kan man forestille sig som en projek- 12 DK 173945 B1 tion af den pågældende tilslutningsflade mod det tilstødende materialeområde 14 i den relative bevægelsesretning. Man erkender magnetfluxkoncentrationen fra magnetfluxtværsnitsfladerne 21 i permanentmagneten 12 5 til den tilsvarende del i den aktive flade 24.
løvrigt ses at permanentmagneterne 12 hver på begge sider har en, i den relative bevægelsesretning 32 udragende, fjer 34, hvormed de indgriber i tilsvarende noter 30 i materialeområderne 14. Ved montage 10 bliver permanentmagneterne 12 og materialeområderne 14 skubbet sammen vinkelret på tegningsplanet i fig. 2.
På denne måde opstår en indbyrdes formsluttende forankring af permanentmagneterne 12 og materialeområderne 14. Specielt ved mindre højt belastede motorer kan den, 15 til bandagen i fig. 1 svarende, aflastningsdel 18 være mindre stærk eller undværlig.
Yderligere er indtegnet muligheden for, at materialeområderne 14 i midterområdet består af et materiale 36 med meget høj magnetisk ledningsevne og i 20 hvert af deres, i fig. 2 indtegnede, venstre og højre randområder består af et materiale 38 med mindre magnetisk ledningsevne.
X fig. 3 er vist en udførelsesform ved hvilken, i modsætning til de tidligere beskrevne udførelsesfor-2 5 mer, den mod statoren 6 vendende flade af rotoren 4 er udformet således, at bredden a af luftspalten, i midterområdet af materialeområdet 14 er mindre end i randområderne for materialeområderne 14. Herved fås fremspringsområder 40, som strækker sig nærmere mod den 30 anden funktionsdel 6 end områderne derimellem. Herved opnås at motorens induktion, i stillingen vist i fig.
3a, er specielt lille, hvilket fremmer en hurtig strøm-opvoksning 1 viklingen 10 efter spændingsomvendingen DK 173945 B1 13 ved hjælp af styreenheden 28. Når derimod, som vist i fig. 3b, hver af polerne 8 med midten ligger over for den, mod den aktive flade 24 vendende, i givet fald affladede, spids af en permanentmagnet 12, er induk-5 tionen i motoren højere, hvilket specielt er gunstigt ved forsyning af motoren med pulseret jævnstrøm. Disse forhold er anskueliggjort grafisk i fig. 4.

Claims (11)

1. Elektrisk maskine (2), som udviser følgende træk: a) en stator (6) og en rotor (4), idet der mel- 5 lem statoren (6) og rotoren (4) er en luftspalte/aktiv flade (24); b) en af de to bestanddele stator (6) og rotor (4) er forsynet med et ledersystem (10), og at den anden af de to bestanddele stator (6) og rotor (4) er 1. forsynet med et permanentmagnetisk magnetiseringssystem; c) det permanentmagnetiske magnetiseringssystem har - set fremad i rotationsretningen (32) - en vekslende række af i rotationsretningen (32) magnetiserede 15 parmanentmagneter (12) og magnetisk ledende materialeområder (14); d) målt i rotationsretningen har permanentmagneterne (12) en med en stigende afstand fra den aktive flade (24) stigende bredde, og de magnetisk ledende om- 20 råder (14) har en med en stigende afstand fra den aktive flade (24) aftagende bredde; e) de magnetisk ledende områder (14) har hver især en mod den aktive flade (24) vendende magnetflux-udgangsflade (22), som er mindre end summen af 25 magnetflux-tværsnitsfladerne (21) for de to tilstødende permanentmagneter (12), således at magnetfluxen fra permanentmagneterne (12) koncentreres til den aktive flade (24), kend etegnet ved følgende træk: f) statoren (6) er forsynet med ledersystemet 30 (10), og rotoren (4) er forsynet med det permanentmag netiske magnetiseringssystem; DK 173945 B1 g) rotoren (4) er udformet som en udvendig rotor med indvendig aktiv flade (24); h) permanentmagneterne (12) består af et materiale med en permeabilitet nær permeabiliteten for 5 luft; i) målt i rotationsretningen har polerne (8) af statoren (6) hver især omtrent samme bredde som magnetflux-udgangsfladen (22) af de magnetisk ledende områder (14).
2. Elektrisk maskine ifølge krav 1, k ende- tegnet ved, at permanentmagneterne (12), set i tværsnit vinkelret på rotationsaksen af rotoren (4), er i det væsentlige trekantede.
3. Elektrisk maskine ifølge krav 1 eller 2, 15 kendetegnet ved, at de magnetisk ledende områder, set i tværsnit vinkelret på rotationsaksen af rotoren (4), er i det væsentlige trekantede.
4. Elektrisk maskine ifølge et af kravene 1-3, kendetegnet ved, at permanentmagneterne (12) 20 hver gennemgående består af det samme materiale.
5. Elektrisk maskine ifølge et af kravene 1-4, kendetegnet ved, at de magnetisk ledende områder (14) - set fremad i rotationsretningen (32) - er sammensat af materialer med forskellige magnetiske led- 2. ningsevner.
6. Elektrisk maskine ifølge et eller flere af kravene 1-5, kendetegnet ved, at den kommu-teres elektronisk.
7. Elektrisk maskine ifølge et eller flere af 30 kravene 1-6, kendetegnet ved, at den mod statoren (6) vendende overflade af rotoren (4) - set fremad i rotationsretningen (32) - vekslende strækker sig mere eller mindre tæt på statoren (6). DK 173945 B1
8. Elektrisk maskine ifølge krav 7, k ende-tegnet ved, at hvert af de magnetisk ledende områder (14) i midten har et fremspring (40), der strækker sig tættere på statoren (6).
9. Elektrisk maskine ifølge et eller flere af kravene 1-8, kendetegnet ved, at permanentmagneterne (12) og de magnetisk ledende områder (14) er indbyrdes formsluttende forbundet.
10. Elektrisk maskine ifølge et eller flere af 10 kravene 1-9, kendetegnet ved, at der, på den fra den aktive flade (24) bortvendende bagside af permanentmagneterne (18) og de magnetisk ledende områder (14), er anbragt en aflastningsdel (18) af magnetisk ikke ledende materiale. 15 il. Elektrisk maskine ifølge krav 10, k e n - detegnet ved, at aflastningsdelen (18) er fremstillet af, fortrinsvis fiberforstærket, kunststof.
12. Elektrisk maskine ifølge krav 10 eller 11, kendetegnet ved, at aflastningsdelen (18) 2o har en, om rotoren (4) omlagt, bandage.
DK199002081A 1988-03-02 1990-08-30 Elektrisk maskine DK173945B1 (da)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3806760 1988-03-02
DE3806760A DE3806760A1 (de) 1988-03-02 1988-03-02 Elektrische maschine
PCT/EP1989/000208 WO1989008346A1 (en) 1988-03-02 1989-03-02 Electric machine
EP8900208 1989-03-02

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DK208190A DK208190A (da) 1990-08-30
DK208190D0 DK208190D0 (da) 1990-08-30
DK173945B1 true DK173945B1 (da) 2002-03-04

Family

ID=6348634

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK199002081A DK173945B1 (da) 1988-03-02 1990-08-30 Elektrisk maskine

Country Status (12)

Country Link
US (1) US5128575A (da)
EP (1) EP0331180B1 (da)
JP (1) JP2799209B2 (da)
AT (1) ATE134083T1 (da)
AU (1) AU616745B2 (da)
BR (1) BR8907292A (da)
DE (2) DE3806760A1 (da)
DK (1) DK173945B1 (da)
ES (1) ES2086307T3 (da)
NO (1) NO180509C (da)
RU (1) RU2141716C1 (da)
WO (1) WO1989008346A1 (da)

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3932481A1 (de) * 1989-09-28 1991-04-11 Magnet Motor Gmbh Elektrische maschine mit fluidkuehlung
US5578879A (en) * 1989-09-28 1996-11-26 Heidelberg; G+E,Uml O+Ee Tz Electric machine with fluid cooling
US5280209A (en) * 1989-11-14 1994-01-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Permanent magnet structure for use in electric machinery
DE4128627C2 (de) * 1991-08-26 1994-06-23 Mannesmann Ag Verfahren zur Veränderung der Geschwindigkeit eines Fahrzeuges und Fahrzeug zur Durchführung dieses Verfahrens
JP2695332B2 (ja) * 1991-11-26 1997-12-24 三菱電機株式会社 永久磁石界磁形回転子
WO2004075379A1 (ja) * 1992-03-18 2004-09-02 Kazuto Sakai アキシャルギャップ回転電機
DE4426241C2 (de) * 1994-07-23 1997-07-17 Fichtel & Sachs Ag Elektromaschine mit einem Rotor
DE4442869C2 (de) * 1994-12-02 1997-07-31 Fichtel & Sachs Ag Läufer für eine elektrische Maschine und Verfahren zur Herstellung eines solchen
DE19503610C2 (de) * 1995-02-03 1997-05-22 Zajc Franc Mehrphasige und vielpolige, elektrisch kommutierbare Maschine und Verfahren zur Herstellung des Ständers
US5744888A (en) * 1995-02-03 1998-04-28 Tiedtke-Buhling-Kinne & Partner Multiphase and multipole electrical machine
DE19633209A1 (de) * 1995-08-28 1997-03-06 Papst Motoren Gmbh & Co Kg Verfahren und Vorrichtung zur Reduzierung des sogenannten Nutruckens bei einem Elektromotor
DE19600698A1 (de) 1996-01-10 1997-08-07 Magnet Motor Gmbh Mit Muskelkraft betreibbares Fahrzeug, insbesondere Fahrrad
DE19737391A1 (de) * 1997-08-27 1999-03-04 Magnet Motor Gmbh Elektrische Maschine, deren Rotor aus Dauermagneten und Magnetfluß-Leitstücken aufgebaut ist
US6800977B1 (en) * 1997-12-23 2004-10-05 Ford Global Technologies, Llc. Field control in permanent magnet machine
DE19835575A1 (de) 1998-08-06 2000-03-02 Mannesmann Sachs Ag Parallelhybridantrieb für ein Kraftfahrzeug mit in die elektrische Maschine integrierter Kupplung und zugehörige Elektromotorbaueinheit
DE10043120A1 (de) * 2000-08-31 2002-04-11 Wolfgang Hill Elektrische Maschine für hohe Ummagnetisierungsfrequenzen
US6787951B2 (en) * 2001-10-01 2004-09-07 Wavecrest Laboratories, Llc Rotary electric motor having controller and power supply integrated therein
DE10224776A1 (de) * 2002-06-04 2004-03-11 Magnet-Motor Gesellschaft Für Magnetmotorische Technik Mbh Elektrische Maschine
DE10360713A1 (de) * 2003-12-19 2005-07-28 Institut für Automatisierung und Informatik GmbH Zentrum für industrielle Forschung und Entwicklung Wernigerode Elektromagnetischer Linearaktuator
DE102004031329A1 (de) * 2004-06-29 2006-01-19 Klinger, Friedrich, Prof. Dr. Ing. Außenläufer eines Generators, insbesondere eines Generators einer Windenergieanlage, und Verfahren zur Herstellung des Läufers
EP1861917A2 (en) * 2005-03-23 2007-12-05 Wavecrest Laboratories LLC Electric machine and method of manufacture
JP4719023B2 (ja) 2006-02-10 2011-07-06 矢崎総業株式会社 メータ
US7658251B2 (en) 2006-09-20 2010-02-09 James Harry K Direct drive electric traction motor
EA200800674A1 (ru) * 2008-01-24 2008-10-30 Открытое Акционерное Общество "Инжиниринговая Нефтегазовая Компания - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт По Строительству И Эксплуатации Трубопроводов, Объектов Тэк" Многофазная электрическая машина с постоянными магнитами
JP2009240047A (ja) 2008-03-26 2009-10-15 Panasonic Electric Works Co Ltd 電磁アクチュエータの駆動方法
US7965010B2 (en) * 2008-09-03 2011-06-21 Bose Corporation Linear motor with patterned magnet arrays
US20100060004A1 (en) * 2008-09-05 2010-03-11 Young Ho Ro Frictionless Generator
JP5422175B2 (ja) * 2008-11-05 2014-02-19 三菱重工業株式会社 リニアアクチュエータ
JP5515478B2 (ja) * 2009-07-17 2014-06-11 株式会社安川電機 周期磁界発生装置およびそれを用いたリニアモータ、回転型モータ
JP5015316B2 (ja) * 2010-12-28 2012-08-29 株式会社安川電機 リラクタンスモータ
RU2467454C1 (ru) * 2011-05-25 2012-11-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный политехнический университет" (ФГОУ ВПО "СПбГПУ") Обращенный вентильный двигатель
EP2727227A2 (en) * 2011-06-30 2014-05-07 Senthilvel Ambalam Nathan Excited ferro electro dynamo
DE102012220381A1 (de) * 2012-04-17 2013-10-17 Siemens Aktiengesellschaft Polschuhanordnung für ein Maschinenelement einer elektrischen Maschine
JP5752177B2 (ja) * 2013-05-09 2015-07-22 三菱電機株式会社 磁石式回転電機
RU2548662C1 (ru) * 2014-06-05 2015-04-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Синхронный генератор с возбуждением от постоянных магнитов
EP3057191A1 (de) * 2015-02-13 2016-08-17 Enrichment Technology Company Ltd. Zweigniederlassung Deutschland Außenläufer-Permanentmagnet Motor
EP3335299A4 (en) 2015-08-11 2019-06-12 Genesis Robotics and Motion Technologies Canada, ULC ELECTRICAL MACHINE
US11139707B2 (en) 2015-08-11 2021-10-05 Genesis Robotics And Motion Technologies Canada, Ulc Axial gap electric machine with permanent magnets arranged between posts
US11043885B2 (en) 2016-07-15 2021-06-22 Genesis Robotics And Motion Technologies Canada, Ulc Rotary actuator

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1848663U (de) * 1960-09-14 1962-03-22 Deutsche Edelstahlwerke Ag Mit dauermagneten bestuecktes polrad.
DE1848662U (de) * 1961-03-01 1962-03-22 Deutsche Edelstahlwerke Ag Mit dauermagneten bestueckter stator fuer elektrische maschinen.
US3581394A (en) * 1969-05-13 1971-06-01 Russell E Phelon Rotor annulus for electric generator
US3836801A (en) * 1973-03-07 1974-09-17 Hitachi Ltd Stator for dc machines
US3950662A (en) * 1974-06-04 1976-04-13 Photocircuits Division Of Kollmorgen Corporation Self-commutating motor and printed circuit armature therefor
SU560292A1 (ru) * 1976-05-14 1977-05-30 Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола Индуктор электрической машины
NL179172C (nl) * 1976-06-21 1986-07-16 Shokichi Kumakura Ringvormige magneeteenheid.
SU601784A1 (ru) * 1976-11-22 1978-04-05 Научно-исследовательский и экспериментальный институт автомобильного электрооборудования и автоприборов Маховичный генератор
CA1103298A (en) * 1977-02-25 1981-06-16 Masami Uchiyama Electric motor with discrete rotor position and speed sensors
JPS589500Y2 (ja) * 1977-06-24 1983-02-21 株式会社デンソー 磁石発電機の回転子
US4339874A (en) * 1978-12-26 1982-07-20 The Garrett Corporation Method of making a wedge-shaped permanent magnet rotor assembly
US4336649A (en) * 1978-12-26 1982-06-29 The Garrett Corporation Method of making rotor assembly having anchor with undulating sides
FR2473803A1 (fr) * 1980-01-10 1981-07-17 Jeumont Schneider Rotor a aimants permanents pour machine dynamoelectrique
SU907713A1 (ru) * 1980-06-27 1982-02-23 Московский Ордена Ленина Авиационный Институт Им. Серго Орджоникидзе Магнитоэлектрический синхронный генератор обращенной конструкции
SU955393A1 (ru) * 1980-11-14 1982-08-30 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Электромашиностроения Ротор высокоскоростной электрической машины
JPS58163255A (ja) * 1982-03-24 1983-09-28 Okuma Mach Works Ltd 永久磁石式同期モ−タの回転子
US4787902A (en) * 1982-04-01 1988-11-29 Sheets John H Multi-positionable intraocular lens
JPS5959057A (ja) * 1982-09-27 1984-04-04 Fanuc Ltd 同期機のロ−タ
US4645961A (en) * 1983-04-05 1987-02-24 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Dynamoelectric machine having a large magnetic gap and flexible printed circuit phase winding
BG39783A1 (en) * 1984-05-08 1986-08-15 Popov Rotor with permanent magnets for electric machine
GB2172443A (en) * 1985-03-13 1986-09-17 Dowty Fuel Syst Ltd Electrical machines
US4930201A (en) * 1985-08-14 1990-06-05 Kollmorgen Corporation Method for manufacturing a composite sleeve for an electric motor
JPH0759138B2 (ja) * 1986-03-14 1995-06-21 工業技術院長 同期電動機の回転子
FR2606951A1 (fr) * 1986-11-13 1988-05-20 Alsthom Cgee Moteur a aimants
SU1436209A1 (ru) * 1987-04-13 1988-11-07 Предприятие П/Я Г-4514 Электрическа машина

Also Published As

Publication number Publication date
ES2086307T3 (es) 1996-07-01
RU2141716C1 (ru) 1999-11-20
ATE134083T1 (de) 1996-02-15
WO1989008346A1 (en) 1989-09-08
US5128575A (en) 1992-07-07
JPH03503114A (ja) 1991-07-11
BR8907292A (pt) 1991-03-12
DK208190A (da) 1990-08-30
NO180509B (no) 1997-01-20
DE3806760A1 (de) 1989-09-14
NO903746L (no) 1990-08-27
JP2799209B2 (ja) 1998-09-17
DE58909593D1 (de) 1996-03-21
AU616745B2 (en) 1991-11-07
AU3299289A (en) 1989-09-22
EP0331180B1 (de) 1996-02-07
DK208190D0 (da) 1990-08-30
NO903746D0 (no) 1990-08-27
NO180509C (no) 1997-04-30
EP0331180A1 (de) 1989-09-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK173945B1 (da) Elektrisk maskine
US4704567A (en) Brushless D.C. motor having alternating wider and narrower pole shoes
JP2549538B2 (ja) 磁気増大型可変リラクタンスモータシステム
EP3235112B1 (en) Slotless brushless dc motor / actuator
WO2003056688A1 (fr) Generateur
KR100822989B1 (ko) 브러시리스 dc 모터
WO1997012435A1 (fr) Generateur/moteur
EP0891032A3 (en) Motor
JP4082445B2 (ja) 電子的に切替えられる二相のリラクタンス機械
JPH0817544B2 (ja) ブラシレスdcモータ
CN109075680B (zh) 旋转发电机
KR100451418B1 (ko) 이중고정자구조의 직류전동기
GB2062976A (en) DC motors
US7375451B2 (en) Electric motor having a permanent magnet rotor and a stator core of united poles
RU2169423C1 (ru) Магнитный генератор
KR100515989B1 (ko) 모터 및 발전기용 회전자의 영구자석 착자요크
KR100408052B1 (ko) 회전 왕복동식 영구자석형 모터
JP3012245B2 (ja) 交流回転機
KR100408051B1 (ko) 회전 왕복동식 영구자석형 모터
EP1422807A3 (en) Reciprocating rotary permanent magnet motor
KR950008391B1 (ko) 코일리스(coilless) 모터
JPS5656163A (en) Brushless motor
RU2071629C1 (ru) Однофазный синхронный самозапускающийся двигатель
SU1319179A1 (ru) Синхронна электрическа машина
JP2565257Y2 (ja) 着磁ヨークの構造

Legal Events

Date Code Title Description
B1 Patent granted (law 1993)
PBP Patent lapsed

Country of ref document: DK