KR20060111655A - 전기 기계용 클로 폴 회전자 - Google Patents

전기 기계용 클로 폴 회전자 Download PDF

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KR20060111655A
KR20060111655A KR1020067013245A KR20067013245A KR20060111655A KR 20060111655 A KR20060111655 A KR 20060111655A KR 1020067013245 A KR1020067013245 A KR 1020067013245A KR 20067013245 A KR20067013245 A KR 20067013245A KR 20060111655 A KR20060111655 A KR 20060111655A
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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은 전기 기계, 특히 3상 교류 발전기용 클로 폴 회전자에 관한 것으로, 두 개의 폴 휠(26, 27)을 포함하고, 상기 폴 휠은 플레이트 영역(50)으로부터 시작되는, 각각의 폴 루트(53)를 가진 클로 폴(28 또는 29)을 지지한다. 폴 휠(26, 27)의 클로 폴(28, 29)은 클로 폴 회전자(20)의 원주에 교대로 배치되고 상기 클로 폴 사이에 사이 갭(90)이 배치된다. 클로 폴(28, 29)은 방사방향 외부로 향한 배럴형 표면(43)을 갖고, 상기 표면을 통해 회전축이 정해지고, 챔퍼(68)는 한편으로는 원주 방향으로 연장되고, 다른 한편으로는 클로 폴(28 또는 29)의 에지 방향으로 연장된다. 챔퍼(68)는 에지 방향으로 중앙 섹션 m 을 포함하고, 상기 중앙 섹션 m 은 챔퍼(68)의, 에지 방향 길이의 8/10이고 클로 폴(28, 29)은 원주 방향 폭 BK 을 갖고 1/2 폭 BK 은 실린더형 표면(43)상에서 회전축(65)에 대해 수직인, 클로 폴(28, 29)의 평면에서 지점 P을 규정한다. 상기 지점 P에 탄젠트 T가 내접될 수 있고 회전축에 대해 수직인 평면에서 탄젠트 T와 챔퍼(68) 사이에 경사각 α이 형성되고, 상기 각도는 15˚내지 25˚이다.
폴 휠, 클로 폴 회전자, 클로 폴, 회전축, 챔퍼

Description

전기 기계용 클로 폴 회전자{Claw pole rotor for an electrical machine}
본 발명은 전기 기계, 특히 3상 교류 발전기용 클로 폴 회전자에 관한 것이다.
EP 0 346 346 B1에 클로 폴 회전자를 포함하는 전기 기계가 공지되어 있다. 상기 클로 폴 회전자는 2개의 폴 휠을 포함하고, 상기 폴 휠은 플레이트 영역으로부터 시작되어, 각각의 폴 루트를 갖는 클로 폴을 지지한다. 클로 폴은 클로 폴 회전자의 원주에 교대로 제공되고, 상기 클로 폴 사이에 자유 중간 갭이 배치된다. 각각의 클로 폴은 방사방향 외부로 향한 배럴형 표면을 갖고, 상기 표면에 의해 클로 폴 회전자의 회전축이 정해져 있다. 각각의 클로 폴은 배럴형 표면으로부터 시작된 챔퍼를 가지며, 상기 챔퍼는 한편으로는 클로 폴의 원주 방향으로, 다른 한편으로는 클로 폴의 에지 방향으로 연장된다. 상기 클로 폴 회전자에 제공된 챔퍼에 의해, 클로 폴 회전자와 고정자 사이의 상호 작용에 의해 발생하는 자기 소음이 감소될 수 있다. 그러나 상기 인용된 간행물의 실시예에서, 비교적 큰 각도 범위는 클로 폴의 전체 길이에 걸쳐서 3상 교류 발전기의 비교적 큰 출력 손실을 일으키는 것이 단점이다. 이것은 상기 챔퍼에 의해 개별 클로의 중앙의 공기 갭이 비교적 크다는 점과 관련된다.
독립 청구항의 특징을 포함하는 본 발명에 따른, 전기 기계용 클로 폴 회전자는 비교적 가파른 상기 챔퍼를 개별 클로 폴의 종방향 섹션으로 제한함으로써 한편으로는 고정자와 클로 폴 사이의 중앙의 공기 갭이 비교적 작고 이로써 출력은 경미하게만 부정적인 영향을 받고 다른 한편으로 경사 각도를 제한함으로써 상관 관계에 의해, 즉 클로 폴 회전자의 회전자가 권선을 가진 고정자 내에서 회전함으로써 야기되는 추가 소음이 감소된다. 상기 소음은 고정자 철에 삽입된 권선이 일반적으로 고정자의 축방향 단부면 바로 앞에 개구를 가지기 때문에 나타난다.
종속 청구항에 제시된 조치에 의해 독립 청구항에 따른 클로 폴 회전자의 바람직한 개선이 가능하다.
챔퍼의 중앙 섹션이 챔퍼의 축방향 길이의 1/3이 됨으로써 효율이 더욱 개선된다. 이로써, 한편으로는 중앙의 공기 갭이 더 축소되고, 따라서 출력이 높아지고, 다른 한편으로는 예컨대 단조(forging)에 의해 상기 챔퍼를 형성하기 위한 힘이 감소되기 때문에 제조 공정이 간단해진다.
상기 챔퍼를 특히 양호하게 매칭시키기 위해, 상기 챔퍼는 에지 방향으로 중심을 갖고, 상기 중심은 폴 루트로부터 클로 폴의 자유 플랜지부로의 전환부 평면에 근접하게 놓인다.
챔퍼가 회전축 방향으로 클로 폴의 자유 플랜지부에서 5 mm까지 연장되면 특히 바람직하다. 상기 챔버가 클로 폴의 자유 플랜지부에서 2 mm까지 연장되면 더욱 개선될 수 있다. 일반적으로 고정자 철 아래에 있는 2 mm 또는 5 mm의 상기 종방향 섹션은 고정자 철과 클로 폴 사이의 효과를 약화시키고 중앙의 공기 갭을 바람직한 한도에서 유지하는 것을 지원한다. 챔퍼의 폭과 관련하여 상기 챔퍼는 바람직한 경우에 4 내지 6 mm의 폭을 갖는 것으로 나타났다. 유사하게 챔퍼의 길이는 바람직하게 4 내지 6 mm 이므로 기계의 출력이 양호하다. 챔퍼가 회전축 방향에 대해 평행하게 배향된 평면이면, 챔퍼를 형성하기 위해 비교적 간단한 공구가 사용된다. 이것은 예컨대 챔퍼가 단조 가공되어야 하는 경우에 적용된다. 한편으로 공구 방향은 회전축 방향에 대해 수직으로 실행될 수 있고 다른 한편으로 상응하는 공구는 예각 없이 실시된다. 이것은 상응하는 단조 공구의 내구성을 증가시킨다.
또한, 클로 폴의 배럴형 표면과 챔퍼 사이 및 그에 따라 클로 폴의 팁을 향한 배럴형 표면과 챔퍼 사이의 전환부는 스텝형 전환부가 되도록 제공된다. 한편으로 상기 스텝은 챔퍼의 길이를 제한하므로, 중앙의 공기 갭은 너무 크지 않고, 다른 한편으로 상기 제한은 공구도 제한된 표면을 갖게 한다. 단조 공정에 있어서 이것은 단조 공구가 비교적 작을 수 있음을 의미한다. 따라서 제조 비용이 감소된다.
또한, 상기 방식의 클로 폴 회전자를 포함하는 3상 교류 발전기가 제공된다. 챔퍼는 고정자 철 외부에 챔퍼의 일부가 남도록 고정자 철 아래로 돌출한다. 이것은 고정자 철의 근처에 있는 권선 내의 틈을 통해 야기되는 소음 발생이 저지 또는 감소되는 상기 효과를 일으킨다. 최소 요구 조건은 챔퍼가 고정자 철 아래로 적어도 1 mm 돌출하는 것이다. 또한, 상기 챔퍼와 관련하여, 상기 챔퍼는 각각의 클로 폴의 특정 면에 배치되는 것이 중요하다. 많은 다른 전기 기계들과 같이, 3상 교류 발전기에서 전류 발생을 위해 클로 폴 회전자가 회전되는 특정한 회전 방향이 규정된다. 각각의 클로 폴은 회전 방향으로 배향된 에지를 포함하고 상기 에지를 위쪽에 놓인 에지라고 한다. 또한, 각각의 클로 폴은 회전 방향과 반대로 배향된 에지를 포함하고, 상기 에지는 상응하게 아래쪽에 놓인 에지라고 한다. 이러한 경우에 챔퍼는 클로 폴의 측면에 배치되어야 하고, 상기 측면은 회전 방향으로 배향된 에지를 지지한다.
도면에 본 발명에 따른 클로 폴 회전자의 실시예 및 본 발명에 따른 클로 폴 회전자를 포함하는 3상 교류 발전기가 도시된다.
도 1은 3상 교류 발전기의 종단면도.
도 2a는 반으로 도시된 폴 휠을 도시한 도면.
도 2b는 도 2a의 폴 휠의 단면도.
도 3은 도 2a의 폴 휠의 클로 폴의 평면도.
도 4는 챔퍼의 상세도.
도 5는 챔퍼의 횡단면도.
도 6은 챔퍼의 제 2 횡단면도.
도 7은 챔퍼 영역 내의 클로 폴의 측면도.
도 8은 고정자를 향한, 클로 폴의 표면이 시이트 평면으로 회전되고, 3상 교류 발전기의 고정자 철과 클로 폴 사이의 상대 위치를 명확하게 하기 위해 개략적 으로 도시한 도면.
도 1에 도시된 교류 발전기(10)는 오늘날 차량에 장착되는 바와 같은 3상 교류 발전기이다. 그러나 본 발명의 대상의 적용은 도면에 따른 포트 형태의 3상 교류 발전기에 제한되는 것이 아니라 일반적으로 교류 발전기에 적용될 수 있다.
상기 교류 발전기 또는 3상 교류 발전기(10)는 금속 하우징으로서 2 개의 베어링 실드(12, 13)를 포함하고, 상기 베어링 실드의 개방 단부 영역(14, 15) 사이에 고정자(16)가 고정된다. 상기 2개의 베어링 실드(12, 13)를 고정자(16)와 연결하기 위해 고정 소자(17)로서 스테이 볼트(stay bolt)가 이용되고, 상기 스테이 볼트는 2개의 베어링 실드(12, 13) 내에 고정된다. 클로 폴 회전자(20)의 회전 가능한 수용을 위해 베어링 실드(12, 13)는 각각의 볼 베어링(18 또는 19)을 포함한다. 고정자는 박판으로 구성되고, 상기 박판은 자화 가능한 철로 이루어져 고정 박판 패킷에 가압된다. 실질적으로 링형 고정자(16)의 고정자 홀(21)에 교류 권선(23)을 수용하기 위한 홈(22)이 제공된다. 교류 권선(23)은 상기 3상 교류 발전기(10)에서 전기에 의해 120˚변위된 웨이브 형태의 3개의 권선이고, 상기 권선은 교류 발전기의 작동시 3상으로 사용될 수 있는 발전기 전류를 교류 발전기(10)에 고정된 도시된 정류기(24)로 송출한다. 정류기(24)는 회전류를 직류로 변류시킨다. 클로 폴 회전자(20)는 실질적으로 회전자 샤프트(25), 2개의 폴 휠(26, 27), 폴 코어(30), 여기 권선(31) 및, 2개의 콜렉터 링(32, 33)으로 구성되고, 상기 회전자 샤프트는 볼 베어링(18, 19)에 회전 가능하게 수용되고, 상기 폴 휠은 상기 회전자 샤프트 상에 서로 간격을 두고 그들의 클로 폴(28 또는 29)로 고정되고, 상기 폴 코어는 상기 2개의 폴 휠(26, 27) 사이에 배치된, 회전자 샤프트(25) 상에 작용하는, 자화 가능한 재료로 이루어지고, 상기 여기 권선은 상기 폴 코어(30) 상에 와인딩 되고 2개의 폴 휠(26, 27) 및 상기 회전자 샤프트(25)에 대해 거의 평행하게 연장된 클로 폴(28, 29)로 둘러싸여 있고, 상기 콜렉터 링은 회전자 샤프트(25) 상에 나란히 간격을 두고 고정되고, 여기 권선(31)의 각각의 단부와 전기 연결된다. 2개의 콜렉터 링(32, 33)에 대해 각각 하나의 스프링 하중을 받는 접촉 브러시(34 또는 35)가 가압되고, 상기 접촉 브러시는 2개의 공동의 브러시 홀더(36)에 안내되고 클로 폴 회전자(20)로 둘러싸인 여기 권선(31)에 여기 전류를 공급한다. 플라스틱 브러시 홀더(36)는 베어링 실드(13)에 고정된다. 여기 전류가 강할수록 그리고 클로 폴 회전자(20)의 회전수가 많을수록 3상 교류 발전기에서 발생되는 전압은 더 높다. 여기 권선(31)에 공급된 여기 전류는, 발전기 전압이 교류 발전기 또는 도시되지 않은 관련된 차량 모터의 전체 회전수 범위에 걸쳐 발전기 전압이 부하 및 회전수와 무관하게 거의 일정하도록 적어도 교류 발전기(10)에 고정된 도시되지 않은 전압 조절기에 의해 설정된다. 클로 폴 회전자(20)는 그것의 각각 2개의 폴 휠(26, 27)에 바람직하게 6개의 클로 폴(28 또는 29)을 포함하고, 상기 클로 폴은 핑거 형태이지만 서로 간격을 두고 서로 맞물린다. 폴 휠(26)의 클로 폴(28)과 그 옆에 배치된, 폴 휠(27)의 클로 폴(29)은 함께 하나의 클로폴 쌍을 형성한다. 2개의 클로 폴(28, 29)은 상이한 극성을 가지며 자기장을 일으킨다. 클로 폴 회전자(20)가 회전하면서 상기 자기장에 의해 교류 권선(23) 내에서 교류 발전기(10)의 이용 가능한 전류가 발생된다. 클로 폴(28 또는 29)과 고정자 홀(21) 사이에 있는 공기 갭은 도면부호 37로 도시된다.
교류 발전기(10)의 하우징(11) 외부에는 회전자 샤프트(25) 상에 교류 발전기(10)의 구동에 이용되는 풀리(38;pulley)가 배치된다. 풀리(38)는 팬(42)과 함께 부품을 형성하고, 상기 팬은 교류 발전기(10)를 통해 냉각 공기를 공급한다. 대안예로서 팬(42)은 금속 하우징(11)의 외부 및 내부에 배치될 수 있는 별도의 부품일 수도 있다. 그러나, 클로 폴 회전자(20) 양측의 하우징 내부에도 각각 하나의 팬(42)이 배치될 수도 있다(소위 콤팩트 발전기; compact generator). 교류 발전기(10)를 차량 모터에 고정하기 위해 구동측 베어링 실드(12)에 피보트 암(44)이 제공된다. 교류 발전기(10)를 정확히 고정하기 위한 제 2 고정 수단은 도 1에 도시되지 않는다.
도 2에 원주에 균일하게 분포된 6개의 클로 폴(28)을 가진 폴 휠(26)이 도시된다. 폴 휠(26)과 클로 폴(28)은 본 실시예에서 자화 가능한 재료로 이루어진 하나의 부품으로 형성되지만, 다수의 개별 부품으로 구성될 수도 있다. 폴 휠(27)과 그의 클로 폴(29)은 실질적으로 폴 휠(26)과 그의 클로 폴(28)에 상응한다. 폴 휠(26)의 중심에 중앙 홀(45)이 배치되고, 상기 홀에 회전자 샤프트(25)가 고정된다. 폴 휠을 회전자 샤프트 상에 고정하는 것은 바람직하게 회전자 샤프트(25)의 상응하는 영역과, 폴 휠(26)의 중앙 홀(45)의 가장자리와 회전자 샤프트(25) 사이의 추가 코킹 영역(27) 상에 있는 널(knurl) 영역(46)에 의해 이루어진다. 폴 휠(26)의 좌측에 화살표와 도면부호 D에 의해 발전기 전류 발생시 회전 방향이 주 어진다. 도 2a에 폴 휠(26)의 플레이트 영역(50)이 도시된다. 상기 플레이트 영역(50)으로부터 먼저 폴 루트(53)가 방사방향 외부로 연장된다. 각각의 클로 폴(28)의 각각의 폴 루트(53)는 중간 갭(56)에 의해 인접한 폴 루트와 분리된다. 클로 폴(28)의 자유 플랜지부는 폴 루트(53)에 의해 플레이트 영역(50)에 지지된다. 클로 폴(28)의 자유 플랜지부, 폴 루트(53) 및, 플레이트 영역(50)을 명확히 규정하기 위해 하기 정의들이 적용된다:
플레이트 영역(50)은 회전자 샤프트(25)에 대한 연결부를 형성하고, 방사방향 외부로는 중간 갭(56) 또는 폴 루트(53)가 시작되는 곳에서 끝난다. 방사방향 외부에서 루트(53)의 시작은, 도 2a에서처럼 방사방향 외부에서 2개의 인접한 중간 갭(56)과 상기 갭의 방사방향으로 가장 깊은 연장부 또는 위치 사이에 원호(57)가 내접함으로써 정해진다. 또한, 각각의 중간 갭의 가장 깊은 연장부는 그 축방향 위치에 의존하기 때문에, 폴 루트(53)와 플레이트 영역(50) 사이에 복합 경계면이 형성된다.
이 경우, 폴 루트(53)와 클로 폴(28)의 자유 플랜지부 사이의 축방향 경계부는, 상기 경계부(59)가 방사방향 외부로 이론상으로 연장된 면이고, 상기 면은 여기 권선(31)을 향한, 플레이트 영역(50)의 표면(62)으로부터 시작되는 것으로 규정된다. 도 2b에서처럼, 클로 폴(28)의 실린더형 표면(43)은 회전축(65)을 지정한다(및 그 반대).
도 3에 클로 폴(28) 및 인접한 플레이트 영역(50)의 평면도가 도시된다. 이 경우, 플레이트 영역(50), 폴 루트(53), 경계부(59) 및, 클로 폴(28)의 자유 플랜 지부가 다시 명확하게 도시된다. 상기 클로 폴(28)은 폴 휠(26)의 회전 방향 D에 의해 근접하게 설정된 2개의 중요한 에지를 갖는다. 이때, 회전 방향 D으로 위쪽에 놓인 에지는 에지(73)로 도시된다. 반대편 에지(70)는 회전 방향 D과 반대로 배향되어 있기 때문에, 아래쪽에 놓인 에지라고 한다. 챔퍼(68)는 위쪽에 놓인 에지(73)를 지지하는, 클로 폴(28)의 측면에 위치한다. 에지(73)는 챔퍼가 한 방향으로 연장되는 에지 방향을 정한다. 회전 방향 D은 챔퍼(68)가 연장되는 원주 방향을 정한다.
챔퍼(68)가 에지 방향으로 연장된다는 것은 챔퍼(68)를 통해 형성된 평면이 반드시 에지(73)에 대해 평행해야 한다는 것을 의미하지 않는다. 평면은 구조적 관점에서만 주어진 2개의 방향에 의해 설명된다.
도 4는 클로 폴(28) 또는 폴 루트(53)의 영역의 확대 단면도를 도시하고, 챔퍼(68)의 가까운 주변부를 설명한다. 챔퍼(68)는 길이 l를 갖고, 상기 길이는 에지 방향으로 정해진다. 또한, 챔퍼(68)는 중앙 섹션 m을 갖고, 상기 섹션은 동일한 방향으로 연장된다. 챔퍼(68)는 중심 M을 갖고, 상기 중심은 길이 l를 기준으로 상기 챔퍼를 중앙에서 분할한다. 중앙 섹션 m은 중심 M에 대해 대칭으로 배치된다. 이것은 중앙 섹션의 양측으로 남아 있는 길이 섹션들의 크기가 동일하다는 것을 의미한다. 따라서 중앙 섹션 m과 2개의 측면 가장자리 섹션들은 챔퍼(68)의 전체 길이 l를 형성한다. 또한, 챔퍼(68)의 경계선은 일직선일 필요가 없다. 특히 폴 루트(53) 위에 있는 경계선은 이와 현저히 다른 형태일 수 있다. 또한, 폴 루트(53)로부터 클로 폴(28)로의 전환부 평면(59)이 도시된다. 전환부 평면(59)은 챔퍼(68) 영역 내의 중앙 섹션 m과 교차한다. 중앙 섹션 m은 챔퍼(68)의 축방향 길이 l의 8/10이다.
도 5에 클로 폴(28)의 횡단면이 도시된다(도 4 참조). 도 5에 도시된 바와 같이, 클로 폴은 원주 방향으로 폭 BK 을 갖는다. 상기 폭 BK 으로부터 중심선 LM 이 정해지고, 상기 중심선은 클로 폴(28)의 표면을 1/2 폭 BK에서 2 등분한다. 중심선 LM은 클로 폴(28)의 형상에 따라 회전축(65)에 대해 평행할 수 있다(도 3 참조). 중심선 LM은 도 5에서 지점 P로 도시된다. 상기 지점 P에서 회전축(65)에 대해 수직인 평면(도 5의 실선)에 탄젠트 T 가 내접될 수 있으므로, 탄젠트 T와 챔퍼(68)는 지점 P에서 경사각 α를 형성하고, 상기 각도는 15˚내지 25˚이다.
전기 기계(10), 특히 3상 교류 발전기용 클로 폴 회전자(20)에 2개의 폴 휠(26 또는 27)이 제공되고, 상기 폴 휠들은 플레이트 영역(50)으로부터 시작되는 다수의 클로 폴(28 또는 29)을 지지한다. 각각의 클로 폴(28 또는 29)은 각각 하나이 폴 루트(53)를 갖는다. 클로 폴 회전자(20)의 원주에서 폴 휠(26 또는 27)의 클로 폴들(28 또는 29)이 교대로 배치된다. 클로 폴들(28 또는 29) 사이에 중간 갭이 배치된다. 각각의 클로 폴(28 또는 29)은 방사방향 외부로 향한 배럴형 표면(43)을 갖고, 상기 표면에 의해 회전축(65)이 정해진다. 챔퍼(68)는 배럴형 표면(43)으로부터 한편으로는 원주 방향 sU으로 그리고 다른 한편으로는 클로 폴(28)의 에지 방향으로 연장된다. 챔퍼(68)는 에지 방향으로 중앙 섹션 m을 갖고, 상기 섹션은 폴 루트(53) 및 자유 플랜지 클로 폴(28)과 경계를 이루는 전환부 평면(59)과 교차한다. 중앙 섹션 m은 챔퍼(68)의, 축방향 길이 l의 8/10이다. 또한, 챔퍼는 도 5에서 제시된 규정에 따라 15˚내지 25˚의 경사각을 갖고, 상기 경사각은 챔퍼(68)의 표면과 탄젠트 T 사이에서 지점 P에 형성된다. 지점 P은 회전축(65)에 대한 그 위치에서 클로 폴(28)을 원주 방향으로 2 등분한다. 각도 α는 회전축(65)에 대해 수직으로 배치된 평면에서 측정된다. 중앙 섹션 m은 본 발명의 다른 실시예에 따라 챔퍼(68)의 축방향 길이 l의 1/3일 수 있다.
챔퍼(68)는 에지 방향으로 중심 M를 갖고, 상기 중심는 폴 루트(53)로부터 클로 폴(28 또는 29)의 자유 플랜지부로의 전환부 평면(59)에 가깝게 놓여 있다.
또한, 챔퍼(68)는 회전축 방향으로 - 전환부 평면(59)으로부터 - 길이 la로 연장된다. 챔퍼(68)는 회전축 방향으로 5 mm까지의 길이 la의 근사값으로, 그리고 2 mm 의 제 2 근사값으로 자유 플랜지 클로 폴(28) 상에서 연장된다.
바람직하게 챔퍼(68)는 4 내지 6 mm의 폭 bF을 갖는다.
챔퍼(68)의 길이 l는 4 내지 6 mm 이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 챔퍼(68)는 실시예에서 회전축 방향(65)에 대해 평행하게 배향된 평면이어야 한다.
도 6에 따른 실시예에 따라 챔퍼(68)는 에지 방향(73)에 대해 평행하게 배향된 평면일 수 있다.
챔퍼(68)가 평면이 아닌 자유 형상 면(free-form surface)인 경우, 언급된 두 가지 특징을 충족하지 않는다. 챔퍼(68)에 대한 상기 다른 모든 것은 챔퍼(69)의 평면의 구현 및 챔퍼(68)의 평면이 아닌 구현과 관련될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 챔퍼(68)가 클로 폴(28 또는 29)의 자유 단부를 향해 배럴형 표면(43)으로의 스텝형 전환부(80)를 갖는 특수한 실시예가 제공된다. 챔퍼(68)는 스텝(80)과 함께 홈(83)을 형성한다.
챔퍼(68)는 칩(chip) 없이 형성되며, 특히 단조된다. 챔퍼(68)는 물론 칩에 의한 가공 방법으로 제조될 수 있다.
도 8은 발전기(10)의 부분을 단면도로 도시한다. 고정자(16)는 고정자 철(86) 및 교류 권선(23)로 구성된다. 교류 권선(23)은 단부 영역(14) 가까이에 개구(89)를 갖는다. 일반적으로 상기 개구(89)는 교류 권선(23)에 의해, 다른 한편으로는 고정자 철(86)의 단부 영역에 의해 제한된다. 또는 고정자가 예컨대 36 또는 48개의 홈을 가지면, 일반적으로 36 또는 48개의 개구들(89)이 제공된다. 고정자 철(86)에 대한 챔퍼(68)의 위치를 더 명확히 하기 위해 도 8에 도시된 실린더형 표면(43)이 관찰 평면으로 틸팅된다. 링 실린더형 고정차 철(86) 및 본 발명에 따른 클로 폴 회전자(20)를 가진 3상 교류 발전기(10)가 제공되고, 챔퍼(68)는 고정자 철(86)의 외부에 챔퍼(68)의 일부가 남도록 고정자 철(86) 아래로 돌출하는 것이 도 8에 의해 분명히 도시된다. 챔퍼(68)는 고정자 철(86) 아래로 적어도 1 mm 돌출해야 한다. 해당하는 길이는 수치로 1F, st이다.
또한, 도 8에 3상 교류 발전기(10)가 정해진 회전 방향 D을 갖고, 상기 방향 에서 클로 폴 회전자(20)는 전류 발생을 위해 회전되고, 각각의 클로 폴(28 또는 29)은 회전 방향 D과 반대로 배향된 에지(70)를 갖는 것이 도시된다. 또한, 각각의 클로 폴은 회전 방향 D으로 배향된 에지(73)를 포함하고 이 경우 위쪽에 놓인 에지라고 한다. 챔퍼(68)는 각각의 클로 폴(28 또는 29)의 각각의 측면에 배치되고, 상기 측면은 회전 방향 D으로 배향된 에지(73)를 지지한다.
클로 폴(28)과 관련된 상세한 설명 부분은 클로 폴(29)과 유사하게 적용된다.
본 발명은 각각 6개의 클로 폴(28 또는 29)을 가진 폴 휠(26 또는 27)에 제한되지 않고, 각각 7개 또는 특히 8개의 클로 폴(28 또는 29)을 갖는 폴 휠의 구현에도 적용된다.
본 발명은 자유 중간 갭(56)을 갖는 클로 폴 회전자(20)에 제한되지 않고, 여기에 도시되지 않은 클로 폴 실링(sealing)에 의해 채워지거나 또는 폐쇄되는 실시예에도 적용될 수 있다.

Claims (13)

  1. 전기 기계, 특히 3상 교류 발전기용 클로 폴 회전자로서, 2개의 폴 휠(26, 27)을 포함하고, 상기 폴 휠들은 플레이트 영역(50)으로부터 시작되어, 각각의 폴 루트(53)를 포함하는 클로 폴(28 또는 29)을 지지하고, 클로 폴 회전자(20)의 원주에 상기 폴 휠(26, 27)의 상기 클로 폴들(28, 29)이 교대로 배치되며 상기 클로 폴들 사이에는 중간 갭들(90)이 배치되고, 상기 클로 폴(28, 29)은 방사방향 외부로 향한 배럴형 표면(43)을 포함하고, 상기 표면에 의해 회전축(65)이 정해지고, 챔퍼(68)는 한편으로는 상기 클로 폴(28 또는 29)의 원주 방향으로, 다른 한편으로는 상기 클로 폴의 에지 방향으로 연장되는 클로 폴 회전자에 있어서,
    상기 챔퍼(68)는 에지 방향으로 중앙 섹션 m을 포함하고, 상기 중앙 섹션은 폴 루트(53) 및 상기 클로 폴(28 또는 29)의 자유 플랜지부에 인접하는 전환부 평면(59)과 교차하고, 상기 중앙 섹션 m은 상기 챔퍼(68)의, 에지 방향 길이의 8/10이고, 상기 클로 폴(28, 29)은 원주 방향으로 배향된 폭 BK를 갖고, 1/2 폭 BK은 상기 클로 폴(28, 29)의, 상기 회전축(65)에 대해 수직인 평면의 상기 배럴형 표면(43)에서 지점 P을 규정하고, 상기 지점 P에서 탄젠트 T가 내접할 수 있고 상기 회전축(65)에 대해 수직인 평면에서 상기 탄젠트 T와 상기 챔퍼(68) 사이에 경사각 α이 형성되고, 상기 각도는 15˚내지 25˚인 것을 특징으로 하는 클로 폴 회전자.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 중앙 섹션 m은 상기 챔퍼(68)의 길이 l의 1/3인 것을 특징으로 하는 클로 폴 회전자.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 챔퍼(68)는 에지 방향으로 중심 M을 갖고, 상기 중심은 상기 폴 루트(53)로부터 상기 클로 폴(28 또는 29)의 자유 플랜지부로의 상기 전환부 평면(59)에 가깝게 놓이는 것을 특징으로 하는 클로 폴 회전자.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 챔퍼(68)는 회전축 방향(65)으로 상기 클로 폴(28 또는 29)의 자유 플랜지부에서 5 mm까지 연장되는 것을 특징으로 하는 클로 폴 회전자.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 챔퍼(68)는 상기 회전축 방향(65)으로 상기 자유 플랜지 클로 폴(28 또는 29)에서 2 mm까지 연장되는 것을 특징으로 하는 클로 폴 회전자.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 챔퍼(68)의 폭 bF은 4 내지 6 mm 인 것을 특징으로 하는 클로 폴 회전자.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 챔퍼(68)의 길이 l는 4 내지 6 mm 인 것을 특징으로 하는 클로 폴 회전자.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 챔퍼(68)는 상기 회전축 방향(65)에 대해 평행한 또는 에지 방향(73)에 대해 평행한 평면인 것을 특징으로 하는 클로 폴 회전자.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 챔퍼(68)와 상기 배럴형 표면(43) 사이에 스텝형 전환부(80)가 제공되는 것을 특징으로 하는 클로 폴 회전자.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 챔퍼(68)는 칩 없이 형성되는, 특히 단조되는 것을 특징으로 하는 클로 폴 회전자.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 링 실린더형 고정자 철(86) 및 클로 폴 회전자(20)를 포함하는 특히 차량용 3상 교류 발전기에 있어서,
    상기 챔퍼(68)는 상기 고정자 철(86)의 외부에 상기 챔퍼(68)의 일부가 남도록 상기 고정자 철(86) 아래로 돌출하는 것을 특징으로 하는 차량용 3상 교류 발전기.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 챔퍼(68)는 상기 고정자 철(86)의 아래로 적어도 1 mm 돌출하는 것을 특징으로 하는 차량용 3상 교류 발전기.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 3상 교류 발전기는 상기 클로 폴 회전자(20)가 전류 발생을 위해 회전되는 특정한 회전 방향 D을 갖고, 각각의 클로 폴(28, 29)은 회전 방향 에지(73)와, 상기 회전 방향과 반대인 에지(70)를 갖고, 상기 챔퍼(68)는 상기 클로 폴(28, 29)의 측면에 배치되고, 상기 측면은 상기 회전 방향 에지(73)를 지지하는 것을 특징으로 하는 차량용 3상 교류 발전기.
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