WO1991010277A1 - Permanentmagneterregte elektrische maschine, insbesondere hoher drehzahl - Google Patents

Permanentmagneterregte elektrische maschine, insbesondere hoher drehzahl Download PDF

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WO1991010277A1
WO1991010277A1 PCT/DE1990/000710 DE9000710W WO9110277A1 WO 1991010277 A1 WO1991010277 A1 WO 1991010277A1 DE 9000710 W DE9000710 W DE 9000710W WO 9110277 A1 WO9110277 A1 WO 9110277A1
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bale
rotor
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permanent magnet
electrical machine
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PCT/DE1990/000710
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English (en)
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Horst KÜMMLEE
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706—Inner rotors
    • H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
    • H02K1/278—Surface mounted magnets; Inset magnets

Definitions

  • the permanent magnets (5) arranged on the Stator body (3) of the rot and spacers (6) of non-magnetic material are held by a facing (7) of sturdy, fiber-reinforced plastic in the air gap (9).
  • this facing (7) expands to a greater extent than the Stator body (3) of the rotor (1), even if it is prestresse and hence imbalances may arise.
  • the outer surface (4) of t Stator body (3) is divided up over its entire axial length by recesses (11) and the radial elasticity of the stator body (3) is approx mately matched to that of the facing (7) with the permanent magnets (5) by Special structural measures.
  • F smaller radii further rounded recesses (16) may also be provided.
  • Such a rotor of a permanent-magnet-excited electric machine especially suitable for high rotation speeds.
  • the outer surface (4) of the rotor bale (3) is divided over the entire axial length by recesses (11) and the tensile stiffness of the rotor bale (3) in the radial direction is approximated by special structural measures Rigidity of the bandage (7) adjusted with the permanent magnets (5).
  • the recess (11) form radially outer slots (12) and have rounded extensions (14, 1) on the radially inner side for the purpose of notch-freeness. Additional rounded recesses (16) can also be provided on a smaller radius.
  • Such a gate of a permanent magnet excited electrical machine is especially suitable for high-speed machines.
  • the invention relates to a permanent magnet-excited electrical machine, in particular high speed, in which the permanent magnets and filler pieces made of non-magnetic material arranged on the rotor bale of the rotor are held by a bandage made of high-strength, fiber-reinforced, in particular carbon-reinforced, plastic located in the air gap.
  • Such a permanent magnet-excited electrical machine is known from DE-OS-32 24 904. Since highly permanent permanent magnets cannot be used as load-bearing material due to their internal structure, but are sensitive to shock loads and tensile stresses, the permanent magnets used to excite the known electrical machine and the filler pieces made of non-magnetic material for the pole gaps on the rotor bale of the rotor are either included a jacket made of high-strength, non-magnetic metals or held together by a bandage made of fiber-reinforced, in particular carbon-reinforced plastic (CFRP) under tension.
  • CFRP carbon-reinforced plastic
  • the pretensioning of the jacket or the bandage is produced either by wedging or by the thread pull during the winding of the bandage. Wedging is complex and an increase in the bandage thickness is limited by the electrically prescribed maximum dimensions of the air gap between the stator and the rotor of the electrical machine in which the bandage is located.
  • the outer surface of the rotor bale facing the bandage is divided in the circumferential direction by a plurality of cutouts which extend over the entire axial length, and the expansion stiffness is achieved by special design measures speed of the sub-areas of the runner bale in the radial direction is approximately adapted to the elastic stiffness of the bandage with the permanent magnets.
  • the adjustment of the radial stiffness of the partial areas of the runner bale can be achieved in that the radially outer part of the recesses each form a slot which opens onto the surface of the runner bale facing the bandage, while the radially inner part of the The recess is widened and has a rounded contour with a sufficiently large notch radius.
  • the outer surface 3 of the runner bale is thus interrupted by the slots and the remaining webs between the recesses can yield to the stresses caused by the centrifugal force by bending and thus follow the deformation path of the bandage with the permanent magnets without play, without causing excessive stresses in the runner bale.
  • the rounded contour of the radially inner extensions of the cutouts also results in a low notch stress transition from the interrupted area to the undivided area of the bale.
  • the number and shape of the cutouts and in particular the length and shape of the slots are selected such that the partial areas of the rotor bale are slightly softer than the bandage, so that there is always a residual contact pressure of the permanent magnets on the rotor bale at all operating speeds or circumferential speeds is guaranteed. It is recommended that the slots open into the area of the pole gap.
  • the slots in the radial plane can advantageously have a curved curve shape which is approximately tangentially directed at the junction with the surface of the rotor bale.
  • the partial areas of the runner bale lying between the slots can then, like a spoke, cause the outer diameter of the runner bale to expand when the centrifugal force is slightly turned relative to the inside diameter, without excessive tangential stresses occurring in the process.
  • the runner bale in the case of slits shaped in this way as a laminated body, which is therefore composed of dynamo sheets which can be punched and / or cut.
  • This not only simplifies the production of the recesses with the complicated shapes of the enlargement and the slots (e.g. by erosion), but also enables the deformation energy in the centrifugal force to be absorbed simply by bending over the high one Edge of the sheet metal web between the slots.
  • the radially inner part of the sheet of the bale is therefore not as highly stressed as that of a closed disc.
  • the number of recesses and their curve shape will be selected so that the rotor bale is subjected to the same stress in all cross-sections and that the guidance of the magnetic excitation field is not impaired.
  • the sheets of the runner bale should open just as much under the centrifugal force as the bandage with the permanent magnets.
  • the slot widths over the radius can also be selected in connection with the pretensioning of the bandage so that when the bandage is at a standstill, the slits are compressed by the pretensioning of the bandage, so that the stress on the nominal speed is reduced.
  • radially acting spring elements which are located between the rotor bale and the permanent magnets, can also be arranged in the recesses open to the outer surface, which form the partial regions of the rotor bale or filling Support 5 pieces. The occurrence of imbalances is then avoided by the spring force.
  • FIGS. 1 to 4 of the drawing show a part of a radial section through the rotor, designed according to the invention, of a high-speed permanent magnet-excited electrical machine.
  • the same reference numerals are used for the same parts.
  • the rotor 1 of a permanent-magnet high-speed electrical machine consists of a rotor bale 3 arranged on the shaft 2 and made of magnetic material, which is used to conduct the magnetic flux.
  • the rotor bale 3 can be of solid construction, made of steel or composed of dynamo sheets.
  • ring sector-shaped permanent magnets 5 are arranged on the outer surface 4 of the rotor bale 3, between which also ring sector-shaped filler pieces 6 made of non-magnetic material, such as. As aluminum, are arranged, which form the pole gaps.
  • These permanent magnets 5 and filler pieces 6 are held on the surface 4 of the runner bale 3 by a bandage 7 which consists of plastic which is reinforced with carbon fibers (CFRP) and, in the hardened state, a high-strength bandage which is under tension 7 forms, which presses the permanent magnets 5 and filler 6 firmly against the surface 4 of the bale 3.
  • CFRP carbon fibers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

Bei permanentmagneterregten elektrischen Maschinen sind die auf dem Läuferballen (3) des Rotors angeordneten Dauermagnete (5) und Füllstücke (6) aus unmagnetischem Material durch eine im Luftspalt (9) liegende Bandage (7) aus hochfestem, faserverstärktem Kunststoff gehalten. Bei Betrieb der Maschine weitet sich diese Bandage (7), auch wenn sie unter Vorspannung steht, stärker auf als der Läuferballen (3) des Rotors (1), so daß Unwuchten auftreten können. Zur Beibehaltung der Zentrierung ist gemäß der Erfindung die äußere Oberfläche (4) des Läuferballens (3) über der gesamten axialen Länge durch Aussparungen (11) unterteilt und die Dehnsteifigkeit des Läuferballens (3) in radialer Richtung ist durch besondere konstruktive Maßnahmen angenähert der Steifigkeit von der Bandage (7) mit den Dauermagneten (5) angepaßt. Die Aussparungen (11) bilden radial außenliegende Schlitze (12) und haben radial innen, zwecks Kerbfreiheit, abgerundete Erweiterungen (14, 15). Auf kleinerem Radius können noch zusätzliche abgerundete Aussparungen (16) vorgesehen sein. Ein derartig ausgebildeter Rotor einer permanentmagneterregten elektrischen Maschine ist besonders für hochtourige Maschinen geeignet.

Description

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(51) Internationale Patentklassifikation 5 (11) Internationale Veröffentlichungsnummer: WO 91/10 H02K 1/27 AI (43) Internationales
Veröffentlichungsdatum : 11. Juli 1991 (11.07
(21) Internationales Aktenzeichen : PCT/DE90/00710 (81) Bestimmungsstaaten: AT (europäisches Patent), BE (e päisches Patent), CH (europäisches Patent), DE (e
(22) Internationales Anmeldedatum päisches Patent)*, DK (europäisches Patent), ES (e 13. September 1990 (13.09.90) päisches Patent), FR (europäisches Patent), GB (e päisches Patent), IT (europäisches Patent), JP, LU (e päisches Patent), NL (europäisches Patent), SE (euro
(30) Prioritätsdaten: sches Patent), US.
P 3943 237.8 22. Dezember 1989 (22.12.89) DE
Veröffentlicht
(71) Anmelder (für alle Bestimmungsstaaten ausser US): SIE¬ Mit internationalem Recherchenbericht.
MENS AKTIENGESELLSCHAFT [DE/DE]; Wittels- bacherplatz 2, D-8000 München 2 (DE).
(72) Erfinder; und
(75) Erfinder/Anmelder (nur für US) : KÜMMLEE, Horst [DE/ DE]; Am Krähenberg 16, D-1000 Berlin 27 (DE).
(74) Gemeinsamer Vertreter: SIEMENS AKTIENGESELL¬ SCHAFT; Postfach 22 16 34, D-8000 München 22 (DE).
(54) Title: PERMANENT-MAGNET-EXCITED ELECTRIC MACHINE, ESPECIALLY ONE WITH A HIGH ROTATIO SPEED
(54) Bezeichnung: PERMANENTMAGNETERREGTE ELEKTRISCHE MASCHINE, INSBESONDERE HOHER DRE ZAHL
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(57) Abstract
In permanent-magnet-excited electric machines, the permanent magnets (5) arranged on the Stator body (3) of the rot and spacers (6) of non-magnetic material are held by a facing (7) of sturdy, fibre-reinforced plastic in the air gap (9). When t machine is running, this facing (7) expands to a greater extent than the Stator body (3) of the rotor (1), even if it is prestresse and hence imbalances may arise. According to the invention, in order to keep the arrangement centred, the outer surface (4) of t Stator body (3) is divided up over its entire axial length by recesses (11) and the radial elasticity of the stator body (3) is approx mately matched to that of the facing (7) with the permanent magnets (5) by Special structural measures. The recesses (11) for slots (12) lying radially on the outside and have radially inwardly rounded enlarged sections (14, 15) to prevent stresses. F smaller radii further rounded recesses (16) may also be provided. Such a rotor of a permanent-magnet-excited electric machine especially suitable for high rotation speeds. (57) Zusammenfassung Bei permanentmagneterregten elektrischen Maschinen sind die auf dem Läuferballen (3) des Roto angeordneten Dauermagnete (5) und Füllstücke (6) aus unmagnetischem Material durch eine im Luftspalt (9) liegende Banda (7) aus hochfestem, faserverstärktem Kunststoff gehalten. Bei Betrieb der Maschine weitet sich diese Bandage (7), auch wenn s unter Vorspannung steht, stärker auf als der Läuferballen (3) des Rotors (1), so daß Unwuchten auftreten können. Zur Beibeh tung der Zentrierung ist gemäß der Erfindung die äußere Oberfläche (4) des Läuferballens (3) über der gesamten axialen Län durch Aussparungen (11) unterteilt und die Dehnsteifigkeit des Läuferballens (3) in radialer Richtung ist durch besondere ko struktive Maßnahmen angenähert der Steifigkeit von der Bandage (7) mit den Dauermagneten (5) angepaßt. Die Aussparung (11) bilden radial außenliegende Schlitze (12) und haben radial innen, zwecks Kerbfreiheit, abgerundete Erweiterungen (14, 1 Auf kleinerem Radius können noch zusätzliche abgerundete Aussparungen (16) vorgesehen sein. Ein derartig ausgebildeter R tor einer permanentmagneterregten elektrischen Maschine ist besonders für hochtourige Maschinen geeignet.
BENENNUNGEN VON "DE"
Bis auf weiteres hat jede Benennung von "DE" in einer internationalen Anmeldung, deren internationaler Anmeldetag vor dem 3. Oktober 1990 liegt, Wirkung im Gebiet der Bundesrepublik Deutschland mit Ausnahme des Gebietes der früheren DDR.
LEDIGUCH ZUR INFORMATION
Code, die zur Identifizierung von PCT-Vertragsstaaten auf den -Kopfbögen der Schriften, die internationale Anmeldungen gemäss dem PCT veröffentlichen.
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1 Permanentmagneterregte elektrische Maschine, insbesondere hoher Drehzahl
Die Erfindung bezieht sich auf eine permanentmagneterregte elektrische Maschine, insbesondere hoher Drehzahl, bei der die auf dem Läuferballen des Rotors angeordneten Dauermagnete und Füllstücke aus unmagnetischem Material durch eine im Luftspalt liegende Bandage aus hochfestem, faserverstärktem, insbesondere kohlenstoffverstärktem, Kunststoff gehalten sind.
Eine derartige permanentmagneterregte elektrische Maschine ist aus der DE-OS-32 24 904 bekannt. Da hochremanente Permanent¬ magnete wegen ihrer inneren Gefügestruktur nicht als tragendes Material verwendet werden können sondern empfindlich gegen Stoßbelastungen und Zugspannungen sind, werden die zur Erregung der bekannten elektrischen Maschine dienenden Dauermagnete und die Füllstücke aus unmagnetischem Material für die Pollücken auf dem Läuferballen des Rotors entweder mit einem Mantel aus hochfesten, unmagnetischen Metallen oder durch eine Bandage aus faserverstärktem, insbesondere kohlenstoffverstärktem Kunst¬ stoff (CFK) jeweils unter Vorspannung zusammengehalten. Bei der bekannten Maschine wird die Vorspannung des Mantels bzw. der Bandage entweder durch eine Verkeilung oder durch den Fadenzug beim Wickeln der Bandage hergestellt. Eine Verkeilung ist aufwendig und einer Erhöhung der Bandagendicke sind durch die elektrisch vorgeschriebenen Maximalabmessungen des Luftspaltes zwischen dem Ständer und dem Rotor der elektrischen Maschine, in dem sich die Bandage befindet, Grenzen gesetzt.
Deshalb lassen sich gerade bei hochtourigen permanentmagnet¬ erregten elektrischen Maschinen, deren Dauermagnete auf dem Läuferballen durch eine Kunststoffbandage gehalten sind, Un- wuchten durch unsymmetrische radiale Verlagerungen der Dauer¬ magnete bei höheren Umfangsgeschwindigkeiten nicht mit Sicher- heit vermeiden, weil sich der Verband Kunststoffbandage-D.auer- magnete bei Fliehkraft stärker dehnt als der Läuferballen. Dadurch entsteht ein Spalt zwischen den Dauermagneten und dem Läuferballen, der zu veränderlichen Unwuchten führen kann. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige Unwuchten zu vermeiden.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer permanentmagneterregten elektrischen Maschine der eingangs beschriebenen Art gemäß der Erfindung die äußere der Bandage zugewandte Oberfläche des Läuferballens durch mehrere Aussparungen, die sich über die gesamte axiale Länge erstrecken, in Umfangrichtung unterteilt und durch besondere konstruktive Maßnahmen ist die Dehnsteifig¬ keit der Teilbereiche des Läuferballens in radialer Richtung angenähert der Dehnsteifigkeit der Bandage mit den Dauermagne¬ ten angepaßt. Es wird also nicht, wie bisher üblich, die Vor- Spannung des die Dauermagnete festhaltenden Mantels bzw. der Bandage erhöht, sondern der Läuferballen wird an der äußeren Oberfläche durch Aussparungen in mehrere in Umfangsrichtung aufeinander folgende Teilbereiche unterteilt, so daß bei Aufweitung durch Fliehkraftbeanspruchungen dort keine Tangen- tialspannungen auftreten können. Die Teilbereiche sind jeweils durch konstruktive Maßnahmen in die Lage versetzt, der Aufwei¬ tung der Kunststoffbandage und der Dauermagnete elastisch spielfrei zu folgen, so daß die Zentrierung der Dauermagnete auch bei hohen Umfangsgeschwindigkeiten beibehalten wird. Eine derartig ausgebildete Maschine kann daher mit Vorteil zum getriebelosen Antrieb hochtouriger Arbeitsmaschinen eingesetzt werden.
In Weiterbildung der Erfindung kann die Anpassung der in radialer Richtung wirkenden Dehnsteifigkeit der Teilbereiche des Läuferballens dadurch erreicht werden, daß der radial außenliegende Teil der Aussparungen jeweils einen Schlitz bildet, der auf der der Bandage zugewandten Oberfläche des Läuferballens einmündet, während der radial innenliegende Teil der Aussparung erweitert ist und eine abgerundete Kontur .mit ausreichend großem Kerbradius aufweist. Die äußere Oberfläche 3 des Läuferballens wird somit von den Schlitzen unterbrochen und die verbleibenden Stege zwischen den Aussparungen können den Beanspruchungen durch die Fliehkraft durch Biegung nachgeben und somit dem Verformungsweg der Bandage mit den Dauermagneten spielfrei folgen, ohne daß zu hohe Spannungsbeanspruchungen im Läuferballen entstehen. Durch die abgerundete Kontur der radial innenliegenden Erweiterungen der Aussparungen ist außerdem ein kerbspannungsarmer Übergang vom unterbrochenen Bereich zum ungeteilten Bereich des Läuferballens bewirkt.
Die Anzahl und die Form der Aussparungen und insbesondere die Länge und Form der Schlitze wird so ausgewählt, daß die Teilbe¬ reiche des Läuferballens geringfügig weicher sind als die Bandage, damit bei allen Betriebsdrehzahlen bzw. Umfangsge- schwindigkeiten immer ein Restanpreßdruck der Dauermagnete an den Läuferballen gewährleistet ist. Dabei empfiehlt es sich, daß die Schlitze in den Bereich der Pollücke einmünden.
Mit Vorteil können die Schlitze in der Radialebene eine gekrümmte Kurvenform aufweisen, die an der Einmündung in die Oberfläche des Läuferballens angenähert tangential gerichtet ist. Die zwischen den Schlitzen liegenden Teilbereiche des Läuferballens können dann speichenähnlich bei Fliehkraftbe¬ lastung durch leichtes Verdrehen gegenüber dem Innendurchmesser ein Aufgehen des Außendurchmessers des Läuferballens hervorru¬ fen, ohne daß dabei übermäßige Tangentialbeanspruchungen auftreten.
Es ist zweckmäßig, den Läuferballen bei derartig geformten Schlitzen als geblechten Körper auszuführen, der mithin aus Dynamoblechen zusammengesetzt ist, die gestanzt und/oder geschnitten sein können. Dies vereinfacht nicht nur die Herstellung der Aussparungen mit den komplizierten Formen der Erweiterung und der Schlitze (z. B. durch Erodierung) sondern ermöglicht auch eine einfache Aufnahme der Verformungsenergie bei der Fliehkraftbeanspruchung über eine Biegung über die hohe Kante des Blechsteges zwischen den Schlitzen. Der radial innenliegende Teil des Bleches des Läuferballens ist somit nicht so hochbeansprucht wie der einer geschlossenen Scheibe.
Es empfiehlt sich außerdem, insbesondere bei radial in die äußere Oberfläche des Läuferballens einmündenden Schlitzen, zusätzlich zu den abgerundeten Erweiterungen der Aussparungen im Läuferballen weitere abgerundete Aussparungen vorzusehen, die jeweils auf einem kleineren Radius liegen als die Erweite- rungen der ersten Aussparungen und zu diesen in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind. Auch diese zusätzlichen abgerundeten Aussparungen sind als Entlastungsöffnungen zur Kerbminderung und Senkung der Dehnsteifigkeit des Läuferballens wirksam. Haben diese zusätzlichen Aussparungen eine längliche Erstreckung in Umfangsrichtung, so entstehen sich in Umfangsrichtung er¬ streckende biegebalkenähnliche Federn, die in radialer Richtung besonders weich sind.
Die Anzahl der Aussparungen und deren Kurvenform wird so gewählt werden, daß sich möglichst eine gleiche Beanspruchung des Läuferballens in allen Querschnitten ergibt und daß die Führung des magnetischen Erregerfeldes nicht beeinträchtigt ist. Die Bleche des Läuferballens sollten im Idealfall unter der Fliehkraft genausoweit aufgehen wie die Bandage mit den Dauer- magneten. Auch die Schlitzbreiten über dem Radius können in Verbindung mit dem Vorspannen der Bandage so gewählt werden, daß bei Stillstand die Schlitze durch die Vorspannung der Bandage zusammengedrückt werden, so daß die Spannungsbean¬ spruchung bei der Nenndrehzahl reduziert ist.
Zur spielfreien Führung der Dauermagnete und Füllstücke am Läuferballen können als weitere alternative Ausführung der Erfindung in den zur äußeren Oberfläche hin offenen Aussparun¬ gen, welche die Teilbereiche des Läuferballens bilden, jedoch auch radial wirkende Federelemente angeordnet sein, die sich zwischen dem Läuferballen und den Dauermagneten bzw. Füll- 5 stücken abstützen. Durch die Federkraft wird dann die Entstehung von Unwuchten vermieden.
Im folgenden sei die Erfindung noch anhand der in den Figuren 1 bis 4 der Zeichnung jeweils schematisch dargestellten Ausfüh¬ rungsbeispiele, auf welche die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, näher erläutert. Die Figuren zeigen jeweils einen Teil eines Radialschnittes durch den gemäß der Erfindung ausgebilde¬ ten Rotor einer permanentmagneterregten elektrischen Maschine hoher Drehzahl. Für gleiche Teile sind jeweils die gleichen Bezugszeichen verwendet.
Der Rotor 1 einer permanentmagneterregten hochtourigen elektri¬ schen Maschine besteht aus einem auf der Welle 2 angeordneten Läuferballen 3 aus magnetischem Material, der zur Leitung des magnetischen Flusses dient. Der Läuferballen 3 kann massiv aus¬ gebildet sein, aus Stahl bestehen oder sich aus Dynamoblechen zusammensetzen.
Zur Erzeugung des magnetischen Flusses sind auf der äußeren Oberfläche 4 des Läuferballens 3 ringsektorförmige Dauer¬ magnete 5 angordnet, zwischen denen ebenfalls ringsektorförmige Füllstücke 6 aus unmagnetischem Material, wie z. B. Aluminium, angeordnet sind, welche die Pollücken bilden. Diese Dauermagne- te 5 und Füllstücke 6 werden auf der Oberfläche 4 des Läufer¬ ballens 3 durch eine Bandage 7 gehalten, die aus Kunststoff besteht, der mit Kohlenstoffasern verstärkt ist (CFK) und in ausgehärtetem Zustand eine hochfeste, unter Vorspannung stehen¬ de Bandage 7 bildet, welche die Dauermagnete 5 und Füllstücke 6 fest gegen die Oberfläche 4 des Läuferballens 3 preßt.
In Figur 1 ist der Bohrungsdurchmesser 8 des nicht dargestell¬ ten Ständers der Maschine durch einen Kreisbogen angedeutet. Die Bandage 7 liegt innerhalb des durch Pfeile angedeuteten elektrischen Luftspaltes 9 der Maschine, so daß infolge der durch die gewünschte Festigkeit und Vorspannung bedingten
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Claims

Patentansprüche
1. Permanentmagneterregte elektrische Maschine, insbesondere hoher Drehzahl, bei der die auf dem Läuferballen (3) des Rotors (1) angeordneten Dauermagnete (5) und Füllstücke (6) aus unmagnetischem Material durch eine im Luftspalt (9) liegende Bandage (7) aus hochfestem, faserverstärkten, insbesondere kohlenstoffverstärktem, Kunststoff gehalten sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die äußere der Bandage (7) zugewandte Oberfläche (4) des Läuferballens (3) durch mehrere Aussparungen (11), die sich über die gesamte axia¬ le Länge erstrecken, in Umfangsrichtung in Teilbereiche (13) unterteilt ist und daß durch besondere konstruktive Maßnahmen die Dehnsteifigkeit der Teilbereiche (13) des Läuferballens (3) in radialer Richtung angenähert der Dehnsteifigkeit der Bandage (7) mit den Dauermagneten (5) angepaßt ist.
2. Permanentmagneterregte elektrische Maschine nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der radial außenliegende Teil der Aussparungen (11) des Läuferballens (3) jeweils einen Schlitz (12, 18) bildet, der auf der der Ban¬ dage (7) zugewandten Oberfläche (4) des Läuferballens (3) ein¬ mündet, während der radial innenliegende Teil der Ausspa¬ rung (11) erweitert ist und eine abgerundete Kontur mit ausreichend großem Kerbradius aufweist.
3. Permanentmagneterregte elektrische Maschine nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die radial innenliegende Erweiterung (14) der Aussparung (11) als Bohrung (15) gestaltet ist.
4. Permanentmagneterregte elektrische Maschine nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schlitze (12, 18) in den Bereich der Pollücke (19) einmünden.
5. Permanentmagneterregte elektrische Maschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zusätzlich zu den in die Oberfläche (4) des Läuferballens (3) einmündenden Aussparungen (11) im Läuferballen (3) weitere abgerundete Aus¬ sparungen (16, 23) vorgesehen sind, die jeweils auf einem klei¬ neren Radius als die Erweiterungen (14) der ersten Aussparun¬ gen (11) liegen und zu diesen in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind.
6. Permanent agenterregte elektrische Maschine nach Anspruch 2 oder 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schlitze (18) in der Radialebene eine gekrümmte Kurven¬ form aufweisen, die an der Einmündung in die Oberfläche (4) des Läuferballens (3) angenähert tangential gerichtet ist.
7. Permanentmagneterregte elektrische Maschine nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Ausspa¬ rungen (11) radial wirkende Federelemente (25) enthalten, die sich an den Dauermagneten (5) bzw. Füllstücken (6) und den Läuferballen (3) abstützen.
8. Permanentmagneterregte elektrische Maschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der
Läuferballen (3) aus Dynamoblechen (17) zusammengesetzt ist.
PCT/DE1990/000710 1989-12-22 1990-09-13 Permanentmagneterregte elektrische maschine, insbesondere hoher drehzahl WO1991010277A1 (de)

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