AT370926B - Asynchrongenerator mit am laeufer angeordneten permanentmagneten - Google Patents

Description

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   Seit langem ist bekannt, dass ein Asynchronmotor zu einem Asynchrongenerator wird, wenn zu den Wicklungen parallel Kondensatoren geschaltet werden. Diese Kondensatoren bilden einen
Schwingkreis. Wird der Motor über die Synchrondrehzahl hinaus gedreht, so erregt sich der Kreis, wobei der Schwingstrom die Magnetisierung bewirkt. Damit Erregung eintritt, ist das Vorhandensein einer Remanenz im Läufer notwendig. Nachteile : Wird der Generator kurzgeschlossen, so entregt er sich und die Remanenz wird zerstört. Eine weitere Erregung ist nicht mehr möglich. Die
Remanenz wird auch dann zerstört, wenn der Generator sehr schnell hochgedreht wird. Abhilfe hat man dadurch geschaffen, dass man in diesem Fall durch den Stator einen Gleichstromstoss von einem Akkumulator schickt oder den Generator kurzzeitig als Motor laufen lässt.

   Eine absolute Sicherheit, dass sich der Generator erregt, ist auch bei diesen Massnahmen nicht gegeben. 



   Eine wesentliche Verbesserung wurde in der AT-PS Nr. 180329 (Kubik) beschrieben. Es werden Dauermagnete links und rechts vom Rotor montiert und durch magnetische Leitstücke wird das Feld in Luftspaltnähe gebracht. Damit ist eine Art Dauerremanenz gegeben. Auf Grund der damaligen Dauermagnete und ihrer verhältnismässig kleinen Koerzitivkraft war dies auch keine Lösung auf lange Zeit, weil durch die grossen Felder während des Generatorbetriebes diese Magnete stark in Mitleidenschaft gezogen wurden. Die Läufer von älteren Maschinen waren aus gestanztem Dynamoblech hergestellt, die grosse Nuten trugen, in denen die Wicklung nachträglich eingelegt und links und rechts des Läufers mit einem Ring kurzgeschlossen wurde. 



   Die heutige Technologie bei der Herstellung eines Rotors ist die, dass ebenfalls gestanzte Bleche mit kreisrunden Ausnehmungen nahe des Umfanges so aufeinandergelegt werden, dass zylindrische Hohlräume entstehen. In einer Spritzvorrichtung werden in einem einzigen Arbeitsgang sowohl die zylindrischen Hohlräume mit Aluminium gefüllt, als auch die Kurzschlussringe hergestellt. 



   Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diesen neuen Stand der Technik in einer der ursprünglichen Aufgabenstellungen entsprechenden, jedoch in ihrer Durchführung wesensverschiedenen Art Rechnung zu tragen und einen Asynchrongenerator zu entwickeln, welcher die Vorteile grösster Einfachheit und damit Kostenersparnis sowie Synchronisationssicherheit bei niedersten Drehzahlen ergibt. 



   Die Erfindung besteht darin, dass in der Mantelfläche des Läufers Dauermagnetplättchen mit hoher Koerzitivkraft, vorzugsweise Lanthanidenmagnete mit in der Umfangsrichtung des Läufers aufeinanderfolgend gegensinniger Magnetisierungsrichtung eingefügt sind und dass zwischen jeweils zwei dieser gegensinnigen Dauermagnete mindestens eine entweder parallel zur Läuferachse oder schrägverlaufende schmale kleine scharfkantige Nut von geringer Tiefe eingefräst ist, vorzugsweise von rechteckigem Querschnitt. Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung entspricht die Umfangsverteilung und Polung der Läufermagnete der Polteilung des Generators und es ist pro Generatorpol mindestens ein zugeordneter Läufermagnet mit mindestens einer Nut vorgesehen.

   Als Magnete sind beispielsweise Lanthanid-Nickel-Magnete oder Kolbalt-Platin-Legierungen von hoher Koerzitivkraft vorgesehen. 



   Die Wirkungsweise der Erfindung geht unmittelbar aus Fig. 1 und 2 der Zeichnungen 
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 Rotor selbst schliessen. Die Wirkungsweise der Nuten geht aus Fig. 2 hervor. Der Kraftlinienweg des Magnetfeldes erfährt durch die in der Mantelfläche eingefrästen Nuten --3-- eine Unterbrechung, so dass die Feldlinien zufolge der geringen Permeabilität der eisenfreien Räu-   me-3-- aus   dem Läufer austreten und damit die Ständerwicklung im Sinne einer die Selbsterregung förderlichen Induktion durchsetzen können. Die Praxis zeigt, dass durch die erfindungsgemässe Lösung vor allem bei Anlagen mit niedrigen und zudem wechselnden Umdrehungsgeschwindigkeiten, z. B. Windkraftanlagen, eine sichere Selbsterregung erreicht wird. 



   Die erfindungsgemässe Lösung lässt durch Zuschalten von sehr grossen Kondensatoren die Umdrehungszahl drastisch reduzieren, ohne dass die Gefahr besteht, dass Entregung auftritt. Ander- 
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 gemäss ausgeführter Windkonverter auch bei 150 km/h-Sturm praktisch seine Drehzahl nicht verändert oder gar ausser Tritt kommt. Die erfindungsgemässe Lösung erlaubt daher Windturbinen zu bauen, die kein Getriebe mehr haben, weil Synchronisation auch bei geringen Umdrehungen eintritt, und keine Verstellpropeller mehr besitzen, weil durch Zuschaltung von genügend grossen Kondensatoren eine geringe Umdrehungszahl bei einwandfreier Synchronisation erzwungen werden kann. 



   Der Vollständigkeit halber muss erwähnt werden, dass ein Läufer erfindungsgemäss nur mit Magneten bestückt, sich nur teilweise synchronisieren lässt, ein Läufer nur mit Nuten versehen, sich fast nicht synchronisieren lässt. Wird die Maschine kurzgeschlossen, so entregt sie sich selbstverständlich, wird aber der Kurzschluss behoben, tritt unmittelbar darauf in wenigen Sekunden Synchronisation ein. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Asynchrongenerator mit am Läufer angeordneten Permanentmagneten, dadurch gekennzeichnet, dass in der Mantelfläche des Läufers   (1)   Dauermagnete (2,   2')   mit zum Läufer   (1)   radialer und in Umfangsrichtung des Läufers aufeinanderfolgend gegensinniger Magnetisierungsrichtung eingefügt sind, und dass zwischen jeweils zwei verschieden gepolten   Dauermagneten (2, 2')   mindestens eine parallel oder schräg zur Läuferachse verlaufende Nut (3), vorzugsweise von rechteckigem Querschnitt, vorgesehen ist.

Claims (1)

1. 2. Asynchrongenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsverteilung und Polung der Magnete (2, 2') der Polteilung des Generators entspricht und dass pro Generatorpol mindestens ein Läufermagnet (2, 2') und mindestens eine parallel oder schräg zur Läu- 'erachse verlaufende Nut (3) über die gesamte Zylinderlänge des Läufers vorgesehen ist.

   3. Asynchrongenerator nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Magne- te (2, 21) Lanthanid-Nickel-Magnete hoher Koerzitivkraft vorgesehen sind.

   4. Asynchrongenerator nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Magnete (2, 2') Kobalt-Platin-Magnete, vorgesehen sind.