CH401234A - Elektrische Maschine mit Wechselpolen - Google Patents

Description

  Elektrische     Maschine    mit Wechselpolen    Die Erfindung betrifft eine elektrische     Maschine     mit Wechselpolen, bei denen .die     ungleichnamigen     Pole keine     wesentliche        wirksame        ferromagnetische     Verbindung miteinander 'haben und so     angeordnet     sind, dass der     Magnetfluss        eines    feststehenden     Elek-          tro-    oder Permanentmagneten über einen     Luftspalt    in  gleichnamige Pole übertritt, von. :

  diesen über den mit  den Magneten fest verbundenen induzierten Teil in  die Gegenpole und aus :diesen über einen weiteren       Luftspalt    in den Magneten übergeht. Bei einer be  kannten derartigen Maschine sind die     Wechselpole     als     parallel    zur     Maschinenachse    verlaufende Klauen  ausgeführt, wobei die gleichnamigen Pole auf je  einem Stahlring angeordnet sind, bzw. mit diesem je  eine Einheit bilden.

   Aufgrund der     verhältnismässig     komplizierten Form der     Klauenpole    sind zu deren  Fertigung     entweder    teure Stanz- und Biegeeinrich  tungen oder aber umfangreiche Dreh- und     Fräsarbei-          ten        erforderlich.    Bei beiden Herstellungsarten erge  ben sich somit für diesen Teil der     Masdhine        verhält-          nismässig    hohe Kosten.  



  Es     ist    auch bereits bekannt, die     Wechselpole     radial auf der     Maschinenwelle    zu beiden Seiten. eines  mit Wicklung versehenen Ringkernes     anzuordnen,     wobei die Erregerwicklung zwischen     un:gleidhn.amigen     Polen am     Bandringkern    befestigt ist. Auch bei     dieser     Ausführung werden     komplizierte        klauenartige    Pole  benötigt, die ebenfalls     verhältnismässig        schwer    her  zustellen sind.  



  Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine  elektrische Maschine mit Wechselpolen derart auf  zubauen, dass sie im Vergleich zu den bereits be  kannten Maschinen :dieser Art bei gleicher Leistung  eine kleinere Baulänge -besitzt und wesentlich billiger  zu fertigen ist. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe    dadurch gelöst,     :

  dass    .das     Wedhselpolsystem    mit ra  dial     gegeneinander        gerichteten    und     ineinand'ergrei-          fenden    Polen ausgeführt ist, die zusammen mit den       ringförmigen    Polträgern eine     Scheibe        bilden.    Der  Fluss zum induzierten Teil tritt dabei     vorzugsweise     in axialer Richtung auf einer     Seitenfläche        der    Pol  scheibe aus.

   Der induzierte Teil kann aus einem       Bandringkern        bestehen,    dessen der     flussfiührenden          Seitenfläche    der Polscheibe benachbarte Fläche ra  dial verlaufende Nuten mit     Wicklung    besitzt,     oder    er  kann     ,auch    aus     einzelnen    Segmenten, z. B.     gesinterten,          Ferritsegm:enten        zusammengesetzt    sein.

   Das     Wech-          selpolsystem    kann in Achsrichtung     zwischen    Erre  gerspule und dem induzierten Teil angeordnet wer  den und es besteht auch die Möglichkeit, den indu  zierten Teil in     Achsrichtung    zwischen dem     Wechsel-          polsystem    und der Erregerspule unterzubringen.  



  Bei der Anordnung des     Wechselpolsystems,    zwi  schen Erregerspule und dem     induzierten        Teil        wird          zweckmässigerweisedie        Erregerspule    und das.     Wech-          selpolsystem    in einem der     Flussführung        dienenden     Gehäuse untergebracht und dieses     mit    einem Deckel  aus magnetisch nichtleitendem Material     abgeschlos-          sen,    an dem der induzierte Teil     befestigt    ist.

   Bei  Verwendung von Giessharz oder     dergleichen    als       Deckelmaterial        kann    dabei der     induzierte    Teil     bzw.     der     Ring-bandkern    in den Deckel eingegossen wer  den. Selbstverständlich besteht     auch    die     Möglichkeit     der Befestigung in üblicher Weise     mittels        Schrauben:          durchzuführen    oder nur die     Befestigungsschrauben     in den Deckel     einzugiessen.     



  Die Lagerung der Welle     erfolget    bei     Anordnung     des     Wechselpolsystems        zwischen    Erregerspule und  dem induzierten Teil     zweckmässigerweise    an der       flussführenden    Gehäuse     -äffte,    während bei der An-      Ordnung des induzierten Teiles zwischen Wechsel  polsystem und Trägerspule die     Lagerung    am Ge  häusedeckel sich als     günstig    erweist.  



  Mit der     erfindungsgemässen    scheibenförmigen  Ausbildung des     Wech:selpolsystems    mit radial gegen  einander gerichteten Polen, die     zweckmässigerweise     durch     Vergiessen    mit einem     urmagnetischen    Ma  terial, wie     Giessharz,        Aluminium    oder     dergleichen     miteinander     verbunden    sind, ergibt sich vor     ,allem     der Vorteil,     dass    durch Plandrehen dieser Scheibe  die Luftspalte sehr genau     beherrscht    und somit die  Verluste verringert werden können.

       Ausserdem    hat  natürlich eine     Wechselpolscheibe        vergleichsweise    zu  den bisher üblichen     Klauenpolausführungen    wesent  lich kleinere axiale Abmessungen     und    ermöglicht so  mit den Bau von sehr kleinen     Maschinen.     



  Ausführungsbeispiele von Maschinen nach der       Erfindung    werden anhand der     Fig.    1 bis 3 der Zeich  nung näher erläutert.  



  Wie die     Fig.    1 zeigt, besteht das     Wechselpol-          system    aus einem äusseren Ring 1, von dem aus       gleichnamige    gegen die Welle     gerichtete    Pole 2 aus  gehen. Ein weiterer Ring 3 ist     unmittelbar    auf     der     Welle angeordnet und mit ebenfalls radial gerichteten  Polen 4 versehen, die in die     Lücken    zwischen den  Polen 2 eingreifen. Der Spalt 5 zwischen den Polen  2 und 4 bzw. den     Scheiben    1 und 3 ist in an sich  bekannter Weise mit einem     urmagnetischen    Material  wie Giessharz oder Aluminium ausgegossen.

   Die ra  dial gegeneinander gerichteten und     ineinandergrei-          fenden    Pole 2, 4     bilden    somit zusammen mit den  ringförmigen Polträgern 1 und 3 eine Planscheibe.  



       Fig.    2 zeigt den Einbau eines     Wechselpolsystems     entsprechend     Fig.    1 in eine Maschine. In einem ma  gnetisch     leitenden    Gehäuse 6 ist eine Erregerspule 7  angeordnet, von der .das     Wechselpolsystem    8 in. der  Ausführung nach     Fig.    7     auf    :der Welle 9 befestigt  umläuft. Die     Lagerung    der Welle 9 ist     mittels    .eines  Kugellagers 10 und :eines Nadellagers 11 durchge  führt.

   Auf der der     Fkregerspule    7     gegenüberliegenden     Seite des     Wechselpolsystems    8 ist der aus einem       Ringbandkern    aufgebaute induzierte     Teil    12     an     einem     Maschinendeckel    14 aus Isoliermaterial     be-          festigt.    Der induzierte Teil 12 ist mit     radial        ver-          laufenden    Nuten ausgeführt,

   in denen die     Wicklung     13 untergebracht     ist.    Die Befestigung des     Ringband-          kernes    12 am Deckel 14 ist in     dern    Ausführungs  beispiel durch Eingiessen des     Ringbandkernes    aus  geführt. An dem Deckel 14 ist ausserdem das     Ma-          schinenklemmbrett    18     .angebracht.     



  Mit dieser Ausführung ergibt     sich        folgende    Wir  kungsweise: Bei Erregung der Spule 7 bildet     sich     um :diese Spule ein magnetisches Feld, aus dessen  Feldlinien, wie gestrichelt     eingezeichnet,    durch das  Maschinengehäuse 6 über den     Luftspalt    15 in den  äusseren Ring 1 .des     Wechselpolsystems    8 eintreten.

    Da die von dem     Ring    1 radial ausgehenden Pole 2  keine     ummittelbare    magnetische Verbindung mit den  Polen 4 haben, treten die Feldlinien über den Luft  spalt 16 zwischen     Wechselpolsystem    8 und dem in-         duzierten    Teil 12 in den     induzierten    Teil 12 über  und gehen von hier aus über den Luftspalt 16 in  die Pole 4 es     Wedhselpolsystems    8     zurück.        über     einen weiteren Luftspalt 17 schliesst sich dann der       magnetische    Kreis um die Erregerspule 7.

   Wie aus  der     Fig.    2 deutlich zu ersehen ist, können. durch  Planbearbeitung des     Wechselpolsystems    8 die Luft  spalte 15, 16 und 17 sehr genau beherrscht und so  mit die Verluste der Maschine klein gehalten wer  den.  



  In der     Fig.    3 ist eine andere     Anordnung    des       Wechselpolsystems    8 dargestellt. Bei dieser Maschine  ist der     induzierte    Teil 12 im Gegensatz zu der Aus  führung nach     Fig.    2 zwischen dem     Wechselpolsystem     8 und der Erregerspule 7 angeordnet. Der induzierte  Teil 12 und     die    Erregerspule 7 sind bei dieser Aus  führung auf einem gemeinsamen Träger 19 am Ge  häuse 6 der     Maschine    untergebracht. Die     Lagerung     der Maschinenwelle 9     erfolgt    bei dieser     Ausführung     am Deckel 20.

   Bei Abnähme des Maschinendeckels  20 wird somit das     Wechselpolsystem    8 ebenfalls ent  fernt und- der induzierte Teil 12, sowie die Erreger  spule 7 sind zugänglich. Der     Fluss        verläuft    entspre  chend     Fig.    2 und ist ebenfalls     gestrichelt    einge  zeichnet.  



  Die Lagerung der     Welle        braucht    selbstverständ  lich nicht, wie an den     Ausführungsbeispielen    gezeigt,  einseitig durchgeführt zu werden,     sondern    sie kann       selbstverständlich,    wie üblich, zweiseitig ausgeführt  werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Elektrische Maschine mit Wechselpolen, bei de nen die ungleichnamigen Pole keine wesentliche wirksame ferromagnetische Verbindung miteinander haben und so angeordnet sind, dass der Magnetfluss eines feststehenden Elektro- oder Permanentmagne ten über einen Luftspalt in gleichnamige Pole über tritt, von diesen über den mit den Magneten fest ver bundenen induzierten Teil in die Gegenpole und aus diesen über einen weiteren Luftspalt in den Magneten übergeht, dadurch gekennzeichnet,

   dass das Wech- selpolsystem mit radial gegeneinandergerichteten und ineinandergreifenden Polen ausgeführt ist, die zus.aan- men mit den ringförmigen Polträgern eine Scheibe bilden. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Elektrische Maschine mit Wechselpolen nach Patentanspruch, :dadurch gekennzeichnet, dass der Fluss auf einer Seitenfläche der Polscheibe in. axialer Richtung zum induzierten Teil übergeht. 2.

   Elektrische Maschine mit Wechselpolen nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die :der :flussführenden Seitenflä che der Scheibe benachbarte Fläche des induzierten Teiles mit radial verlaufenden Nuten mit Wicklung versehen ist. 3. Elektrische Maschine mit Wechselpolen nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wechselpolsystem in Achs richtung zwischen.

   Erregerspule und dem induzierten Teil angeordnet ist. 4. Elektrische Maschine mit Wechselpolen nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der induzierte Teil in Achsrich tung zwischen dem Wechselpolsystem und der Er regerspule angeordnet ist 5.

   Elektrische Maschine mit Wechselpolen nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregerspule und das Wech- selpolsystem in einem der Flussführung dienenden Gehäuse untergebracht ist, das von einem aus ma gnetisch nichtleitendem, den induzierten Teil tragen den Deckel abgeschlossen ist. 6. Elektrische Maschine mit Wechselpolen nach Patentanspruch, Unteransprüchen 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, :dass die Lagerung der Welle an der nicht zur Flussführung benutzten Gehäusehälfte er folgt. 7.

   Elektrische Maschine mit Wechselpolen nach Patentanspruch, Unteransprüchen 1, 2, 4 und 6, da durch gekennzeichnet, ;dass .der induzierte Teil und die Erregerspule auf einem gemeinsamen Träger be festigt sind. B. Elektrische Maschine mit Wechselpolen nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der induzierte Teil in Form einer gedruckten Schaltung aufgebaut ist. 9.

   Elektrische Maschine mit Wechselpolen nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis, 8,dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetkern des induzierten Teils aus Segmenten, insbesondere aus gesinterten Ferritsegme.nten aufgebaut ist.