DE3513174A1

DE3513174A1 - Dauermagneterregter laeufer fuer eine elektrische maschine

Info

Publication number: DE3513174A1
Application number: DE19853513174
Authority: DE
Inventors: Horst 8740 Bad Neustadt Gräfenschnell; Albrecht 8741 Niederlauer Storath
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 1985-04-12
Filing date: 1985-04-12
Publication date: 1986-10-16
Also published as: DE3513174C2

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen dauermagneterregten Läufer für einen Tachogenerator, in dessen Ständerwicklung durch das Magnetfeld der Dauermagnete eine Spannung induziert ist, bei welchem Läufer die Dauermagnete auf einem weichmagnetischen, mit einer Welle verbindbaren Kernstück angeordnet und an ihrem Außenumfang von einem aus weichmagnetischem Material bestehenden, an den Dauermagneten anliegenden und durch deren Magnetfeld sättigbaren Ring umgeben sind.
Ein solcher Läufer für hohe Drehzahlen ist durch die DE-OS 32 24 904 bekannt. Um die aus relativ sprödem Material bestehenden Dauermagnete gegen die hohen Fliehkräfte zu schützen, sind diese bei dem bekannten Läufer von einem dünnen Mantel aus hochfestem, weichmagnetischem Material umgeben. Zur Vermeidung eines magnetischen Kurzschlusses ist der Mantel im Bereich der Pollücken bis in die Sättigung aufmagnetisiert.
In manchen Anwendungsfällen ist ein bestimmter Verlauf der in der Ständerwicklung induzierten Spannung erwünscht. So wird beispielsweise bei Tachogeneratoren eine Spannungskurve angestrebt, die über einen bestimmten Winkelbereich einen möglichst konstanten Spannungsverlauf aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen dauermagneterregten Läufer der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß durch sein Magnetfeld in der Ständerwicklung über einen bestimmten Winkelbereich eine konstante Spannung induziert wird.
Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt nach der Erfindung dadurch, daß der Ring von der Polmitte des jeweiligen Dauermagneten ausgehend zu den Pollücken hin in seiner radialen Stärke kontinuierlich zunimmt, wobei die radiale Stärke des Ringes in den Pollücken höchstens gleich dem doppelten der radialen Stärke in der Polmitte ist. Durch eine derartige Bemessung des Ringes gelingt es, eine solche Verteilung des Magnetfeldes zu erreichen, daß die in der Ständerwicklung induzierte Spannung über einen bestimmten Winkelbereich vollkommen konstant bleibt.
Eine über einen Winkelbereich von mehr als 60° elektrisch konstante Spannung wird dadurch erreicht. daß die radiale Stärke des Ringes in der Pollückenmitte gleich dem 1,3-bis 1,5-fachen der radialen Stärke in der Polmitte ist. Läßt man einen solchen Läufer mit einer dreiphasigen Ständerwicklung zusammenwirken, so erhält man nach Gleichrichtung der Spannung einen vollkommen konstanten Spannungsverlauf ohne Lücken und Welligkeit.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles wird der Anmeldungsgegenstand nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt Fig. 1 einen sechspoligen dauermagneterregten Läufer, Fig. 2 den Spannungsverlauf in einem Strang der Ständerwicklung.
Mit list ein aus weichmagnetischem Material bestehendes Kernstück bezeichnet, das eine Bohrung 2 für eine Welle aufweist. Das Kernstück list an seinem Außenumfang sechseckig ausgebildet. Auf jede Kantenfläche des Kernstückes list ein Dauermagnet 3 aufgesetzt.
wobei einander benachbarte Magnete umgekehrte Polaritäten aufweisen. Zwischen den einzelnen Dauermagneten 3 sind schmale Stege 4 aus amagnetischem Material eingefügt. Am Außenumfang sind die Dauermagnete 3 bogenförmig ausgebildet, so daß insgesamt ein kreisförmiger Umfang des Läufers entsteht.
Über dem Außenumfang des Läufers ist ein Ring 5 aus weichmagnetischem Material angeordnet. Der Ring 5 weist jeweils in der Polmitte 6 eines jeden Dauermagneten 3 seine geringste radiale Stärke a auf. Zu den Pollücken 7 hin nimmt die radiale Stärke des Ringes kontinuierlich zu, wobei die radiale Stärke b des Ringes in der Pollücke 7 höchstens doppelt so groß ist. wie die radiale Stärke a in der Polmitte 6. Als besonders vorteilhaft hat sich eine radiale Stärke b des Ringes 5 in den Pollücken 7 erwiesen, die gleich dem 1.3- bis 1,5-fachen der radialen Stärke a des Ringes 5 in der Polmitte 6 ist.
Durch eine derartige Gestaltung des Ringes 5 wird eine Magnetfeldverteilung erreicht, die zu einem in Fig. 2 dargestellten Verlauf der in einer einem solchen Läufer zugeordneten Ständerwicklung induzierten Spannung führt. Über einen Bereich von mehr als 60° elektrisch ist die in einem Phasenstrang der Ständerwicklung induzierte Spannung vollkommen konstant.
Mit einer dreiphasigen Ständerwicklung und einem nachgeschalteten Brückengleichrichter läßt sich somit eine vollkommen glatte Gleichspannung erzielen. Es besteht auch die Möglichkeit, mittels einer elektronischen Steuerschaltung jeweils nur den konstanten Bereich der Spannung auszuwerten.
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Claims

Patentansprüche 1. Dauermagneterregter Läufer für einen Tachogenerator, in dessen Ständerwicklung durch das Magnetfeld der Dauermagnete eine Spannung induziert ist, bei welchem Läufer die Dauermagnete (3) auf einem weichmagnetischen mit einer Welle verbindbaren Kerstück (1) angeordnet und an ihrem Außenumfang von einem aus weichmagnetischem Material bestehenden, an den Dauermagneten (3) anliegenden und durch deren Magnetfeld sättigbaren Ring (5) umgeben sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (5) von der Polmitte (6) des jeweiligen Dauermagneten (3) ausgehend zu den Pollükken (7) hin in seiner radialen Stärke kontinuierlich zunimmt, wobei die radiale Stärke (b)des Ringes (5) in den Pollücken (7) höchstens gleich dem doppelten der radialen Stärke (a)in der Polmitte (6) ist.
2. Dauermagneterregter Läufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Stärke (b) des Ringes (5) in den Pollücken (7) gleich dem 1,3-bis 1,5-fachen der radialen Stärke (a) in der Polmitte (6) ist.
3. Dauermagneterregter Läufer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer mit einer dreiphasigen Ständerwicklung zusammenwirkt.