DE852263C

DE852263C - Elektrische Synchronmaschine mit Wechselpolen

Info

Publication number: DE852263C
Application number: DEH3084A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl-Ing Hagedorn
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1950-05-25
Filing date: 1950-05-25
Publication date: 1952-10-13
Also published as: DE948715C

Description

Elektrische Synchronmaschine mit Wechselpolen Es sind elektrische Synchronmaschinen mit Wechselpolen insbesondere für große Polzahlen und mit nur über einen Teil des Umfangs reichenden induzierten Teilen bekannt, bei denen im Polrad eine entsprechende Zähl permanenter oder Elektromagnete angeordnet ist. Diese Bauart hat den Nachteil, daß das Polrad schwer und teuer wird. Man hat auch zur Vermeidung der vielen permanenten Magnete für die magnetische Erregung mehrere Polzacken eines permanenten Magnets im Polrad angeordnet. Aber auch hier kommt man bei großen Polzahlen zu einer Vielzahl von permanenten oder Elektromagneten. Demgegenüber hat die neue Bauart den Vorteil eines sehr leichten und einfachen Pblrades.
Die wichtigsten Merkmale der neuen Synchronmaschine sind folgende: Die ungleichnamigen Pole des Polrades weisen keine wesentliche ferromagnetische Verbindung miteinander auf und sind so angeordnet, daß der Magnetfluß eines feststehenden Elektro- oder permanenten Magnets 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 wieder in den Magnet übergeht.
Die Maschine hat den weiteren großen Vorteil, daß sie bei kleinen Leistungen ganz aus einfachen, gebogenen oder gestanzten Blechteilen aufgebaut werden kann, wobei das Polrad aus zwei mit Polansätzen versehenen koaxialen Blechmänteln besteht, derart angeordnet, daß die Polansätze unter Einhaltung eines Abstandes ineinander verschachtelt sind, daß der induzierte Teil den Polansätzen und daß die Pole des erregenden, mit dem induzierten Teil fest verbundenen Magnets den Blechmänfeln unter Einhaltung eines Luftspaltes gegenüberstehen.
Statt mit Polzacken versehene Mäntel können auch mit Polzacken versehene ebene oder leicht kegelförmige, konzentrische Blechscheiben angeordnet werden.
Der induzierte, mit dem erregenden Magnet fest verbundene Teil kann eine beliebige, wie bei Synchronmaschinen allgemein übliche Zahnteilung aufweisen und mit einer Ein- oder Mehrphasenwicklung versehen sein.
Das Verhalten dieser Maschine ist das einer Wechselpolsynchronmaschine, da der feststehende Magnet beide Polradhälften, besonders stark zwischen seinen eigenen Polen, erregt; so daß Pole abwechselnder Polarität auftreten. Es ist dabei nicht unbedingt nötig, daß der induzierte Teil zwischen den Polen des Magnets angeordnet wird, sondern er kann auch versetzt sein. Vorteilhaft hinsichtlich Ausnutzung des aktiven Materials ist es, jede Polteilung durch Schlitze voneinander zu trennen. Die einzelnen Pole können z. B. in einem Kunststoffzylinder oder einer Kunststoffscheibe eingebettet oder an dieser befestigt sein, was eine besonders leichte und korrosionsbeständige Ausführung des Polrades ergibt.
Die Maschine ist auch besonders geeignet für die Erregung von periodischen Stromstößen. Dies wird auf einfachste Weise dadurch erreicht, daß das Polrad nur zum Teil mit Polansätzen versehen ist. Zum Beispiel kann nur die Hälfte mit Polzacken versehen werden, oder es können mehrere zahnlose Abschnitte vorgesehen werden.
Die Maschine ist als Motor oder Generator immer dann mit großem Vorteil anwendbar, wenn kein Platz für einen den ganzen Umfang des Polrades umgebenden induzierten Teil vorhanden ist oder wenn die eine Seite des Polrades frei bleiben muß. Diese Forderungen sind z. B. bei einem Fahrraddynamo gegeben, wo das Polrad mit dem Lauf- . rad direkt verbunden und der induzierte Teil mit dem Magnet an dem Gestell befestigt ist. Der zweite Fall liegt z. B. bei einem Schallplatten§ynchronmotor oder bei einem Reklamemotor vor. Aber auch als .einfache Tpnfrequenzmaschine wird die neue Bauart mit Vorteil anwendbar, vor allem dann, wenn Mehrphasenströme höherer Frequenz oder Stromimpulse höherer Frequenz erzeugt werden sollen.
Im einzelnen ist dazu noch folgendes festzustellen: Als Fahrraddynamo verhindert die Maschine die Reibung und den Verschleiß der Fahrradreifen. Infolge des idealen Antriebes lassen sich auch Maschinen größerer Leistung einbauen; denn der Leistung war bisher durch die Reibradübersetzung eine Grenze gesetzt, während Langsamläufer bekannter Bauart, sogenannte Nabendynamos, erheblich schwerer und teurer ausfallen und Spezialnaben erfordern, also nicht ohne weiteres an jedem Fahrrad anzubringen sind.
Als Schallplattenmotor ist die Maschine den bekannten Ausführungen ohne Getriebe an Materialausnutzung beträchtlich überlegen, weil diese als Gleichpolmaschinen gebaut sind und das aktive Material bekanntlich nur etwa zu 5ö°0 ausnützen.
Geradezu ideal ist die Maschine als Blinklichterzeuger für Fahrzeuge, da sie keinerlei Kontakte, Kollektoren oder Schleifringe aufweist. Durch Besetzen des Umfanges mit mehreren induzierten Teilen können mit einer Maschine mehrere Blinklichter unabhängig voneinander gespeist werden. Diese Aufgabe besteht z. B. bei Kraftfahrzeugen, wo die Schlußlichter, Fahrtrichtungsanzeiger, Bremssignale usw. auf diese Weise leicht von einer einzigen Maschine gespeist und einzeln geschaltet werden können.
Abb. i, 2 und 3 zeigen die Erfindung an dem Beispiel einer Maschine großer Leistung: a und b sind die aus Blechen aufgebauten Pole. Die Bleche werden etwa durch Niete zusammengehalten und sind an dem unmagnetischen Radkranz c befestigt. Die Versetzung der Pole und die Anordnung der Pole des feststehenden permanenten Magnets d sind aus der Abb: 3 zu ersehen. e ist der aus Blechen aufgebaute induzierte Teil, der Nuten und Wicklung, z. B. eine Drehstromwicklung f, trägt. Der induzierte Teil ist arri Magnet d befestigt, könnte sich aber auch an anderer Stelle des Polrades befinden, Abb. 4, 5 und 6 zeigen eine aus einfachen gebogenen Blechen aufgebaute Maschine kleinerer Leistung. d ist der feststehende Magnet. g ist die eine Hälfte des rotierenden Polrades mit den Polzacken i, h die andere mit den Zacken k. g und h bestehen nur aus einem einzelnen gestanzten oder gerollten Blech. e ist der aus gebogenen Einzelblechen zusammengesetzte induzierte Teil, der an dem Magnet befestigt ist und in den so gebildeten Nuten die Wicklungen o trägt.
Die Polradhälften g und h können durch schwache Stege p, die nur einen geringen Anteil des Magnetflusses führen, mechanisch miteinander verbunden sein. Die Pole können auch durch Schlitze q voneinander getrennt sein. ,Meist wird man nur einen induzierten Teil anordnen. Es können aber auch mehrere Magnete und induzierte Teile, unter Umständen auch auf der Gegenseite, wie gestrichelt angedeutet, vorgesehen sein. Mit m-m als Drehachse sind g Und h Scheibenkörper, mit n-n als Drehachse sind es Zylinderkörper.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrische Synchronmaschine mitWechselpolen, insbesondere f'ü'r große Polzahlen und mit nur über einen Teil des Polradumfanges reichenden induzierten Teilen, dadurch gekennzeichnet, daß die ungleichnamigen Pole des Polrades keine wesentlich wirksame ferromagnetische Verbindung miteinander haben und so angeordnet sind, daß der Magnetfluß eines feststehenden Elektro- oder permanenten Magnets über einen Luftspalt in gleichnamige Pole übertritt, von diesen ürber den mit den Magneten fest verbundenen induzierten Teil in die Gegenpole und aus diesen über einen weiteren Luftspalt wieder in den Magnet übergeht.
2. Elektrische Synchronmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daB das Polrad aus zwei mit Polansätzen versehenen koaxialen Blechmänteln besteht, derart angeordnet, daB die Polansätze unter Einhaltung eines Abstandes ineinander verschachtelt sind, daß der induzierte Teil den Polansätzen und daB die Pole des erregenden, mit dem induzierten Teil fest verbundenen Magnets den Blechmänteln, unter Einhaltung eines Luftspaltes, gegen'übe;stehen.
3. Elektrische Synchronmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Polrad aus zwei mit Polansätzen versehenen ebenen oder leicht kegelförmigen, konzentrischenBlechscheiben besteht, derart angeordnet, daß die Polansätze ineinander verschachtelt sind, daB der induzierte Teil den Polansätzen und daB die Pole des erregenden, mit dem induzierten Teil fest verbundenen Magnets den Blechscheiben, unter Einhaltung eines Luftspaltes, gegenüberstehen.
4. Elektrische Synchronmaschine nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der induzierte Teil eine ein- oder mehrphasige Wicklung trägt und dieNutteilungentsprechend zur Wicklung und Polteilung gewählt ist.
5. Elektrische Synchronmaschine nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Polradteile in eine Scheibe oder einen Zylindermantel aus Kunststoff eingebettet sind.
6. Elektrische Synchronmaschine nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daB das Polrad nicht am ganzen Umfang mit Polen versehen ist, sondern eine oder mehrere Pollücken aufweist.
7. Elektrische Synchronmaschine nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daB mehrere permanente Magnete und mehrere induzierte Teile am Umfang verteilt angeordnet sind. B.
Elektrische Synchronmaschine nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daB die Maschine als Fahrraddynamo ausgebildet ist, derart, daß das Polrad mit der Felge oder den Speichen, der Magnet und der induzierte Teil mit dem Gestell verbunden sind.
9. Elektrische Synchronmaschine nach Anspruch i und 4, dadurch gekennzeichnet, daB die Maschine als Grammophon- und Plattenspielmotor ausgebildet ist, wobei eine Seite des Polrades zur Aufnahme der Schallplatte frei bleibt. io. Elektrische Synchronmaschine nach Anspruch 1, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daB die Maschine für Blinklichterzeugung insbesondere auf Fahrzeugen Verwendung findet.