PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE19910554A1 14.09.2000
Titel Dreiphasige elektrische Synchronmaschine mit transversaler Flußführung
Anmelder Schäfertöns, Jörn-Heinrich, Dipl.-Ing., 38108 Braunschweig, DE
Erfinder Schäfertöns, Jörn-Heinrich, Dipl.-Ing., 38108 Braunschweig, DE
DE-Anmeldedatum 10.03.1999
DE-Aktenzeichen 19910554
Offenlegungstag 14.09.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 14.09.2000
IPC-Hauptklasse H02K 21/02
Zusammenfassung Elektrische Maschine in vorzugsweise dreiphasiger und vielpoliger Ausführung mit transversaler Flußführung durch einen klauenförmigen Stator (4) mit einer zentralen Wicklung (8) je Phase und einen Außenläufer (1) mit permanentmagnetischer Erregung (2, 3), gekennzeichnet durch die Anordnung von um den Phasenwinkel zueinander versetzte Polgruppen (5) entlang des Umfanges des Stators (4). Jede Polgruppe (5) besteht aus gegenüberliegenden identischen Blechpaketen (6) mit abgewinkelten Polen, die klauenförmig ineinander greifen und die durch einen axialen Flußleiter (7) verbunden sind, der von einer Leiterspule (8) umschlungen wird.
Durch die phasenweise Zusammenfassung des Flusses vieler Einzelpole ergeben sich kurze Leiterspulen mit geringem Widerstand und eine hohe Betriebsfrequenz. Daraus resultiert ein guter Wirkungsgrad.
Die Maschine eignet sich als Motor und Generator z. B. als Nebenaggregat oder Antrieb in Fahrzeugen oder für Windgeneratoren.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine dreiphasige elektrische Synchronmaschine mit transversaler Flußführung.

In den Patentanmeldungen DE 198 56 526.7, DE 199 00 584.2 und DE 199 04 563.1 wurden einphasige Synchronmaschinen mit transversaler Flußführung durch einen Stator mit Klauenpolen und Verfahren zu deren Regelung beschrieben.

Ziel dieser Erfindung ist es, die dort beschriebenen Maschinen zu mehrphasigen (vorzugsweise 3-phasigen) Maschinen weiterzubilden.

Dazu werden innerhalb eines Polrades (1) mit n Polen vorzugsweise 3 Gruppen (5) von jeweils vorzugsweise K = (n-2)/3 Klauenpolen um jeweils den Phasenwinkel (120°) zueinander versetzt angeordnet. Die einzelnen Pole sind jeweils im Abstand der Polteilung p angeordnet, so daß zwischen den Pol-Gruppen (vorzugsweise) eine Lücke der Größe 2/3p entsteht. Die einzelnen Polgruppen bestehen aus vorzugsweise baugleichen einander gedreht gegenüberliegenden Blechpaketen (6) mit am Umfang ineinander greifenden Klauenpolen die mit einem axialen, in Richtung des Zentrums angeordneten, Flußleiter (7) verbunden sind. Dieser (7) ist aus geschichteten Blechen aufgebaut und wird von einer nierenförmigen Wicklung (8) umschlungen.

Der Fluß jeder Polgruppe ist so zwischen zwei Blechpaketen (6) mit den klauenförmigen Polen zusammengefaßt und von einem Spule (8) mit minimaler Länge des Leiters umfaßt. Durch die minimale Leiterlänge und einen relativ großen und gut zugänglichen Wickelraum wird ein Minimum an Kupferverlusten in der Wicklung erzielt und es werden die in den oben zitierten Anmeldungen genannten Vorteile erzielt.

Durch die Anordnung mehrerer Phasen ergeben sich die von einem Drehstromsystem bekannten Vorteile bezüglich Drehmomentenverlauf, Stromversorgung und Steuerung sowie ein guter Ausgleich der starken einphasigen Reluktanzmomente.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Maschine, Fig. 2 zeigt eine Ansicht in der Ebene der Pole.

Das Polrad (1) bildet mit den (z. B. 26) Magnetpolen (2) und (3) den Rotor (dessen Lagerung nicht dargestellt ist), der um einen Stator (4) dreht, der aus drei Polgruppen (5) besteht, die aus Blechpaketen (6) mit abgewinkelten Klauenpolen zusammengesetzt und durch einen nicht magnetisierbaren Träger (4) verbunden sind. Die Polgruppen (5) sind gleichmäßig und um den Phasenwinkel gegeneinander versetzt am Umfang verteilt. Durch eine entsprechende Anzahl von Polen und entsprechende Polteilung entstehen baugleiche Polgruppen, die jeweils durch eine kleine Lücke (9) der Größe 2/3p voneinander getrennt sind.


Anspruch[de]
  1. Elektrischer Generator in vorzugsweise dreiphasiger und vielpoliger Ausführung mit transversaler Flußführung durch einem klauenförmigen Stator (4) bestehend aus gleichmäßig verteilten Polgruppen (5) mit jeweils einer den zusammengefaßten Fluß umfassenden zentralen Wicklung (8) und einen Außenläufer (1) mit permanentmagnetischer Erregung, gekennzeichet durch:
    1. - Die jeweils um den Phasenwinkel gegeneinander versetzte Anordnung von Polgruppen (5), die durch identische Blechpakete (6) gebildet werden, deren abgewinkelte Einzelpole klauenförmig ineinander greifen und die jeweils durch einen axialen Flußleiter (7) aus geschichteten Blechen verbunden sind.
    2. - Eine zentrale Spule (8), pro Phase, die den axialen Flußleiter umschlingt und vorzugsweise eine nierenförmig gestaltet ist.
    3. - Zwei Polblechpakete (6), die jeweils aus identischen gestanzten Blechen und mindestens bei einem der Blechpakete mit abgewinkelten Polklauen geschichtet sind und einen paßgenauen Ausschnitt aufweisen, durch die sie auf den axialen Flußleiter (7) mit einem entsprechenden Querschnitt geschoben werden.
    4. - Die vorzugsweise Wahl der Anzahl K der Summe aller Polklauen bezogen auf die Anzahl der Pole P nach der Vorschrift K = P-2 und die Ausführung der Polgruppen aus identischen Blechpaketen.
    5. - Die vorzugsweise Wahl der Anzahl K der Summe aller Polklauen als geradzahlig und durch 3 teilbar (z. B.:12, 18, 24, 30) bei einer Ausführung mit 3 Phasen.
    6. - Die Wahl der Anzahl der Summe der Polklauen bezogen auf die Anzahl der Pole P nach der Vorschrift K = P-1 und die Ausführung einer Polgruppe mit um eins abweichender Anzahl von Polkauen.

      (Z. B.: P = 26, K = 25 aufgeteilt in 2 Gruppen mit 8 Klauenpolen und 1 Gruppe mit 9 Klauenpolen.)






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com