DE10144585A1

DE10144585A1 - Kompositläufer für elektrische Maschinen

Info

Publication number: DE10144585A1
Application number: DE2001144585
Authority: DE
Inventors: Vlado Ostovic
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-09-11
Filing date: 2001-09-11
Publication date: 2003-04-30

Abstract

Eine Reihe von Vorrichtungen wird angemeldet, die es ermöglichen, die Magnetisierung von Läufermagneten in einer permanentmagneterregten Synchronmaschine nach Bedarf zu ändern. Die Vorrichtungen enthalten in der Regel tangential magnetisierte Permanentmagnete. DOLLAR A In der Ausführung mit einem Magneten pro Pol, flußführenden Segmenten und unmagnetischen Barrieren ermöglicht ein Kompositläufer eine räumlich gezielte Ummagnetisierung der Läufermagnete als Funktion des Leistungsfaktors. Damit kann die vom Läufer induzierte Spannung in der Ständerwicklung mit Änderung der Phasenverschiebung des Ständerstroms gesteuert werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Aufgabe dieser Erfindung ist es, Möglichkeiten zu schaffen, die von Permanentmagneten induzierte Ständerspannung in einer elektrischen Maschine nach Bedarf zu variieren. Diese Aufgabe wird durch Sonderkonstruktionen des Läufers gelöst. Als Ständer dieser Maschine kann jeder Dreh- oder Wechselstromständer benutzt werden. Der Betrag wie auch die Phasenverschiebung von jedem Phasenstrom sollten jedoch kontrollierbar sein.

Die Grundprinzipien der Flußkontrolle in permanentmagneterregten Synchronmaschinen sind schon in DE 198 14 759, DE 199 43 274 und DE 199 46 648 erläutert worden. Hier werden sie vertieft und an andere Läufergeometrien erweitert, und zwar mit dem Ziel, das Herstellungsverfahren für Läufer zu vereinfachen, und/oder die Flußkontrolle zu verbessern.

Kompositläufer für elektrische Maschinen

Ein Läuferpol einer permanenterregten Synchronmaschine mit Kompositläufer ist in Fig. 1 dargestellt. Die Polsegmente aus weichmagnetischem Material 1 tragen den magnetischen Fluß aus dem tangential magnetisierten Permanentmagnet 3 weiter in den Ständer. Die Permanentmagnete 3 befinden sich in trapezförmigen Nuten aus unmagnetischem Material 2, dessen Rolle es ist, eine räumlich steuerbare Ummagnetisierung der Magnete 3 mit dem Ständerstrom zu ermöglichen. Der vom Ständerstrom erzeugte Ummagnetisierungsfluß ist am stärksten auf der inneren Seite des Läufers, wo die Breite des unmagnetischen Materials 2 am kleinsten ist, und am schwächsten auf der Oberfläche des Läufers, wo das unmagnetische Material 2 am breitesten ist.

Ein Pol eines Kompositläufers einer permanentmagneterregten Synchronmaschine ist in Fig. 2 dargestellt. Die Polsegmente aus weichmagnetischem Material 4 tragen den magnetischen Fluß aus Permanentmagneten 5 und 6. Das magnetische Material für die Magnete 5 ist so gewählt, daß sie mit Ständerstrom einfach ummagnetisiert werden können. Das magnetische Material, wie auch die Maße der Magnete 6 sollten so gewählt werden, daß diese Magnete unter keinen Umständen ummagnetisiert werden können. Damit ist ermöglicht, daß im Gegensatz zum Läufer in Fig. 1, nur ein Teil des Läuferflusses durch den Ständerstrom geändert werden kann, nämlich derjenige, der von Magneten 5 erzeugt wird. Der von Magneten 6 erzeugte Fluß bleibt in allen Betriebspunkten vom Ständerstrom unberührt.

Ein Pol eines Kompositläufers einer permanentmagneterregten Synchronmaschine in Fig. 3 enthält Polsegmente aus weichmagnetischem Material 7, einen Permanentmagnet 10, der nicht unmagnetisierbar ist, einen Permanentmagnet 9 der mit Ständerstrom ummagnetisiert werden kann, und trapezförmige unmagnetische Segmente 8. Das magnetische Material für Magnete 9 ist so gewählt, daß sie mit Ständerstrom einfach ummagnetisiert werden können. Das magnetische Material, wie auch die Maße der Magnete 10 sollten so gewählt werden, daß diese Magnete unter keinen Umständen ummagnetisiert werden können. Damit ist gesichert, daß nur ein Teil des Läuferflusses durch den Ständerstrom geändert werden kann, nämlich derjenige, der von Magneten 9 erzeugt wird. Der von Magneten 10 erzeugte magnetische Fluß bleibt in allen Betriebspunkten vom Ständerstrom unberührt.

Ein vierpoliger Kompositläufer einer permanentmagneterregten Synchronmaschine ist in Fig. 4 dargestellt. Er enthält einen tangential magnetisierten Magnet 11 pro Pol, flußführende Segmente 12 und unmagnetische Barrieren 13. Der ganze Läufer ist an Welle 14 befestigt. Der vom Ständerstrom erzeugte magnetische Fluß kann im Kompositläufer in Fig. 4 nur durch flußführende Segmente 12 fließen. Wenn die Phasenverschiebung des Ständerstroms geändert wird, ändert sich gleichzeitig die Flußverteilung im Läufer, und zwar so, daß die Magnetisierung der Permanentmagnete 11 in radialer Richtung variiert werden kann. Mit entsprechend hohen Beträgen des Ständerstroms kann bei gegebenem Leistungsfaktor nur ein Teil der Magnete 11 gezielt ummagnetisiert werden, und die Magnetisierung vom Rest des magnetischen Materials bleibt unverändert.

Claims

1. Der Läufer einer permanentmagneterregten Synchronmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß er einen tangential magnetisierten Magnet pro Pol hat, der in einer trapezförmigen Nut liegt.

2. Der Läufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet rechteckig ist, und das Material um den Magneten in der trapezförmigen Nut unmagnetisch ist.

3. Der Läufer einer permanentmagneterregten Synchronmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß er zwei tangential magnetisierte, in radialer Richtung übereinander liegende Magnete pro Pol hat.

4. Der Läufer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Magnet pro Pol rechteckig, und der andere trapezförmig ist.

5. Der Läufer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Magnete pro Pol rechteckig sind, und das einer der Magnete im trapezförmigen Teil der Nut liegt.

6. Der Läufer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Material um den Magneten im trapezförmigen Teil der Nut unmagnetisch ist.

7. Der Läufer einer permanentmagneterregten Synchronmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß er einen tangential magnetisierten Magneten pro Pol hat, und daß der magnetische Fluß durch jeden Pol mit Hilfe flußführender Segmente aus magnetischem Material und unmagnetischer Barrieren gesteuert wird.

8. Der Läufer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedes flußführende Segment seinen Anfang an der Magnetoberfläche, und sein Ende am Läuferumfang hat, wobei die Richtung von flußführenden Segmenten überwiegend radial ist.

9. Der Läufer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei benachbarte flußführende Segmente mit einer unmagnetischen Barriere voneinander getrennt sind.