DE29818190U1

DE29818190U1 - Elektrische Maschine, insbesondere Drehstromgenerator mit Erregermaschine

Info

Publication number: DE29818190U1
Application number: DE29818190U
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1998-10-12
Filing date: 1998-10-12
Publication date: 2000-02-17
Anticipated expiration: 2008-10-13
Also published as: JP2002528033A; BR9906867A; EP1046218A1; WO2000022719A1; US6362550B1

Description

10.09.98 Ws/Pi/Go

ROBERT BOSCH GMBH, 70442 Stuttgart

Elektrische Maschine, insbesondere Drehstromgenerator mit Erregermaschine

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer elektrischen Maschine, insbesondere einem Drehstromgenerator mit einer Erregermaschine nach der Gattung des Hauptanspruchs. Ein derartiger Drehstromgenerator ist bekannt aus der DE-OS 15 13 850. Auf diese Weise erhält man einen Generator mit 0 verhältnismäßig langer Lebensdauer, da Schleifringe und Kohlenbürsten entfallen und sich kein Spannungsabfall an Kohlebürsten im Erregerstromkreis ergibt. Bei dem bekannten Drehstromgenerator mit Erregermaschine ist deren Leistung jedoch aufgrund von Streuflüssen, die zwischen den Klauenpolen des Stators der Erregermaschine auftreten, noch nicht voll ausgeschöpft.

Vorteile der Erfindung

0 Der erfindungsgemäße Drehstromgenerator mit den kennzeichnenden Merkmalen der Erfindung hat demgegenüber den Vorteil, daß einem Streufluß zwischen den Klauen entgegengewirkt wird und zusätzlicher dauermagnetischer Fluß entsteht, wodurch die Leistung der Erregermaschine erhöht wird. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den

Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung.

Zeichnung
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Die Figur 1 zeigt einen halben Längsschnitt durch einen Drehstromgenerator mit Erregermaschine für ein Kraftfahrzeug, Figur 2 zeigt eine Abwicklung der Klaupenpole, Fig. 3 einen Halbschnitt durch die Erregermaschine, und Fig. 4 ein Schaltbild für den Generator mit Erregermaschine.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Figur 1 ist mit 10 das etwa topfförmig ausgebildete Gehäuse eines Drehstromgenerators bezeichnet, an dessen Boden eine Nabe 11 ausgebildet ist, in welcher sich ein Kugellager 12 für das eine Ende einer Generatorwelle 13 befindet, deren anderes Ende in einem Kugellager 14 eines das Gehäuse schließenden Deckels 15 gelagert ist. Allerdings ragt die Generatorwelle 13 noch über das Gehäuse hinaus, wobei auf diesem Teil eine Keilriemenscheibe 16 angeordnet ist. Der Deckel 15 mit weiteren, dort befindlichen Teilen wie Gleichrichter 17 und Regler 27 zur Steuerung der elektrischen Ströme sind nicht weiter dargestellt, mit Ausnahme sog. Plusdioden 17A (s. auch Beschreibung zum Schaltbild nach Fig. 4).

Etwa in der Mitte des Gehäuses 10 ist an dessen Innenwand 0 ein Ständerblechpaket 18 mit einer Ständerwicklung 19 befestigt. Innerhalb desselben befindet sich ein Klauenpol-Läufer 20 mit Klauenpolhälften 21, 22, die durch einen die Generatorwelle 13 umschließenden Polkern 23 miteinander verbunden sind. Die wechselweise von der einen und der anderen Seite umgebogenen Klauen der Klauenpolehälften

umgreifen eine als Ringwicklung ausgebildete Erregerwicklung 24. Der Klauenpolläufer 20 samt Polkern 23 sind drehfest mit der Generatorwelle 13 verbunden.

Neben dem Klauenpolläufer 20 befindet sich eine Erregermaschine 26, die ebenfalls in Klauenpolausführung als Außenpolsystem ausgebildet ist. Die Erregermaschine ist im Durchmesser kleiner als der Generator. Zwei Klauenpolringe 28, 29 sind fest im Gehäuse 10 angeordnet, zwischen ihnen befindet sich eine feststehende Erregerwicklung 30.

Innerhalb des Klauenpolstators befindet sich, drehfest mit der Generatorwelle 13 verbunden, der Anker 31 der Erregermaschine 26. Eine Ankerwicklung 32 liegt in den Nuten des aus einem Blechpaket gebildeten Ankers. Der Anker selbst befindet sich auf einem auf der Welle drehfest angeordneten zylindrischen Distanzstück 34, das einen den Anker tragenden Ringbund 35 aufweist. Im Steg 33 dieses Ringbunds befinden sich in Bohrungen Erregerdioden 36. Beidseitig dieses Steges bzw. des Ringbundes 35 befindet sich eine Vergussmasse 37.

Zwischen den Klauen 28 A, 29 A der Erregermaschine sind Dauermagnete 3 9 befestigt. Die Abwicklung dieses Klauenpolsystems bzw. der Klauenpolringe 28, 2 9 zeigt die Figur 2. Es stehen jeweils gleichnamige Pole der Dauermagnete und der Klauen miteinander in Verbindung. Durch diese Anordnung wird unerwünschten Streufeldern zwischen den Klauen entgegengewirkt.

Die Figur 3 zeigt einen Halbschnitt der Erregermaschine mit einem seitlich versetzten Steg 33 und somit etwas anders ausgebildetem Distanzstück, das mit 34A bezeichnet ist. Deutlich ist hier auch einer der Dauermagnete 39 zu erkennen.

Gemäß Figur 4 ist die Erregerwicklung 32 des Ankers 31 der Erregermaschine 26 zweckmäßigerweise eine Drehstromwicklung

mit nachgeschaltetem Drehstrom-Brückengleichrichter, da diese Schaltung sehr geeignet für die optimale Leistungsabgabe der Erregermaschine ist und mit ihr kleine Abmessungen zu erreichen sind. Die Mindestleistung der Erregermaschine wird so festgelegt, daß bei Motorleerlaufdrehzahl die nominale Durchflutung für den Klauenpolläufer des Generators gewährleistet wird. Die Ankernutisolation der Erregermaschine mit Resicoat oder dünner, wärmebeständiger Folie ist von Vorteil. Die hinteren Wickelköpfe der Ankerwicklung 32 der Erregermaschine können zweckmäßigerweise mit einer dünnen Isolierscheibe vom Klauenpolsystem 21, 22 isoliert werden. Wie bereits oben erwähnt, sind die Erregerdioden 3 6 der Erregermaschine voll vergossen mit Hochtemperatur-Imprägnierungsstoff, oder mit hochtemperaturbeständigem Kunststoff.

Die Klauen können auch parallelflankig ausgeführt werden, wodurch die Polbedeckung und damit auch die Leistung vergrößert wird. Dies ist nur sinnvoll, weil die Zwischenklauenstreuung mit den Permanentmagneten, eingesetzt zwischen den Klauen, verringert wird. An den &ldquor;ablaufenden" Kanten der Klauen des Außenpolsystems der Erregermaschine können, falls notwendig, Fasen oder Abhebungen angebracht werden. Die Klauenpole für das Außenpolsystem können kaltverformt, warmgeschmiedet, gegossen oder auch spanabhebend hergestellt werden.

Durch die Erregerdioden 3 6 wird der in der Erregermaschine erzeugte Drehstrom in einem nachgeschaltetem Drehstrom-0 Brückengleichrichter als Gleichstrom der Erregerwicklung des Generators zugeführt. Dieser erzeugt dann in üblicher Weise in der Ständerwicklung 19 einen Drehstrom, der über die Gleichrichterbrücke 17 gleichgerichtet und der Batterie sowie den Verbrauchern des Fahrzeugbordnetzes zugeleitet

• ·

wird. Dies wird ergänzend kurz am Schaltbild nach Figur 4 erläutert.

Der Generator ist dabei in üblicher Weise mit seiner Drehstrom-Ständerwicklung 19 in einer Sternschaltung an den Brückengleichrichter 17 angeschlossen. Eine Phase der Ständerwicklung 19 ist auf einen für die Steuerung der Erregung ebenfalls bekannten Regler 27 gelegt, der den Strom in der Erregerwicklung 3 0 der Erregermaschine 26 in Abhängigkeit von der am Generator erzeugten Spannung regelt. Dieser Strom induziert nun seinerseits eine elektromotorische Kraft (EMK) in der Drehstromwicklung 32 im Anker 31 der Erregermaschine, welche mittels der Erregerdioden gleichgerichtet nunmehr der Erregerwicklung 24 des Generators zugeführt wird. Da der Klauenpolläufer 20 des Generators und der Anker 31 der Erregermaschine 26 gemeinsam auf der elektrisch leitenden Generatorwelle 13 sitzen, können der Minuspol der Gleichrichterbrücke 3 6 und der Erregerwicklung 24 mit der Welle 13 verbunden werden, so daß nur noch eine Leitung vom Pluspol der Gleichrichterbrücke 36 A zur Erregerwicklung 24 geführt werden muß.

Claims

1. Elektrische Maschine, insbesondere Drehstromgenerator, mit einem in einem Gehäuse (10) angeordneten Ständer (18) samt Ständerwicklung (19)und mit einem auf der Generatorwelle (13) befestigten, mit dem Ständer zusammenwirkenden Klauenpolläufer (20) mitsamt einer Erregerwicklung (24) und mit einer sich seitlich an den Drehstromgenerator anschließenden Erregermaschine (26) in Klauenpolausführung für den Drehstromgenerator, deren Durchmesser und Länge kleiner sind als diejenigen des Drehstromgenerators und wobei die Erregermaschine den für den Drehstromgenerator notwendigen Erregerstrom liefert und deren Anker (31) samt Ankerwicklung (32) fest auf der Generatorwelle angeordnet sind, während deren Klauenpolringe (28, 29) samt Erregerwicklung (30) im Gehäuse (10) feststehen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den dem Anker (31) der Erregermaschine zugewandten Klauen (28A, 29A) Dauermagnete (39) fest und derart angeordnet sind, daß sich gleichnamige Pole der Dauermagnete (39) und der Klauen (2YA, 2GA) kontaktieren.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (31) der Erregermaschine über ein Distanzstück (34) mit der Generatorwelle (13) verbunden ist.

3. Maschine nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Distanzstück (34) Erregerdioden (36) befinden.

4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerdioden (36) durch eine Imprägniermasse (37) beidseitig des Distanzstückes isoliert sind.