Elektrische Wechsel- oder Drehstrommaschine mit Klauenpolläufer Elektrische Wechsel- oder Drehstrommaschinen, welche mit aus zwei miteinander festverbundenen Teilrädern bestehenden Klauenpolläufern ausgebildet sind, deren achsparallele und ineinandergreifende Klaue keine wesentlich wirksame ferromagnetische Verbindung miteinander haben und in Umfangsrich tung mit wechselnder Polarität ausgebildet sind, wo bei an ihnen Polringe angeordnet sein können, wobei fernerhin der magnetische Fluss vom feststehenden Erregerteil erzeugt wird und, jeweils über einen Luft spalt,
in gleichnamige Pole des Klauenpolläufers übertritt, von diesen über den mit dem Erregerteil festverbundenen induzierten Teil in die Gegenpole des Klauenpolläufers und von diesen über den an ihnen angeordneten Polring zurück zum Erregerteil, sind bekannt.
Ein derartig bekannter Klauenpolläufer ist in der Zeichnung in der Fig. <B>1</B> dargestellt. Hier sind mit axialem Abstand zueinander auf der Welle<B>1</B> zwei Polringe 2,<B>3</B> angeordnet, von welchen die ineinan- dergreifenden Klauen<B>9, 10</B> ausgehen und mit wech selnder Polarität ausgebildet sind.
Einen derartigen Läufer, eingebaut in einer ein gangs beschriebenen elektrischen Wechsel- oder Drehstrommaschine, zeigt nun Fig. 2.
Nach dieser sind am Gehäuse 14 der Erreger teil 12 mit den Erregerwicklungen<B>11</B> einerseits und ausserdem der induzierte Teil<B>13</B> angeordnet, beide also feststehend und in radialer Richtung vonein ander getrennt. Zwischen dem Erregerteil 12 und dem induzierten Teil<B>13</B> befindet sich topfartig der Klauen- polläufer <B>6,</B> welcher fliegend und drehbar über die Welle<B>1</B> gelagert ist.
Es hat sich nun herausgestellt, dass bei der elek trischen Entregung des Erregerteils<B>11</B> die Gefahr be steht, dass der Klauenpolläufer wechselnder Polarität zu einem Klauenpolläufer gleicher Polarität ummag- netisiert wird. Damit wÜrden die Vorteile eines mit wechselnder Polarität ausgebildeten Klauenpolläufers beseitigt sein.
Die Ursache dafür wird an Hand der Fig. <B>3</B> beschrieben, welche einen Längsschnitt durch den Klauenpolläufer <B>6</B> der Fig. <B>1</B> und 2 darstellt.
Hier ist etwa auf dem linken Drittel der Welle<B>1,</B> die nur an ihrem rechten Teil und dabei also fliegend gelagert ist, der Klauenpolläufer <B>6</B> mit seinen beiden Polringen 2,<B>3</B> angeordnet. Die Polringe 2,<B>3</B> sind mit den Klauen<B>9, 10</B> ausgebildet, die abwechselnd polarisiert sind.
Radial innerhalb des Klauenpol- läufers <B>6</B> befindet sich etwa an der Stelle<B>5</B> der Er- regertefl. Ist nun der Erregerteil<B>5</B> stromdurchflossen, so wird sich ein magnetisches Feld in bekannter Weise aufbauen, welches beispielsweise am linken Ende des Klauenpolläufers <B>6</B> seinen Nordpol hat (etwa am Punkt<B>8),</B> während die entgegengesetzte Südpolarität am rechten Ende des Klauenpolläufers <B>6</B> sein wird. Der mit dem Klauenpolläufer <B>6</B> verbun dene Wellenstumpf<B>7</B> wirkt hierbei wie ein in das System einseitig eingeschobener Stabmagnet. Er er höht die magnetische Streuung.
Sein magnetischer Einfluss ist jedoch bei Fremderregung nur gering.
Bei Abschaltung der Erregung verbleibt im Klauenpolläufer <B>6</B> ein Restmagnetismus, dessen Nordpolarität etwa in Höhe des Punktes<B>8</B> anzusetzen ist, während seine Südpolarität, wie bereits erwähnt, ausserhalb des Klauenpolläufers <B>6</B> nach rechts auf den Wellenstumpf<B>7</B> verschoben ist, da jetzt die Stab- magnetwirkung der Wellenstumpfremanenz sich voll auswirken kann.
Das heisst, dass in Höhe des Punk tes 4 wegen der Minderung des verbleibenden Ge samtmagnetismus (Remanenz) so wenig Durchflutung vorhanden sein wird, dass der zu diesem Punkt 4 gehörende Polring<B>3</B> und die an ihm angeordneten Klauen<B>10</B> durch den Gegenpolring 2 und dessen Klauen<B>9</B> ummagnetisiert werden. Aus dem Wechsel- polläufer ist ein Gleichpolläufer geworden. Derartige Maschinen können sich aber nicht selbst erregen.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu verhindern und dadurch eine Selbsterregung der Maschinen sicherzustellen Gegenstand der Erfindung ist eine elektrische Wechsel- oder Drehstrom- maschine, welche mit aus zwei miteinander fest verbundenen Teilrädern bestehendem Klauenpolläu- fer ausgebildet ist, dessen achsparallele und inein- andergreifende Klauen keine wesentlich wirksame ferromagnetische Verbindung miteinander haben und in Umfangsrichtung mit wechselnder Polarität aus gebildet sind, wobei der magnetische Fluss vom fest stehenden Erregerteil erzeugt wird und,
jeweils über einen Luftspalt, in gleichnamige Pole des Klauenpol- läufers übertritt, von diesen über den mit dem Er regerteil festverbundenen induzierten Teil in die Gegenpole des Klauenpolläufers und von diesen über den an ihnen angeordneten Polring zurück zum Er regerteil. Erfindungsgemäss sind zur Erhaltung der wechselnden Polarität des Klauenpolrades auch bei nicht eingeschalteter elektromagnetischer Erregung im Erregerteil ein oder mehrere Ferromagnete ange ordnet und vom übrigen Eisen des Erregerteils mag netisch isoliert.
Derartige nach der Erfindung angeordnete Ferro- magnete bewirken also, dass, ausgehend vom fest stehenden Erregerteil, beim Abschalten der elektro magnetischen Erregung doch noch so viel Remanenz vorhanden bleibt, dass die Eigenschaft des Klauen- polläufers, nämlich mit Klauen wechselnder Polarität ausaerüstet zu sein, in wünschenswerter Weise er halten bleibt.
Die Gefahr, dass derartige Maschinen durch eine ungünstig verlaufende Entregung vom er strebten Wechselpoltyp zu einem Gleichpoltyp um magnetisiert werden, ist dadurch vermieden.
Der Einbau von derartigen Ferromagneten in den Erregerteil einer derartigen elektrischen Maschine bereitet prinzipiell keine Schwierigkeiten. Es besteht aber die Möglichkeit, dass die Polarität der einzelnen Magnete beim Einbau verwechselt wird, so dass als resultierende Magnetisierung nicht eine klar defi- nierte Nord- und Südpolmagnetisierung, sondern u.<B>U.</B> eine gegen Null gehende Magnetisierung er reicht wird.
Diese Gefahr lässt sich gemäss einer Wei terbildung der Erfindung in einfacher Weise dadurch vermeiden, dass der Ferromagnet ringförmig und radialmagnetisiert ausgebildet ist. Es wird also in diesem Falle nur ein einziger Ferromagnet in den feststehenden Erregerteil der elektrischen Maschine eingebaut, der ausserdem klar definiert auf der einen Seite des Ringes seine Nordpolarität und auf der anderen dazu radial versetzten Seite seine Südpolari tät hat. Ein Verwechseln der Polaritäten in der Werk statt ist dadurch nicht mehr möglich.
Selbstverständlich müssen die Ferromagnete vom übrigen Eisen des Erregerteils zur Vermeidung eines magnetischen Kurzschlusses magnetisch isoliert sein.
Electric alternating or three-phase current machine with claw-pole rotor Electric alternating or three-phase current machines, which are formed with claw-pole rotors consisting of two fixedly connected partial wheels, whose axially parallel and interlocking claws have no significantly effective ferromagnetic connection with each other and are formed in the circumferential direction with alternating polarity, where at pole rings can be arranged on them, with the magnetic flux also being generated by the stationary exciter part and, in each case via an air gap,
into poles of the same name of the claw-pole rotor, from these via the induced part firmly connected to the exciter part to the opposite poles of the claw-pole rotor and from these via the pole ring arranged on them back to the exciter part are known.
Such a known claw pole rotor is shown in the drawing in FIG. 1. Here, at an axial distance from one another, on the shaft <B> 1 </B> two pole rings 2, <B> 3 </B> are arranged, from which the interlocking claws <B> 9, 10 </B> extend and are formed with alternating polarity.
Such a rotor, installed in an electrical alternating or three-phase machine described above, is now shown in FIG. 2.
After this, the exciter part 12 with the exciter windings 11 on the one hand and also the induced part 13 are arranged on the housing 14, that is to say both stationary and separated from one another in the radial direction. Between the excitation part 12 and the induced part <B> 13 </B> there is a pot-shaped claw pole rotor <B> 6 </B> which is mounted over the shaft <B> 1 </B> in a floating and rotatable manner.
It has now been found that with the electrical de-excitation of the exciter part <B> 11 </B> there is the risk that the claw pole rotor of alternating polarity is magnetized to a claw pole rotor of the same polarity. This would eliminate the advantages of a claw pole rotor designed with alternating polarity.
The reason for this is described with reference to FIG. 3, which shows a longitudinal section through the claw pole rotor <B> 6 </B> in FIGS. <B> 1 </B> and 2.
Here is approximately on the left third of the shaft <B> 1 </B>, which is only supported on its right part and thus cantilevered, the claw pole rotor <B> 6 </B> with its two pole rings 2, <B> 3 arranged. The pole rings 2, <B> 3 </B> are designed with the claws <B> 9, 10 </B>, which are alternately polarized.
Radially within the claw-pole rotor <B> 6 </B> there is approximately at the point <B> 5 </B> the excitation fl. If the exciter part <B> 5 </B> has current flowing through it, a magnetic field will build up in a known manner, which for example has its north pole at the left end of the claw pole rotor <B> 6 </B> (approximately at point <B> 8), while the opposite south polarity will be <B> 6 </B> at the right end of the claw pole rotor. The stub shaft <B> 7 </B> connected to the claw pole rotor <B> 6 </B> acts like a bar magnet pushed into the system on one side. It increases the magnetic scattering.
However, its magnetic influence is only slight with external excitation.
When the excitation is switched off, a residual magnetism remains in the claw-pole rotor <B> 6 </B>, the north polarity of which is to be set at approximately the level of point <B> 8 </B>, while its south polarity, as already mentioned, outside the claw-pole rotor <B> 6 </B> is shifted to the right onto the stub shaft <B> 7 </B>, since now the bar magnetic effect of the stub shaft remanence can have its full effect.
This means that at point 4, due to the reduction in the remaining total magnetism (remanence), there will be so little flow that the pole ring <B> 3 </B> belonging to this point 4 and the claws <B> arranged on it B> 10 </B> are remagnetized by the opposing pole ring 2 and its claws <B> 9 </B>. The alternating pole rotor has become a same pole rotor. Such machines, however, cannot excite themselves.
The object of the invention is to prevent these disadvantages and thereby ensure self-excitation of the machines. The object of the invention is an electrical alternating or three-phase machine, which is designed with a claw-pole runner consisting of two fixedly connected partial wheels, whose axially parallel and internal other engaging claws do not have a significantly effective ferromagnetic connection with each other and are formed in the circumferential direction with alternating polarity, the magnetic flux being generated by the stationary exciter part and,
in each case via an air gap into poles of the same name in the claw pole rotor, from these via the induced part firmly connected to the exciter part to the opposite poles of the claw pole rotor and from these via the pole ring arranged on them back to the exciter part. According to the invention, to maintain the alternating polarity of the claw pole wheel, even when the electromagnetic excitation is not switched on, one or more ferromagnets are arranged in the exciter part and are magnetically isolated from the rest of the iron of the exciter part.
Such ferromagnets arranged according to the invention thus have the effect that, starting from the stationary exciter part, when the electromagnetic excitation is switched off, so much remanence still remains that the property of the claw pole rotor, namely to be equipped with claws of alternating polarity, desirably he remains.
This avoids the risk of such machines being magnetized by an unfavorable de-excitation from the desired alternating pole type to a homopolar type.
The installation of such ferromagnets in the exciter part of such an electrical machine does not in principle cause any difficulties. However, there is the possibility that the polarity of the individual magnets is mixed up during installation, so that the resulting magnetization is not a clearly defined north and south pole magnetization, but rather a magnetization that tends to zero he is enough.
According to a further development of the invention, this risk can be avoided in a simple manner in that the ferromagnet is annular and radially magnetized. In this case, only a single ferromagnet is installed in the stationary exciter part of the electrical machine, which also has its north polarity clearly defined on one side of the ring and its south polarity on the other side, which is radially offset from it. It is no longer possible to mix up the polarities in the workshop.
Of course, the ferromagnets must be magnetically isolated from the rest of the iron in the exciter part to avoid a magnetic short circuit.