DE1120573B

DE1120573B - Rotor fuer elektrische Maschinen, der an seinem Umfang mit mehreren Dauermagneten versehen ist

Info

Publication number: DE1120573B
Application number: DEN15741A
Authority: DE
Inventors: Maximilien Felix Reijnst; Wilhelmus Hendrikus Donselaar
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1957-10-22
Filing date: 1958-10-18
Publication date: 1961-12-28

Description

Rotor für elektrische Maschinen, der an seinem Umfang mit mehreren Dauermagneten versehen ist Die Erfindung betrifft einen Rotor für elektrische Maschinen, der an seinem Umfang mit mehreren Dauermagneten versehen ist, die aus einem Material mit einem höheren H, als 1000 Oersted bestehen und die mit den gleichnamigen Polen einander zugekehrt sind und, durch Polplatten getrennt, in Umfangsrichtung nebeneinanderliegen, wobei die Magnete mit Hilfe eines Klebstoffes an den Polplatten befestigt sind, welche am Außenumfang des Rotors in tangentialer Richtung verbreitert sind, nach Patent 1056 253.
Durch die Wahl des Magnetmaterials und die gegenseitige Lage der Magnetpole ergibt sich die Möglichkeit, einen Rotor mit einer größeren Anzahl abwechselnder Pole aufzubauen, ohne daß die Polteilung groß zu sein braucht. Infolge ihrer großen Anzahl ist es dabei aber nicht leicht durchzuführen, die Magnete selbst direkt, z. B. mit Hilfe einer Schraubverbindung oder eines Klebstoffes, an der Welle zu befestigen. Außerdem können die infolge der Zentrifugalwirkung auftretenden Kräfte von einer solchen Größe sein, daß die Magnete besonders starr befestigt sein müssen. Es ist an sich bekannt, die Magnete durch einen um den Umfang des Rotors herumliegenden, an der Welle befestigten zylindrischen Stützkörper zu befestigen. Auf diese Weise wird aber der Luftspalt zwischen dem Rotor und einem mit diesem zusammenwirkenden umgebenden Teil in unerwünschtem Maße vergrößert, so daß die mit dem Aufbau nach der Erfindung erzielten Vorteile wieder teilweise verlorengehen. Eine andere Lösung könnte darin bestehen, daß die Polplatten mit Nocken versehen sind, die an den Seiten des Rotors aus den Magneten herausragen und von einem an der Welle befestigten ringförmigen Körper umgeben sind. Die in dieser Bauart auftretenden Flächendrücke können aber so groß werden, daß das Material der Polplatten gegen solche Drücke nicht beständig ist. Außerdem werden die Polplatten in dieser Bauart von den auftretenden Zentrifugalkräften auf Biegung beansprucht, so daß die Widerstandsfähigkeit der Polplatten in bestimmten Fällen größer werden muß, als in magnetischer Hinsicht erwünscht ist.
Im Hauptpatent wurde bereits vorgeschlagen, die Polplatten in radialer Richtung über die Magnete überstehen zu lassen und die überstehenden Teile über den Magneten hakenförmig abzuwinkeln. Bei dieser Anordnung sind die der Rotorwelle zugewandten Plattenteile mit Verlängerungen aus nichtmagnetischem Material versehen, die in radialer Richtung direkt an der Welle befestigt sind. Dabei erfordert die Anbringung der Verlängerungen jedoch zusätzliche Arbeitsgänge. Gemäß der Erfindung sind die Polplatten an der Innenseite unmittelbar in sich in axialer Richtung erstreckenden Nuten in einem auf der Rotorwelle angebrachten Ring aus nichtmagnetischem Material befestigt, der die gesamten Zentrifugalkräfte allein aufnimmt.
Dadurch, daß die Magnete in radialer Richtung direkt an den Polplatten festgehalten werden und die Polplatten ihrerseits an der Innenseite an einem auf der Rotorwelle angebrachten Ring aus nichtmagnetischem Material befestigt sind, ist in einfacher Weise erreicht, daß die Magnete durch die sowieso vorhandenen Polplatten an der Welle befestigt sind. Zu diesem Zweck ist nur ein auf der Rotorwelle angebrachter Ring aus nichtmagnetischem Material notwendig, wodurch sich eine sehr einfache, leicht zugängliche und gedrängte Bauart ergibt. Der Ring aus nichtmagnetischem Material kann durch Speichen oder eine dünne plattenförmige Scheibe auf der Rotorwelle angebracht sein, so daß die Rotorwelle direkt beiderseits dieser Speichen oder Scheibe gelagert werden kann. Auf diese Weise kann die Durch- Biegung der Welle auf ein Mindestmaß beschränkt werden, was im Zusammenhang mit der Zentrierung des Rotors gegenüber dem um den Rotor herum angebrachten Stator erwünscht ist. Hierdurch kann der Luftspalt zwischen dem Rotor und dem Stator sehr eng gehalten werden, ohne die Gefahr einer gegenseitigen Berührung von Rotor und Stator.
Da nach der Erfindung der Ring aus nichtmagnetischem Material die gesamten Zentrifugalkräfte allein aufnimmt, muß die Widerstandsfähigkeit dieses Ringes entsprechend der Drehzahl des Rotors gewählt werden. Es hat sich als möglich erwiesen, den Ring aus nichtmagnetischem Material in Rotorachsrichtung schmäler als die Polplatten auszubilden. Die Stärke des Ringes muß dann dementsprechend gewählt werden, während die Polplatten selbst im allgemeinen hinreichend widerstandsfähig sind, um störende Verformungen im Betrieb zu verhüten.
Um dem Ring aus nichtmagnetischem Material eine hinreichend hohe Zugfestigkeit zu geben, wird er vorzugsweise aus Chromnickelstahl hergestellt.
Magnetisch werden die günstigsten Ergebnisse erzielt, wenn in einem Schnitt senkrecht zur Rotorachse die Magnete rechteckig und die zwischen den Magneten liegenden Teile der Polplatten im wesentlichen trapezförmig sind. Auf diese Weise nimmt die Stärke der Polplatten mit der Zunahme des magnetischen Flusses zu.
Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt längs der Welle eines Rotors nach der Erfindung; Fig. 2 zeigt einen Querschnitt senkrecht zur Welle eines Rotors nach der Erfindung; Fig. 3 zeigt eine Abart der Ausführungsform nach Fig. 2.
In den Figuren ist ein Rotor dargestellt, der an seinem Umfang mehrere Dauermagnete 1 aufweist, die je aus einem Material mit einer Koerzitivfeldstärke H, größer als 1000 Oersted bestehen. Zwischen den Magneten 1 liegen Polplatten 2. Die Magnete 1 sind in tangentialer Richtung magnetisiert und liegen mit den gleichnamigen Polen einander zugekehrt, so daß am Umfang des Rotors durch die Polplatten 2 abwechselnd Nord- und Südpole entstehen. Die Polplatten 2 sind an ihrer Innenseite 3 an einem Ring 4 aus Chromnickelstahl befestigt. Der Ring 4 ist mittels eines Ansatzes 5 mit Hilfe einer Nabe 7 an der Rotorwelle 6 befestigt. In Fig. 2 ist der Querschnitt der Dauermagnete 1 trapezförmig, während die Stärke des zwischen den Magneten 1 liegenden Teiles der Polplatten 2 überall gleich ist.
In Fig. 3 ist der Querschnitt der Magnete 1 rechteckig, während die Stärke des zwischen den Magneten 1 liegenden Teiles der Polplatten 2 nach außen hin zunimmt.
Die Magnete 1 werden durch eine Verbreiterung 8 jeder Polplatte 2 in radialer Richtung festgehalten. Außerdem sind die Magnete 1 mittels eines Klebstoffes an den Polplatten 2 befestigt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Rotor für elektrische Maschinen, der an seinem Umfang mit mehreren Dauermagneten versehen ist, die aus einem Material mit einem höheren H, als 1000 Oersted bestehen und die mit den gleichnamigen Polen einander zugekehrt sind und, durch Polplatten getrennt, in Umfangsrichtung nebeneinanderhegen, wobei die Magnete mit Hilfe eines Klebstoffes an den Polplatten befestigt sind, welche am Außenumfang des Rotors in tangentialer Richtung verbreitert sind, nach Patent 1056 253, dadurch gekennzeichnet, daß die Polplatten an der Innenseite unmittelbar in sich in axialer Richtung erstreckenden Nuten in einem auf der Rotorwelle angebrachten Ring aus nichtmagnetischem Material befestigt sind, der die gesamten Zentrifugalkräfte allein aufnimmt.
2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring aus nichtmagnetischem Material in Rotorachsrichtung schmäler ist als die Polplatten.
3. Rotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring aus Chromnickelstahl besteht.
4. Rotor nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Schnitt senkrecht zur Rotorachse die Magnete rechteckig und die zwischen den Magneten liegenden Teile der Polplatten im wesentlichen trapezförmig ausgebildet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 10 025, 667 646, 732 341, 844 934; USA.-Patentschriften Nr. 2 734140, 2 739 253; H e n n i g, »Dauermagnettechnik«, 1952, S. 47.