DE60118515T2

DE60118515T2 - Klauenpolgenerator mit Permanentmagneten

Info

Publication number: DE60118515T2
Application number: DE60118515T
Authority: DE
Inventors: Hitachi Hiroshi Chiyoda-ku Kanazawa; Hitachi Kenji Chiyoda-ku Miyata; Hitachi Kaoru Chiyoda-ku Kawabata; Hitachi Kohji Chiyoda-ku Maki; Hitachi Kazuo Chiyoda-ku Tahara; Hitachi Susumu Chiyoda-ku Sasaki; Hitachi Ryoichi Chiyoda-ku Takahata
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-02-27
Filing date: 2001-08-28
Publication date: 2006-11-30
Anticipated expiration: 2021-08-29
Also published as: EP1227566B1; EP1227566A2; JP3740375B2; JP2002262530A; KR20020070068A; EP1227566A3; US7057327B2; US20020117934A1; DE60118515D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Generator für Fahrzeuge, insbesondere einen Generator für Fahrzeuge, der einen Permanentmagneten für zusätzliche Erregung umfasst.
Beschreibung des relevanten Standes der Technik
Ein Generator für Fahrzeuge weist normalerweise einen Rotor und einen Stator auf. Im allgemeinen weist der Rotor ein Paar klauenartiger Magnetpole, die gegenüberliegend angeordnet sind, sowie Feldwicklungen auf, die radial innen von mehreren Klauen gewickelt sind, die in jedem der klauenartigen Magnetpole vorgesehen sind. Wenn ein Strom den Feldwicklungen zugeführt wird, wird das Paar der klauenartigen Magnetpole zu N- und S-Polen magnetisiert. Auch wird der Stator durch aufgewickelte Statorwicklungen gebildet, die mittels eines Statorkernes eine induzierte Wechselspannung ausgeben. Der Rotor ist relativ zum Stator drehbar.
Bei einer derartigen Anordnung wird ein magnetischer Kreis gebildet, in dem der aus dem klauenartigen Magnetpol, der zu einem N-Pol magnetisiert wurde, austretende magnetische Fluss zu dem klauenartigen Magnetpol, der zu einem S-Pol magnetisiert wurde, über die Statorwicklungen zurück geführt wird. Während sich der Rotor relativ zum Stator dreht, ist der magnetische Fluss des magnetischen Kreises von den Statorwicklungen des Stators abhängig. Infolge dessen wird in den Statorwicklungen eine induzierte Wechselspannung erzeugt.
Bei dem den oben beschriebenen Aufbau aufweisenden Generator für Fahrzeuge wurden Versuche unternommen, den zwischen den klauenartigen Magnetpolen entweichenden magnetischen Fluss zu reduzieren und den von den Feldwicklungen erzeugten magnetischen Fluss zur Erhöhung der Ausgangsleistung des Generators für Fahrzeuge durch Anordnung eines Permanentmagneten zwischen die klauenartigen Magnetpole zur zusätzlichen Erregung zu verstärken. Zum Beispiel offenbart JP–A–11–318064 einen Generator für Fahrzeuge, der zur zusätzlichen Erregung einen Permanentmagneten zwischen die klauenartigen Magnetpolen umfasst.
Bei dem oben erwähnten relevanten Stand der Technik tritt jedoch das folgende Problem auf.
Gewöhnlich wird jede Klaue eines klauenartigen Magnetpols in ein im Wesentlichen im Schnitt entlang der axialen Richtung des Rotors dreieckiges Gebilde geformt, so dass die Klaue zum Zweck einer Gewichtsreduzierung eines Klauenendbereichs in Richtung auf ihre Spitze konisch ausgebildet ist. Dies wird dadurch verursacht, dass die Klauen des klauenartigen Magnetpols einseitig eingespannt sind. Mit anderen Worten ist eine derartige Schnittform dazu bestimmt, zu verhindern, dass der Klauenendbereich sich infolge von Trägheitskräften bei Drehung des Rotors bei hohen Geschwindigkeiten radial nach außen bewegt. Wenn deswegen ein Permanentmagnet, der in der Radialrichtung des Rotors eine relativ große Dicke aufweist, zwischen den benachbarten Klauen der klauenartigen Magnetpole angeordnet ist, steht ein Teil jeder Seitenfläche (d. h., der Magnetpolfläche) des Permanentmagneten in der Umfangsrichtung des Rotors mit der Klaue nicht in Kontakt, woraus sich ein erhöhter Widerstand gegen den magnetischen Fluss (d. h, ein größerer magnetischer Verlust) in einem durch den Permanentmagneten gebildeten magnetischen Kreis ergibt.
Dementsprechend wird der magnetische Fluss des Permanentmagneten nicht effektiv genutzt.
Bei dem oben beschriebenen relevanten Stand der Technik wird jede Klaue eines klauenartigen Magnetpols ebenso in eine im Wesentlichen im Schnitt entlang der axialen Richtung des Rotors dreieckige Gestalt geformt, so dass sie in Richtung auf ihre Spitze konisch ausgebildet ist. Obwohl bei dem relevanten Stand der Technik ein Permanentmagnet verwendet wird, der in der radialen Richtung des Rotors eine kleine Dicke aufweist, wird keine besondere Überlegung auf die Form einer Kontaktfläche zwischen der Klaue und dem Permanentmagneten gerichtet. Somit tritt in der Nähe des Klauenendbereichs ein Teil der Magnetpolfläche des Permanentmagneten auf, der mit der Klaue nicht in Kontakt steht, so dass eine effektive Nutzung des magnetischen Flusses des Permanentmagneten nicht gewährleistet ist.
Die US-A-6 037 695 betrifft einen Generator für ein Fahrzeug, der ein rotierendes Joch umfasst, das durch ein Paar hakenförmiger Magnetpole umfasst, die gegenüber liegend angeordnet sind und konzentrisch auf einer Welle befestigt sind. Weiterhin ist eine magnetische Feldwicklung zum Erzeugen einer Magnetisierungskraft in den hakenförmigen Magnetpolen vorgesehen, und außerdem sind Magnetpole vorgesehen, die am Umfang des rotierenden Jochs angeordnet sind, wobei Magneten zur Reduzierung der magnetischen Streuflussverluste zwischen den hakenförmigen Teilen der hakenförmigen Magnetpole angeordnet sind.
Die EP-A-0 991 162 betrifft einen Generator für Fahrzeuge, der klauenartige Magnetpole sowie mit ihnen zusammenwirkende Permanentmagnete aufweist. Die klauenartigen Magnetpole weisen entsprechende Klauen auf, die die genannten Permanentmagneten tragen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Generator für Fahrzeuge zur Verfügung zu stellen, der den magnetischen Fluss eines Permanentmagneten effektiv nutzen kann, der zwischen klauenartigen Magnetpolen angeordnet ist, und der die Ausgangsleistung des Generators erhöhen kann.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungen der Erfindung.
Ein Generator für Fahrzeuge gemäß der Erfindung weist einen Rotor und einen Stator auf, der durch Aufwickeln von Statorwicklungen um einen Statorkern gebildet ist, wobei der Rotor mein Paar klauenartiger Magnetpole, die gegenüber liegend angeordnet sind, einen Permanentmagneten, der zwischen benachbarten zwei von mehreren Klauen angeordnet ist, und Feldwicklungen aufweist, die radial innerhalb der mehreren Klauen aufgewickelt sind, wobei jede der mehreren Klauen des Rotors derart ausgebildet ist, dass sie eine Form aufweist, die mit der gesamten Magnetpolfläche des Permanentmagneten in Kontakt kommt.
Wie oben im Zusammenhang mit dem relevanten Stand der Technik beschrieben wurde, werden die Klauen eines klauenartigen Magnetpols normalerweise in ein im Wesentlichen im Schnitt entlang der axialen Richtung des Rotors dreieckiges Gebilde geformt, so dass die Klaue in Richtung auf ihre Spitze zu konisch ausgebildet ist. Deswegen, steht ein Teil jeder Seitenfläche (Magnetpolfläche) des Permanentmagneten in der Umfangsrichtung des Rotors mit den Klauen nicht in Kontakt, wenn ein Permanentmagnet mit einer relativ großen Dicke in der radialen Richtung des Rotors zwischen den benachbarten Klauen der klauenartigen Magnetpole angeordnet ist,. Somit wird der Widerstand gegen den magnetischen Fluss (d. h., magnetischer Verlust) in einem magnetischen Kreis, der durch den Permanentmagneten gebildet ist, erhöht und der magnetische Fluss des Permanentmagneten wird nicht effektiv genutzt.
Um dieses Problem zu lösen wird jede der Klauen der klauenartigen Magnetpole in einer Form ausgebildet, die mit der gesamten Magnetpolfläche in der Umfangsrichtung des Rotors in Kontakt kommt. Durch dieses Merkmal wird ermöglicht, dass fast sämtlicher von dem Permanentmagneten ausgehender magnetischer Fluss in die Klauen fließt, wodurch sich ein verringerter Widerstand gegen den magnetischen Fluss (d. h., kleiner magnetischer Verlust) in dem magnetischen Kreis ergibt, der durch den Permanentmagneten gebildet ist. Infolge dessen kann der magnetische Fluss des Permanentmagneten, der zwischen den benachbarten Klauen der klauenartigen Magnetpole angeordnet ist, effektiv genutzt und die Ausgangsleistung des Generator für Fahrzeuges kann erhöht werden.
Jede der mehreren Klauen weist vorzugsweise einen Hilfsmagnetpolbereich auf, der mit der gesamten Magnetpolfläche des Permanentmagneten in Kontakt steht.
Der Hilfsmagnetpolbereich ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass er eine größere Breite auf der Außenseite in der radialen Richtung des Rotors als auf der Innenseite in der radialen Richtung des Rotors aufweist.
Jede der mehreren Klauen ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass eine innere Fläche jeder Klaue in der radialen Richtung des Rotors im Wesentlichen parallel zu ihrer äußeren Fläche in der radialen Richtung des Rotors verläuft.
Die mehreren Klauen sind vorzugsweise mittels eines im Wesentlichen ringförmigen Verbindungselementes miteinander verbunden.
Jede der mehreren Klauen weist außerdem einen Magnethaltebereich zum Halten des Permanentmagneten auf.
Ein Generator für Fahrzeuge kann einen Rotor und einen Stator aufweisen, der durch Aufwickeln von Statorwicklungen um einen Statorkern gebildet ist, wobei der Rotor ein Paar klauenartiger Magnetpole, die gegenüber liegend angeordnet sind, einen Permanentmagneten, der zwischen benachbarten zwei von mehreren Klauen angeordnet ist, die auf dem Paar der klauenartigen Magnetpole vorgesehen sind, und Feldwicklungen aufweist, die radial innerhalb der mehreren Klauen aufgewickelt sind, wobei zwischen jeder der mehreren Klauen und dem Permanentmagneten eine Hilfsmagnetpolplatte angeordnet ist, die mit der gesamten Magnetpolfläche des Permanentmagneten in Kontakt steht.
Somit ist gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung zwischen jeder Klaue und dem Permanentmagneten in der Umfangsrichtung des Rotors eine Hilfsmagnetpolplatte angeordnet, die mit der gesamten seitlichen Fläche (Magnetpolfläche) des Permanentmagneten in Kontakt steht. Durch diese Anordnung wird ermöglicht, dass fast der gesamte, aus dem Permanentmagneten austretende magnetische Fluss in die Klauen eintritt, woraus sich ein geringerer Widerstand gegen den magnetischen Fluss (d. h., ein kleinerer magnetischer Verlust) in dem durch den Permanentmagneten gebildeten magnetischen Kreis ergibt. Infolge dessen kann der magnetische Fluss des Permanentmagneten, der zwischen den benachbarten Klauen der klauenartigen Magnetpole angeordnet ist, effektiv genutzt werden, und es kann die Ausgangsleistung des Generators für Fahrzeuge erhöht werden.
Die Hilfsmagnetpolplatte weist vorzugsweise einen Magnethaltebereich zum Halten des Permanentmagneten auf.
Weiterhin kann mindestens auf der Außenseite des Permanentmagneten in der radialen Richtung des genannten Rotors ein Schutzelement angeordnet sein.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Schnittdarstellung, die den Gesamtaufbau einer ersten Ausführung des Generators für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine detaillierte Seitenansicht des Aufbau einer Klaue, die bei der ersten Ausführung des Generators für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist;
3 ist eine Seitenansicht entlang der Linie III–III in 1, die die räumliche Anordnung zwischen den Klauen und einem Permanentmagneten zeigt, die bei der ersten Ausführung des Generators für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen sind;
4 ist eine vergrößerte Teilansicht, die dem Teil A in 3 entspricht, und die den Aufbau einer Modifikation zeigt, bei der ein Hilfsmagnetpolbereich, der bei dem Generator für Fahrzeuge gemäß der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist, mit der Absicht modifiziert wird, eine Erhöhung der Festigkeit zu realisieren, um einen gleichmäßigen Verlauf des magnetischen Flusses zu erreichen und um Geräusche zu verringern;
5 ist eine Schnittdarstellung, die 3 entspricht und die die räumliche Anordnung zwischen den Klauen der klauenartigen Magnetpole und einem Permanentmagneten zeigt, die bei der zweiten Ausführung des Generators für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen sind;
6 ist eine Schnittdarstellung, die 3 entspricht und die die räumliche Anordnung zwischen den Klauen der klauenartigen Magnetpole und einem Permanentmagneten zeigt, die bei einer weiteren Ausführung des Generators für Fahrzeuge vorgesehen sind;
7 ist eine detaillierte Perspektivdarstellung, die den Aufbau einer Modifikation der dritten Ausführung des Generators für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, bei der die Klauen durch einen Verbindungsring verbunden sind;
8 ist eine Schnittdarstellung, die 3 entspricht und die die räumliche Anordnung zwischen den Klauen der klauenartigen Magnetpole und einem Permanentmagneten zeigt, die bei einer Modifikation der ersten Ausführung des Generators für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen sind, bei der eine magnetische Abdeckung verwendet wird;
9 ist eine Schnittdarstellung, die 6 entspricht und die die räumliche Anordnung zwischen den Klauen der klauenartigen Magnetpole und einem Permanentmagneten zeigt, die bei einer Modifikation des in 6 gezeigten Generators für Fahrzeuge vorgesehen sind, bei der eine magnetische Abdeckung verwendet wird;
10 ist eine Schnittdarstellung, die 5 entspricht und die die räumliche Anordnung zwischen den Klauen der klauenartigen Magnetpole und einem Permanentmagneten zeigt, die bei einer Modifikation der zweiten Ausführung des Generators für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen sind, bei der eine magnetische Abdeckung verwendet wird;
11 ist eine Perspektivdarstellung, die den Gesamtaufbau der in 10 dargestellten magnetischen Abdeckung zeigt;
12 ist eine Schnittdarstellung, die 3 entspricht und die die räumliche Anordnung zwischen den Klauen der klauenartigen Magnetpole und einem Permanentmagneten zeigt, die bei einer Modifikation der zweiten Ausführung des Generators für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen sind, bei der ein Magnethaltebereich verwendet wird;
13 ist eine Schnittdarstellung, die 5 entspricht und die die räumliche Anordnung zwischen den Klauen der klauenartigen Magnetpole und einem Permanentmagneten zeigt, die bei einer Modifikation der zweiten Ausführung des Generators für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen sind, bei der ein Magnethaltebereich verwendet wird;
14 ist eine Schnittdarstellung, die 5 entspricht und die die räumliche Anordnung zwischen den Klauen der klauenartigen Magnetpole und einem Permanentmagneten zeigt, die bei einer anderen Modifikation der zweiten Ausführung des Generators für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen sind, bei der ein Magnethaltebereich verwendet wird.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
Ausführungen der vorliegenden Erfindung werden im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine Schnittdarstellung, die den Gesamtaufbau einer ersten Ausführung des Generators für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Wie 1 zeigt, weist der Generator für Fahrzeuge bei dieser Ausführung hauptsächlich einen Rotor 1 und einen Stator 2 auf. Der Rotor 1 weist auf: eine Welle (Drehwelle) 3, ein Joch 4 mit einem Drehpunkt, durch den sich die Welle 3 hindurch erstreckt, ein Paar klauenartiger Magnetpole 5A, 5B, von denen jeder aus magnetischem Werkstoff besteht und einen Drehpunkt aufweist, durch den sich die Welle 3 hindurch erstreckt, wobei die klauenartigen Magnetpole 5A, 5B gegenüber liegend angeordnet sind und in einem vorgegebenen Abstand in der axialen Richtung des Rotors 1 (Richtung links – rechts in 1) durch das Joch 4 gehalten werden, und Feldwicklungen 6, die auf dem Joch 4 aufgewickelt sind.
Die klauenartigen Magnetpole 5A, 5B sind jeweils mit mehreren Klauen 5Aa, 5Ba versehen. In der Umfangsrichtung des Rotors 1 gesehen, wie in 1 dargestellt ist, sind die Klauen 5Aa, 5Ba derart angeordnet, dass sie sich abwechselnd, sich überlappend, in der axialen Richtung des Rotors 1 (Richtung links – rechts in 1) erstrecken. Zwischen zwei in der Umfangsrichtung des Rotors 1 benachbarten Klauen 5Aa, 5Ba ist ein Permanentmagnet 7 zur zusätzlichen Erregung angeordnet. Weiterhin sind innerhalb der Klauen 5Aa, 5Ba in der radialen Richtung des Rotors 1 Feldwindungen 6 in einem vorgegebenen Abstand angeordnet, die auf dem Joch 4 aufgewickelt sind.
Die Welle 3 ist gegenüber einem Generatorgehäuse, das Endlagerböcke 8A, 8B aufweist, mittels eines Lagers 9A in der Nähe eines Endes auf einer Seite (linke Seite in 1) und eines Lagers 9B in der Nähe eines Endes auf der anderen Seite (rechte Seite in 1) drehbar gelagert. Auch ist am Ende der Welle 3 auf einer Seite (linke Seite in 1) eine Riemenscheibe 10 mittels eines Bolzens 11 befestigt, wobei in der Nähe des Endes der Welle 3 auf der anderen Seite (rechte Seite in 1) Schleifringe 12a, 12b vorgesehen sind. Außerdem ist die Riemenscheibe 10 mittels eines Riemens o. dgl. z. B. mit einer Kurbelwelle eines (nicht gezeigten) Motors verbunden.
Innerhalb des Endlagerbocks 8A sind in Gleitkontakt mit äußeren Umfangsflächen der Schleifringe 12a, 12b Bürsten 13a, 13b angeordnet. Während der Drehbewegung des Rotors 1 wird über die Bürsten 13a, 13b und die Schleifringe 12a, 12b den Feldwicklungen 6 Strom zugeführt. Durch Zuführen des Stroms den Feldwicklungen werden der klauenartige Magnetpol 5A des Rotors 1 zu einem S-Pol und der klauenartige Magnetpol 5B zu einem N-Pol magnetisiert.
Der Stator 2 weist einen Statorkern 14, der zwischen den Endlagerböcken 8A, 8B angeordnet und außerhalb der Klauen 5Aa, 5Ba in der radialen Richtung des Rotors 1 (auf der oberen und der unteren Seite in 1) mit einem kleinen relativen Abstand gegenüber den Klauen 5Aa, 5Ba vorgesehen ist, und Dreiphasen-Statorwicklungen 15 zum Ausgeben einer induzierten Wechselspannung auf, die auf dem Statorkern 14 aufgewickelt sind. Der Rotor 1 dreht sich relativ zum Stator 2. In dem Stator 2, der den oben beschriebenen Aufbau aufweist, ist ein magnetischer Kreis ausgebildet, in dem der magnetische Fluss, der aus dem klauenartigen Magnetpol 5B austritt, der zu einem N-Pol magnetisiert wurde, über den Statorkern 14 zum Magnetpol 5A zurück kehrt, der zu einem S-Pol magnetisiert wurde. Während sich der Rotor 1 relativ zum Stator 2 dreht, ist der magnetische Fluss des magnetischen Kreises von den Statorwicklungen 15 abhängig. Infolge dessen wird in den Statorwicklungen 15 eine induzierte Wechselspannung erzeugt.
Innerhalb des Endlagerbocks 8B sind eine Gleichrichterschaltung 16 und ein Spannungsregler 17 angeordnet. Die Gleichrichterschaltung 16 weist einen Batterieanschluss 18, der mit der positiven Elektrode einer (nicht gezeigten) Batterie verbunden ist, und einen Massenanschluss auf, der mit der negativen Elektrode der (nicht gezeigten) Batterie verbunden ist. Die Gleichrichterschaltung 16 führt eine Gleichrichtung der induzierten Wechselspannung durch, die, wie oben beschrieben wurde, in den Statorwicklungen 15 erzeugt wird, zur Umwandlung in eine Gleichspannung. Der Spannungsregler 17 regelt in Abhängigkeit von einem Laststrom und der Drehzahl des Rotors 1 den Strom, der den Feldwindungen 6 zugeführt wird, so, dass die durch die Gleichrichterschaltung 16 gleichgerichtete Gleichspannung auf einem konstanten Spannungswert von z. B. ca. 14,5 V gehalten wird, um dadurch die (nicht gezeigte) Batterie aufzuladen.
Auf beiden Seiten des Rotors 1 in dessen axialer Richtung (Richtung links – rechts in 1) sind Kühlventilatoren 20a, 20b zur Luftkühlung des Stators 2 und der Gleichrichterschaltung 16. Die Kühlventilatoren 20a, 20b erzeugen Kühlungsluft mit einer Strömungsgeschwindigkeit, die der Drehzahl des Rotors 1 proportional ist.
Bei dieser derart aufgebauten Ausführung besteht das wichtigste Merkmal der vorliegenden Erfindung darin, dass jede der Klauen 5Aa, 5Ba des Rotors 1 derart ausgebildet ist, dass sie eine Form aufweist, die mit der gesamten seitlichen Fläche (d. h., der Magnetpolfläche) des Permanentmagneten 7 in der Umfangsrichtung des Rotors 1 in Kontakt kommt.
2 ist eine detaillierte Schnittdarstellung des Aufbaus der Klaue 5Aa und 3 ist eine Darstellung des Schnitts entlang der Linie III–III in 1, die die räumliche Anordnung zwischen den Klauen 5Aa, 5Ba und dem Permanentmagneten 7 zeigt. Zur Vereinfachung zeigt 3 lediglich einen Pol, der durch jede der Klauen 5Aa, 5Ba gebildet ist.
Wie in 2 und 3 gezeigt ist, sind die Klauen 5Aa, 5Ba in einer im Schnitt entlang der axialen Richtung des Rotors 1 (Richtung links – rechts in 2) im Wesentlichen dreieckigen Form ausgebildet, wie ähnlich wie beim relevanten Stand der Technik durch gestrichelte Linie in 2 angedeutet ist, so dass zum Beispiel die Klaue 5Aa in Richtung auf ihre Spitze zu (in 2 nach rechts) mit der Ausnahme der beiden seitlichen Enden jeder Klaue in der Umfangsrichtung des Rotors 1 konisch ist. Der Permanentmagnet 7 ist derart ausgebildet, dass er im Wesentlichen rechteckige seitliche Flächen (d. h., Magnetpolflächen) in der Umfangsrichtung des Rotors 1 (Richtung links – rechts in 3) aufweist. Außerdem ist der Permanentmagnet 7, wie oben beschrieben wurde, zwischen den Klauen 5Aa, 5Ba angeordnet, die sich in der axialen Richtung des Rotors 1 (Richtung links – rechts in 2) überlappen.
Außerdem sind an beiden seitlichen Enden jeder der Klauen 5Aa, 5Ba (Endflächen der Klauen 5Aa, 5Ba sind einander gegenüberliegend, sich in der axialen Richtung des Rotors 1 (Richtung links – rechts in 3) überlappend ausgebildet) Hilfsmagnetpolbereiche 21 vorgesehen, so dass sie sich nach innen erstrecken, um die gesamten Magnetpolflächen des Permanentmagneten 7 zu kontaktieren. Bei dieser Ausführung ist jeder Hilfsmagnetpolbereich 21 in einer im Wesentlichen gleichen Form wie die entsprechende Magnetpolfläche des Permanentmagneten 7 ausgebildet, so dass der Hilfsmagnetpolbereich 21 in unmittelbarem Kontakt mit dem Permanentmagneten 7 steht. Weiterhin sind an beiden seitlichen Enden jeder der Klauen 5Aa, 5Ba in der axialen Richtung des Rotors 1 (Richtung links – rechts in 3) herausragende Ränder 22 vorgesehen, so dass sie sich in der Umfangsrichtung von den äußersten Teilen der beiden seitlichen Enden jeder Klaue in der Umfangsrichtung des Rotors 1 (obere Seite in 3) erstrecken. Die Ränder 22 dienen dazu, zu verhindern, dass der Permanentmagnet 7 durch die Drehbewegung des Rotors 1 nach außen heraus geschleudert wird.
Nachfolgend wird die Funktion eines derart aufgebauten Generators für Fahrzeuge nach dieser Ausführung beschrieben.
Zunächst wird ein Strom über die Bürsten 13a, 13b und die Gleitringe 12a, 12b den Feldwicklungen 6 des Rotors 1 zugeführt, der sich durch die Wirkung einer Antriebskraft, z. B. eines (nicht gezeigten) Motors dreht. Durch die Zufuhr eines Stroms, wie oben beschrieben, werden der klauenartige Magnetpol 5A zu einem S-Pol und der klauenartige Magnetpol 5B zu einem N-Pol magnetisiert. Dadurch wird ein magnetischer Kreis gebildet, in dem der aus dem klauenartigen Magnetpol 5B, der zu einem S-Pol magnetisiert wurde, austretende magnetische Fluss über den Statorkern 14 des Stators 2 zum klauenartigen Magnetpol 5A zurück geführt wird. Während dieser Zeit wird der magnetische Fluss des magnetischen Kreises durch Hinzufügen des magnetischen Flusses des Permanentmagneten 7 zur zusätzlichen Magnetisierung verstärkt. Weiterhin ist der magnetische Fluss des magnetischen Kreises von den Statorwicklungen 15 abhängig. Infolge dessen wird in den Dreiphasen-Statorwicklungen 15, die auf dem Statorkern 14 aufgewickelt sind, eine induzierte Wechselspannung erzeugt.
Die erzeugte Spannung wird durch die Gleichrichterschaltung 16 zur Umwandlung in eine Gleichspannung gleichgerichtet und anschließend in einer (nicht gezeigten) Batterie gespeichert. Zum Aufladen der (nicht gezeigten) Batterie durch die durch die Gleichrichterschaltung 16 gleichgerichtete Gleichspannung steuert der Spannungsregler 17 in Abhängigkeit von einem Laststrom und der Drehzahl des Rotors 1 den den Feldwicklungen 6 zugeführten Strom derart, dass die erzeugte Spannung auf einem konstanten Spannungswert von z. B. 14,5 V gehalten wird.
Nachfolgend werden durch die Arbeitsweise dieser Ausführung erreichbare Vorteile beschrieben.
(1) Höhere Ausgangsleistung
Gewöhnlich wird jede der Klauen eines Magnetpols im Schnitt entlang der axialen Richtung des Rotors 1 in einer im Wesentlichen dreieckförmigen Form ausgebildet, so dass die Klaue in Richtung auf ihre Spitze zu konisch ist. Deswegen steht ein Teil jeder Magnetpolfläche des Permanentmagneten nicht in Kontakt mit der Klaue, wenn ein Permanentmagnet mit einer relativ großen Dicke in der radialen Richtung des Rotors zwischen den benachbarten Klauen der klauenartigen Magnetpole angeordnet ist. Somit wird der Widerstand gegen den magnetischen Fluss (d. h., der magnetische Verlust) in einem magnetischen Kreis, der durch den Permanentmagneten gebildet wird, erhöht und der magnetische Fluss des Permanentmagneten wird nicht effektiv genutzt.
Um dieses Problem zu lösen weisen die Klauen 5Aa, 5Ba der klauenartigen Magnetpole 5A, 5B bei dieser Ausführung eine derartige Form auf, dass sie mit der gesamten Magnetpolfläche des Permanentmagneten 7 in der Umfangsrichtung des Rotors 1 in Kontakt kommen, wodurch ermöglicht wird, dass fast der gesamte magnetische Fluss, der aus dem Permanentmagneten 7 austritt, in die Klauen 5Aa, 5Ba eintritt. Es ist somit möglich, den Widerstand gegen den magnetischen Fluss (d. h., den magnetischen Verlust) in dem magnetischen Kreis, der durch den Permanentmagneten gebildet wird, zu verringern und den magnetische Fluss des Permanentmagneten effektiv zu nutzen. Infolge dessen kann die Ausgangsleistung des Generators erhöht werden.
(2) Niedrigere Kosten
Bei dieser Ausführung kann der magnetische Fluss des Permanentmagneten 7 effektiv genutzt und die Ausgangsleistung des Generators für Fahrzeuge kann durch die oben in (1) erwähnten Vorteile auch dann erhöht werden, wenn die Größe des Permanentmagneten 7 verringert wird. Infolge dessen können die Herstellungskosten des Generators für Fahrzeuge verringert werden.
(3) Beschränkung der Demagnetisierung bei hohen Temperaturen
Als Permanentmagnet zur zusätzlichen Erregung wird zum Beispiel ein Neodymmagnet verwendet. Der Inflexionspunkt einer irreversiblen Demagnetisierungskennlinie eines derartigen Permanentmagneten ändert sich, wenn die Temperatur steigt. Deswegen kann die magnetische Dichte bei hohen Temperaturen sinken (so genannte Demagnetisierung bei hohen Temperaturen), wenn der magnetische Leitwert niedrig ist. Wenn in einem solchen Fall der gewöhnliche klauenartige Magnetpol verwendet wird, bei dem die Klaue nicht mit der gesamten Magnetpolfläche des Permanentmagneten 7 in Kontakt steht, wird in dem Teil der Magnetpolfläche des Permanentmagneten, der mit der Klaue des klauenartigen Magnetpol nicht in Kontakt steht, der Widerstand gegen den magnetischen Fluss erhöht und der magnetische Leitwert wird teilweise reduziert.
Wenn der Arbeitspunkt eines Permanentmagneten, dessen beide Magnetpole mit einer magnetischen Substanz nicht in Kontakt stehen, mit dem Arbeitspunkt eines Permanentmagneten, dessen beide Magnetpole mit einer magnetischen Substanz in Kontakt stehen, verglichen wird, weist der letztgenannte Permanentmagnet, dessen beide Magnetpole mit einer magnetischen Substanz in Kontakt stehen, im Arbeitspunkt eine höhere magnetische Dichte auf, da der magnetische Leitwert in seinem Arbeitspunkt höher ist. Da bei dieser Ausführung die beiden Magnetpole des Permanentmagneten 7 vollständig mit den Klauen 5Aa, 5Ba (genau ausgedrückt die Hilfsmagnetpolbereiche 21) der klauenartigen Magnetpole 5A, 5B in Kontakt stehen, kann der Effekt der Demagnetisierung bei hohen Temperaturen minimiert werden und das Aufmass des Permanentmagneten 7 zum Kompensieren der Demagnetisierung bei hohen Temperaturen kann erhöht werden.
(4) Einfachere Magnetisierung des Permanentmagneten
Um zu verhindern, dass Metallstaub, wie Eisenpulver, am Permanentmagneten anhaftet, weist ein Verfahren zur Herstellung des Generators für Fahrzeuge im Allgemeinen die Schritte der Anordnung jedes Permanentmagneten zur zusätzlichen Erregung, der sich in einem noch nicht magnetisierten Zustand befindet, zwischen den benachbarten Klauen der klauenartigen Magnetpole, der Einstellung eines Gleichgewichtszustands beim Drehen eines Rotors, und der Magnetisierung des Permanentmagneten durch ein (nicht gezeigtes) externes Magnetisierungsjoch auf, z. B. in einer Endphase des Herstellungsprozesses des Rotors. Wenn ein derartiger Herstellungsprozess bei einem Generator für Fahrzeuge in dieser Ausführung angewandt wird, kann der magnetische Fluss ausreichend auf den Permanentmagneten 7 übertragen werden, der noch nicht magnetisiert ist, und der Vorgang der Magnetisierung des Permanentmagneten 7 kann vereinfacht werden, da die beiden seitlichen Flächen des Permanentmagneten 7 in der Umfangsrichtung des Rotors 1 in vollständigem Kontakt mit den Klauen 5Aa, 5Ba (genau gesagt, mit den Hilfsmagnetpolbereichen 21) der klauenartigen Magnetpole 5A, 5B stehen.
Wie in 3 dargestellt ist, ist bei der oben beschriebenen Ausführung der Hilfsmagnetpolbereich 21 auf jeder der Klauen 5Aa, 5Ba mit einer im Wesentlichen gleichen Dicke (Breite in der Richtung links – rechts in 3) vorgesehen. Der Hilfsmagnetpolbereich 21 kann jedoch modifiziert werden, wie in 4 gezeigt ist. Insbesondere weist der in 4 gezeigte Hilfsmagnetpolbereich 21' auf der näheren Seite (auf der oberen Seite in 4, d. h., der äußeren Seite in der radialen Richtung des Rotors 1) eine Breite W2, die geringfügig größer als die Breite W1 auf der entfernten Seite (auf der unteren Seite in 4, d. h., der inneren Seite in der radialen Richtung des Rotors 1) ist. Der Hilfsmagnetpolbereich 21' weist eine Form auf, die zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit des Hilfsmagnetpolbereichs 21'' selbst und zur Vergleichmäßigung des aus dem Permanentmagneten 7 austretenden magnetischen Flusses beiträgt.
Außerdem ist der Rand 22 bei der Modifikation von 4 durch einen Rand 22'' ersetzt, der an seiner äußersten Ecke abgeschrägt ist. Der abgeschrägte Rand 22'' ermöglicht eine gleichmäßigere magnetische Ankopplung und Entkopplung zwischen den Klauen 5Aa, 5Ba und dem Statorkern 14 während der Drehung des Rotors 1. Dementsprechend werden Pulsationen des magnetischen Flusses im Spalt zwischen dem Stator 2 und den Klauen 5Aa, 5Ba reduziert.
Somit ist es möglich, magnetische Schwingungen zu unterdrücken und Geräusche zu reduzieren.
Es ist anzumerken, dass 4 eine teilweise vergrößerte, detaillierte Ansicht ist, die den Aufbau der Modifikation zeigt, die dem Teil A der ersten Ausführung entspricht.
Nachfolgend wird im Zusammenhang mit 5 eine zweite Ausführung des Generators für Fahrzeuge beschrieben.
5 ist eine der 3 entsprechende Schnittdarstellung, die die räumliche Anordnung zwischen den Klauen 5Aa, 5Ba der klauenartigen Magnetpole 5A, 5B und dem Permanentmagneten 7 zeigt, die bei der zweiten Ausführung des Generators für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen sind. In 5 werden Teile, die denen in 3 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei ihre Beschreibung weg gelassen wurde. In der folgenden Beschreibung wird bei Bedarf auf andere Zeichnungen Bezug genommen. Zum Zweck der Vereinfachung zeigt 5 nur einen Pol, der durch jede der Klauen 5Aa₁ , 5Ba₁ wie in 3 gebildet wird.
Obwohl es zum Zweck der Vereinfachung nicht besonders dargestellt ist, ist jede der Klauen 5Aa₁ , 5Ba₁ im Schnitt entlang der axialen Richtung des Rotors 1 (Richtung, die senkrecht zur Zeichnungsebene von 5 verläuft) im Wesentlichen dreieckförmig ausgebildet, so dass die Klaue in Richtung auf ihre Spitze zu, ähnlich dem relevanten Stand der Technik, mit der Ausnahme der Ränder 22, konisch ist. Wie in 5 gezeigt wird, ist bei dieser Ausführung zwischen jeder der Klauen 5Aa₁ , 5Ba₁ , die die oben beschriebene Form aufweisen, und dem Permanentmagneten 7 eine Hilfsmagnetpolplatte 23 aus einem magnetischen Werkstoff angeordnet, so dass die Platte 23 mit der entsprechenden gesamten Magnetpolfläche des Permanentmagneten 7 in Kontakt steht. Der restliche Aufbau entspricht dem bei der ersten Ausführung. Somit tritt bei dieser Ausführung der von dem Permanentmagneten 7 austretende, fast gesamte magnetische Fluss über die Hilfsmagnetpolplatten 23 in die klauenartigen Magnetpole 5A, 5B ein, da die Hilfsmagnetpolplatte 23, die mit der gesamten Magnetpolfläche des Permanentmagneten 7 in Kontakt steht, zwischen jeder der Klauen 5Aa₁ , 5Ba₁ und dem Permanentmagneten 7 angeordnet ist. Es ist somit möglich, den Widerstand gegen den magnetischen Fluss (d. h., den magnetischen Verlust) in dem durch den Permanentmagneten 7 gebildeten magnetischen Kreis zu reduzieren. Deswegen kann der magnetische Fluss des Permanentmagneten 7, der zwischen den Klauen 5Aa₁ , 5Ba₁ der klauenartigen Magnetpole 5A, 5B angeordnet ist, wie bei der ersten Ausführung effektiv genutzt werden und die Ausgangsleistung des Generators für Fahrzeuge kann erhöht werden.
Wenn der Permanentmagnet 7 bei dieser Ausführung magnetisiert wird, werden die Hilfsmagnetpolplatten 23 vorher auf die Flächen (sowohl an die linke als auch die rechte Fläche in 5) des Permanentmagneten 7 geklebt, die magnetisiert werden sollen. Der Permanentmagnet 7, der die Hilfsmagnetpolplatten 23 umfasst, ist zwischen benachbarten Klauen 5Aa₁ , 5Ba₁ angeordnet und wird dann mittels eines (nicht gezeigten) externen Magnetisierungsjochs magnetisiert. Wie oben beschrieben wurde, wird der Permanentmagnet 7 vorzugsweise in der Endphase des Herstellungsprozesses des Rotors 1 nach dem Befestigen der Kühlventilatoren 20a, 20b (s. 1) und dem Einstellen des Gleichgewichts beim Drehen des Rotors 1 magnetisiert. Durch die Anwendung eines solchen Magnetisierungsvorgangs ist es möglich, zu verhindern, dass Metallstaub, wie Eisenpulver, am Permanentmagneten anhaftet, und einen Generator mit hoher Zuverlässigkeit zu realisieren.
Ein weiterer Generator für Fahrzeuge wird nachfolgend im Zusammenhang mit 6 beschrieben.
6 ist eine 3 entsprechende Schnittdarstellung, die die räumliche Anordnung zwischen den Klauen 5Aa₂ , 5Ba₂ der klauenartigen Magnetpole 5A, 5B und dem Permanentmagneten 7 zeigt, die bei der dritten Ausführung des Generators für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen sind. In 6 werden Teile, die denen in 3 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei ihre Beschreibung weg gelassen wurde. In der folgenden Beschreibung wird bei Bedarf auf andere Zeichnungen Bezug genommen. Zum Zweck der Vereinfachung zeigt 6 nur einen Pol, der durch jede der Klauen 5Aa₂ , 5Ba₂ wie in 3 gebildet wird.
Jede der Klauen 5Aa₂ , 5Ba₂ ist derart ausgebildet, dass eine innere Fläche (die untere Seite in 6) jeder Klaue in der radialen Richtung des Rotors 1 sich im Wesentlichen parallel zu deren äußerer Fläche (der oberen Seite in 6) in der radialen Richtung des Rotors 1 erstreckt. Mit anderen Worten, obwohl es zum Zweck der Vereinfachung nicht besonders dargestellt ist, ist jede der Klauen 5Aa₂ , 5Ba₂ derart ausgebildet, dass sie vom entfernten Ende zum nahen Ende eine im Wesentlichen gleiche Dicke aufweist und damit im Schnitt entlang der axialen Richtung des Rotors 1 (der zur Zeichnungsebene senkrecht stehenden Richtung in 6) eine im Wesentlichen dreieckförmige Gestalt aufweist.
Durch einen solchen Aufbau der Klauen 5Aa₂ , 5Ba₂ werden beide seitliche Flächen (Magnetpolflächen) des Permanentmagneten 7 in der Umfangsrichtung des Rotors 1 (Richtung links – rechts in 6) vollständig mit den Klauen 5Aa₁ , 5Ba₁ aus magnetischem Werkstoff in unmittelbarem Kontakt gehalten. Der restliche Aufbau entspricht dem der ersten Ausführung. Dementsprechend bietet diese Ausführung ähnliche Vorteile wie die erste Ausführung.
Außerdem ist diese Ausführung besonders für einen Generator für Fahrzeuge geeignet, der z. B. bei Baumaschinen u. dgl. verwendet wird. Da jede der Klauen 5Aa₂ , 5Ba₂ derart ausgebildet ist, dass sie vom entfernten Ende zum nahen Ende eine im Wesentlichen gleiche Dicke aufweist, weist das entfernte Ende jeder Klaue 5Aa₂ , 5Ba₂ ein höheres Gewicht als die Klauen 5Aa, 5Ba, 5Aa₁ und 5Ba₁ , die bei der ersten und der zweiten Ausführung verwendet werden. Somit besteht bei dieser Ausführung die Möglichkeit, dass das entfernte Klauenende durch die Drehung des Rotors 1 (s. 1) sich nach außen (nach oben in 6) bewegt. Im Allgemeinen dreht sich jedoch ein Generator für Fahrzeuge, der z. B. bei Baumaschinen o. dgl. verwendet wird, mit konstanter Geschwindigkeit mit einer relativ niedrigen Drehzahl im Bereich von 3000 bis 4000 U/min. Deswegen sind die Belastungen, die auf die unteren Bereiche der Klauen 5Aa₂ , 5Ba₂ wirken und die sich in Trägheitskräften auswirken, relativ klein, woraus sich eine geringe Möglichkeit ergibt, dass sich die entfernten Enden der der Klauen 5Aa₂ , 5Ba₂ bewegen, wie oben erwähnt wurde. Andererseits ermöglichen die Klauen 5Aa₂ , 5Ba₂ , von denen bei dieser Ausführung jede die oben beschriebene Form aufweist, ein gleichmäßiges Eintreten des magnetischen Flusses vom Permanentmagneten 7 in jede Klaue. Somit ist diese Anordnung für einen Generator für Fahrzeuge geeignet, der z. B. bei Baumaschinen o. dgl. verwendet wird und bei dem eine höhere Ausgangsleistung erforderlich ist.
Weiterhin können die Klauen 5Aa₂ , 5Ba₂ für den Fall der Drehung des Generators für Fahrzeuge mit hohen Geschwindigkeiten mittels eines Verbindungsringes 24 miteinander verbunden werden, der im Wesentlichen ringförmig ausgebildet ist und an den Klauen von der inneren Seite in der Umfangsrichtung des Rotors 1 befestigt ist. Der Verbindungsring 24 ist an jeder der Klauen 5Aa₂ , 5Ba₂ mittels einer Schraube 25 befestigt (die Art der Befestigung ist nicht auf die Verwendung von Schrauben begrenzt, wobei der Verbindungsring 24 zum Beispiel durch Schweißen befestigt werden kann). Bei einer solchen Modifikation ist es erwünscht, dass der Verbindungsring 24 aus einem nicht magnetischen Werkstoff hergestellt ist, während die Schraube aus einem magnetischen Werkstoff hergestellt ist. Der Vereinfachung wegen wird der Permanentmagnet 7 in 7 weggelassen. Außerdem bildet der Verbindungsring 24 ein im Wesentlichen ringförmiges Verbindungselement, das im Anspruch 5 aufgeführt wird.
Als Schutzelement kann eine magnetische Abdeckung zumindest auf der unteren Seite des Permanentmagneten 7 in der radialen Richtung des Rotors 1 vorgesehen werden. Die magnetische Abdeckung dient dazu, zu verhindern, dass Bruchstücke des Permanentmagneten 7 im Falle einer möglichen Beschädigung des Permanentmagneten 7 durch die Drehung des Rotors 1 außerhalb des Rotors 1 heraus geschleudert werden.
Nachfolgend werden mehrere Modifikationen nacheinander beschrieben, bei denen bei dem Generator für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung eine magnetische Abdeckung vorgesehen ist.
8 ist eine 3 entsprechende Schnittdarstellung, die die räumliche Anordnung zwischen den Klauen 5Aa, 5Ba der klauenartigen Magnetpole 5A, 5B und dem Permanentmagneten 7 zeigt, die in einer Modifikation der oben beschriebenen ersten Ausführung des Generators für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen sind, bei der eine magnetische Abdeckung verwendet wird. In 8 werden Teile, die denen in 3 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei ihre Beschreibung weg gelassen wird. In der folgenden Beschreibung wird bei Bedarf auf andere Zeichnungen Bezug genommen. Zum Zweck der Vereinfachung zeigt 8 nur einen Pol, der durch jede der Klauen 5Aa, 5Ba wie in 3 gebildet wird.
8 ist zu entnehmen, dass eine Außenfläche des Permanentmagneten 7 in der radialen Richtung des Rotors 1 im unmittelbaren Kontakt mit einer magnetischen Abdeckung 26 steht, die im Wesentlichen die gleiche rechteckige Form wie die Außenfläche des Permanentmagneten 7 aufweist. Die magnetische Abdeckung 26 besteht vorzugsweise aus nicht magnetischem Werkstoff, der einen hervorragenden Korrosionswiderstand aufweist, wie rostfreier Stahl, so dass der magnetische Fluss des Permanentmagneten 7, der zwischen den Klauen 5Aa, 5Ba der klauenartigen Magnetpole 5A, 5B, effektiv wirkt. Bei dieser Modifikation wird die magnetische Abdeckung 26 mittels der Flansche 22 gehalten. Während die magnetische Abdeckung 26 bei dieser Modifikation vorgesehen ist, werden beide Magnetpolflächen des Permanentmagneten 7 vollständig mit den Klauen 5Aa, 5Ba (genau gesagt mit Hilfsmagnetpolbereichen 21) der klauenartigen Magnetpole 5A, 5B in Kontakt gehalten.
9 ist eine der 6 entsprechende Schnittdarstellung, die die räumliche Anordnung zwischen den Klauen 5Aa₂ , 5Ba₂ der klauenartigen Magnetpole 5A, 5B und dem Permanentmagneten 7 zeigt, die in einem weiteren Generator für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen sind, bei dem eine magnetische Abdeckung verwendet wird. In 9 werden Teile, die denen in 6 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei ihre Beschreibung weg gelassen wird. In der folgenden Beschreibung wird bei Bedarf auf andere Zeichnungen Bezug genommen. Zum Zweck der Vereinfachung zeigt 9 nur einen Pol, der durch jede der Klauen 5Aa₂ , 5Ba₂ , wie in 6 gebildet wird.
9 ist zu entnehmen, dass wie bei der oben im Zusammenhang mit 8 beschriebenen Modifikation, eine Außenfläche des Permanentmagneten 7 in der radialen Richtung des Rotors 1 im unmittelbaren Kontakt mit einer magnetischen Abdeckung 26 steht, die im Wesentlichen die gleiche rechteckige Form wie die Außenfläche des Permanentmagneten 7 aufweist. Die magnetische Abdeckung 26 besteht vorzugsweise aus nicht magnetischem Werkstoff, der einen hervorragenden Korrosionswiderstand aufweist, wie rostfreier Stahl, so dass der magnetische Fluss des Permanentmagneten 7, der zwischen den Klauen 5Aa₂ , 5Ba₂ der klauenartigen Magnetpole 5A, 5B, effektiv wirkt. Bei dieser Modifikation wird die magnetische Abdeckung 26 ähnlich mittels der Flansche 22 gehalten. Während die magnetische Abdeckung 26 bei dieser Modifikation vorgesehen ist, werden beide Magnetpolflächen des Permanentmagneten 7 vollständig mit den klauenartigen Magnetpolen 5A, 5B (genau gesagt den Klauen 5Aa₂ , 5Ba₂ ) in Kontakt gehalten.
Diese Modifikation ist auch für den Fall, bei dem sich der Rotor 1 mit hohen Geschwindigkeiten dreht, durch Verbindung der Klauen 5Aa₂ , 5Ba₂ mittels eines Verbindungsringes 26 anpassbar, der im Zusammenhang mit 7 oben beschrieben wurde.
Mit den obigen zwei Modifikationen kann zusätzlich zu den Vorteilen, die ähnlich den der ersten Ausführung sind, ein anderer Vorteil erreicht werden, indem verhindert wird, dass Bruchstücke des beschädigten Permanentmagneten 7 im Falle einer möglichen Beschädigung des Permanentmagneten 7 durch die Drehung des Rotors 1 außerhalb des Rotors 1 heraus geschleudert werden.
Bei einer Magnetisierung des Permanentmagneten 7 bei den obigen Modifikationen wird die magnetische Abdeckung 26 vorher auf die Außenseite des Permanentmagneten 7 in der radialen Richtung des Rotors 1 aufgeklebt. Der die magnetische Abdeckung 26 umfassende Permanentmagnet 7 wird zwischen den benachbarten Klauen der klauenartigen Magnetpole 5A, 5B angeordnet und dann mittels eines (nicht gezeigten) externen Magnetisierungsjochs magnetisiert. Wie oben beschrieben wurde, wird der Permanentmagnet 7 vorzugsweise in der Endphase des Herstellungsprozesses des Rotors 1 magnetisiert. Durch die Anwendung eines solchen Magnetisierungsvorgangs ist es möglich, zu verhindern, dass Metallstaub, wie Eisenpulver, am Permanentmagneten anhaftet, und einen Generator mit hoher Zuverlässigkeit zu realisieren.
Während jede der obigen zwei Modifikationen einen Aufbau aufweist, bei dem die Außenfläche des Permanentmagneten 7 in der radialen Richtung des Rotors 1 durch eine magnetische Abdeckung 26 in Form einer Platte geschützt wird, ist die vorliegende Erfindung auf einen derartigen Aufbau nicht beschränkt. Da die von den Magnetpolflächen abweichenden Flächen des Permanentmagneten 7 keinen Einfluss auf die magnetischen Kennlinien ausüben, kann die magnetische Abdeckung zum Beispiel eine Form aufweisen, die die von den Magnetpolflächen abweichenden Flächen des Permanentmagneten 7 umschließt. Mit anderen Worten kann die magnetische Abdeckung verschiedene Formen im Rahmen des technischen Konzepts der magnetischen Abdeckung aufweisen, ohne von diesem Konzept abzuweichen. Nachfolgend werden im Zusammenhang mit 10 und 11 Modifikationen des Generators für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben, bei denen eine magnetische Abdeckung vorgesehen ist, die vier von den Magnetpolflächen abweichende Flächen des Permanentmagneten 7 umschließt.
10 ist eine 5 entsprechende Schnittdarstellung, die die räumliche Anordnung zwischen den Klauen 5Aa₁ , 5Ba₁ der klauenartigen Magnetpole 5A, 5B und dem Permanentmagneten 7 zeigt, die bei einer Modifikation der oben beschriebenen zweiten Ausführung des Generators für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen sind, bei dem eine magnetische Abdeckung verwendet wird. 11 ist eine Schnittdarstellung, die den Gesamtaufbau der in 10 dargestellten magnetischen Abdeckung zeigt. In 10 werden Teile, die denen in 5 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei ihre Beschreibung weg gelassen wird. In der folgenden Beschreibung wird bei Bedarf auf andere Zeichnungen Bezug genommen. Zum Zweck der Vereinfachung zeigt 10 nur einen Pol, der durch jede der Klauen 5Aa₁ , 5Ba₁ , wie in 5 gebildet wird.
Wie in 10 und 11 gezeigt wird, weist eine magnetische Abdeckung 26A eine rahmenähnliche Form auf, die vier von den Magnetpolflächen abweichende Flächen des Permanentmagneten 7 umschließt. Innere Umfangswandflächen der magnetischen Abdeckung 26A werden mit einem solchen Genauigkeitsgrad oberflächenbehandelt, dass diese Wandflächen in einen sehr engen Kontakt mit den vier von den Magnetpolflächen abweichende Flächen des Permanentmagneten 7 kommen. Die magnetische Abdeckung 26A besteht vorzugsweise auch aus nicht magnetischem Werkstoff, der einen hervorragenden Korrosionswiderstand aufweist, wie rostfreier Stahl, so dass der magnetische Fluss des Permanentmagneten 7, der zwischen den benachbarten Klauen 5Aa₁ , 5Ba₁ der klauenartigen Magnetpole 5A, 5B, effektiv wirkt. Bei dieser Modifikation wird die magnetische Abdeckung 26 ähnlich mittels der Ränder 22 gehalten. Während die magnetische Abdeckung 26 bei dieser Modifikation vorgesehen ist, werden die beiden Magnetpolflächen des Permanentmagneten 7 vollständig mit den Klauen 5Aa₁ , 5Ba₁ der (genau gesagt mit Hilfsmagnetpolplatten 23) der klauenartigen Magnetpole 5A, 5B in Kontakt gehalten.
Mit dieser Modifikation kann zusätzlich zu den Vorteilen, die ähnlich den der ersten Ausführung sind, ein anderer Vorteil erreicht werden, indem verhindert wird, dass Bruchstücke des beschädigten Permanentmagneten 7 im Falle einer möglichen Beschädigung des Permanentmagneten 7 durch die Drehung des Rotors 1 außerhalb des Rotors 1 herausgeschleudert werden.
Bei der Magnetisierung des Permanentmagneten 7 bei dieser Ausführung wird der noch nicht magnetisierte Permanentmagnet 7 zunächst in die magnetische Abdeckung 26A eingeschoben, so dass er in unmittelbarem Kontakt mit den inneren Umfangswandflächen der magnetischen Abdeckung 26A steht. In diesem Zustand werden dann zwei Hilfsmagnetpolplatten 23 auf den Magnetpolflächen des Permanentmagneten 7 angeordnet. Wie in 10 zu erkennen ist, weist jede der Hilfsmagnetpolplatten 23 im Wesentlichen die gleichen Abmessungen wie eine seitliche Fläche der magnetischen Abdeckung 26A in der Umfangsrichtung (Richtung links – rechts in 10) des Rotors 1 auf. Die Hilfsmagnetpolplatten 23 sind mit der magnetischen Abdeckung 26A z. B. durch Schweißen fest verbunden, um ein Gehäuse zu bilden, wobei der Permanentmagnet 7 in unmittelbarem Kontakt mit Innenwandflächen des Kastens steht.
Nach dem Zusammenbau der magnetischen Abdeckung 26A, der zwei Hilfsmagnetpolplatten 23 und des Permanentmagneten 7 in eine integrale Einheit, wie oben beschrieben wurde, wird die Einheit zwischen den benachbarten Klauen 5Aa₁ , 5Ba₁ der klauenartigen Magnetpole 5A, 5B derart angeordnet, dass die Hilfsmagnetpolplatten 23 mit den Klauen 5Aa₁ , 5Ba₁ in unmittelbarem Kontakt stehen. Dann wird der Permanentmagnet 7 mittels eines (nicht gezeigten) Magnetisierungsjochs magnetisiert. Wie oben beschrieben wurde, wird der Permanentmagnet 7 vorzugsweise in einer Endphase des Prozesses der Herstellung des Rotors 1 magnetisiert. Durch die Anwendung eines solchen Magnetisierungsvorgangs ist es möglich, zu verhindern, dass Metallstaub, wie Eisenpulver, am Permanentmagneten anhaftet, und einen Generator mit hoher Zuverlässigkeit zu realisieren.
Bei den obigen drei Modifikationen bildet jede der magnetischen Abdeckungen 26, 26A ein Schutzelement, das im Anspruch 9 aufgeführt wird.
Selbstverständlich können die magnetischen Abdeckungen 26, 26A mit jeder der oben beschriebenen ersten bis dritten Ausführung optional kombiniert werden.
Außerdem kann durch die Ausbildung eines Magnethaltebereichs, der dem mechanischen Halten des Permanentmagneten 7 dient, auf einem Teil, der mit dem Permanentmagneten in Kontakt steht, wie die seitliche Fläche der Klaue in der Umfangsrichtung des Rotors, verhindert werden, dass der Hilfsmagnetpolbereich und die Hilfsmagnetpolplatte sowie der noch nicht magnetisierte Permanentmagnet aus dem Bereich zwischen den Klauen der klauenartigen Magnetpole heraus rutschen, wodurch sich eine Verbesserung der Effizienz zum Beispiel beim Zusammenbau des Rotors und beim Magnetisieren des Permanentmagneten ergibt.
Nachfolgend werden nacheinander verschiedene Modifikationen beschrieben, bei denen ein Magnethaltebereich beim Generator für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist.
12 ist eine 3 entsprechende Schnittdarstellung, die die räumliche Anordnung zwischen den Klauen 5Aa₃ , 5Ba₃ der klauenartigen Magnetpole 5A, 5B und dem Permanentmagneten 7 zeigt, die bei einer Modifikation der oben beschriebenen ersten Ausführung des Generators für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen sind, bei dem ein Magnethaltebereich verwendet wird. In 12 werden Teile, die denen in 3 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei ihre Beschreibung weg gelassen wird. In der folgenden Beschreibung wird bei Bedarf auf andere Zeichnungen Bezug genommen. Zum Zweck der Vereinfachung zeigt 12 nur einen Pol, der durch jede der Klauen 5Aa₃ , 5Ba₃ , wie in 3, gebildet wird.
Bei dieser Modifikation ist, wie in 12 gezeigt ist, ein Magnethaltebereich 21Aa am inneren Ende (auf der unteren Seite in 12) jedes Hilfsmagnetpolbereichs 21A in der radialen Richtung des Rotors 1 vorgesehen, so dass der Permanentmagnet 7 zwischen dem Magnethaltebereich 21Aa und dem Rand 22 festgehalten wird. Während bei dieser Modifikation die Magnethaltebereiche 21Aa vorgesehen sind, werden die beiden Magnetpolflächen des Permanentmagneten 7 vollständig mit den Klauen 5Aa₃ , 5Ba₃ der klauenartigen Magnetpole 5A, 5B (genau ausgedrückt, mit den Hilfsmagnetpolbereichen 21A) in Kontakt gehalten. Der restliche Aufbau entspricht dem der ersten Ausführung. Es ist überflüssig zu sagen, dass der Magnethaltebereich 21A auch bei der dritten Ausführung verwendbar ist.
13 ist eine 5 entsprechende Schnittdarstellung, die die räumliche Anordnung zwischen den Klauen 5Aa₁ , 5Ba₁ der klauenartigen Magnetpole 5A, 5B und dem Permanentmagneten 7 zeigt, die bei einer Modifikation der oben beschriebenen zweiten Ausführung des Generators für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen sind, bei dem eine Magnethaltebereich verwendet wird. In 13 werden Teile, die denen in 5 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei ihre Beschreibung weg gelassen wird. In der folgenden Beschreibung wird bei Bedarf auf andere Zeichnungen Bezug genommen. Zum Zweck der Vereinfachung zeigt 13 nur einen Pol, der wie in 5 durch jede der Klauen 5Aa₁ , 5Ba₁ , gebildet wird.
Bei dieser Modifikation ist, wie in 13 gezeigt ist, ein Magnethaltebereich 23Aa am inneren Ende (auf der unteren Seite in 13) jeder Hilfsmagnetpolplatte 23A in der radialen Richtung des Rotors 1 vorgesehen, so dass der Permanentmagnet 7 zwischen dem Magnethaltebereich 23Aa und dem Rand 22 festgehalten wird. Während bei dieser Modifikation die Magnethaltebereiche 23Aa vorgesehen sind, werden die beiden Magnetpolflächen des Permanentmagneten 7 vollständig mit den Hilfsmagnetpolplatten 23A in Kontakt gehalten. Der restliche Aufbau entspricht dem der zweiten Ausführung.
14 ist eine 5 entsprechende Schnittdarstellung, die die räumliche Anordnung zwischen den Klauen 5Aa₁ , 5Ba₁ der klauenartigen Magnetpole 5A, 5B und dem Permanentmagneten 7 zeigt, die bei einer anderen Modifikation der oben beschriebenen zweiten Ausführung des Generators für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen sind, bei dem ein Magnethaltebereich verwendet wird. In 14 werden Teile, die denen in 5 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei ihre Beschreibung weg gelassen wird. In der folgenden Beschreibung wird bei Bedarf auf andere Zeichnungen Bezug genommen. Zum Zweck der Vereinfachung zeigt 14 nur einen Pol, der wie in 5 durch jede der Klauen 5Aa₁ , 5Ba₁ , gebildet wird.
Bei dieser Modifikation sind, wie in 14 gezeigt ist, Magnethaltebereiche 23Ba, 23Bb jeweils an einem inneren Ende (auf der unteren Seite in 14) und einem äußeren Ende (auf der oberen Seite in 14) jeder der Hilfsmagnetpolplatte 23B in der radialen Richtung des Rotors 1 vorgesehen, so dass der Permanentmagnet 7 zwischen ihnen festgehalten wird. Während bei dieser Modifikation die Magnethaltebereiche 23Ba, 23Bb vorgesehen sind, werden die beiden Magnetpolflächen des Permanentmagneten 7 vollständig mit den Hilfsmagnetpolplatten 23B in Kontakt gehalten. Der restliche Aufbau entspricht dem der zweiten Ausführung.
Bei der Magnetisierung des Permanentmagneten 7 bei den im Zusammenhang mit 13 und 14 oben beschriebenen zwei Modifikationen werden die Hilfsmagnetpolplatten 23A oder 23B vorher auf die Flächen des Permanentmagneten 7 (sowohl auf die linke als auch auf die rechte seitliche Fläche in 13 und 14) geklebt, die magnetisiert werden sollen. Der die Hilfsmagnetpolflächen umfassende Permanentmagnet 7 wird zwischen den benachbarten Klauen 5Aa₁ , 5Ba₁ der klauenartigen Magnetpole 5A, 5B angeordnet und dann mittels eines (nicht gezeigten) Magnetisierungsjochs magnetisiert. Wie oben beschrieben wurde, wird der Permanentmagnet 7 vorzugsweise in einer Endphase des Herstellungsprozesses des Rotors 1 magnetisiert. Durch die Anwendung eines solchen Magnetisierungsvorgangs ist es möglich, zu verhindern, dass Metallstaub, wie Eisenpulver, am Permanentmagneten anhaftet, und einen Generator mit hoher Zuverlässigkeit zu realisieren. Insbesondere bei der in 14 gezeigten Modifikation ist der Arbeitswirkungsgrad verbessert, da die Hilfsmagnetpolplatte 23B im senkrechten Schnitt, wie in 14 zu erkennen ist, im Wesentlichen die gleiche Form aufweist. Somit wird durch die Form der Hilfsmagnetpolplatte 23B die Notwendigkeit eliminiert, beim Einbau des Permanentmagneten 7, der die Hilfsmagnetpolplatten 23B umfasst, die auf die magnetisierten Flächen des Permanentmagneten 7 aufgeklebt wurden, zwischen die benachbarten Klauen 5Aa₁ , 5Ba₁ der klauenartigen Magnetpole 5A, 5B, zu prüfen, welche Seite nach oben zeigt.
Mit den obigen drei Modifikationen werden zusätzlich zu den ähnlichen Vorteilen wie bei der ersten Ausführung andere Vorteile erreicht werden, indem verhindert wird, dass der noch nicht magnetisierte Permanentmagnet aus dem Bereich zwischen den Klauen der klauenartigen Magnetpole 5A, 5B auf die Seite der Feldwicklungen 6 heraus rutscht, wobei die Effizienz zum Beispiel beim Zusammenbau des Rotors 1 und beim Magnetisieren des Permanentmagneten 7 verbessert werden kann.
In der Praxis ist es auf Grund von Bearbeitungszugaben, der Oberflächenrauhigkeit und anderen Gründen schwierig, die seitliche Fläche der Klaue in der Umfangsrichtung des Rotors 1, den Hilfsmagnetpolbereich, die Hilfsmagnetpolfläche usw. derart auszubilden, dass ein solches Teil mit der gesamten Magnetpolfläche des Permanentmagneten sicher in Kontakt gebracht wird. Von der mikroskopischen Sichtweise gesehen besteht die Möglichkeit, dass die seitliche Fläche der Klaue in der Umfangsrichtung des Rotors, der Hilfsmagnetpolbereich, die Hilfsmagnetpolfläche usw. nicht einwandfrei mit der gesamten Magnetpolfläche des Permanentmagneten in Kontakt steht (sondern diese lediglich abdecken). Aus praktischer Sicht kann jedoch ein solcher Fall auch so angesehen werden, dass er in den Zustand fällt, in dem die seitliche Fläche der Klaue in der Umfangsrichtung des Rotors, der Hilfsmagnetpolbereich, die Hilfsmagnetpolfläche usw. mit der gesamten Magnetpolfläche des Permanentmagneten im Wesentlichen in Kontakt steht. Deswegen können ähnliche Vorteile wie bei den obigen Ausführungen erreicht werden.
Weiterhin können selbstverständlich der Aufbau des Hilfsmagnetpolbereichs 21', der eine Erhöhung der Festigkeit und einen gleichmäßigen magnetischen Fluss bewirkt, und der Aufbau des Rands 22', der Geräusche reduziert, die oben im Zusammenhang mit 4 beschrieben wurden, bei jeder der obigen Ausführungen und ihrer Modifikationen verwendet werden.
Während die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit einem Beispiel eines Generators für Fahrzeuge beschrieben wurden, bei dem ein Strom über die Bürsten 13a, 13b den sich drehenden Feldwicklungen 6 zugeführt werden, kann die vorliegende Erfindung auch z. B. bei einem bürstenlosen Generator für Fahrzeuge verwendet werden, bei dem die Feldwicklungen unbeweglich sind. Somit können ähnliche Vorteile wie bei den obigen Ausführungen erreicht werden, wenn die vorliegende Erfindung bei jedem Generator für Fahrzeuge verwendet wird, bei dem zwischen benachbarten Klauen von klauenartigen Magnetpolen ein Permanentmagnet angeordnet ist.
Auch wenn die Ränder 22, 22' bei den obigen Ausführungen als eine Anordnung zum Verhindern des durch die Drehung des Rotors 1 verursachten Herausschleuderns des Permanentmagneten 7 außerhalb des Rotors 1 vorgesehen sind, ist die vorliegende Erfindung auf eine solche Anordnung nicht begrenzt. Zum Beispiel kann ein ähnlicher Vorteil ohne die Ränder 22, 22' durch Verwendung einer Anordnung erreicht werden, bei der jede Klaue eine Breite aufweist, die in der Umfangsrichtung des Rotors auf der äußeren Seite größer als auf der inneren Seite in der Umfangsrichtung des Rotors ist, und bei der ein trapezförmiger Permanentmagnet vorgesehen ist, der in der Umfangsrichtung des Rotors auf der inneren Seite eine größere Breite als auf der äußeren Seite in der Umfangsrichtung des Rotors aufweist, wobei der Permanentmagnet zwischen den benachbarten Klauen angeordnet ist.
Wie oben beschrieben wurde, tritt gemäß des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung fast der gesamte magnetische Fluss, der aus dem Permanentmagneten austritt, in die Klaue ein, da jede Klaue der klauenartigen Magnetpole eine solche Form aufweist, dass sie mit der gesamten Magnetpolfläche eines Permanentmagneten in Kontakt kommt, wodurch der Widerstand gegen den magnetischen Fluss (d. h., der magnetische Verlust) im magnetischen Kreis, der durch den Permanentmagneten gebildet wird, reduziert werden kann. Deswegen ist es möglich, den magnetischen Fluss des Permanentmagneten effektiv zu nutzen, der zwischen den benachbarten Klauen der klauenartigen Magnetpole angeordnet ist, und die Ausgangsleistung des Generators für Fahrzeuge zu erhöhen.
Auch tritt gemäß des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung fast der gesamte magnetische Fluss, der aus dem Permanentmagneten austritt, in die klauenartigen Magnetpole durch die Hilfsmagnetpolplatten ein, da eine Hilfsmagnetpolplatte, die mit der gesamten Magnetpolfläche des Permanentmagneten in Kontakt kommt, zwischen jeder Klaue und dem Permanentmagneten vorgesehen ist, wodurch der Widerstand gegen den magnetischen Fluss (d. h., der magnetische Verlust) im magnetischen Kreis, der durch den Permanentmagneten gebildet wird, reduziert werden kann.
Deswegen ist es möglich, den magnetischen Fluss des Permanentmagneten effektiv zu nutzen, der zwischen den benachbarten Klauen der klauenartigen Magnetpole angeordnet ist, und die Ausgangsleistung des Generators für Fahrzeuge zu erhöhen.

Claims

Generator für Fahrzeuge mit: einem Stator (2), der einen Statorkern (14) und um den Statorkern (14) gewickelte Statorwicklungen (15) aufweist, und einem Rotor (1), der sich relativ zum Stator (2) in Abstand zu diesem dreht, wobei der genannte Rotor (1) aufweist: ein Paar klauenartiger Magnetpole (5A, 5b), die gegenüber liegend angeordnet sind; Feldwicklungen (6), die radial innerhalb der klauenartigen Magnetpole (5A, 5B) aufgewickelt sind, und mehrere Permanentmagneten (7), die den genannten klauenartigen Magnetpolen (5A, 5B) zugeordnet sind, wobei das genannte Paar der klauenartigen Magnetpole (5A, 5B) mehrere Klauen (5Aa, 5Ba) aufweist, und wobei jede der genannten Klauen (5Aa, 5Ba) aufweist: seitliche Bereiche, die in der Drehrichtung des Rotors (1) in entgegen gesetzte Richtungen gerichtet sind, einen nahen Endbereich, in dem jede genannte Klaue (5Aa, 5Ba) freitragend ausgebildet ist, und einen entfernten Endbereich, der eine geringere radiale Dicke als der nahe Endbereich aufweist, wobei die genannten Klauen (5Aa, 5Ba) eines der Paare der klauenartigen Magnetpole (5A, 5B) und die genannten Klauen des anderen der Paare der klauenartigen Magnetpole (5A, 5B) abwechselnd in der genannten Drehrichtung des genannten Rotors (1) angeordnet sind, und jeder der genannten Permanentmagneten (7) mit Magnetpolflächen ausgebildet ist, die in der Drehrichtung des genannten Rotors (1) in entgegen gesetzte Richtungen gerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der genannten Permanentmagneten (7) eine Dicke in radialer Richtung des genannten Rotors (1) aufweist, die größer ist als der entfernte Endbereich der Klaue (5Aa, 5Ba), wobei die genannten Permanentmagneten (7) zwischen den genannten Klauen (5Aa, 5Ba) einander benachbart in der genannten Drehrichtung des genannten Rotors (1) derart angeordnet sind, dass ein Abschnitt jeder der genannten Magnetpolflächen dem entsprechenden seitlichen Bereich der Klauen (5Aa, 5Ba) gegenüber liegt und der restliche Abschnitt jeder der genannten Magnetpolflächen dem seitlichen Bereich der Klauen nicht gegenüber liegt, wobei zwischen den genannten Klauen (5Aa, 5Ba) und den genannten Permanentmagneten (7) Hilfsmagnetpolbereiche (21) vorgesehen sind, und wobei jeder der genannten Hilfsmagnetpolbereiche (21) mit der entsprechenden Magnetpolfläche der genannten Permanentmagneten (7) in Kontakt steht, die den genannten restlichen Bereich jeder Magnetpolfläche umfasst, um das Eintreten des aus dem restlichen Bereich der Magnetpolfläche austretenden magnetischen Flusses in die Klauen (5Aa, 5Ba) zu ermöglichen.
Generator für Fahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Hilfsmagnetpolbereiche (21) einteilig mit der entsprechenden Klaue (5Aa, 5Ba) ausgebildet ist und die genannte Magnetpolfläche mit dem seitlichen Bereich der Klaue abdeckt und mit der Magnetpolfläche in Kontakt steht.
Generator für Fahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Hilfsmagnetpolbereiche (21) aus einem Element (23) besteht, das zum Halten des Permanentmagneten (7) zwischen der genannten Magnetpolfläche und dem seitlichen Bereich der Klaue angeordnet ist.
Generator für Fahrzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede der mehreren Klauen (5Aa, 5Ba) einen Hilfsmagnetpolbereich aufweist, der mit der gesamten Magnetpolfläche des genannten Permanentmagneten (7) in Kontakt steht.
Generator für Fahrzeuge nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Hilfsmagnetpolbereiche (21) derart ausgebildet ist, dass er eine größere Breite auf der Außenseite in der radialen Richtung des genannten Rotors (1) als auf der Innenseite in der radialen Richtung des Rotors (1) aufweist.
Generator für Fahrzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jede der mehreren Klauen einen Magnethaltebereich zum Halten des genannten Permanentmagneten (7) aufweist.
Generator für Fahrzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen jeder der mehreren Klauen (5Aa, 5Ba) und dem genannten Permanentmagneten (7) eine Hilfsmagnetpolplatte (23) angeordnet ist, die mit der gesamten Magnetpolfläche des genannten Permanentmagneten (7) in Kontakt steht.
Generator für Fahrzeuge nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Hilfsmagnetpolplatte (23) einen Magnethaltebereich (21Aa, 23Aa, 23Ba, 23Bb) zum Halten des genannten Permanentmagneten (7) aufweist.
Generator für Fahrzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens auf der Außenseite des genannten Permanentmagneten (7) in der radialen Richtung des genannten Rotors (1) ein Schutzelement (26) angeordnet ist.