DE1538110A1 - Arrangement for the contactless transmission of alternating currents to rotating machines and devices, in particular for the excitation of synchronous machines without slip rings - Google Patents

Arrangement for the contactless transmission of alternating currents to rotating machines and devices, in particular for the excitation of synchronous machines without slip rings

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DE1538110A1 DE19651538110 DE1538110A DE1538110A1 DE 1538110 A1 DE1538110 A1 DE 1538110A1 DE 19651538110 DE19651538110 DE 19651538110 DE 1538110 A DE1538110 A DE 1538110A DE 1538110 A1 DE1538110 A1 DE 1538110A1
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00Synchronous motors or generators
    • H02K19/16Synchronous generators
    • H02K19/26Synchronous generators characterised by the arrangement of exciting windings

Description

Anordnung zur kontaktlosen Übertragung von Wechselströmen auf urilaufende- Maschinen und Geräte, inübesondere zur schleifringlosen Erregung von Synchronmaschinen Es ist bekannt, zur kontaktlosen Übertragung von Wechselströmen auf umlaufend c Teile zwei Synchron- oder Asynchronmaschinen- in hauhade zu schalten, wobei die beiden Läuferwicklungen unmittelbar oexer über uhlaufende Gleichrichter in Reihe geschaltet sind, während die Stö.nderwicklung der ersten Maschine am Netz liegt und die der zweiten Maschine mit Gleichstrom oder Wechselstrom gespeist wird Die zweite Maschine muß hierbei ebenfalls wie die erste als unilaufende Maschine nach Art einer Synchron- oder Asynehre>nmaochine ausgeführt sein und ist dah-Y je nach der Größe und Richtung der dem Ständer zugeführten Frequenz mehr oder weni.-gor aufwendig, Hinzu kommt,.daß sie in der Drehzahl an die der ersten Maschine gebunden ist, was ihre Abmessungen bei kleinen Drehzahlen und kleinen Ständerfrequonzen weiter vergrößert, weil mit abzzehi:iender Drehzahl für eine gegebene Leistung das Drehmoment, das die Abmessungen einer elektrischen Maschine bestimmt, im umgekehrten Verhältnis zunimmt. Handelt es :ich um die kontaktlose Erregung einer-Synchroninaschine, so benötigt man eine verhältnismässig große Anzahl von Erregermaschinen mit umlaufenden Gleichrichtern, um allen Anforderungen bei den verschiedensten Drehzahlen und Leiutungcn gerecht zu werden.Arrangement for the contactless transmission of alternating currents on Machines and devices, especially for excitation of synchronous machines without slip rings It is known for the contactless transmission of alternating currents to circulating c Parts to switch two synchronous or asynchronous machines in hauhade, with the two rotor windings directly oexer via running rectifiers in series are switched while the fault winding of the first machine is connected to the mains and that of the second machine is fed with direct current or alternating current The second machine, like the first, must follow as a non-running machine Kind of synchronous or asynchronous teaching> nmaochine and is dah-Y depending on the size and direction of the frequency applied to the stator more or less expensive, in addition, that the speed is similar to that of the first Machine is bound, whatever its dimensions at low speeds and small stand frequencies further increased, because with decreasing speed for a given power that Torque, which determines the dimensions of an electrical machine, in reverse Ratio increases. Is it: I am about the contactless excitation of a synchronous machine, so you need a relatively large number of excitation machines with rotating Rectifiers to meet all requirements at the most varied of speeds and power lines meet.

Die vorliegende Erfindung zeigt nun eine Möglichkeit zur kontaktlosen bbortragung von Wechselströmen auf umlaufende Teile, die von den genannten Nachteilen frei ist. Die .Abmessungen der dafür bentgten Anordnung sind von der Drehzahl der umlaufenden Teile völ. lig unabhängig, so daß eine einzige Leistungsreihe für alle Dreh--ülilen ausreicht. Dies 1-rird dadurch erreicht, daß die Leistung auf :en z?ialL:utenden --Teil durch einen Umspanner besonderer Bauart Überdessen dessen Erst- und ZWcitwcklung äie -Welle des um#aüaufcnden Teils mutig umgeben und eng miteinander gekoppelt sind.. Die Erstwicklung steht hierbei fest, die Zweitwicklung läuft um., Lurch eine besondere Ausbildung des magnetischen Kreises wird erreicht, daß der mit beiden Flicklungen verkettete rlüß in jeder Stellung des umlaufenden Teils gegenüber der:. feststehenden den @5leiehen magnetischen Zeitwert vorfindet, Die Frequenz in bciddrä 'ilcklungen ist hierbei gleich (meisten; Netzfrenuenz ), ünä daher kann unabhängig von der Drehzahl. stets die gleiche Leistung über- -`@ra@3en rierden" Der magnetische Kreis wird mit Netzfrequenz beansprucht, so daß rnan kleine Abmessungen erhält.The present invention now shows a possibility for contactless Transmission of alternating currents to rotating parts that suffer from the disadvantages mentioned free is. The dimensions of the arrangement required for this depend on the speed of the revolving parts völ. lig independent, so that a single performance series for everyone Turning - ülilen is sufficient. This 1-r is achieved by the fact that the performance on: en z? IalL: utenden - Partly through a transformer of a special design, with its initial and secondary winding äie wave of the surrounding part are courageously surrounded and closely coupled with one another .. The first winding is fixed, the second winding runs around., Lurch a special one Formation of the magnetic circuit is achieved that of the two Flicklungen chained rlüß in every position of the revolving part opposite the :. fixed finds the @ 5leehmen magnetic time value, the frequency in bciddrä 'ilcklungen is here the same (most; Netzfrenuenz), ünä can therefore be independent of the speed. always deliver the same performance -` @ ra @ 3en rierden "The magnetic one The circuit is stressed with mains frequency, so that it has small dimensions.

Einige Ausführungsbeispiele lassen den Erfindungsgedanken besser erkein en, In 1'ig, 1 bedeutet 1 die feststehende Erstwicklung der Über- " tragungscnordnung und 2 die umlaufende Zweitwicklung Beide sind mitti g- zur umlaufenden Welle 3 angeordnet a Die Erstwicklung umschließt einen aus isolierten Eisenblechen spiralig gewickelten Kern 4 und %-iird in radialer Richtung von einem ebenso gewickelten Ring 5 umgeben. Ein Jochstück 6 aus isolierten Blechen verbindet Kern und Ring: Die umlaufende Z%"reit\-"icklung 2 ist von einem Bleichartig aufgebauten feil des magnetischen Kreises umgeben, dem Kern 7, dem Ring 8 und dem Joch 9: Feststehender und umlaufender Teil sind durch einen Luftspalt 10 in achsialer Richtung voneinander getrennt 1'lie man aus fig. 1. und 2 ohne weiteres erkennt, finden die mit beiden ;Ticklun gen verketteten Feldlinien bei allen Stellungen des umlaufenden Teils gegenüber dem feststehenden den gleichen magnetisehen Leitviert vor, rieh sich der über die Joche 6 und g schließende hlüß gleichmäßig über die Querschnitte der Ringe 5 und 8 verteilt. I'ig 3 und 4 zeigen die Anwendung des Erfindungsgedankens auf eine dreiphasige Übertragungsanordnung. Demgemäß sind drei Erstwicklungen l a, 'I b und l c und drei Zweitwicklungen 2a, 2b und 2c vor- " handen, außerdem neben den Kernen 4 und 7 noch drei Ringe 5a, 5b, 5c bzw, 8a, 8b, 8c.. ferner ist noch je ein zweites Joch 1'1 und 1l»a angebracht. Man kann die gebrachten Anordnungen noch in der Weise vereinfachen, daß man nur in einem Teil, zoBa im feststehenden Teil, Kern und ringe anbringt Im anderen Teil erhält dann das Joch kammartige Ansätze, die die ZcreitWicklung aufnehmen, wie dies in Fig. 5 angedeutet ist Die Kammansätze können dabei rechteckigen Querschnitt erhalten, gras die Fertigung erleichtert.Some exemplary embodiments better omit the idea of the invention en, In 1'ig, 1 1 means the fixed initial winding of the transmission order and 2 the revolving secondary winding. Both are arranged in the middle of the revolving shaft 3 a The first winding encloses a spiral wound from insulated iron sheets Core 4 and% -iird are surrounded in the radial direction by an equally wound ring 5. A yoke piece 6 made of insulated sheet metal connects the core and the ring: the circumferential Z% "riding \ -" winding 2 is surrounded by a pale-like structure of the magnetic circuit, the Core 7, the ring 8 and the yoke 9: Fixed and rotating part are through an air gap 10 separated from one another in the axial direction can be seen from fig. 1. and 2 recognizes without further ado, find the field lines linked with both ticklings the same for all positions of the rotating part in relation to the stationary part Magnetic Leitviert before, rieh the hlüß closing over the yokes 6 and g evenly distributed over the cross-sections of the rings 5 and 8. I'ig 3 and 4 show the application of the inventive concept to a three-phase transmission arrangement. Accordingly, three first windings la, 'I b and l c and three second windings 2a, 2b and 2c are available, in addition to the cores 4 and 7, three rings 5a, 5b, 5c or 8a, 8b, 8c .. furthermore, a second yoke 1'1 and 1l »a is also attached. Man can still simplify the given arrangements in such a way that one can only use one Part, zoBa in the fixed part, core and rings attaches in the other part then the yoke, comb-like approaches that take up the ZcreitWindlung, as shown in Fig. 5 is indicated The comb extensions can have a rectangular cross-section, gras makes production easier.

An die Zweitwicklung des urlaufenden Teils kann nun ein ebenfalls umlaufender Gleichrichter, z.Bo 12 in Figo 1, angeschlossen werden, der die Erregerwicklung 13 im Läufer einer Synchronmaschine speiste zeigt die Anwendung des Erfindungsgedankens bei einer lastabhängig erregten Synchronmaschine 14. Die Erregerwicklung 13 m Läufer ist über den Gleichrichter 12 an eine erfindungsgemäße Übertragungsanorrdnung 15 angeschlossen. Die Wicklung des feststehenden Teil.- dieser Anordnung wird über den Umspanner 16, die Drosselspule 17 und den Kondensator 18 in bekannter Weise lastabhängig erregtt Ein regelbarer Parallelpfad, bestehend aus dem gesteuerten Stromrichter (Stroritor) 19 und dem Widerstand 20, ermöglicht eine zusätzliche Feinregelung. . . Bei den :iherigen Ausführungsbeispielen waren Erst- und Zweit- wicklung hintereinander angeordnet. Man kann-sie aber auch, in radialer Richtung aufeinander folgen lassen und erhält dann den Luftspalt ebenfalls in radialer Richtung.A rotating rectifier, e.g. 12 in Fig. 1, can now be connected to the secondary winding of the primary part, which feeds the excitation winding 13 in the rotor of a synchronous machine.This shows the application of the inventive concept to a load-dependently excited synchronous machine 14. The excitation winding 13 m rotor is connected via the rectifier 12 to a transmission arrangement 15 according to the invention. The winding of the stationary part - this arrangement is excited in a known manner load-dependently via the transformer 16, the choke coil 17 and the capacitor 18 A controllable parallel path, consisting of the controlled converter (Stroritor) 19 and the resistor 20, enables additional fine control. . . In the case of the previous exemplary embodiments, first and second winding arranged one behind the other. But you can also let follow one another in the radial direction and then receives the air gap also in the radial direction.

Fig. 7 zeigt eine derartige Anordnung für einphasigen Wechselstrom. Die feststehende Erotwicklung 1 befindet sich, zwischen zwei geblech- 9 @1.@_eög1 und 22 ebenso die mmlaufende-Zweitwicklung 2 zwischen zwei Ringen 23, 24. Der magnetische Kreis wird für den Ständer durch die Querjoche 6, für den Läufer durch die Querjoche 9 geschlossen. Die Anzahl der Querjoche im Ständer und Läufer ist an sich beliebig. Hier sind es z.Ba je vier. Der Zuf tspalt 10 tritt jetzt in radialer Richtung auf. Durch die gestrichelten Linien ist der Flußverlauf angedeutet Pg: 9 zeigt eine dreiphasige Anordnung Mit den drei Erstwicklungen 1a, 1b, 1c, den drei Zweitwicklungen 2a, 2b, 2c, den geblechten feststehenden Ringen 21, 22, 25, 26 mit den Querjochen 6 und den geblechten umlaufenden Ringen 23, 24, 27, 28 mit den zugehörigen Querjochen 9. Die Figur läßt die große Vereinfachung für eine wirtschaftliche Fertigung einer solchen Anordnung erkcnnen. Bei der dreiphasigen Ausführung nach fig. 3 und 9 kann man die drei Phasen unter 120o Zeitlich aufeinander folgen lassen_ Man kann aber auch die mittlere Phase umkehren und dadurch eine zeitliche Aufeinanderfolge von 60 0 erzielen, wodurch der magnetische Kreis günstiger beansprucht wird.Fig. 7 shows such an arrangement for single-phase alternating current. The fixed erot development 1 is located between two sheet metal 9 @ 1. @ _ Eög1 and 22 also the mm running secondary winding 2 between two rings 23, 24. The magnetic circuit is closed for the stator by the cross yokes 6, for the runner by the cross yokes 9. The number of cross yokes in the stator and rotor is arbitrary. Here there are, for example, four each. The feed gap 10 now occurs in the radial direction. The flow course is indicated by the dashed lines the laminated circumferential rings 23, 24, 27, 28 with the associated transverse yokes 9. The figure shows the great simplification for an economical production of such an arrangement. In the three-phase version according to fig. 3 and 9 you can let the three phases follow one another at less than 120o_ But you can also reverse the middle phase and thereby achieve a chronological sequence of 60 0, whereby the magnetic circuit is stressed more favorably.

Damit die Blechringe der erfindungsgemäßen Anordnungen durch die Querjoche nicht kurzgeschlossen werden, muß an den Übergang. querschnitten eine dünne Isolierschicht angebracht werden.So that the sheet metal rings of the inventive arrangements through the cross yokes must not be short-circuited at the junction. cut a thin layer of insulation be attached.

Wenn Kerne und Blechringe bei den Anordnungen nach Figo 1 bis 4 aus isoliertem Blech spiralig gewickelt sind, sind Anfang und Ende ai nes t'lickels voneinander isoliert, so daß die Wickel keine Kurzochlußtrindungen zu den mutig zu ihnen liegenden Wicklungen bildene Damit dies auch bei den Anordnungen nach Figo 7 bis 9 der Fall ist, dürfen die Tcilbleche der geblechten Ringe 21 bis 2b keine geschlossenen Ringe bilden Jedes Blech muß vielmehr aufgeschnitten sein= Zweckmäßig schneidet man aus jedem Blech einen kleinen-Sektor (29, 710 zw. 31, 32) heraus' (Fig . Q)# Dadurch kann man die Bleche so aufeinander schichten, daß sie eine Spirale ilden und keine geschlossenen Windungen entstehen- Das Auftreten von störenden Kurzschlußströmen in den Blechringen wird auf diese Weise vormieden. Es genügt aber auch, die einzelnen Bleche einfach zu schlitzen, so'daß sie keinen geschlossenen Ring mehr ilden, und sie dann mit jeweils versetztem Schlitz aufeinander zu schichten.. ,:2n kann die Anordnungen nach Fig. 7 bis 9 in ähnlicher Weise vrie die nach Zig # 1 bis ¢ dadurch vereinfachen, daß man nur in einem Teil L _B , icn Ständer Blechringe vorsieht und sie im anderen Teil wegläßt, Die Querjoche 9 erhalten dann ivie in Fig . 5 -kammartige 'ortu mit Zähnen und Fluten; in. den so. entstandenen Nuten liegen die Zweitwicklungen 2a, 2b, 2c, vergleiche FigG 10 und 11, Über die Zahne und den Luftspalt tritt der Pluß in die feststehenden StLinderringe 21, 22, 25, 26 über, von vro er sich über die Ständerquerjoehe 6 schließen kann. Die zur Vermeidung von Kurzschlußströmen in den Stäriderringblechen erforderlichen Schlitze.l.egt,. man zweckmäßig so, da,ß sie ;ich in der Mitte eines Ständerquerjoche s befinden. Man kann die Blechringe auch aus soviel Kreisabschnitten zusammensetzen als Querjoche vorhanden sind, die Stoßstellen. liegen dann jeweils unter Jochmitte (vergleiche die Schlitze 33, 34, 35, 36).When cores and sheet metal rings are spirally wound from insulated sheet metal in the arrangements according to FIGS Arrangements according to Figo 7 to 9 is the case, the sheet metal sheets of the sheet metal rings 21 to 2b must not form closed rings. out '(Fig. Q) # This means that the sheets can be layered on top of one another in such a way that they form a spiral and no closed turns are created. In this way, disturbing short-circuit currents in the sheet metal rings are avoided. However, it is also sufficient to simply slit the individual sheets so that they no longer form a closed ring, and then to layer them on top of one another with an offset slot which according to Zig # 1 to ¢ are simplified by providing sheet metal rings in only one part L _B, icn stator and omitting them in the other part. The cross yokes 9 are then given as shown in Fig. 5 -comb-like 'ortu with teeth and flutes; in. the so. The resulting grooves are the second windings 2a, 2b, 2c, compare FigG 10 and 11, the plus passes over the teeth and the air gap into the fixed StLinderrings 21, 22, 25, 26, from where it can close over the stator crossjoehe 6. The slots required to avoid short-circuit currents in the strength ring plates. one expediently in such a way that they; I are in the middle of a post cross yoke. The sheet metal rings can also be composed of as many circular segments as there are cross yokes, the joints. are then each below the center of the yoke (compare the slots 33, 34, 35, 36).

Einer besonders zweckmäßiges Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens ist in Figp 12 und@13 dargestellt. Die Anordnung ist von der der Fig. 9 abgeleitet. Die geblochten umlaufenden Ringe 21, 22, 25, 26 bestehen jedoch nur aus Ringabschnitten, die sieh zaBo über 0° des Bohrungsurnfangs erstrecken (Bohrung ist der zylindrische ?aum, in dem "ich der Läufer dreht) und von denen in Figo 12 die Boden um 1800 versetzten Abschnitte 23a und 23b dargestellt sind. Die Ringabschnitte 23a, 24.a, 27a, 28a des Läufers, die in _:..-lcr Richtung- .- locht sind, vrerderi durch das Läuferquerjoch 9a Überbrückt, desgleichen die um 'f800 versetzten Ringabschnitte 23b, 24b9 27b, 28b durch das Läuferquerjoch 9b0 Im Ständer sind die fest--stehenden Ringe 21, 22, ,25, 26 in je h, sich z.ßo über 900 in Umfari,-srichtung erstreckende Ringabschnitte unterteilt, von denen in fig . 'i 2 die Abschnitte 21a, 21b, 21c, 21d dargestellt sind, die untereinander keine elektrisch leitende Verbindung haben Die Ring- ._'1r., 22a 25a, ,2h-1 sind durc-,- das Querloch 6a, die hiz@abschilitte abschnitt 2 b, 22b, 25b, 26b durch das Querjoch 6b überbrückt usvio M T 11 an erreicht dadurch, daß die Ringabschnitte vom Fluß nur noch in radialer, nicht mehr dagegen auch in Umfangsrichtung durchflossen werden, Ihre radialen Abmessungen werden daher nicht mehr vom Betrag des Flusseis abhängig, man wird sie zweckmäßig etwa gleich der des Kupfers machen, um für die Querjoche einfache, ungenutete Bleche verwenden zu können. Man erreicht durch eine derartige Anord-, daß der aus dem Läufer in den Ständer übertretende Fluß bei. nung jeder Stellung des Läufers den gleichen magnetischen Leitwert im Ständer vorfindet, ohne daß .dies mit einem unwirtschaftlich gros-,en Werkstoffaufwand erkauft vrerden mußo sJal kann auch den "Pol"bogen eines Teils der Ringabschnitte gr-ös= sei machen als 900 und dafür den anderen Teil entsprechend klei-: nero Z.BBro kann der "Pol"bogen der Abschnitte 23a 23b, 21a, 21c und der in . -:.aber Richtung zugehörigen Abschnitt 100e betragen' vrenn die Abschnitte 21b, 21d uswo auf 80o verringert vierdeno Es muß nur darauf geachtet werden, daß der Läufer bei jeder Stellung einen gleichbleibenden magnetischen Leitvtert im Ständer vorfindet.;, Wenn diese Bedingung eingehalten wird, kann man die Zahl der "Pol"-bogen irl Ständer beliebig größer als zwei wählen. Auch für den Läufer trifft dies zu. Die "Pol"bogen können jedoch im Läufer aus Platzgründen nicht so unmittelbar aufeinander folgen wie im Ständer, viau auch nicht erforderlich ist. Es genügt für die beabsichtigte Wirkung, wenn der aus dem Läufer in den Ständer übertretende Pluß hier den gleichbleibenden magnetischen leitviert vorfindet. Eu bereitet keine Schwierigkeiten, die einfach gefertigten Wicklungen der Anordnung mit Anzapfungen zu versehen, so daß man sich dadurch leicht wechselnden Verhältnissen anpassen kann.A particularly useful embodiment of the inventive concept is shown in Figp 12 and @ 13. The arrangement is derived from that of FIG. The braided circumferential rings 21, 22, 25, 26 , however, consist only of ring sections that extend, for example, over 0 ° of the circumference of the bore (bore is the cylindrical space in which the rotor rotates) and of which in FIG. 12 the bottom by 1800 offset sections 23a and 23b are shown. The ring sections 23a, 24.a, 27a, 28a of the rotor, which are perforated in _: ..- lcr direction- .- are bridged by the rotor cross yoke 9a, likewise the around ' f800 staggered ring sections 23b, 24b9 27b, 28b through the rotor cross yoke 9b0 In the stator, the fixed rings 21, 22, 25, 26 are divided into h each, e.g. over 900 ring sections extending in the circumferential direction, by which in fig. 'i 2 the sections 21a, 21b, 21c, 21d are shown, the have no electrically conductive connection to each other. ._ '1r., 22a 25a,, 2h-1 are through -, - the transverse hole 6a, the hiz @ section section 2b, 22b, 25b, 26b bridged by the cross yoke 6b usvio MT 11 an achieved by the fact that the ring sections are only traversed by the river in the radial direction, but no longer also in the circumferential direction. Your radial dimensions are therefore no longer dependent on the amount of the river ice; to be able to use simple, ungrooved sheets for the cross yokes. One achieves by such an arrangement that the flow overflowing from the rotor into the stator at. In every position of the rotor the same magnetic conductance is found in the stator, without this having to be bought at the cost of an uneconomically large amount of material the other part correspondingly smaller: nero Z.BBro the "pole" of the sections 23a, 23b, 21a, 21c and the in. - :. but the direction of the associated section 100e ' vrenn the sections 21b, 21d uswo reduced to 80o vierdeno It only has to be ensured that the runner finds a constant magnetic Leitvtert in every position in the stator irl stand any size larger than two. This also applies to the runner. However, for reasons of space, the "pole" arcs cannot follow one another as directly in the runner as in the stator, and viau is not necessary either. It is sufficient for the intended effect if the positive overflowing from the rotor into the stator finds the constant magnetic conductive here. Eu does not present any difficulties in providing the simply manufactured windings of the arrangement with taps, so that one can easily adapt to changing conditions.

Es ist zweckmäßig, zur besseren Kühlung der Wicklungen der Blechpakete Kühlkanäle oder Kühlschlitze im Blechpaket und in den Wicklungen oder'zwischen beiden vorzusehen. Bei den Anordnungen nach Pigo 1 his 5 bewirkt schon das umlaufende Querjoch g bzw. mehrere derartige Joche einen Luftstrom in radialer Richtung, Man kann aber auch durch geeignete Lüfterflügel einen Luftstrom in Richtung durch Schlitze und Kanäle im Ständer und im Läufer treiben. Bei den Anordnungen nach Figa 7 11 kann durch den Läufer in besonders einfacher Weise ein Kühlluftstrom in radialer Richtung erzeugt ererdeno Die Anortinung.nach Figo 11 ist in dieser Hinsicht besonders vorteilhaft, so da,ß man hier eine sehr wirksame Kühlung erhält, .die eitle hohe Beanspruchung der Werkstoffe zuläßt und.daher zu kleinen Abmesoungen führt Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die kontaktlose Erregung von Synchronmaschinen beschränkt. Man kann sie überall da anwenden, wo es darum geht, ein-- .oder mehrphasige Wechselströme auf ein urlaufendes Gerät kontaktlos zu übertragen, zoBo bei umlaufenden hcuchtfeuern und ähnlichen Geräten, besonders auch in Betriebsräumen mit zündfähigen Gasgemischen. Auch bei Wechsolstrom-Großgeneratosen, bei denen die Zuführung der sehr großen Erregerströme über Schleifringe und Bürsten Schwierigkeiten bereitet, können Anordnungen nach der. Erfindung Vorteile bieten.It is useful for better cooling of the windings of the laminated core Cooling channels or cooling slots in the laminated core and in the windings or between the two to be provided. In the arrangements according to Pigo 1 to 5, the circumferential transverse yoke already has an effect g or several such yokes create an air flow in the radial direction, but you can also through suitable fan blades an air flow in the direction through slots and Drive channels in the stand and runner. In the arrangements according to FIG. 7 11 can a cooling air flow in the radial direction through the rotor in a particularly simple manner generates ererdeno The arrangement according to Fig. 11 is particularly advantageous in this regard, so there you have a very effective cooling system receives, .the vain allows high stress on the materials and therefore leads to small dimensions The present invention is not directed to the contactless excitation of synchronous machines limited. It can be used wherever it is a question of single- or multi-phase Transmitting alternating currents to a circulating device without contact, zoBo with circulating dense fires and similar devices, especially in operating rooms with ignitable Gas mixtures. Even with large alternating current generators, where the supply of the very large excitation currents via slip rings and brushes cause difficulties, can make arrangements according to the. Invention offer advantages.

Claims (1)

P a t e n t a n s p r ü c h e 1 .. ) Anordnung zur kontaktlosen. Übertragung von ein- oder mehrphasigen Wechselströmen auf umlaufende Maschinen und Geräte, insbesondere zur schleifringlosen Erregung von Synchronmaschinenmittclb eines Umspanners mit einem feststehenden Erstteil und einem mit der umlaufenden I1aochine gekuppelten Zweitteil, dadurch gekennzeichnet, daß Erst- und Zweitwicklungen des Umspannero die Vlelle der ltläschinc'oder des Gerätes mutig umgeben und daß der mit; beiden Wicklungen verkettete Fluß radial Und , , geF@ebenenfalls auch in Umfangsrichtung zur Welle
der Mau-chine verläuft, wobei die Teile des magnetischen Kreises, wo der fluß seine Richtung ändert, zoBo von radialer in . . .. an den Übergangsflächen zu den anderen Teilen senk-
recht zu deren Schichtung geschichtet und isoliert sind 2 . )iinordniiilg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Erst-und Z@-;eit%-7ici-lungen bei genfeinsamer Wicklungsachse durch ei- nen Luft ;patt getrennt in . ..: :. . Richtung aufeinander fol- g eii
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Erstunu Z@:eiti-iici@lungen bei gemeinsamer V'licklungsachse durch einen Luftspalt getrennt in radialer Richtung aufeinander folg oll, Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Erst- und Zweitwicklung je einen geschichteten Eisenblechkern umgeben und ihrerseits von einem in, radialer Richtung geschichtoten Eisenblechring.@umgeben sind und daß entsprechend der Phaüenzalil des Wechselstroms in radialer Richtung weitere Erst-bzw: Zweitwicklungen mit zugehörigen geschichteten Eisenblechringen folgen und daß Kern und alle Blochringe über g,eschichtote Querjoche verbunden sind, 5.) Anordnungen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Blcchr inge bei eincrl Teil --.B. dem Läufer entfallen und dafür das bzria die zugehörigen Querjoche Zähne und Nuten für die zugehörigen (Zv;cit)-1,"ii cl:lungen erhalten, so daß der Fluß von den Zwhnen (des Läufers.) auf den magnetischen Kreis des anderen 'teil:; (des Ständers) übertreten kann. 6.) Anordnung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß Erst- und Zweitwicklung in Richtung auf beiden Sei- ton von je eincrl in ,. . .. Richtung geschichteten Eisen- blechring umgeben sind und daß entsprechend der Phasenzahl des 11'cchseltromes in __ . . ° Richtung weitere Erst- bzwe Zweit-
t-ri ckl un g ,en mit zugehörigem geschichteten Eisenb lechringen fol-8 gen und d:aß Querjoche, die in Umfangsrichtung geschichtet sind, im Ständer und Läufer die Eisenblechringe zu magnetischen Kreisen ergänz en . _':ilo_cüiliing nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechringe bei einem Teil zoB. dem Läufer entfallen und dafür Querjoche Zähne und Nuten für die zugehörigen ( @#@°@:@ t)-1@i cl;@_ungen erhalten, so daß der Fluß von den Zähnen auf den mai;net.schetl kreis. des anderen Teils übertreten kann.
ß, ) Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Kreis im. Läufer aus Ringabschnitten ("Pol"bogen) gebildet wird, die sich über einen gewisoen Winkel zoB. 90o des Bohrungsumfangs erstrecken und durch Querjoche überbrückt sind, @"ährend im Ständer gleichartige Ringabschnitte mit Zugehörigen Qucr jochen a.ia Bohrungsumfang so aufeinander folgen, daß der Läufer bei jeder Stellung gegenüber dem Ständer den gleichen magnetischen Lcittrert vorfindet. 9 J .rinordnurf@ nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Läu-,'er z1;ci oder mehr quer joche mit ihren zugehörigen Rngab---chni tuen gleichmäßig über den Umfang verteilt sind 1U_) Anordnung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Ständer zwei oder mehr Querjoche mit ihren zugehörigen Ringabschnitten am Bohrungumfang gleichmäßig oder ungleichmäßig verteilt sind jedoch so, daß der magnetische Leitwert des Ständers für den@Zäufer bei jeder Stellung gleich ist. 11@.) Anordnung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringbleche zur Vermeidung von Kurzochlußatröl#ien zoBo durch Schlitzen keine geschlossenen Windungen bilden. 12.) .Erzordnung nach Anzpruch 1.1, dadurch gekennzeichnet, d:aß sich Schlitze vorzugsweise in Bereich der Querjoche befinden. 1-7 ) Die Verwendung von Anordnungen nach Anspruch 1 bis 12 zur 1 ,. kontaktlosen Erregung, von Synchronmaschinen, bei denen der ut:ilaufcnde feil d_er Anordnung im Läufer- der Maschinen untergebracht ist und über ebenfalls umlaufende Gleichrichter die ErrogerwickZung speist -14') Die Verwendung von Anordnungen nach 1 bi 12 und 13, wobei der Ständer der Anordnung in bekannter Weise lastabhängig erregt und gegebenenfälls fein geregelt wird-15.) Die Verwendung von Anordnungen nach Anspruch 1 bis 12vzur kontaktlosen Ibertragung von Wechsels tromleistung atif umlaufende "nalcinrichtungen, -.B. Leuchtfeuer. ig 16.) D-Le Verwendung von Anordnungen nach Anspruch 1 bis 12 zur kontaktlosen Übertragung von Wechselstromleistung auf umlaufende Maächinen und Geräte in Betxiebsräumen mit zündfähigen Gasge-Mischen. 17.) Die Vor,-iendung von Anordnungen nach Anspruch 1 bis 12 zur kontaktlosen Übertragung von Wechseistromleistung auf umlaufende Maschinen. und Geräte auf Schiffen 11;3.:) Die Vervzcndufng von Anordnungen nach Anspruch 1 bis 12 zur kontaktlosen Erregung von Wechselotrom-Großgeneratoren.
P atent claims 1 ..) Arrangement for contactless. Transmission of single or multi-phase alternating currents to rotating machines and devices, in particular for the excitation of synchronous machines without slip rings by means of a transformer with a fixed first part and a second part coupled to the rotating I1aochine, characterized in that first and second windings of the transformer are the Vlelle of the ltläschinc'oder of the device courageously surrounded and that the one with; both windings linked flux radially And ,, geF @ also in the circumferential direction to the shaft
the mau- chine runs, the parts of the magnetic circuit where the flow changes its direction zoBo from radial to . . .. at the transition surfaces to the other parts lower
right to their stratification are layered and insulated 2. ) iinordniiilg according to claim 1, characterized in that first and Z @ -; eit% -7ici-lungs with a fine winding axis by a nen air; patt separated in. ..::. . Direction one after the other g eii
Arrangement according to claim 1, characterized in that first and second windings follow one another in the radial direction separated by an air gap with a common winding axis surround a layered sheet iron core and are in turn surrounded by a sheet iron ring that is layered in the radial direction and that, according to the phase of the alternating current in the radial direction, further first or second windings with associated layered sheet iron rings follow and that the core and all Bloch rings via g, layer-dead transverse yokes are connected, 5.) Arrangements according to claim 4, characterized in that the Blcchr inge at some part -. B. the rotor is omitted and the bzria has the associated cross yokes teeth and grooves for the associated (Zv; cit) -1, "ii cl: lungs, so that the flux from the teeth (of the rotor.) to the magnetic circuit of the other ' part :; (of the stand) can cross. 6.) Arrangement according to claim 1 and 3, characterized in that First and second winding in the direction of both sides tone of each one in,. . .. direction layered iron sheet metal ring are surrounded and that according to the number of phases of the 11'chseltromes in __. . ° Direction further first or second
t-racks with associated layered iron sheet rings follow and d: ate transverse yokes, which are layered in the circumferential direction, add the iron sheet rings to magnetic circles in the stator and rotor. _ ': ilo_cüiliing according to claim 6, characterized in that the Sheet metal rings for one part zoB. the runner omitted and for it Cross yokes teeth and grooves for the associated (@ # @ ° @: @ t) -1 @ i cl; @_ ungen received so that the flow of the teeth on may; net.schetl district. the other part can transgress.
ß,) arrangement according to claim 6, characterized in that the magnetic circuit in the. Runner from ring sections ("pole" arc) is formed, which zoB over a certain angle. 90o of the circumference of the bore and are bridged by cross yokes, while in the stator similar ring sections with associated cross yokes a.ia the circumference of the bore follow one another in such a way that the runner finds the same magnetic torque in every position in relation to the stator Claim 8, characterized in that in the Läu -, 'er z1; ci or more transverse yokes with their associated Rngab --- chni tuen are evenly distributed over the circumference two or more cross yokes with their associated ring sections on the circumference of the bore are distributed evenly or unevenly, however, so that the magnetic conductance of the stator for the zicker is the same in every position. 11 @.) Arrangement according to claims 1 to 7, characterized in that the Annular sheets to avoid short-hole drainage zoBo do not form closed coils by slitting. 12.) marked h, d: ate slots are preferably located in the area of the cross yokes. 1-7) The use of arrangements according to claim 1 to 12 for 1,. contactless excitation, of synchronous machines, in which the ut: ilaufcnde feil d_er arrangement is housed in the rotor of the machine and also feeds the field winding via rotating rectifiers -14 ') The use of arrangements according to 1 to 12 and 13, whereby the stator of the arrangement Excited in a known manner depending on the load and, if necessary, finely regulated -15.) The use of arrangements according to claim 1 to 12v for the contactless transmission of alternating current power atif revolving "nalcineinrichtungen, -.B. beacon. ig 16.) D-Le use of arrangements according to Claims 1 to 12 for the contactless transmission of alternating current power to rotating machines and devices in operating rooms with ignitable gas mixers. 17.) The prefix of arrangements according to claims 1 to 12 for the contactless transmission of alternating current power to rotating machines. And devices on ships 11; 3. :) The Vervzcndufng of arrangements according to claim 1 to 12 for contactless excitation vo n Large alternating current generators.
DE19651538110 1965-10-13 1965-10-13 ARRANGEMENT FOR CONTACTLESS TRANSMISSION OF SINGLE- OR MULTI-PHASE ALTERNATING CURRENTS TO CIRCULATING MACHINERY AND DEVICES Pending DE1538110B2 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4675638A (en) * 1985-02-01 1987-06-23 Dr. Ing. H.C.F. Porsche Aktiengesellschaft Ferromagnetic multiple shell core for electric coils

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4675638A (en) * 1985-02-01 1987-06-23 Dr. Ing. H.C.F. Porsche Aktiengesellschaft Ferromagnetic multiple shell core for electric coils

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