DE19858304C2 - AC machine with transverse flow control, in particular two-pole transverse flow machine for high speed - Google Patents

AC machine with transverse flow control, in particular two-pole transverse flow machine for high speed

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DE19858304C2 DE1998158304 DE19858304A DE19858304C2 DE 19858304 C2 DE19858304 C2 DE 19858304C2 DE 1998158304 DE1998158304 DE 1998158304 DE 19858304 A DE19858304 A DE 19858304A DE 19858304 C2 DE19858304 C2 DE 19858304C2
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets

Description

Die Erfindung betrifft eine Wechselstrommaschine mit transversaler Flußführung, insbesondere eine zweipolige Transversalflußmaschine für hohe Drehzahlen, im einzelnen mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (DE 44 00 443 C1).The invention relates to an AC machine with a transverse one Flow control, in particular a two-pole transverse flux machine for high Speeds, in detail with the features from the preamble of Claim 1 (DE 44 00 443 C1).

Wechselstrommaschinen, die nach dem Transversalflußprinzip arbeiten, sind beispielsweise aus den folgenden Druckschriften
AC machines that work according to the transverse flow principle are, for example, from the following publications

  • 1. DE 35 36 538 A11. DE 35 36 538 A1
  • 2. DE 37 05 089 C12. DE 37 05 089 C1
  • 3. DE 39 04 516 C13. DE 39 04 516 C1
  • 4. DE 41 25 779 C14. DE 41 25 779 C1
  • 5. DE 44 00 443 C15. DE 44 00 443 C1

bekannt. In diesen Druckschriften ist im wesentlichen das Grundprinzip und der Aufbau beschrieben.known. In these publications, the basic principle is and the structure is described.

Die bekannten Wechselstrommaschinen, die nach dem Transversalflußprinzip arbeiten, umfassen wenigstens einen Stator mit mindestens einer Ankerwicklung und einen, der Ankerwicklung gegenüberliegenden Rotor. Der Rotor besteht dabei aus wenigstens zwei nebeneinander angeordneten, durch eine Zwischenlage aus magnetisch und elektrisch nicht leitendem Material getrennten Ringelementen, die in Umfangsrichtung eine Vielzahl von wechselweise angeordneten polarisierten Magneten und Weicheisenelementen aufweisen. Eine derartige Anordnung zweier Ringelemente bildet eine Polstruktur. Vorzugsweise sind die Transversalflußmaschinen symmetrisch aufgebaut. In diesem Fall umfassen diese zwei, durch eine zentrale Trägerscheibe getrennte Polstrukturen. The well-known AC machines based on the transverse flow principle work, comprise at least one stator with at least one Armature winding and a rotor opposite the armature winding. The Rotor consists of at least two arranged side by side an intermediate layer made of magnetically and electrically non-conductive material separate ring elements, which in the circumferential direction a variety of alternately arranged polarized magnets and Have soft iron elements. Such an arrangement of two Ring elements form a pole structure. Preferably, the Transverse flux machines constructed symmetrically. In this case, include these two pole structures separated by a central carrier disk.  

Die bekannten Wechselstrommaschinen mit transversaler Flußführung bzw. Transversalflußmaschinen bieten als einzige permanent magneterregte Synchronmaschinen die Möglichkeit des feldschwächungsähnlichen Betriebes mit theoretisch unbegrenztem Drehzahlverhältnis. Weitere wesentliche Vorteile sind die geringen erforderlichen Kupfermassen, die Möglichkeit des Spannungsvollblockbetriebes bei hohen Frequenzen und daraus folgend ein sehr guter Wirkungsgrad. Allerdings bedingt eine Wechselstrommaschine der bekannten Bauart für die Erzielung dieser vorteilhaften Eigenschaften immer zwei Luftspalte, d. h. zwei in radialer Richtung zwischen Rotor und Stator gebildete Zwischenräume. Des weiteren ist für eine vorgegebene zu erzielende Leistung eine hohe Polzahl erforderlich. Da aus magnetischen Gründen eine Mindestpolzahl erforderlich ist und aus Fertigungsgründen eine Mindestpolteilung nicht unterschritten werden kann, können die Maschinen nicht beliebig verkleinert werden. Elektrische Antriebsmaschinen mit kleiner Leistung und insbesondere einer hohen Drehzahl sind somit mit diesem Grundaufbau nur schwer realisierbar.The known AC machines with transverse flow guidance or Transverse flux machines are the only ones to offer permanent magnet excitation Synchronous machines the possibility of field weakening-like operation with theoretically unlimited speed ratio. Other essential advantages are the small copper masses required, the possibility of Full voltage operation at high frequencies and consequently very good efficiency. However, an AC machine requires the known design for achieving these advantageous properties always two air gaps, d. H. two in the radial direction between the rotor and stator formed gaps. Furthermore, for a given one Achieving performance requires a high number of poles. Because of magnetic A minimum number of poles is required for reasons and a for manufacturing reasons The machines can fall below the minimum pole pitch cannot be downsized indefinitely. Electric drive machines with small Power and especially a high speed are therefore with this Basic structure difficult to implement.

Zur Lösung dieses Problemes weist eine gattungsgemäße Wechselstrommaschine mit transversaler Flußführung gemäß der DE 44 00 443 C1 eine Bauart auf, bei der der Rotor und die Statorbaueinheit in radialer Richtung nur durch einen umlaufenden Luftspalt voneinander getrennt sind. Diese hinsichtlich hoher Drehzahlen vorteilhafte Konstruktion hat aber immer noch die genannten Nachteile großer Mindestpolzahlen und erfordert einen hohen Konstruktion und festigungstechnischen Aufwand.To solve this problem has a generic AC machine with transverse flow control according to the DE 44 00 443 C1 a type in which the rotor and the stator assembly in the radial direction only by a circumferential air gap from each other are separated. This advantageous construction in terms of high speeds but still has the disadvantages of large minimum pole numbers and requires a high level of construction and strengthening technology.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Wechselstrommaschine mit transversaler Flußführung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß die genannten Nachteile vermieden werden. Im einzelnen ist auf eine Lösung abzustellen, die es erlaubt, die Vorteile einer Transversalflußmaschine auf eine schnelldrehende Maschine mit relativ kleiner Leistung zu übertragen. Die erfindungsgemäße Lösung soll sich des weiteren durch einen geringen konstruktiven und fertigungstechnischen Aufwand auszeichnen. The invention is therefore based on the object of an AC machine with transverse flow of the type mentioned in the beginning to further develop that the disadvantages mentioned are avoided. in the an individual is to be based on a solution that allows the advantages of a Transversal flux machine on a fast rotating machine with a relatively small size Transfer power. The solution according to the invention is also intended due to a low design and manufacturing effort award.  

Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale des Anspruchs charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.The solution according to the invention is characterized by the features of the claim characterized. Advantageous embodiments are in the subclaims reproduced.

Erfindungsgemäß umfaßt der Rotor einer Wechselstrommaschine mit transversaler Flußführung wenigstens zwei im Bereich der Rotorrotationsachse im Axialschnitt betrachtet angeordnete und durch eine Zwischenlage aus elektrisch und magnetisch nicht leitfähigem Material getrennte Magnetanordnungen, welche im Querschnitt in radialer Richtung betrachtet jeweils zwischen zwei Weicheisenelementen angeordnet sind. Die Anordnung der Magnetanordnungen zwischen den Weicheisenelementen erfolgt sozusagen sandwichartig. Dem Rotor ist eine Statorbaueinheit zugeordnet, wobei Rotor und Stator in Einbaulage in radialer Richtung betrachtet lediglich einen Zwischenraum miteinander bilden. Die Statorbaueinheit umfaßt dazu wenigstens zwei Statorelemente, welche dem Rotor symmetrisch zugeordnet sind. Die Statorbaueinheit umfaßt des weiteren eine Statorwicklung, welche unipolar und als Ringwicklung ausgeführt ist. Diese umschließt den Rotor in Umfangsrichtung. Zur Realisierung der Funktionsweise ist es des weiteren erforderlich, den zentralen Magnetanordnungen eine entsprechende Magnetisierungsrichtung zuzuweisen. Diese ist dabei derart gewählt, daß diese in Richtung der an die Magnetanordnungen angrenzenden Weicheisenelemente ausgerichtet ist. Entsprechend der Magnetisierungsrichtung ist dann ein magnetisches Feld vorhanden, welches die benachbarten Weicheisenelemente in entsprechender Weise durchsetzt. In Betrieb der Wechselstrommaschine mit transversaler Flußführung durch Beaufschlagung der Statorwicklung mit Strom wird durch die durch die Überlagerung bedingte Änderung erzeugten Kräfte eine Kraftwirkung auf den Rotor ausgeübt. Der magnetische Fluß wird dabei über die Statorelemente geführt. Dabei tritt der von den Magneten erzeugte Fluß in der Richtung vom Süd- zum Nordpol durch die Magnete hindurch und in den Weicheisenbereich des benachbarten Weicheisenelementes über, um von dort den Luftspalt passieren zu können und in das Statorelement einzutreten. Über das Statorelement wird dieser um die Statorwicklung herumgeführt und kommt auf der anderen Rotorseite wieder zurück, geht dort, wieder getrieben durch die Magnetanordnung, in Längsrichtung, d. h. radiale Richtung, durchsetzt den Luftspalt und umschließt mit Hilfe des anderen, zweiten Statorbauelementes die Statorwicklung und schließt somit die Flußbahn im zweiten, der zentralen Magnetanordnung benachbarten, Weicheisenelement.According to the invention, the rotor also includes an AC machine transverse flow guidance at least two in the area of the rotor rotation axis viewed in axial section and arranged by an intermediate layer electrically and magnetically non-conductive material separated Magnet arrangements, viewed in cross section in the radial direction are each arranged between two soft iron elements. The order the magnet arrangements between the soft iron elements sort of like a sandwich. A stator assembly is assigned to the rotor, the rotor and stator are only viewed in the radial direction when installed form a space with each other. The stator assembly includes at least two stator elements, which are assigned to the rotor symmetrically are. The stator assembly further comprises a stator winding, which is unipolar and is designed as a ring winding. This encloses the rotor in Circumferential direction. It is furthermore to realize the functioning required a corresponding to the central magnet arrangements Assign magnetization direction. This is chosen such that these in the direction of those adjacent to the magnet arrangements Soft iron elements is aligned. According to the Magnetization direction is then a magnetic field, which the neighboring soft iron elements penetrated in a corresponding manner. In Operation of the AC machine with transverse flow guidance Current is applied to the stator winding by the Forces caused by superimposition caused a force effect on the forces Rotor exercised. The magnetic flux is through the stator elements guided. The flux generated by the magnets occurs in the direction from South to north pole through the magnets and into the soft iron area of the neighboring soft iron element, from there to the air gap  to be able to pass and enter the stator element. About the Stator element, this is guided around the stator winding and comes up back on the other side of the rotor, there, again driven by the Magnet arrangement, in the longitudinal direction, d. H. radial direction, penetrates the Air gap and encloses with the help of the other, second stator component the stator winding and thus closes the flow path in the second, the central one Magnet arrangement adjacent, soft iron element.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es, die Vorteile einer Wechselstrommaschine mit transversaler Flußführung auf eine schnell drehende Maschine relativ geringer Leistung zu übertragen. Dies bedeutet, daß sehr hohe Drehzahlen möglich sind, bei gleichzeitig niedriger Statorfrequenz, einfachstem Aufbau, insbesondere der Wicklung, und geringer Polzahl. Der magnetische Kreis ist streuungsarm. Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht in der Möglichkeit eines feldschwächungsähnlichen Betriebes mit Spannungsvollblockbetrieb.The solution according to the invention enables the advantages of a AC machine with transverse flow control on a fast rotating machine to transmit relatively low power. This means, that very high speeds are possible, at the same time lower Stator frequency, simplest structure, especially the winding, and lower Number of poles. The magnetic circuit is low in scatter. Another essential one The advantage is the possibility of a field weakening-like operation with voltage full block operation.

Zur Erzielung einer bezüglich der auftretenden Kräfte optimalen Konfiguration wird dabei eine Ausführung des Rotors angestrebt, welche im Querschnitt betrachtet, d. h. in einer Ansicht von rechts, auf den Rotor einen im wesentlichen rotationssymmetrisch aufgebauten Grundkörper erkennen läßt. Die Rotationssymmetrie wird dabei durch die Ausführung der Magnetanordnungen als scheibenförmige Elemente mit im wesentlichen rechteckigen Querschnitt und die Ausführung der den Magnetanordnungen zugeordneten Weicheisenelemente als Kreissegmente angenähert. Die Weicheisenelemente sind dabei im Querschnitt betrachtet im wesentlichen halbkreisförmig ausgeführt. Die halbkreisförmig ausgebildeten Weicheisenelemente grenzen dabei mit ihren gerade ausgeführten Flächen an die einander gegenüberliegenden Stirnseiten der scheibenförmig ausgeführten Magnetanordnung an. To achieve an optimal configuration with regard to the forces that occur If this is the case, the rotor should be designed with a cross-section considered, d. H. in a view from the right, one on the rotor essential rotationally symmetrical body can be seen. The rotational symmetry is determined by the execution of the Magnet arrangements as disk-shaped elements with essentially rectangular cross section and the design of the magnet arrangements assigned soft iron elements approximated as circular segments. The Soft iron elements are essentially considered in cross section executed semi-circular. The semicircular ones Soft iron elements border with their just executed surfaces the opposite faces of the disc-shaped executed magnet arrangement.  

Die Statorelemente einer Statorbaueinheit sind entweder als sogenannte Schnittbandkerne oder als weichmagnetische Pulverelemente ausgeführt. Im Axialschnitt betrachtet sind diese dazu mit einem im wesentlichen U-förmigen Querschnitt ausgestattet. Die beiden Schenkel des U-förmigen Querschnittes umschließen dabei die winkelförmige Ankerwicklung. In Einbaulage im Axialschnitt betrachtet sind die Statorelemente dabei dem Rotor derart zugeordnet, daß die Schenkel den Magnetanordnungen gegenüberliegend angeordnet sind. In Umfangsrichtung betrachtet sind die Statorelemente vorzugsweise hinsichtlich ihrer Kontur ebenfalls an ihrer zum Rotor weisenden Fläche im Querschnitt betrachtet halbkreisförmig ausgeführt. Zur Realisierung der Funktion sind lediglich zwei Statorelemente erforderlich, die symmetrisch bezogen auf den Rotor zu diesem angeordnet sind. Die im Axialschnitt U- förmig gestalteten Weicheisenelemente sind dabei aus in Umfangsrichtung hintereinander aufgeschichtetem Trafoblech oder Weicheisenpulver gefertigt. Diese Materialien ermöglichen auch die Gestaltung komplizierterer Statorelemente.The stator elements of a stator assembly are either known as Cutting tape cores or as soft magnetic powder elements. in the Viewed in axial section, these are essentially U-shaped Cross-section. The two legs of the U-shaped cross section enclose the angular armature winding. When installed in Viewed axially, the stator elements are the rotor assigned that the legs opposite the magnet assemblies are arranged. The stator elements are viewed in the circumferential direction preferably also with respect to their contours on their facing the rotor Viewed in cross section, the surface is semicircular. For realization the function requires only two stator elements that are symmetrical based on the rotor are arranged to this. The axial section U- shaped soft iron elements are made in the circumferential direction successively layered transformer sheet or soft iron powder. These materials also make the design more complicated Stator elements.

Jede Einheit aus einem Rotor, umfassend zwei zentral im Bereich der Rotorrotationsachse angeordnete Magnetanordnungen, die im Axialschnitt betrachtet durch eine Zwischenlage von elektrisch und magnetisch nicht leitfähigem Material voneinander getrennt sind, und die sandwichartig zwischen jeweils zwei Weicheisenelementen in radialer Richtung eingeklemmt werden, und des weiteren einer Statorbaueinheit mit wenigstens zwei Statorelementen, bildet eine sogenannte einphasige Wechselstrommaschinengrundeinheit. Zum Anlauf der Wechselstrommaschine sind jedoch wenigstens zwei Phasen erforderlich. Dies wird durch Hintereinanderschaltung zweier Maschinengrundeinheiten realisiert. Dabei ist jedoch zu berücksichtigen, daß die beiden Maschinengrundeinheiten in Umfangsrichtung um 90° zueinander versetzt anzuordnen sind. Dies kann zum einen durch die Gestaltung des Rotors erzeugt werden oder aber durch die entsprechende Ausführung der Statorbaueinheiten. Im erstgenannten Fall werden die einzelnen Rotorphasensegmente, welche jeweils aus den zwei zentral angeordneten Magnetanordnungen, die zwischen zwei Weicheisenelementen sandwichartig angeordnet werden, bestehen, zueinander um 90° versetzt angeordnet. Die beiden Rotorphasensegmente sind dabei über eine Zwischenlage oder ein Distanzstück aus elektrisch und magnetisch nicht leitfähigem Material miteinander verbunden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Rotor homogen zu gestalten, d. h. bezüglich der einzelnen Rotorphasensegmente keinen Versatz vorzusehen und dafür die den einzelnen Rotorphasensegmenten zuzuordnenden Statorbaueinheiten mit dem entsprechenden Versatz in Umfangsrichtung zu versehen. Dies bedeutet, daß die Elemente der einzelnen Rotorgrundeinheiten jeweils in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind. Diese Möglichkeit bietet den Vorteil, daß bei der Ausführung des Rotors nicht auf die erforderliche Phasenverschiebung geachtet werden muß, sondern zwei identische Grundeinheiten miteinander gekoppelt werden können.Each unit consists of a rotor, comprising two centrally in the area of Magnetic arrangements arranged in the rotor rotation axis, in axial section not considered by an intermediate layer of electrical and magnetic conductive material are separated from each other, and the sandwich-like clamped between two soft iron elements in the radial direction be, and further a stator assembly with at least two Stator elements, forms a so-called single-phase AC machine base unit. For starting the AC machine however, at least two phases are required. This is through Implementation of two basic machine units in series. It is however, it should be borne in mind that the two basic machine units in The circumferential direction must be offset by 90 ° to each other. This can lead to one generated by the design of the rotor or by corresponding design of the stator units. In the former case  are the individual rotor phase segments, each of the two centrally arranged magnet arrangements between two Soft iron elements are sandwiched, exist arranged at 90 ° to each other. The two rotor phase segments are electrical and an intermediate layer or a spacer magnetically non-conductive material. Another One possibility is to make the rotor homogeneous, i. H. in terms of of the individual rotor phase segments to provide no offset and instead the stator assemblies to be assigned to the individual rotor phase segments the corresponding offset in the circumferential direction. This means, that the elements of the individual basic rotor units each in one common level are arranged. This possibility offers the advantage that when executing the rotor does not meet the required Phase shift must be considered, but two identical Basic units can be coupled.

Die Kopplung zwischen den Magnetanordnungen und den benachbarten Weicheisenelementen erfolgt im einfachsten Fall stoffschlüssig. Ausführungen mit Formschluß oder Kraftschluß sind ebenfalls denkbar, erhöhen jedoch den Fertigungsaufwand.The coupling between the magnet arrangements and the neighboring ones In the simplest case, soft iron elements are cohesive. Executions with positive or frictional connection are also conceivable, but increase the Manufacturing effort.

Die Kopplung der einzelnen zentralen Magnetanordnungen eines Rotorphasensegmentes über die Zwischenlager aus elektrisch und magnetisch nicht leitfähigem Material kann ebenfalls stoffschlüssig, kraftschlüssig und/oder formschlüssig realisiert werden. Vorzugsweise wird auch hier auf einen Stoffschluß zurückgegriffen. Die konkrete Auswahl der zu realisierenden Verbindung liegt jedoch im Ermessen des zuständigen Fachmannes.The coupling of the individual central magnet arrangements Rotor phase segment via the intermediate bearings made of electrical and magnetically non-conductive material can also be cohesive, can be realized non-positively and / or positively. Preferably also used a material connection here. The specific selection of the Realizing connection is however at the discretion of the responsible Professional.

Vorzugsweise wird die Rotoranordnung, d. h. der Rotor in axialer Richtung je mit einem Wellenende versehen, welches in der Statorbaueinheit lagerbar ist.Preferably, the rotor assembly, i.e. H. the rotor in the axial direction each provided with a shaft end that can be stored in the stator assembly.

Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:The solution according to the invention is described below with reference to figures explained. The following is shown in detail:

Fig. 1 verdeutlicht anhand einer Ansicht von rechts eine Ausführung einer erfindungsgemäß gestalteten Wechselstrommaschine mit transversaler Flußführung; FIG. 1 illustrates an embodiment of an AC machine designed according to the invention with a transverse flow guide based on a view from the right;

Fig. 2 verdeutlicht anhand einer Schnittstellung A-A einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäß gestaltete zweipolige Wechselstrommaschine mit transversaler Flußführung entsprechend der Fig. 1. FIG. 2 illustrates an axial section on the basis of a sectional view AA through a two-pole AC machine designed according to the invention with a transverse flux guide corresponding to FIG. 1.

Die Fig. 1 verdeutlicht anhand einer Ansicht von rechts eine Ausführung einer erfindungsgemäß gestalteten Wechselstrommaschine mit transversaler Flußführung 1. Diese umfaßt einen Rotor 2 und eine diesem zugeordnete Statorbaueinheit 3. Die Statorbaueinheit umfaßt eine Statorwicklung 4, welche vorzugsweise als Ringwicklung ausgeführt ist und in einem bestimmten Abstand den Rotor 2 in Umfangsrichtung ringförmig umschließt. Die Statorbaueinheit 3 umfaßt des weiteren wenigstens zwei Statorelemente 5.1 und 5.2, welche dem Rotor 2 symmetrisch zugeordnet sind. Die Kontur der Statorelemente 5.1 und 5.2 im Bereich der zum Rotor 2 weisenden Stirnseiten 6.1 bzw. 6.2 ist halbkreisförmig ausgestaltet, so daß die Statorelemente 5.1 und 5.2 in einem bestimmten Abstand 11 bzw. 12 den Rotor über einen Teil seiner vom Umfang 7 gebildeten Fläche in einer Ansicht von rechts, gemäß Fig. 1 betrachtet, umschließt. Der Rotor 2 und die Statorbaueinheit 3 sind derart zueinander angeordnet, daß in Umfangsrichtung des Rotors 2 betrachtet zwischen dem Stator bzw. den einzelnen Statorelementen 5.1 und 5.2 sowie dem Rotor 2 lediglich ein Luftspalt 8 ausgebildet wird. Der Rotor 2 umfaßt in Einbaulage betrachtet eine zentrale Magnetanordnung 9, an deren Stirnseiten 10.1 bzw. 10.2 jeweils ein Weicheisenelement 11.1 bzw. 11.2 angeordnet ist. Die beiden Weicheisenelemente 11.1 und 11.2, welche der Magnetanordnung benachbart sind, sind in der Ansicht von rechts im Querschnitt betrachtet im wesentlichen halbkreisförmig ausgeführt. Die Außenkontur 12.1 bzw. 12.2 der einzelnen Weicheisenelemente 11.1 bzw. 11.2 ist dabei derart gewählt, daß diese bei Bildung einer baulichen Einheit mit der zentralen Magnetanordnung 9 einen im wesentlichen in dieser Ansicht rotationssymmetrisch aufgebauten Rotor 2 ohne Unwuchten bilden. Die Rotationssymmetrie wird dabei durch die halbkreisförmigen Segmente in Kombination mit einer rechteckig ausgeführten Magnetanordnung 9 angenähert. Dabei ist zu berücksichtigen, daß die zu den benachbarten Weicheisenelementen 11.1 bzw. 11.2 weisenden Stirnseiten 10.1 bzw. 10.2 der Magnetanordnung im Verhältnis zu den direkt zur Statorwicklung 4 weisenden Flächen 13.1 und 13.2 in ihrer Erstreckung in dieser Ansicht erheblich größer gestaltet sind. Die beiden Weicheisenelemente 11.1 und 11.2 umschließen somit die zentrale Magnetanordnung 9 in der Ansicht von rechts betrachtet sandwichartig. FIG. 1 illustrates the basis of a view from the right, an embodiment of an inventive designed alternator with transverse flux 1. This comprises a rotor 2 and a stator assembly 3 assigned to it. The stator assembly comprises a stator winding 4 , which is preferably designed as a ring winding and surrounds the rotor 2 in a circumferential direction at a certain distance. The stator assembly 3 further comprises at least two stator elements 5.1 and 5.2 , which are assigned to the rotor 2 symmetrically. The contour of the stator elements 5.1 and 5.2 in the region of the end faces 6.1 and 6.2 facing the rotor 2 is semicircular, so that the stator elements 5.1 and 5.2 at a certain distance 11 and 12 over a part of the area formed by the circumference 7 in a view from the right, as shown in FIG. 1, encloses. The rotor 2 and the stator 3 are arranged to one another such that in the circumferential direction of the rotor 2 considered is formed between the stator and the individual stator elements 5.1 and 5.2, and the rotor 2 is only an air gap. 8 When installed, the rotor 2 comprises a central magnet arrangement 9 , on the end faces 10.1 and 10.2 of which a soft iron element 11.1 and 11.2 is arranged. The two soft iron elements 11.1 and 11.2 , which are adjacent to the magnet arrangement, are essentially semicircular in cross section when viewed from the right. The outer contour 12.1 or 12.2 of the individual soft iron elements 11.1 or 11.2 is chosen such that when they form a structural unit with the central magnet arrangement 9 they form a rotor 2 which is essentially rotationally symmetrical in this view without any unbalance. The rotational symmetry is approximated by the semicircular segments in combination with a rectangular magnet arrangement 9 . It should be taken into account that the end faces 10.1 and 10.2 of the magnet arrangement, which face the adjacent soft iron elements 11.1 and 11.2, in relation to the faces 13.1 and 13.2 pointing directly to the stator winding 4 , are designed to be considerably larger in this view. The two soft iron elements 11.1 and 11.2 thus sandwich the central magnet arrangement 9 when viewed from the right.

Die Statorelemente 5.1 und 5.2 der Statorbaueinheit 3 sind als sogenannte Schnittbandkerne oder als weichmagnetische Pulverelemente ausgeführt. Dies wird insbesondere aus Fig. 2, welche den Axialschnitt durch die erfindungsgemäß gestaltete Wechselstrommaschine 1 gemäß Fig. 1 in der Schnittebene A-A darstellt, deutlich. Daraus wird ersichtlich, daß die Wechselstrommaschine 1 als zweiphasige Maschine ausgeführt ist. Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, die Wechselstrommaschine 1 auch als aus lediglich einer Phase bestehend auszuführen. Dies bedeutet jedoch, daß die Wechselstrommaschine 1 nicht in der Lage wäre, selbst hochzulaufen, sondern es müßten zusätzliche Hilfsmittel zur Realisierung des Hochlaufes vorgesehen werden. Daher ist vorzugsweise die Wechselstrommaschine 1 mit transversaler Flußführung als zweiphasige Maschine ausgeführt. Dies ist auch erforderlich, um ein gleichförmiges Drehmoment zu erzeugen. Die einzelnen elektrischen Phasen, die Phase 1 und die Phase 2, welche hier mit I und II bezeichnet sind, werden somit von zwei Wechselstrommaschinengrundeinheiten 1.1 und 1.2 erzeugt. Beide bilden dann die Wechselstrommaschine 1. Jede Wechselstrommaschinengrundeinheit 1.1 und 1.2 umfaßt jeweils eine Statorbaueinheit 3.1 und 3.2, welche aus den Statorelementen 5.1a und 5.2a für die Statorbaueinheit 3.1 bzw. 5.2b und 5.1b für die Statorbaueinheit 3.2 bestehen. Die einzelnen Statorelemente 5.1a, 5.2a bzw. 5.1b und 5.2b sind in dieser Ansicht im Querschnitt betrachtet als U-förmig ausgeführte Weicheisenelemente ausgeführt. Diese umschließen jeweils mit ihren zum Rotor 2 hin gerichteten Schenkeln die Statorwicklung 4, hier die einzelnen ringförmigen Statorwicklungen 4.1 für die Wechselstrommaschinengrundeinheit 1.1 und 4.2 für die Wechselstrommaschinegrundeinheit 1.2.The stator elements 5.1 and 5.2 of the stator assembly 3 are designed as so-called ribbon cores or as soft magnetic powder elements. This is particularly clear from FIG. 2, which shows the axial section through the AC machine 1 designed according to the invention in FIG. 1 in the section plane AA. From this it can be seen that the AC machine 1 is designed as a two-phase machine. In principle, there is the possibility of designing the AC machine 1 as consisting of only one phase. However, this means that the AC machine 1 would not be able to start up itself, but additional aids would have to be provided to implement the start-up. Therefore, the AC machine 1 with transverse flow guidance is preferably designed as a two-phase machine. This is also necessary to create a uniform torque. The individual electrical phases, phase 1 and phase 2 , which are denoted here by I and II, are thus generated by two basic AC machine units 1.1 and 1.2 . Both then form the AC machine 1 . Each AC machine base unit 1.1 and 1.2 each comprises a stator unit 3.1 and 3.2 , which consist of the stator elements 5.1 a and 5.2 a for the stator unit 3.1 and 5.2 b and 5.1 b for the stator unit 3.2 . The individual stator elements 5.1 a, 5.2 a or 5.1 b and 5.2 b are in this view, viewed in cross section, designed as U-shaped soft iron elements. These each enclose the stator winding 4 , in this case the individual annular stator windings 4.1 for the AC machine base unit 1.1 and 4.2 for the AC machine base unit 1.2 , with their legs directed towards the rotor 2 .

Der Rotor 2 umfaßt bei Ausführung als zweiphasige Wechselstrommaschine 1 zwei Rotorphasensegmente, ein erstes Rotorphasensegment 2.1 und 2.2. Als Zwischenstück ist ein Distanzstück in Form einer Zwischenlage 15 vorgesehen, welches aus magnetischem und elektrisch nicht leitfähigen Material besteht.When designed as a two-phase AC machine 1, the rotor 2 comprises two rotor phase segments, a first rotor phase segment 2.1 and 2.2 . A spacer in the form of an intermediate layer 15 , which consists of magnetic and electrically non-conductive material, is provided as an intermediate piece.

Jedes Rotorphasensegment 2.1 bzw. 2.2 umfaßt wenigstens zwei scheibenförmige Permanentmagnete in Form einer zentralen Magnetanordnung 9. In der Ansicht entsprechend Fig. 2 sind dies die Magneten 9.1a bzw. 9.1b und 9.2a bzw. 9.2b. Die zentralen Magnetanordnungen sind im Zentrum des Rotors angeordnet, d. h. die Symmetrieachse der zentralen Magnetanordnungen 9 schneidet die Rotationsachse R des Rotors 2. Die Magnetanordnungen 9.1a, 9.1b bzw. 9.1a, 9.2b einer Wechselstrommaschinengrundbaueinheit 1.1 bzw. 1.2 sind dabei derart den Statorbaueinheiten 3.1 bzw. 3.2 zugeordnet, daß diese direkt den Schenkeln dieser gegenüberliegen. Den zentralen Magnetanordnungen 9 sind, wie in Fig. 1 dargestellt, in radialer Richtung bezogen auf die Rotorachse in Einbaulage betrachtet, Weicheisenelemente 11.1 bzw. 11.2 zugeordnet. Die Weicheisenelemente, welche an die zentralen Magnetanordnungen 9 in radialer Richtung anschließen, bilden mit dieser eine im wesentlichen rotationssymmetrische Baueinheit. Geringe Abweichungen von der Rotationssymmetrie sind denkbar. Vorzugsweise werden diese jedoch so gering wie möglich gehalten.Each rotor phase segment 2.1 or 2.2 comprises at least two disk-shaped permanent magnets in the form of a central magnet arrangement 9 . In the view according to FIG. 2, these are the magnets 9.1 a and 9.1 b 9.2 and 9.2 a or b. The central magnet arrangements are arranged in the center of the rotor, ie the axis of symmetry of the central magnet arrangements 9 intersects the axis of rotation R of the rotor 2 . The magnet arrangements 9.1 a, 9.1 b or 9.1 a, 9.2 b of an AC machine basic unit 1.1 or 1.2 are assigned to the stator units 3.1 or 3.2 in such a way that they lie directly opposite the legs thereof. The central magnet arrangements 9 , as shown in FIG. 1, viewed in the radial direction with respect to the rotor axis in the installed position, are assigned soft iron elements 11.1 or 11.2 . The soft iron elements, which connect to the central magnet arrangements 9 in the radial direction, form an essentially rotationally symmetrical structural unit with the latter. Slight deviations from the rotational symmetry are conceivable. However, these are preferably kept as low as possible.

Zwischen den Rotorgrundelementen für ein Rotorphasensegment 2.1 oder 2.2, welche jeweils aus einer zentralen Magnetanordnung und zwei, diese in radialer Richtung bezogen auf die Einbaulage begrenzende Weicheisenelemente gebildet wird, ist eine Zwischenschicht aus magnetisch und elektrisch nicht leitfähigem Material vorgesehen, welche mit 14.1 für das Rotorphasensegment 2.1 und 14.2 für das Rotorphasensegment 2.2 bezeichnet ist. Die einzelnen Rotorphasensegmente 2.1 und 2.2 sind ebenfalls über eine Zwischenschicht aus elektrisch und magnetisch nicht leitfähigem Material 15 miteinander drehfest gekoppelt.Between the basic rotor elements for a rotor phase segment 2.1 or 2.2 , each of which is formed from a central magnet arrangement and two soft iron elements delimiting them in the radial direction with respect to the installation position, an intermediate layer of magnetically and electrically non-conductive material is provided, which is 14.1 for the rotor phase segment 2.1 and 14.2 for the rotor phase segment 2.2 . The individual rotor phase segments 2.1 and 2.2 are also non-rotatably coupled to one another via an intermediate layer made of electrically and magnetically non-conductive material 15 .

Am Rotor 2 sind zusätzlich die Wellenenden 16.1 bzw. 16.2 vorgesehen, welche sich in axialer Richtung jeweils an die Rotorphasensegmente 2.1 bzw. 2.2 anschließen und welche gegenüber dem Stator ortsfest gelagert sind. Beide Rotorphasensegmente 2.1 und 2.2 sind identisch aufgebaut, jedoch bei Zusammenfügung zum Rotor 2 über die Zwischenlage aus magnetisch und elektrisch nicht leitfähigem Material 15 um 90° in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet. Dies bedeutet, daß die einzelnen Weicheisenelemente bzw. die zentrale Magnetanordnung jedes Rotorphasensegmentes 2.1 bzw. 2.2 jeweils um 90° in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt, bezogen auf das jeweils andere Rotorphasensegment, zueinander angeordnet sind. Dies gilt in Analogie auch für die Lage der einzelnen Elemente jedes Rotorsegmentes gegenüber den Statorelementen 5.1a bzw. 5.2a und 5.1b bzw. 5.2b. The shaft ends 16.1 and 16.2 are additionally provided on the rotor 2 , which in each case adjoin the rotor phase segments 2.1 and 2.2 in the axial direction and which are mounted in a stationary manner with respect to the stator. Both rotor phase segments 2.1 and 2.2 are constructed identically, but when they are joined together to form rotor 2 via the intermediate layer made of magnetically and electrically non-conductive material 15, they are offset by 90 ° to one another in the circumferential direction. This means that the individual soft iron elements or the central magnet arrangement of each rotor phase segment 2.1 or 2.2 are each offset from one another by 90 ° in the circumferential direction with respect to the other rotor phase segment. In analogy, this also applies to the position of the individual elements of each rotor segment in relation to the stator elements 5.1 a or 5.2 a and 5.1 b or 5.2 b.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Wechselstrommaschine 1 mit transversaler Flußführung stellt eine zweiphasige Transversalflußmaschine in sehr kompakter Ausführung dar. Einwesentliches Unterscheidungskriterium gegenüber den bekannten Transversalflußmaschinen aus dem Stand der Technik besteht darin, daß lediglich nur noch ein Luftspalt 8 zwischen dem Rotor 2 und der Statorbaueinheit 3 vorhanden ist. Bezüglich der Funktionsweise der Wechselstrommaschine kann auf die Ausführungen zu den Grundprinzipien von Wechselstrommaschinen mit transversaler Flußführung verwiesen werden. Dabei sind die beiden, einer Rotorgrundbaueinheit angehörigen Magnetanordnungen in Form der zentralen Magneten 9.1a bzw. 9.1b bzw. 9.2b jeweils mit wechselnder Magnetisierungsrichtung angeordnet. Dies ist für die Magnetanordnungen 9.1a und 9.1b des ersten Rotorphasensegmentes 2.1 dargestellt. Die Magnetisierungsrichtung der beiden zentralen Magnetanordnungen 9.1a bzw. 9.1b bezogen auf die Rotationsachse ist unterschiedlich. Entsprechend der Magnetisierungsrichtung ist ein magnetisches Feld vorhanden, welches die benachbarten Weicheisenelemente in entsprechender Weise durchsetzt. Durch die durch die Überlagerung bedingte Änderung erzeugten Kräfte wird eine Kraftwirkung auf den Rotor 2 ausgeübt. Der magnetische Fluß wird dabei wie in der Fig. 2 dargestellt über die Statorelemente geführt. Dabei tritt der vom Magneten 9 erzeugte Fluß in der Richtung vom Süd- zum Nordpol durch die Magnete hindurch und in den Weicheisenbereich des benachbarten Weicheisenelementes 11.1 über, um von dort den Luftspalt, 8 zu passieren und in das Statorelement 5.1 einzutreten. Über dieses wird er um die Statorwicklung 4.1 herumgeführt und kommt auf der anderen Rotorseite wieder zurück, geht dort, wieder getrieben durch den Permanentmagneten 9.1b, in Längsrichtung, d. h. radialer Richtung, durchsetzt den Luftspalt 8 und umschließt mit Hilfe des Statorbauelementes 5.2a die Statorwicklung 4.1 und schließt somit die Flußbahn im Weicheisenelement 11.2a. The AC machine 1 shown in FIGS . 1 and 2 with a transverse flux guide represents a two-phase transverse flux machine in a very compact design. An essential distinguishing criterion compared to the known transverse flux machines from the prior art is that only an air gap 8 is left between the rotor 2 and the stator assembly 3 is present. With regard to the functioning of the alternating current machine, reference can be made to the explanations on the basic principles of alternating current machines with transverse flow guidance. The two magnet arrangements belonging to a basic rotor unit in the form of the central magnets 9.1 a or 9.1 b or 9.2 b are each arranged with an alternating magnetization direction. This is shown for the magnet arrangements 9.1 a and 9.1 b of the first rotor phase segment 2.1 . The direction of magnetization of the two central magnet arrangements 9.1 a and 9.1 b with respect to the axis of rotation is different. In accordance with the direction of magnetization, a magnetic field is present which penetrates the adjacent soft iron elements in a corresponding manner. The forces generated by the superimposition exert a force on the rotor 2 . The magnetic flux is guided over the stator elements as shown in FIG. 2. The flux generated by the magnet 9 passes in the direction from the south to the north pole through the magnets and into the soft iron area of the adjacent soft iron element 11.1 in order to pass from there the air gap 8 and enter the stator element 5.1 . This leads it around the stator winding 4.1 and comes back on the other side of the rotor, there, again driven by the permanent magnet 9.1 b, in the longitudinal direction, ie in the radial direction, passes through the air gap 8 and encloses the stator winding with the aid of the stator component 5.2 a 4.1 and thus closes the river train in the soft iron element 11.2 a.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführung verdeutlicht eine bevorzugte erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Wechselstrommaschine mit transversaler Flußführung in Form einer Transversalflußmaschine mit zwei elektrischen Phasen. Dies wird dadurch erzielt, daß die Grundanordnung der Statorbaueinheiten 3.1 bzw. 3.2 zur Bildung der Statorbaueinheit 3 in Einbaulage betrachtet in einer Ebene erfolgt. Die Zweiphasigkeit wird durch die Gestaltung des Rotors 2 erzeugt. Dies wird dadurch erzielt, daß die einzelnen Rotorphasensegmente 2.1 bzw. 2.2, welche jeweils einer elektrischen Phase zugeordnet sind, zueinander um 90° versetzt angeordnet werden. Eine andere, hier im einzelnen jedoch nicht dargestellte Möglichkeit, besteht darin, einen einheitlich gestalteten Rotor aus wenigstens zwei Rotorphasensegmenten auszuführen, wobei die einzelnen Rotorgrundelemente der Rotorphasensegmente und somit auch die Rotorphasensegmente nicht zueinander versetzt angeordnet sind. Dies bedeutet, daß bei Projizierung aller Elemente in eine gemeinsame Ebene, welche senkrecht zur Rotationsachse ausgeführt ist, alle Elemente der einzelnen Rotorgrundeinheiten ebenfalls jeweils in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind. Dies bietet den Vorteil, daß bei der Ausführung des Rotors nicht auf die erforderliche Phasenverschiebung geachtet werden muß, sondern zwei identische Grundeinheiten miteinander gekoppelt werden können. In diesem Fall ist es jedoch erforderlich, die beiden Statorbaueinheiten gegeneinander um 90° in Umfangsrichtung des Rotors betrachtet zu versetzen, um die entsprechende Wirkung zu erzielen. Da in der Regel die Statorelemente in einem Statorgehäuse integriert sind und somit von vornherein auch die Zuordnung bei zweiphasigen Maschinen der einzelnen Statorbaueinheiten zueinander definiert festgelegt werden kann, besteht bezüglich der Anwendbarkeit beider Möglichkeiten der Erzeugung einer Wechselstrommaschine mit transversaler Flußführung kein Unterschied. Für die Ausbildung des Gehäuses ist jedoch die erstgenannte Möglichkeit, nämlich die Erzeugung der beiden Phasen durch die Versetzung der beiden Rotorphasensegmente um 90° zueinander zu bevorzugen. The embodiment shown in FIGS . 1 and 2 illustrates a preferred embodiment of an AC machine according to the invention with a transverse flow guide in the form of a transverse flux machine with two electrical phases. This is achieved in that the basic arrangement of the stator units 3.1 and 3.2 for forming the stator unit 3 , viewed in the installed position, takes place in one plane. The two-phase is generated by the design of the rotor 2 . This is achieved in that the individual rotor phase segments 2.1 and 2.2 , which are each assigned to an electrical phase, are arranged offset from one another by 90 °. Another possibility, which is not shown in detail here, however, consists in designing a uniformly designed rotor from at least two rotor phase segments, the individual basic rotor elements of the rotor phase segments and thus also the rotor phase segments not being offset from one another. This means that when all elements are projected into a common plane, which is perpendicular to the axis of rotation, all elements of the individual basic rotor units are also each arranged in a common plane. This has the advantage that when designing the rotor there is no need to pay attention to the required phase shift, but two identical basic units can be coupled to one another. In this case, however, it is necessary to offset the two stator assemblies from one another by 90 ° in the circumferential direction of the rotor in order to achieve the corresponding effect. Since the stator elements are usually integrated in a stator housing and thus the assignment can be defined from the outset in the case of two-phase machines of the individual stator structural units, there is no difference with regard to the applicability of both options for producing an AC machine with transverse flux guidance. For the construction of the housing, however, the first-mentioned possibility, namely the generation of the two phases by displacing the two rotor phase segments by 90 ° to one another, is to be preferred.

Für die konkrete Ausführung der einzelnen Elemente von Rotor- und Statorbaueinheit für die in der Fig. 1 bzw. die in der Fig. 2 beschriebene Wechselstrommaschine bestehen auch weitere Möglichkeiten der Gestaltung. Die in den Fig. 1 und 2 wiedergegebene Ausführung stellt jedoch eine besonders kompakte bevorzugte Ausgestaltung dar. Im einzelnen können zusätzliche Abwandlungen bezüglich der Ausführung der Magnetanordnungen und der an diese angrenzenden Weicheisenelemente vorgenommen werden. Es ist jedoch immer darauf zu achten, daß der Rotor bezogen auf die Rotationsachse einen im wesentlichen symmetrischen Aufbau erhält, um Unwuchten zu vermeiden, da diese Ausführung für sehr hohe Drehzahlen geeignet sein soll. Da eine entsprechende Bearbeitung der zu der Statorwicklung hinweisenden Flächen der Magnetanordnungen ökonomisch nicht vertretbar ist, wird jedoch bei der Ausgestaltung der Magnetanordnung auf ein entsprechendes Verhältnis zwischen den an die Weicheisenelemente angrenzenden Flächen und den zur Wicklung weisenden Flächen abgestellt.For the specific design of the individual elements of the rotor and stator assembly for the AC machine described in FIG. 1 or in FIG. 2, there are also other design options. However, the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 represents a particularly compact preferred embodiment. In particular, additional modifications can be made with regard to the embodiment of the magnet arrangements and the soft iron elements adjacent to them. However, it must always be ensured that the rotor has an essentially symmetrical structure with respect to the axis of rotation in order to avoid unbalance, since this version should be suitable for very high speeds. Since a corresponding machining of the surfaces of the magnet arrangements pointing towards the stator winding is not economically justifiable, the design of the magnet arrangement is based on a corresponding relationship between the surfaces adjacent to the soft iron elements and the surfaces facing the winding.

Claims (10)

1. Wechselstrommaschine mit transversaler Flußführung (1) mit einer Statorbaueinheit (3), innerhalb derer ein zylindrischer Rotor (2) unter Bildung eines Luftspaltes (8) angeordnet ist, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
  • - der Rotor (2) umfaßt in axialer Richtung wenigstens zwei zentral im Bereich der Rotorrotationsachse angeordnete und durch eine Zwischenlage aus elektrisch und magnetisch nicht leitfähigem Material getrennte Magnetanordnungen (9.1a, 9.1b), die in radialer Richtung jeweils zwischen zwei Weicheisenelementen (11.1, 11.2) angeordnet sind;
  • - jede Magnetanordnung (9.1a, 9.1b) weist eine Magnetisierungsrichtung auf, welche in Richtung eines der angrenzenden Weicheisenelemente (11.1, 11.2) gerichtet ist.
1. AC machine with transverse flux guidance ( 1 ) with a stator assembly ( 3 ), within which a cylindrical rotor ( 2 ) is arranged to form an air gap ( 8 ), characterized by the following features:
  • - The rotor ( 2 ) comprises in the axial direction at least two magnet arrangements ( 9.1 a, 9.1 b) arranged centrally in the area of the rotor rotation axis and separated by an intermediate layer made of electrically and magnetically non-conductive material, each of which in the radial direction between two soft iron elements ( 11.1 , 11.2 ) are arranged;
  • - Each magnet arrangement ( 9.1 a, 9.1 b) has a magnetization direction, which is directed in the direction of one of the adjacent soft iron elements ( 11.1 , 11.2 ).
2. Wechselstrommaschine mit transversaler Flußführung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Weicheisenelementen (11.1, 11.2) und Magnetanordnung (9.1a, 9.1b) im Querschnitt gebildete Rotorfläche im wesentlichen annähernd rotationssymmetrisch ausgebildet ist.2. AC machine with transverse flux guide ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the rotor surface formed from soft iron elements ( 11.1 , 11.2 ) and magnet arrangement ( 9.1 a, 9.1 b) in cross section is substantially approximately rotationally symmetrical. 3. Wechselstrommaschine mit transversaler Flußführung (1) nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
  • - jede Magnetanordnung (9.1a, 9.1b) ist als Element mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt ausgeführt;
  • - an den in Magnetisierungsrichtung einander gegenüberliegenden Stirnseiten (10.1, 10.2) der Magnetanordnungen (9.1a, 9.1b) sind halbkreissegmentförmig ausgeführte Weicheisenelemente (11.1, 11.2) mit ihren gerade ausgeführten Flächen angeordnet;
  • - die Anordnung der im Querschnitt betrachtet halbkreissegmentförmig ausgebildeten Weicheisenelemente (11.1, 11.2) erfolgt an den jeweils einander gegenüberliegenden längeren Stirnseiten der Magnetanordnung (9.1a, 9.1b).
3. AC machine with transverse flow guide ( 1 ) according to claim 2, characterized by the following features:
  • - Each magnet arrangement ( 9.1 a, 9.1 b) is designed as an element with a substantially rectangular cross section;
  • - On the opposite end faces ( 10.1 , 10.2 ) of the magnet arrangements ( 9.1 a, 9.1 b) in the magnetization direction, semi-circular segment-shaped soft iron elements ( 11.1 , 11.2 ) with their just executed surfaces are arranged;
  • - The arrangement of the soft iron elements ( 11.1 , 11.2 ), which are designed in the form of a cross-section in cross-section, takes place on the respectively opposite longer end faces of the magnet arrangement ( 9.1 a, 9.1 b).
4. Wechselstrommaschine mit transversaler Flußführung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
  • - jede Statorbaueinheit (3) umfaßt wenigstens zwei Statorelemente (5.1, 5.2), welche in Umfangsrichtung des Rotors (2) betrachtet zu diesem im wesentlichen symmetrisch angeordnet sind;
  • - jede Statorbaueinheit umfaßt des weiteren wenigstens eine Ankerwicklung (4), welche ringförmig den Rotor (2) in einem bestimmten Abstand umschließt.
4. AC machine with transverse flow guidance ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized by the following features:
  • - Each stator assembly ( 3 ) comprises at least two stator elements ( 5.1 , 5.2 ) which, viewed in the circumferential direction of the rotor ( 2 ), are arranged essentially symmetrically to the latter;
  • - Each stator assembly further comprises at least one armature winding ( 4 ) which annularly surrounds the rotor ( 2 ) at a certain distance.
5. Wechselstrommaschine mit transversaler Flußführung (1) nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
  • - jedes Statorelement (5.1, 5.2) weist im Axialschnitt einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt auf;
  • - die Schenkel des U-förmigen Querschnittes sind in Einbaulage zum Rotor (2) hingerichtet und den Magnetanordnungen (9.1a, 9.1b) gegenüberliegend angeordnet.
5. AC machine with transverse flow guide ( 1 ) according to claim 4, characterized by the following features:
  • - Each stator element ( 5.1 , 5.2 ) has an essentially U-shaped cross section in axial section;
  • - The legs of the U-shaped cross section are executed in the installed position to the rotor ( 2 ) and the magnet arrangements ( 9.1 a, 9.1 b) arranged opposite.
6. Wechselstrommaschine mit transversaler Flußführung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen der einzelnen Magnetanordnung (9.1a, 9.1b) und den an diese angrenzenden Weicheisenelemente (11.1, 11.2) und/oder die Verbindung zwischen der Magnetanordnung (9.1a, 9.1b) in axialer Richtung und der Lage aus elektrischen und magnetisch nicht leitfähigem Material mittels Stoffschluß erfolgt. 6. AC machine with transverse flow guide ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the connection between the individual magnet arrangement ( 9.1 a, 9.1 b) and the soft iron elements ( 11.1 , 11.2 ) adjacent to these and / or the connection between the magnet arrangement ( 9.1 a, 9.1 b) in the axial direction and the layer made of electrical and magnetically non-conductive material by means of material bonding. 7. Wechselstrommaschine mit transversaler Flußführung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß diese als zweiphasige Maschine, umfassend einen Rotor (2) mit zwei Rotorphasensegmente (2.1, 2.2), welche in axialer Richtung durch eine Zwischenlage aus elektrisch und magnetisch nicht leitfähigem Material (15) voneinander getrennt sind, und zwei Statorbaueinheiten (3.1, 3.2) ausgeführt ist.7. AC machine with transverse flow guide ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that it as a two-phase machine comprising a rotor ( 2 ) with two rotor phase segments ( 2.1 , 2.2 ), which in the axial direction by an intermediate layer of electrical and magnetically non-conductive material ( 15 ) are separated from one another, and two stator assemblies ( 3.1 , 3.2 ) are designed. 8. Wechselstrommaschine mit transversaler Flußführung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die identisch aufgebauten Rotorphasensegmente (2.1, 2.2) in Umfangsrichtung um 90° zueinander versetzt angeordnet sind.8. AC machine with transverse flux guide ( 1 ) according to claim 7, characterized in that the identically constructed rotor phase segments ( 2.1 , 2.2 ) are arranged offset in the circumferential direction by 90 ° to each other. 9. Wechselstrommaschine mit transversaler Flußführung (1) nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
  • - die beiden Rotorphasensegmente (2.1, 2.2) sind in einer gemeinsamen Ebene unter Versatz zueinander angeordnet;
  • - die jedem Rotorphasensegment zugeordnete Statorbaueinheit (3.1, 3.2) ist in Umfangsrichtung betrachtet in zwei unterschiedlichen, zueinander um 90° versetzten Ebenen angeordnet.
9. AC machine with transverse flow guidance ( 1 ) according to claim 7, characterized by the following features:
  • - The two rotor phase segments ( 2.1 , 2.2 ) are arranged in a common plane with an offset to one another;
  • - The stator assembly ( 3.1 , 3.2 ) assigned to each rotor phase segment is, viewed in the circumferential direction, arranged in two different planes offset from one another by 90 °.
10. Wechselstrommaschine mit transversaler Flußführung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rotor (2) in axialer Richtung jeweils ein Wellenende (16.1, 16.2) zugeordnet ist, welches im Stator (3) lagerbar ist.10. AC machine with transverse flux guide ( 1 ) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the rotor ( 2 ) in the axial direction is assigned a shaft end ( 16.1 , 16.2 ) which can be stored in the stator ( 3 ).
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