Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, insbesondere stromrichtergespeisten Synchronmaschine nach dem Transversal- flußprinzip gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Eine nach diesem Wirkprinzip aufgebaute Maschine ist aus der DE-PS 37 05 089 bekannt.

Das sogenannte Transversalflußkonzept beruht darauf, daß die Erregung des Statorfeldes nicht in Längsrichtung der Maschine, also parallel zur Rotordrehachse erfolgt, sondern in Umfangs- richtung, d.h. entlang der Bewegungsrichtung bei Rotation des Rotors. Der Rotor umfaßt dazu mindestens eine Polstruktur aus jeweils zwei nebeneinanderliegenden Reihen aus in Umfangsrich- tung wechselweise magnetisierten Permanentmagneten und Weich- eisenelementen, wobei die beiden Reihen durch eine Zwischenlage aus magnetisch und elektrisch nicht leitendem Material getrennt sind. Diese PolStruktur hat im Prinzip trommeiförmige Gestalt.

Der Stator besteht im wesentlichen aus zwei Teilen, nämlich einem radial außerhalb der Polstruktur angeordneten Außenstator und einem radial innerhalb der Polstruktur angeordneten Innen¬ stator. Jeder Statorteil weist Weicheisen-Ankerelemente auf, die im wesentlichen U-förmig ausgebildet sind und deren offene Schenkel in Magneten des Rotors jeweils von radial innen bzw. radial außen her über einen Luftspalt gegenüberstehen. Zur Er¬ regung weist die bekannte Maschine für jeden Statorteil jeweils eine in Umfangsrichtung verlaufende Ringwicklung auf.

Mit dieser, durch einfachen Wicklungsaufbau gekennzeichneten Anordnung und einer quer zur Bewegungsrichtung verlaufenden magnetischen Flußrichtung lassen sich hohe Kraftdichten er¬ reichen, insbesondere wenn kleine Polteilungen gewählt werden. Die elektrische Zuleitung zu den beiden Ringwicklungen der Sta¬ torhälften muß durch die Ankerelemente hindurch geführt werden. Zur Abfuhr der in den Wicklungen anfallenden Wärme stehen eben¬ falls nur die Zwischenräume zwischen den Ankerelementen zur Verfügung. Beim Innenstator jedoch sind die Abstände zwischen den Ankerelementen bei gleicher Polzahl und kleinerem Radius wesentlich kleiner als beim Außenstator. Die Platzverhältnisse sind daher beim Innenstator besonders ungünstig, was zu Proble¬ men bei der Ausbildung der LeitungsZuführung, des Wicklungsauf¬ baues und der Montage des Innenstators mit sich bringt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Wicklungsaufbau und die Erregung einer elektrischen Maschine der eingangs ge¬ nannten Gattung so zu verbessern, daß die LeitungsZuführung, die Wärmeabfuhr und Montage erleichtert sind.

Diese Aufgabe wird durch das kennzeichnende Merkmal des Anspru¬ ches 1 dadurch gelöst, daß die Erregung des Stators in eine einzige, in Umfangsrichtung verlaufenden Ringwicklung konzen¬ triert wird, und daß diese einzige Ringwicklung nur in einer der beiden Statorhälften untergebracht ist. Die andere Stator¬ hälfte bleibt somit frei von einer Ringwicklung und dadurch magnetisch inaktiv. Diese Statorhälfte bildet damit einen magnetischen Rückschluß zwischen den beiden Permanentmagnet- Reihen an der Polstruktur des Rotors. Diese Maßnahme bringt eine bedeutende Vereinfachung des Wicklungsaufbaues am Motor und eine beträchtlich vereinfachte Montage mit sich, verbunden mit einer gesteigerten Betriebssicherheit, insbesondere bezüg¬ lich der Standfestigkeit der Isolation bei der zu erwartenden Wärmebelastung.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran¬ sprüchen angegeben. Besonders vorteilhaft ist die Unterbringung der einzigen Ringwicklung im Außenstator, so daß der Innensta¬ tor frei bleiben kann von einer Wicklung. Gemäß Anspruch 3 wer¬ den die Ankerelemente des wicklungsfreien Statorteils als ge¬ blechte Rückschlußelemente, insbesondere als Schnittbandkerne ausgebildet und mit einem Abstand in Umfangsrichtung angeord¬ net, der der doppelten Polteilung an der Polstruktur des Rotors entspricht. Gemäß Anspruch 4 sind die Ankerelemente des die Ringwicklung aufnehmenden Statorteiles ebenfalls als Schnitt¬ bandkerne ausgebildet, die die Ringwicklung U-förmig an drei Seiten einschließen. Gemäß Anspruch 5 kann der Rotor zwei Pol¬ strukturen aufweisen, die symmetrisch beidseitig der zentralen Scheibe angeordnet sind, wobei die beiden zugehörigen Statoren so aufgebaut sind, daß die jeweils einzigen Ringwicklungen je¬ weils im gleichen Statorteil angeordnet sind, also am Innensta¬ tor oder vorzugsweise am Außenstator. Diese Maßnahme gewähr¬ leistet einen ruhigen schwingungsfreien Lauf des Motors.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt:

Figur 1 einen schematischen Längsschnitt durch die elek¬ trische Maschine;

Figur 2 eine schematische Ansicht der Rotor-PolStruktur und der sie umschließenden Statorelemente.

Die in Fig. 1 schematisch im Schnitt dargestellte Maschine um¬ faßt ein Statorgehäuse 1, in dem ein Rotor 2 mit seiner Welle 3 drehbar gelagert ist. Der Rotor besteht aus einer zentralen Scheibe 4, an deren radial äußerem Bereich symmetrisch nach beiden Seiten koaxial zur Drehachse der Welle 3 zwei Polstruk¬ turen 12 angeordnet sind. Diese Polstrukturen umfassen Perma¬ nentmagnete 13, die in zwei Reihen in Umfangsrichtung und

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' nebeπeinanderliegend jeweils wechselweise polarisiert und Weicheisenelementen 14 benachbart sind, wobei alle Teile durch elektrisch und magnetisch nicht leitendes Material, vorzugswei¬ se Kunststoff 15, voneinander getrennt sind. Durch die Einbet¬ tung in Kunststoff bildet die Scheibe 4 mit der Polstruktur 12, mit den Magneten 13 und Weicheisenelementen 14 (dargestellt in Fig. 2) einen in sich ausgesteiften Drehkörper. Den Polstruktu¬ ren 12 steht jeweils, getrennt durch einen Luftspalt 11, ein Stator 5 gegenüber, der aus einem radial außenliegenden Außen¬ stator 6 und einem radial innenliegenden Innenstator 7 besteht. Der Außenstator 6 umfaßt U-förmig ausgebildete Ankerelemente 9, deren offene Schenkel den Permanentmagneten 13 der Polstruktur 12 des Rotors gegenüberstehen. Innerhalb der Schenkel der An¬ kerelemente 9 befindet sich, von drei Seiten umschlossen, eine in Umfangsrichtung verlaufende Ringwicklung 8. Der Innenstator 7 ist frei von einer Ringwicklung und bildet lediglich zwischen den Permanentmagneten 13 auf der radial innenliegenden Seite den magnetischen Rückschluß für die Statorerregung, nämlich in einer radialen Ebene (Transversalflußprinzip) .

Die Fig. 2 zeigt in schematischer Ansicht und in gestreckter Lage einen Ausschnitt aus der Polstruktur 12 des Rotors und die sie umgebenden Statorteile 6, 7. Zu erkennen sind die beiden Reihen von hintereinander angeordneten Permanentmagneten 13 und Weicheisenelementen 14, die jeweils durch eine magnetisch und elektrisch nicht leitende Trennschicht 15 in Umfangsrichtung zusammengefaßt sind. Die Permanentmagnete 13 der einen Reihe sind gegenüber denen der anderen Reihe in unterschiedlicher Richtung gepolt, so daß eine magnetische Flußrichtung gemäß dem Richtungspfeil P entsteht. Die beiden Reihen von Permanent¬ magneten 13 mit Weicheisenelementen 14 sind auch quer zur Um¬ fangsrichtung mit magnetisch und elektrisch nicht leitendem Ma¬ terial, vorzugsweise Kunststoff, voneinander getrennt (nicht dargestellt) , aber dennoch tragfähig miteinander verbunden.

Zu erkennen ist ferner, daß der Außenstator 6 Weicheisen-An¬ kerelemente 9 aufweist, die in Umfangsrichtung im Abstand 2T voneinander angeordnet sind. Die Ankerelemente 9 sind als Schnittbandkerne 10, also in geblechter Ausführung ausgebildet. Dasselbe betrifft auch die radial innerhalb der Polstruktur 12 angeordneten Ankerelemente des Innenstators 7, dargestellt in Fig. 1. Die Ankerelemente 9 des Außenstators sind gegenüber den Ankerelementen des Innenstators um die Polteilung T in Umfangs¬ richtung versetzt. Die Polteilung T ist gegeben durch die Dicke der Permanentmagnete 13 und der Weicheisenelemente 14 samt der dazugehörigen Isolierschichten 15. Auch die Ankerelemente des Innenstators 7 sind in Umfangsrichtung mit doppelter Polteilung T beabstandet, was bei dem kleineren Radius der Ankerelemente am Innenstator einem kleineren Absolutwert der Zwischenräume entspricht. Von Vorteil ist daher, die Ringwicklung 8 am Außen¬ stator 6 anzuordnen, wobei die elektrische Zuleitung 16 zu die¬ ser Ringwicklung vorzugsweise im radial äußeren Bereich zwi¬ schen den Ankerelementen 9 hindurchgeführt ist. Auf diese Weise ist es möglich, die Maschine mit kleinen Werten für die Poltei¬ lung T auszubilden und dadurch hohe Kraftdichten zu erzeugen. Dennoch sind mit dieser Maßnahme Montageschwierigkeiten, kom¬ plizierter Wicklungsaufbau für den Innenstator und hohe Wärme¬ belastung vermieden.