Aktives Blechpaket für elektrische Maschinen Für das Blechpaket von Transformatoren werden neuerdings Bleche verwendet, die eine gerichtete Struk tur aufweisen, so dass das Blech für den magnetischen Fluss eine Vorzugsrichtung besitzt. Stimmt der Verlauf des magnetischen Flusses mit dieser Vorzugsrichtung überein, so treten im Blech besonders geringe Verluste auf, ausserdem liegt dann die magnetische Sättigung höher. Dieser Richteffekt an den Blechen wird vor allem durch die Art der Herstellung (Anwendung des Kaltwalzprozesses) erzielt.
Verwendet man derartige magnetisch gerichtete Bleche für das aktive Blechpaket von elektrischen Maschinen, so zeigt sich die Schwierigkeit, dass der magnetische Fluss im Jochteil des Blechpaketes im wesentlichen in der Umfangsrichtung verläuft, während er in den Zähnen einen radial gerichteten Verlauf auf weist, so dass die günstigen Eigenschaften der gerichte ten Blechstruktur nur teilweise ausgenutzt werden können.
Die Erfindung bezieht sich auf aktive Blechpakete für elektrische Maschinen, bei denen die Blechstruktur eine Vorzugsrichtung für den Verlauf des magnetischen Flusses besitzt und die genannten Schwierigkeiten ver mieden sind. Erfindungsgemäss wird dies dadurch er reicht, dass für das Joch und für die Zähne des aktiven Blechpaketes gesonderte Blechteile vorgesehen sind, deren Vorzugsrichtung mit der im Joch und in den Zähnen auftretenden Hauptrichtung des magnetischen Flusses übereinstimmt, und dass die Zahnbleche mit einem Fussteil in den Fussteil umfassenden Ausneh- mungen des Joches angeordnet sind.
Die erfindungsgemässe Anordnung hat den Vorteil zur Folge, dass in überaus einfacher und für die Ferti gung günstiger Weise sowohl im Joch wie in den Zähnen des Blechpaketes das Kraftfeld im Sinne der magnetischen Vorzugsrichtung der verwendeten Bleche verläuft. Erfindungsgemäss können Blechpakete dieser Art für die einen Wechsel- oder Drehfluss führenden Ständereisenkörper von insbesondere grosse Leistungen aufweisenden elektrischen Maschinen Anwendung finden, bei denen es erwünscht ist, sowohl die Erreger- amperewindungen wie die Eisenverhiste besonders gering zu halten.
Da eine feste Verbindung zwischen den Zähnen und den Jochblechen ebenso wie ein guter Übertritt der magnetischen Kraftlinien aus dem Zahnteil in dem Jochteil von besonderer Bedeutung sind, empfiehlt es sich, bei der vorgeschlagenen Blechpaketausbildung den Fussteil der Zahnbleche auf einer Seite über den Zahnschaft hinausragen zu lassen oder den Fussteil der Zahnbleche in seiner Längserstreckung gegenüber dem Zahnschaft abzuwinkeln. Hierbei können an den in Richtung der Maschinenachse aufeinanderfolgenden Blechen oder Blechpaketen die verbreiterten Fussteile oder abgewinkelten Fussteile der Zähne abwechselnd auf verschiedenen Seiten bezüglich der Zahnachse liegen.
Die Erfindung eignet sich insbesondere für das einen Wechsel- oder Drehfluss führende Ständerblech- paket von elektrischen Maschinen grosser Wirk- oder Scheinleistung.
Im folgenden ist die Erfindung an Hand des Aus führungsbeispiels der Zeichnung näher erläutert.
Fig. <B>1</B> zeigt eine Draufsicht auf einen Jochblech- sektor, Fig. 2 eine Draufsicht auf ein einzelnes Zahn blech und Fig. <B>3</B> eine axiale Draufsicht auf einen Teil des zusammengebauten Ständerblechpaketes.
Die Jochbleche<B>5</B> und die Zähne<B>6</B> werden aus fort laufenden Streifen von gerichtetem magnetischem Blechmaterial gestanzt, deren Faserorientierung etwa mit der Richtung der in den Figuren eingezeichneten Pfeile<B>5'</B> bzw. <B>6'</B> übereinstimmt. Man sieht, dass diese Faserrichtung an den Jochblechen<B>5</B> tangential zum Umfang der Maschine liegt, so dass der in der Um- fangsrichtung fliessende magnetische Fluss im Jochteil des zusammengebauten Kerns nicht mehr als um etwa <B>15'</B> von der Faserrichtung der Bleche abweicht.
Die Faserrichtung<B>6'</B> in den gestanzten Zähnen<B>6</B> stimmt mit der Längserstreckung des Zahnes überein, so dass sie auch mit der Flussrichtung im Zahn übereinstimmt.
DerFuss einesjedenZahnesbesitztnuneine Gestalt, die sich für die Herstellung einer ineinandergreifenden Verbindungsstelle und diese Verbindungsstelle mit einem der ist Jochbleche vorzugsweise <B>5</B> eignet eine <B>'</B> Winkelverbindungsstelle<B>7,
-</B> wobei der Zahnfass nur auf der einen Seite in der Umfangsrichtung über den Zahn schaft hinaussteht, so dass also der Fussteil des Zahn- bleches mit seiner Längserstreckung gegenüber dem Zahnblech selbst abgewinkelt ist. Die Jochbleche<B>5</B> besitzen dem Zahnfuss entsprechende Öffnungen<B>8,</B> mit denen sie den Zahnfuss allseitig umfassen. Diese Öffnungen in den Jochblechen eignen sich daher dazu, die gestanzten Zähne an dem fertigen Blechpaket an ihrem Platze zu halten.
Bei der eben beschriebenen Anordnung werden vorzugsweise nur zwei Stanzformen benötigt, und zwar die eine Stanzform für die untereinander gleichartigen Jochbleche<B>5</B> und die andere Stanzform für die ebenfalls -untereinander gleichartigen einzelgestanzten Zähne<B>6.</B> Die Teile<B>5</B> und<B>6</B> können dabei aus einem fortlaufenden Blechstreifen von magnetisch gerichtetem Blech material -mit sehr geringem Verlust durch Abfall aus gestanzt werden. Dies bedeutet einen wesentlichen Vor teil.
Fig. <B>3</B> zeigt den Zusammenbau der Jochbleche mit den Zahnblechen im aktiven Blechpaket. Man sieht, dass das ringförmige Joch des Blechpaketes aus einzel nen Blechsektoren<B>5</B> zusammengesetzt ist, wobei in der axialen Aufeinanderfolge für die Einzelbleche oder für mehrere unmittelbar aufeinanderfolgende Bleche die Stossstellen der Blechsektoren in der Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sind, wobei in Fig. <B>3</B> die voll ausgezogenen Linien<B>9</B> die Stossstellen der obersten Bleche veranschaulichen, während die strichlierten Linien<B>10</B> die dagegen versetzten Stossstellen von darunterliegenden Blechen bedeuten.
Dadurch wird eine Überlappung für die Jochbleche der aufeinander- folgenden Lagen von Einzelblechen oder Blechpaketen erhalten.
Aus Fig. <B>3</B> ist ferner zu ersehen, dass an den in Richtung der Maschinenachse aufeinanderfolgenden Blechen oder Blechpaketen die Abwinkelungen der Zahnfüsse abwechselnd auf verschiedenen Seiten des Maschinenumfanges liegen.
Dies kann in einfachster Weise dadurch erzielt werden, dass beim Aufbau des Blechpaketes die aufeinanderfolgenden Lagen der in- einandergreifenden Joch- und Zahnbleche abwechs lungsweise umgekehrt aufgeschichtet werden, um eine überlappende Verbindung der aufeinanderfolgenden Lagen an den Winkelverbindungsstellen<B>7</B> und<B>8</B> zu erhalten. In Fig. <B>3</B> ist dies durch die ausgezogenen und strichlierten Linien der Zahnfussteile<B>11</B> und 12 veran schaulicht.
Die Reibung an den Stoss- und Überlappungs- verbindungsstellen schafft im Blechpaket eine genü gende Festigkeit, um den festen Zusammenbau des Blechpaketes betriebsmässig (z. B. auch bei Kurzschluss- beanspruchungen) aufrechtzuerhalten und irgend welche Zahnbewegungen zu verhindern. Dabei ist es nicht erforderlich, bei den Stanzarbeiten für die Joch- bleche und die Zähne abnormal eng bemessene Tole ranzen und Spielräume einzuhalten.
Die überlappenden Teile der Bleche der aufeinanderfolgenden Lagen ver ringern die magnetischen Verluste an den Verbindungs stellen auf den geringstmöglichen Betrag.
Active laminated core for electrical machines For the laminated core of transformers, sheets have recently been used that have a directed structure so that the sheet has a preferred direction for the magnetic flux. If the course of the magnetic flux agrees with this preferred direction, then particularly low losses occur in the sheet metal, and the magnetic saturation is then higher. This straightening effect on the sheets is achieved primarily through the type of production (use of the cold rolling process).
If one uses such magnetically directed metal sheets for the active laminated core of electrical machines, the difficulty arises that the magnetic flux in the yoke part of the laminated core runs essentially in the circumferential direction, while it has a radially directed course in the teeth, so that the favorable properties of the straightened sheet metal structure can only be partially exploited.
The invention relates to active laminated cores for electrical machines in which the sheet metal structure has a preferred direction for the course of the magnetic flux and the difficulties mentioned are avoided ver. According to the invention, this is achieved in that separate sheet metal parts are provided for the yoke and for the teeth of the active laminated core, the preferred direction of which coincides with the main direction of the magnetic flux occurring in the yoke and the teeth, and that the toothed sheets with a base part in the base part comprehensive recesses of the yoke are arranged.
The arrangement according to the invention has the advantage that the force field runs in the direction of the preferred magnetic direction of the metal sheets used in an extremely simple and favorable manner for production, both in the yoke and in the teeth of the laminated core. According to the invention, laminated cores of this type can be used for the stator iron bodies carrying an alternating or rotary flux of particularly high-power electrical machines in which it is desirable to keep both the exciter ampere windings and the iron convolutions particularly low.
Since a firm connection between the teeth and the yoke plates as well as a good crossing of the magnetic lines of force from the tooth part in the yoke part are of particular importance, it is advisable to let the foot part of the tooth plates protrude on one side over the tooth shaft in the proposed laminated core design or to bend the foot part of the toothed sheets in its longitudinal extension relative to the tooth shaft. Here, the widened base parts or angled base parts of the teeth can lie alternately on different sides with respect to the tooth axis on the sheet metal or sheet metal stacks successive in the direction of the machine axis.
The invention is particularly suitable for the laminated stator core, which conducts an alternating or rotary flux, of electrical machines with a large active or apparent power.
In the following the invention is explained in more detail with reference to the exemplary embodiment from the drawing.
FIG. 1 shows a plan view of a yoke plate sector, FIG. 2 shows a plan view of an individual toothed plate and FIG. 3 shows an axial plan view of part of the assembled stator core.
The yoke plates <B> 5 </B> and the teeth <B> 6 </B> are punched from continuous strips of directed magnetic sheet material, the fiber orientation of which corresponds approximately to the direction of the arrows <B> 5 '<shown in the figures / B> or <B> 6 '</B> match. It can be seen that this fiber direction on the yoke plates <B> 5 </B> is tangential to the circumference of the machine, so that the magnetic flux flowing in the circumferential direction in the yoke part of the assembled core does not exceed about <B> 15 ' </B> deviates from the grain direction of the sheets.
The fiber direction <B> 6 '</B> in the punched teeth <B> 6 </B> coincides with the longitudinal extension of the tooth, so that it also coincides with the flow direction in the tooth.
The foot of each tooth now has a shape which is suitable for the production of an interlocking connection point and this connection point with one of the yoke plates is preferably <B> 5 </B> an <B> '</B> angled connection point <B> 7,
- </B> where the tooth barrel protrudes beyond the tooth shaft in the circumferential direction only on one side, so that the foot part of the tooth plate is angled with its longitudinal extension relative to the tooth plate itself. The yoke plates <B> 5 </B> have openings <B> 8 </B> corresponding to the tooth root, with which they encompass the tooth root on all sides. These openings in the yoke plates are therefore suitable for holding the punched teeth in place on the finished laminated core.
In the arrangement just described, only two punching dies are preferably required, namely one punching shape for the yoke plates <B> 5 </B> of the same type and the other punching shape for the individually punched teeth <B> 6. </ B, which are also similar to one another > The parts <B> 5 </B> and <B> 6 </B> can be punched out of a continuous sheet metal strip of magnetically aligned sheet metal material - with very little loss due to waste. This means a major advantage.
Fig. 3 shows the assembly of the yoke plates with the toothed plates in the active laminated core. It can be seen that the annular yoke of the laminated core is composed of individual sheet metal sectors <B> 5 </B>, the joints of the sheet metal sectors being offset from one another in the circumferential direction in the axial sequence for the individual sheets or for several sheets in direct succession, with In Fig. 3, the full lines <B> 9 </B> illustrate the joints of the uppermost metal sheets, while the dashed lines <B> 10 </B> mean the mutually offset joints of metal sheets below .
This results in an overlap for the yoke plates of the successive layers of individual plates or stacks of laminations.
It can also be seen from FIG. 3 that the angled teeth of the tooth roots lie alternately on different sides of the machine circumference on the sheets or laminations that follow one another in the direction of the machine axis.
This can be achieved in the simplest way in that when building the laminated core, the successive layers of the interlocking yoke and toothed plates are alternately stacked upside down in order to create an overlapping connection of the successive layers at the angular connection points 7 and <B> 8 </B>. In FIG. 3, this is illustrated by the solid and dashed lines of the tooth root parts <B> 11 </B> and 12.
The friction at the butt and overlap connection points creates sufficient strength in the laminated core to maintain the firm assembly of the laminated core during operation (e.g. also in the event of short-circuit loads) and to prevent any tooth movements. It is not necessary to keep abnormally tight tolerances and leeway during the punching work for the yoke plates and the teeth.
The overlapping parts of the sheets of the successive layers reduce the magnetic losses at the connection points to the lowest possible amount.