CH400329A - Stator for an electric machine - Google Patents

Stator for an electric machine

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Publication number
CH400329A
CH400329A CH397563A CH397563A CH400329A CH 400329 A CH400329 A CH 400329A CH 397563 A CH397563 A CH 397563A CH 397563 A CH397563 A CH 397563A CH 400329 A CH400329 A CH 400329A
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CH
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pole
poles
yoke
stator
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Application number
CH397563A
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German (de)
Inventor
Hansen Egon
Original Assignee
Danfoss As
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/14Stator cores with salient poles
    • H02K1/146Stator cores with salient poles consisting of a generally annular yoke with salient poles
    • H02K1/148Sectional cores

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Description

  

      Stator    für eine elektrische Maschine    Die Erfindung betrifft einen     Stator    für eine elektri  sche Maschine mit um die einzelnen Pole gelegten Spu  len. Es ist ein erstrebenswertes Ziel bei solchen elek  trischen Maschinen, die Spulen vorzufertigen und als  Ganzes über die Pole zu schieben. Diesem Ziel steht  jedoch entgegen,     dass   <B>-</B> von wenigen Ausnahmen  abgesehen<B>-</B> die dem Luftspalt zugewandte Polfläche,  also im allgemeinen der Polschuh, grösser ist als die  von der Spule umschlossene     Querschnittsfläche.    Die  sem Übelstand hat man bisher dadurch abgeholfen,       dass    man den Pol teilte und den Polschuh erst nach  dem Aufschieben der Spule am übrigen Pol befestigte.

    Dieses Verfahren eignet sich jedoch nur für grössere  Maschinen. Eine andere Möglichkeit sah man darin,  die einzelnen Pole getrennt vom übrigen Joch her  zustellen, mit ihren Spulen zu versehen und dann am  Joch zu befestigen. Hierbei     muss        zwangläufig    die für  die Befestigung zur Verfügung stehende Fläche     klei-          nersein    als die von der Spule umgebene     Querschnitts-          fläche,    so     dass    eine sichere und sich bei den fortwäh  renden Erschütterungen nicht lösende Verbindung  nur mit Schwierigkeiten herzustellen war.

   Erfindungs  gemäss werden diese Nachteile dadurch behoben,     dass     die Pole am Polkopf beginnende parallele Flanken  besitzen und in einem Winkel zu dem die     Polkopf-          fläche    halbierenden Radius stehen.  



  Die gegenüber der von der Spule umgebenen       Querschnittsfläche    vergrösserte     Polkopffläche    entsteht  also dadurch,     dass    man den Pol vorn  schräg  ab  schneidet. Trotz vergrösserter     Polkopffläche        lässt    sich  die vorgefertigte Spule zweckmässig von vorn auf  den Pol aufschieben. Das hintere Ende des     Poles     kann hierbei beliebig ausgebildet werden. Wesentlich  ist beispielsweise,     dass    ein Teil der Pole     einstückig     mit dem Joch ausgebildet sein kann. Bei den meisten  Ausführungsformen der Erfindung gilt dies für die  Hälfte aller Pole.

   Dies bedeutet eine ganz erhebliche    Vereinfachung in der     Teilefabrikation    und beim Zu  sammenbau.  



  Vorteilhaft ist ferner, wenn der Rest der Pole,  also insbesondere jeder zweite Pol, an dem Joch  mittels einer Verbindung befestigt werden kann, die  über die     paraUelen.    Polflanken hinausragt, vorzugs  weise eine seitlich ausladende     Nut-Feder-Verbindung.     Dies ergibt eine sehr sichere., dauerhafte Befestigung.  



  Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ragt  jeder Pol in die Bewegungsbahn der Spule eines  Nachbarpols. Während bisher die Spule durch den  Polschuh, also durch ihren eigenen Pol, arretiert  war, übernimmt diese Aufgabe nunmehr, da der  Polschuh fehlt, der Nachbarpol.  



  Für einen     Stator    mit vier Polen ergibt sich eine  besonders vorteilhafte Konstruktionsform, wenn das  Joch ein quadratischer Rahmen ist und die Pole  parallel zu den vier Seiten verlaufen und gegenüber  den Symmetrieebenen versetzt sind. Auf diese Weise  wird der Fensterausschnitt des     Jochrahmens    optimal  durch Pole und Spulen ausgenutzt. Der hier benutzte  Ausdruck  Pol  soll auch polähnliche Ausführungen  umfassen, z. B. einfache Zähne, von denen mehrere  nebeneinander in gleicher Richtung vom     Magnet-          fluss    durchsetzt werden.  



  Weitere Merkmale ergeben sich aus der nach  folgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele  im Zusammenhang mit der Zeichnung. Es zeigen:       Fig.   <B>1</B> einen Querschnitt durch einen     vierpoligen          Stator    gemäss der Erfindung,       Fig.    2 eine Draufsicht auf diesen     Stator    und       Fig.   <B>3</B> schematisch den Querschnitt durch einen  achtpoligen     Stator    gemäss der Erfindung.  



  Der     Stator    nach den     Fig.   <B>1</B> und 2 weist einen  quadratischen Rahmen<B>1</B> als Joch auf, mit dem die  Pole 2 und<B>3</B>     einstückig    ausgebildet sind. Die Pole  4 und<B>5</B> sind über eine     Schwalbenschwanzführung         <B>6, 7</B> mit dem Jochrahmen<B>1</B> verbunden. Alle Pole  sind mit einer Spule<B>8</B> bis<B>11</B> versehen. Das     Stator-          blechpaket    ist durch Nieten 12 zusammengehalten.  Jeder Pol besitzt zwei parallele Flanken<B>13,</B> 14 die  vorn an der dem     Luftspalt    zugewandten Fläche<B>15</B>  des Polkopfes beginnen.

   Diese Flanken stehen zu  dem Radius R, der die     Polkopffläcbe    halbiert in  einem Winkel a. Dies heisst im vorliegenden Fall,       dass    die Flanken<B>13,</B> 14 parallel zu den Seiten des  quadratischen Jochrahmens<B>1</B> verlaufen und gegen  über der Symmetrieebene     A-A    (für die Pole 2,<B>3)</B>       bzw.        B-B    (für die Pole 4,<B>5)</B> versetzt sind.  



  Diese spezielle Bauart hat im vorliegenden Fall  den Vorteil,     dass    z. B. die Spule<B>8</B> so weit in die  Ecke<B>16</B> des Fensters     ira    Rahmen<B>1</B> verschoben ist,       dass    in der benachbarten Ecke<B>16'</B> die ebenfalls ver  schobene Spule<B>9</B> Platz findet. Die recht gross und  ohne irgendeine     Abschrägung    gewickelten Spulen hin  dern sich also nicht gegenseitig, füllen aber zusammen  mit den übrigen Bauteilen das gesamte Fenster inner  halb des Rahmens<B>1</B> aus.  



  Zunächst werden die vorgefertigten Spulen<B>8</B> und  <B>10</B> auf die mit dem Joch<B>1</B> verbundenen Pole 2 und  <B>3</B> geschoben. Alsdann werden die vorgefertigten Spu  len<B>9, 11</B> über die einzelnen Pole 4,<B>5</B> geschoben.       Nurnnebr    werden die Pole 4,<B>5</B> von der Seite her  in die     Schwalbenschwanzverbindungen   <B>6, 7</B> gescho  ben. Auf diese Weise sind nicht nur die Einzelteile  zusammengebaut, sondern die längeren Flanken 14  jedes einzelnen     Poles    arretieren auch die Spulen des  jeweils links (in der Zeichnung) davon befindlichen       Nachbarpoles.     



  In     Fig.   <B>3</B> ist ein     Stator    mit kreisrundem Joch<B>17</B>  veranschaulicht, an welchem die Pole<B>18</B> direkt aus  geformt sind. Die dazwischenliegenden Pole<B>19</B> sind  mit einer sich über die parallelen Flanken 20, 21  hinaus erstreckenden     Schwalbenschwanzverbindung     22 am Joch befestigt. Wiederum ist die     Polkopf-          fläche   <B>23</B> deshalb vergrössert, weil der diese Fläche  halbierende Radius R und die Flanken 20, 21 einen  Winkel miteinander einschliessen. Die Spulen 24 kön  nen auf jeden Pol von der Kopfseite, her aufge  schoben werden.  



  Der Zusammenbau erfolgt wiederum in der  Weise,     dass    zunächst auf die fest angebrachten Pole    <B>18</B> die Spulen 24 aufgeschoben werden,     dass    dann  die vorerst noch getrennten Pole<B>19</B> mit ihren Spulen  24 versehen und danach von der Seite her in  die     SchalbenschWanzverbindungen    22 eingeschoben  werden. Auch hierbei arretiert die jeweils längere  Flanke 21 eines jeden Pols die Spule 24 des links  (in der Zeichnung) daneben befindlichen Nachbar  pols. Die dargestellten Konstruktionen lassen sich  nicht nur für elektrische Maschinen mit einander glei  chen Polen, die abwechselnd aufeinander folgen, an  wenden, sondern auch bei gewissen Sonderkonstruk  tionen, z.

   B.     Einphasenmotoren,    bei denen jeweils  ein Hauptpol und ein Hilfspol miteinander abwech  seln, oder auch solchen Maschinen, bei denen jeweils  zwei oder mehr Zähne mit Spulen versehen sind,  in denen der gleiche Strom gleichsinnig geführt wird.



      Stator for an electrical machine The invention relates to a stator for an electrical machine with coils placed around the individual poles. It is a desirable goal in such electrical machines to prefabricate the coils and push them as a whole over the poles. However, this goal is contradicted by the fact that, apart from a few exceptions, the pole face facing the air gap, ie generally the pole shoe, is larger than the cross-sectional area enclosed by the coil. This inconvenience has been remedied by dividing the pole and only attaching the pole piece to the remaining pole after the coil has been pushed on.

    However, this method is only suitable for larger machines. Another possibility was to manufacture the individual poles separately from the rest of the yoke, to provide them with their coils and then to attach them to the yoke. In this case, the area available for fastening must inevitably be smaller than the cross-sectional area surrounded by the coil, so that a secure connection that would not come loose due to the continuous vibrations could only be established with difficulty.

   According to the invention, these disadvantages are eliminated in that the poles have parallel flanks beginning at the pole head and are at an angle to the radius bisecting the pole head surface.



  The pole head area, which is larger than the cross-sectional area surrounded by the coil, is thus created by cutting the pole at an angle at the front. Despite the enlarged pole head surface, the prefabricated coil can be conveniently pushed onto the pole from the front. The rear end of the pole can be designed as desired. It is essential, for example, that some of the poles can be formed in one piece with the yoke. In most embodiments of the invention, this applies to half of all poles.

   This means a very considerable simplification in the manufacture of parts and when assembling.



  It is also advantageous if the rest of the poles, that is to say in particular every second pole, can be fastened to the yoke by means of a connection which extends over the parallels. Pole flanks protrudes, preferably a laterally projecting tongue and groove connection. This results in a very secure, permanent attachment.



  According to a preferred embodiment, each pole protrudes into the movement path of the coil of a neighboring pole. While the coil was previously locked by the pole piece, i.e. by its own pole, this task is now taken over by the neighboring pole, since the pole piece is missing.



  For a stator with four poles, a particularly advantageous design is obtained when the yoke is a square frame and the poles run parallel to the four sides and are offset with respect to the planes of symmetry. In this way, the window cutout of the yoke frame is optimally used by poles and coils. The term pole used here is intended to include pole-like constructions, e.g. B. simple teeth, several of which are permeated by magnetic flux next to each other in the same direction.



  Further features emerge from the following description of two exemplary embodiments in conjunction with the drawing. The figures show: FIG. 1 a cross section through a four-pole stator according to the invention, FIG. 2 a plan view of this stator and FIG. 3 schematically the cross section through an eight-pole stator according to the invention the invention.



  The stator according to FIGS. 1 and 2 has a square frame 1 as a yoke, with which the poles 2 and 3 are formed in one piece. The poles 4 and <B> 5 </B> are connected to the yoke frame <B> 1 </B> via a dovetail guide <B> 6, 7 </B>. All poles are provided with a coil <B> 8 </B> to <B> 11 </B>. The laminated stator core is held together by rivets 12. Each pole has two parallel flanks <B> 13, </B> 14 which begin at the front on the surface <B> 15 </B> of the pole head facing the air gap.

   These flanks are related to the radius R, which bisects the pole head surface at an angle a. In the present case, this means that the flanks <B> 13, </B> 14 run parallel to the sides of the square yoke frame <B> 1 </B> and opposite the plane of symmetry AA (for poles 2, <B> 3) </B> or BB (for poles 4, <B> 5) </B> are offset.



  This special design has the advantage in the present case that, for. B. the coil <B> 8 </B> is moved so far into the corner <B> 16 </B> of the window in the frame <B> 1 </B> that in the adjacent corner <B> 16 ' </B> there is space for the moved coil <B> 9 </B>. The coils, which are wound quite large and without any bevel, do not obstruct each other, but together with the other components fill the entire window within the frame <B> 1 </B>.



  First, the prefabricated coils <B> 8 </B> and <B> 10 </B> are pushed onto the poles 2 and <B> 3 </B> connected to the yoke <B> 1 </B>. The prefabricated coils <B> 9, 11 </B> are then pushed over the individual poles 4, <B> 5 </B>. The poles 4, <B> 5 </B> are only pushed into the dovetail connections <B> 6, 7 </B> from the side. In this way, not only are the individual parts assembled, but the longer flanks 14 of each individual pole also lock the coils of the adjacent pole to the left (in the drawing).



  In FIG. 3, a stator with a circular yoke <B> 17 </B> is illustrated, on which the poles <B> 18 </B> are formed directly. The poles 19 in between are fastened to the yoke with a dovetail connection 22 that extends beyond the parallel flanks 20, 21. The pole head surface 23 is again enlarged because the radius R bisecting this surface and the flanks 20, 21 enclose an angle with one another. The coils 24 can be pushed up on each pole from the head side.



  The assembly is again carried out in such a way that the coils 24 are first pushed onto the permanently attached poles 18, and then the poles 19, which are initially separated, are provided with their coils 24 and then be pushed into the shell-tail connections 22 from the side. Here, too, the longer flank 21 of each pole locks the coil 24 of the neighboring pole on the left (in the drawing) next to it. The constructions shown can not only apply to electrical machines with each other glei chen poles that alternately follow one another, but also for certain special constructions, such.

   B. single-phase motors, in each of which a main pole and an auxiliary pole alternate with each other, or machines in which two or more teeth are provided with coils in which the same current is conducted in the same direction.

 

Claims (1)

<B>PATENTANSPRUCH</B> Stator für eine elektrische Maschine, mit um die einzelnen Pole gelegten Spulen, dadurch gekennzeich net, dass die Pole am Polkopf beginnende, parallele Flanken besitzen und in einem Winkel zu dem die Polkopffläche halbierenden Radius stehen. UNTERANSPRÜCH-E <B>1.</B> Stator nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass ein Teil der Pole einstückig mit dem Joch ausgebildet ist. <B> PATENT CLAIM </B> Stator for an electrical machine, with coils placed around the individual poles, characterized in that the poles have parallel flanks beginning at the pole head and are at an angle to the radius bisecting the pole head surface. SUB-CLAIM-E <B> 1. </B> Stator according to claim, characterized in that part of the poles is formed in one piece with the yoke. 2. Stator nach Unteranspruch<B>1,</B> dadurch gekenn zeichnet, dass der Rest der Pole, insbesondere jeder zweite Pol, an dem Joch mittels einer Nut-Feder- Verbindung befestigt ist, die über die parallelen Pol flanken hinausragt. <B>3.</B> Stator nach Patentanspruch und Unteransprü chen<B>1</B> und 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Pol in die Bewegungsbahn der Spule eines Nachbar pols ragt und diese arretiert. 2. Stator according to dependent claim <B> 1 </B> characterized in that the rest of the poles, in particular every second pole, is attached to the yoke by means of a tongue and groove connection which protrudes over the parallel pole flanks. <B> 3. </B> Stator according to patent claim and dependent claims <B> 1 </B> and 2, characterized in that each pole protrudes into the movement path of the coil of a neighboring pole and locks it. 4. Stator nach Patentanspruch und Unteransprü- chen <B>1</B> bis<B>3,</B> mit vier Polen, dadurch gekennzeichnet, dass das Joch ein quadratischer Rahmen ist und die Pole parallel zu den vier Seiten verlaufen und gegen über den Symmetrieebenen versetzt sind. 4. Stator according to patent claim and subclaims <B> 1 </B> to <B> 3, </B> with four poles, characterized in that the yoke is a square frame and the poles run parallel to the four sides and are offset from the planes of symmetry.
CH397563A 1962-04-03 1963-03-28 Stator for an electric machine CH400329A (en)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DED38572A DE1159556B (en) 1962-04-03 1962-04-03 Arrangement of the poles and mounting of the pole coils in the stator for electrical machines with single poles

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CH400329A true CH400329A (en) 1965-10-15

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ID=7044197

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CH397563A CH400329A (en) 1962-04-03 1963-03-28 Stator for an electric machine

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AT (1) AT241593B (en)
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DE (1) DE1159556B (en)

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BE630543A (en) 1963-07-31
DE1159556B (en) 1963-12-19
AT241593B (en) 1965-07-26

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