DD220182A1

DD220182A1 - PERMANENT MAGNETIC ROLLER FOR ELECTRICAL MACHINES

Info

Publication number: DD220182A1
Application number: DD25534083A
Authority: DD
Inventors: Bernd Fischer; Andreas Pohl; Uwe Koenig; Peter-Klaus Budig
Original assignee: Elektromasch Forsch Entw
Priority date: 1983-10-03
Filing date: 1983-10-03
Publication date: 1985-03-20

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen permanentmagneterregten Laeufer fuer elektrische Maschinen aus Flussleitstuecken als geblechte Segmente und zwischen diesen Flussleitstuecken angeordneten Magnetbloecken. Ziel der Erfindung ist es, einen zusammengesetzten Laeufer zu schaffen, der ein Maximum an magnetisch aktivem Material enthaelt. Dabei soll seine Konstruktion ermoeglichen, fertigungstechnisch bedingte Toleranzen der Einzelteile auszugleichen und geblechte Flussleitstuecke zu verwenden. Die Flussleitstuecke und die Magnetbloecke werden erfindungsgemaess mittels ferromagnetischer Halteschienen und nichtmagnetischer Stirnscheiben zusammengehalten. Die ferromagnetischen Halteschienen gehen durch die Flussleitstuecke hindurch und liegen in Nuten der nichtmagnetischen Stirnscheiben, wo sie mit Hilfe von Ringen aus nichtmagnetischem Material zentrisch fixiert und mit den Stirnscheiben kraft-, form- oder stoffschluessig verbunden sind. Die Erfindung wird bei zusammengesetzten Laeufern mit Flusskonzentration angewendet. Fig. 1The invention relates to a permanent magnet excited Laeufer for electrical machines from Flußleitstuecken as laminated segments and arranged between these Flussleitstuecken magnetic blocks. The aim of the invention is to provide a composite Laeufer containing a maximum of magnetically active material. Its design should make it possible to compensate for production-related tolerances of the items and to use bladed flux guide. The flux guide and the magnetic blocks are held together by means of ferromagnetic retaining rails and non-magnetic end disks according to the invention. The ferromagnetic support rails pass through the flux conducting pieces and lie in grooves of the non-magnetic end disks, where they are centrally fixed by means of rings of nonmagnetic material and connected to the end disks in a force, shape or material connection. The invention is applied to composite flown liquefiers. Fig. 1

Description

Title of the invention

Permanentmagneterregter Läufer für elektrische MaschinenPermanent magnet excited rotor for electrical machines

Field of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf einen permanentmagneterregten Läufer für elektrische Maschinen aus Flußleitstücken als geblechte Segmente und zwischen diesen Flußleitstücken angeordneten Magnetblöcken.The invention relates to a permanent magnet excited rotor for electrical machines from Flußleitstücken as a laminated segments and arranged between these Flußleitstücken magnetic blocks.

Characteristic of the known technical solutions

Permanentmagneterregte Maschinen werden seit sehr langer Zeit, insbesondere bei Kleinmaschinen, nach dem Synchronmaschinenprinzip gebaut. Werden im Läufer, ohne besondere Maßnahmen zur Verstärkung des Magnetflusses Perritdauermagnete. verwendet, so treten geringe Luftspaltinduktionen auf und das zur Verfügung stehende Volumen wird schlecht ausgenutzt.Permanent magnet excited machines have been built for a very long time, especially for small machines, according to the synchronous machine principle. Be in the rotor, without special measures to enhance the magnetic flux Perritdauermagnete. used, so small Luftspaltinduktionen occur and the available volume is poorly utilized.

Zur Erhöhung der Luftspaltinduktion wird das bekannte Verfahren der Plußkonzentration durch Plußleitstücke verwendet. Dabei ergeben sich eine Reihe von Schwierigkeiten beim Einbau und der Befestigung der Dauermagnete in den Ständer besonders aber in den Läufer. Verschiedene Lösungen sind für die Befestigung der Magnete bzw. für den Zusammenbau des Läufers vorgeschlagen worden.To increase the air gap induction, the known method of plus concentration is used by Plußleitstücke. This results in a number of difficulties in the installation and attachment of the permanent magnets in the stand especially in the runner. Various solutions have been proposed for the attachment of the magnets or for the assembly of the rotor.

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In der DE-AS 1 056 235 ist eine Anordnung beschrieben, bei der Dauermagnete in radialer Richtung mittels unmittelbarer Unterstützung und/oder Befestigung an Polplatten fixiert und die Polplatten ihrerseits durch Portsetzungen aus nichtmagnetischem Material in radialer Richtung an der Rotorwelle befestigt sind. Aus der DE-AS T 120 573 ist bekannt, die o. g. Polplatten an der Innenseite unmittelbar in sich in axialer Richtung erstreckenden Nuten in einem auf der Rotorwelle angebrachten Ring aus nichtmagnetischem Material zu befestigen. Bekannt ist weiterhin aus der DE-OS 1 763 876 Dauennagnetblöcke mittels keilförmiger Polkerne zwischen diesen und entsprechend geformten Aufnahmekörpern formschlüssig im Läufer oder im Ständer der Maschine zu befestigen. Nach der DE-OS 2 412 307 sitzt der Läufer bei einer permanentmagneterregten elektrischen Maschine .mit im Läufer zwischen Blechsegmenten angeordneten Dauermagneten auf einem Wellenstück aus amagnetischem Material. Das Wellenstück ist so geformt, daß die, die Pole bildende Blechsegmente abstehende Profilteile des Wellenstückes hintergreifen. Die Dauermagnete sind dabei zwischen den Blechsegmenten eingesetzt. Bekannt ist auch eine Anordnung (DE-ÖS 2 608 421), bei der der Läufer in axialer Richtung aus Teilpaketen sowie gegen diese anliegende, fest auf der feromagnetischen Welle sitzende amagnetische Tragscheiben zusammengesetzt ist. Die Teilblechpakete bestehen aus lamellierten Blechpaketteilen und Ferritmagneten. Teilblechpakete und Tragscheiben sind durch axiale Bolzen kraft- und formschlüssig miteinander verbunden. Bekannt ist ebenfalls die Anordnung nach DE-GM 1 862 106, bei der der Laufer aus Blechsegmenten und in den zwischen diesen Segmenten verbleibenden radialen Schlitzen angeordneten Permanentmagneten besteht. Die Blechsegmente werden von elektrisch gut leitenden Preßscheiben zusammengehalten, die auf beiden Seiten des Paketes auf einer unmagnetischen Welle sitzen, und mittels durch Ausnehmungen in den Blechsegmenten verlaufenden Bolzen getragen. Schließlich ist aus dem DE-GM 1 848 663 ein Polrad bekannt, der aus radial verlaufenden plattenförmigen, in Richtung ihrer kürzesten Kante magnetizierten Dauermagneten und zum Radumfang aufragenden Weicheisenkeilen zwischen den Magneten besteht.In DE-AS 1 056 235 an arrangement is described, fixed in the permanent magnets in the radial direction by means of direct support and / or attachment to pole plates and the pole plates are in turn secured by nets of non-magnetic material in the radial direction of the rotor shaft. From DE-AS T 120 573 is known, the o. G. Polplatten on the inside directly in axially extending grooves in a mounted on the rotor shaft ring of non-magnetic material to attach. It is also known from DE-OS 1 763 876 permanent magnet blocks by means of wedge-shaped pole cores between them and correspondingly shaped receiving bodies form-fit in the runner or in the stator of the machine to attach. According to DE-OS 2,412,307, the rotor is seated in a permanent-magnet-excited electric machine .with permanent magnets arranged in the rotor between sheet metal segments on a shaft piece made of an amagnetic material. The shaft piece is shaped so that the, the poles forming sheet metal segments engage behind projecting profile parts of the shaft piece. The permanent magnets are inserted between the sheet metal segments. Also known is an arrangement (DE-OS 2 608 421), in which the rotor is assembled in the axial direction of sub-packages as well as against this fitting, firmly seated on the ferromagnetic wave non-magnetic support disks. The partial laminated cores consist of laminated laminated core parts and ferrite magnets. Part laminated cores and support plates are non-positively and axially connected by axial bolts. Also known is the arrangement according to DE-GM 1 862 106, in which the Laufer consists of sheet metal segments and arranged in the remaining radial slots between these segments permanent magnets. The sheet metal segments are held together by electrically highly conductive press discs, which sit on both sides of the package on a non-magnetic shaft, and supported by means extending through recesses in the sheet segments bolts. Finally, from DE-GM 1 848 663 a flywheel is known, which consists of radially extending plate-shaped, magnetized in the direction of its shortest edge permanent magnet and the wheel circumference towering soft iron wedges between the magnets.

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Dauermagnete und Weicheisenkeile sind durch Kleben miteinander verbunden, und ein ferromagnetischer Zylinder bewirkt» daß die Weicheisenkeile fest an der Innenwandung haften.Permanent magnets and soft iron wedges are bonded together by gluing, and a ferromagnetic cylinder causes the soft iron wedges to adhere firmly to the inner wall.

Nachteilig bei den Ausführungen nach DB-AS 1 056 253, DB-AS 1. 120 573, DE-OS 1 763 876 und DB-OS 2 412 307 ist die Nutzung'von radialen Portsätzen an den Flußieitstücken zur Befestigung am Läufergrundkörper. Insbesondere bei hohen Drehzahlen müssen diese Portsätze auf Grund der großen auftretenden Fliehkräfte einen großen tragenden Querschnitt aufweisen, so daß Volumen verloren geht, der zur Unterbringung von Dauermagnetmaterial genutzt werden könnte. Darüberhinaus besteht bei den Anordnungen nach DB-AS 1 056 253, DB-AS 1 120 573, DE-OS 2 412 307, DE-OS 2 608 421 und DB-GM 1 862 106 keine Möglichkeit fertigungstechnische Toleranzen der Magnetkreisteile des Läufers, die zu zusätzlichen Luftspalten führen, beim Zusammenbau auszugleichen. Nachteilig ist ebenso, daß bei einigen der o. g. Anordnungen (DE-AS 1 056 253, DB-AS 1 120 573, DE-OS 1 763 876 und DE-GM 1 848 663) keine geblechten Flußleitstücke anwendbar sind, was beim Stromrichterbetrieb dieser Maschinen zu erhöhten Verlusten im Läufer führt.A disadvantage of the embodiments according to DB-AS 1 056 253, DB-AS 1 120 573, DE-OS 1 763 876 and DB-OS 2 412 307 is the use 'of radial ports sets on the Flussieitstücken for attachment to the rotor body. Especially at high speeds, these ports sets must have a large load-bearing cross-section due to the large centrifugal forces occurring, so that volume is lost, which could be used to accommodate permanent magnet material. Moreover, in the arrangements according to DB-AS 1 056 253, DB-AS 1 120 573, DE-OS 2 412 307, DE-OS 2 608 421 and DB-GM 1 862 106 no possibility manufacturing tolerances of the magnetic circuit parts of the rotor, the lead to additional air gaps, compensate for the assembly. Another disadvantage is that some of the o. G. Arrangements (DE-AS 1 056 253, DB-AS 1 120 573, DE-OS 1 763 876 and DE-GM 1 848 663) no laminated flux guide are applicable, resulting in the converter operation of these machines to increased losses in the rotor.

Ziel der Erfindung , Aim of the invention

Ziel der Erfindung ist es, einen zusammengesetzten Läufer für elektrische Maschinen zu schaffen, der ein Maximum an magnetisch aktivem Material enthält, wobei seine Konstruktion es ermöglicht, fertigungstechnisch bedingte Toleranzen der Einzelteile auszugleichen und geblechte Flußleitstücke zu verwenden.The aim of the invention is to provide a composite rotor for electrical machines, which contains a maximum of magnetically active material, its construction makes it possible to compensate for manufacturing tolerances of the items and to use blazed flux guides.

Explanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, permanentmagneterregte Läufer für elektrische Maschinen aus Flußleitstücken als geblechte Segmente und zwischen diesen Segmenten angeordneten Magnetblöcken konstruktiv so zu gestalten, daß das Ziel der/Erf in-The object of the invention is to structurally design permanent magnet-excited rotor for electrical machines made of flux guides as laminated segments and magnetic blocks arranged between these segments in such a way that the objective of the invention is achieved.

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dung erreicht wird.be reached.

Erfindungsgemäß werden die Flußleitstücke und die Magnetblöcke mittels ferromagnetische Halteschienen und nichtmagnetischer 'Stirnscheiben zusammengehalten. Die ferromagnetischen Halteschienen, die an ihren beiden Enden mit einer Schräge versehen sind, gehen durch die Flußleitstücke hindurch, die als geblechte Segmente ausgeführt sind und enden beiderseitig in Nuten der nichtmagnetischen Stirnscheiben. Dort werden sie mit Hilfe von Ringen aus nichtmagnetischem Material zentrisch fixiert und mit den Stirnscheiben kraft-, form- oder stoffschlüssig verbunden. Mach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind auf dem Grund der lauten nachgiebige Abstandsstücke angeordnet oder die Hüten sind so ausgebildet, daß der Grund der Hüten selbst nachgiebig ist.According to the invention, the flux guiding pieces and the magnetic blocks are held together by means of ferromagnetic retaining rails and non-magnetic end disks. The ferromagnetic support rails, which are provided with a bevel at both ends, pass through the flux guides, which are designed as a lathed segments and terminate on both sides in grooves of the non-magnetic end disks. There, they are centrally fixed by means of rings made of non-magnetic material and connected to the end plates force, form or cohesive. Another feature of the invention is located at the bottom of the loud compliant spacers or the hats are formed so that the bottom of the hats themselves is compliant.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment.

In der Zeichnung zeigen*In the drawing show *

Fig. 1: den Längsschnitt eines Läufers nach der ' ErfindungFig. 1: the longitudinal section of a rotor according to the 'invention

Fig. 2: den Querschnitt des Läufers nach Fig. 12: the cross section of the rotor according to FIG. 1

Fig. 3s die Ansicht der Stirnseite des Läufers nach Fig. 13s the view of the front side of the rotor according to FIG. 1

In der Zeichnung sind mit 1 die Flußleitstücke gekennzeichnet, die als geblechte Segmente ausgeführt worden sind. Zwischen den Flüßleitstücken 1 liegen die Magnetblöcke 2 und durch die Flußleitstücke 1 gehen ferromagnetische Halteschienen 3 hindurch. Ihre beiden Enden sind beiderseitig mit Schrägen 9 ver-' sehen, die in Hüten 7 von äwei nichtmagnetischen Stirnscheiben 4 liegen. Die ferromagnetischen Halteschienen 3 sind im Bereich der Nuten 7 durch Ringe 6 aus nichtmagnetischem MaterialIn the drawing, 1, the Flußleitstücke are marked, which have been performed as a lathed segments. Between the Flüßleitstücken 1 are the magnetic blocks 2 and through the flux guide 1 go ferromagnetic support rails 3 therethrough. Both their ends are on both sides with bevels ver 'see, which lie in hats 7 of äwei non-magnetic end plates 4. The ferromagnetic support rails 3 are in the region of the grooves 7 by rings 6 of non-magnetic material

zentrisch zur Läuferwelle 5 fexiert. Zur Gewährleistung der Zentrierung der Halteschienen 3 bezüglich der Läuferwelle 5 sind diese mit einer Schräge 9 versehen und durch nachgiebige Abstandsstücke 8 gegen ungleichmäßiges Absinken in den Hüten vor der Fixierung gesichert. Die Ringe 6 aus nichtmagnetischem Material können aus nichtmagnetiBchem Stahl oder aus Plaste hergestellt werden. Bei der erfindungsgemäßen Ausführung des Läufers ist es möglich, die -Flußleitstücke 1 sowohl massiv (bei geringen Wechselanteilen der Luftspaltinduktion) als auch geblecht (bei großen Wechselanteilen der Luftspaltinduktion) auszubilden.centric to the rotor shaft 5 fxiert. To ensure the centering of the support rails 3 with respect to the rotor shaft 5, these are provided with a slope 9 and secured by resilient spacers 8 against uneven sinking in the hats before fixing. The rings 6 of non-magnetic material can be made of nonmagnetic steel or plastic. In the embodiment of the rotor according to the invention, it is possible to form the -Flußleitstücke 1 both massive (at low alternating parts of the air gap induction) as well as laminated (with large alternating proportions of the air gap induction).

Hierzu ein Blatt Zeichnungen.For this a sheet of drawings.

Claims

invention claim

1. Permanent magnet excited rotor for electrical machines from Flußleitstücken as a laminated segments and arranged between these Flußleitstücken magnetic blocks, characterized in that the Flußleitstücke (1) and the Magnetblb'cke (2) • held together by means of ferromagnetic support rails (3) and non-magnetic end disks (4) be by the ferromagnetic support rails (3) through the flux guides (2) pass through and in Kuten (7) of the non-magnetic end disks (4), where they centered using non-magnetic material rings (6) and with the non-magnetic end disks (4) are positively, positively or materially connected.

2. Permanent magnet excited Laufer according to item 1, characterized in that on the bottom of the grooves (7) compliant spacers (8) are arranged or the bottom of the grooves themselves is yielding.

3 = permanent magnet excited rotor according to item 1 and 2, characterized in that the ferromagnetic support rails (3) are provided at both ends with a bevel (9).

For this A pages drawings