DE102005037464A1 - Stator of electrical machine e.g. passenger vehicle generator, has laminated core, which comprises a winding whereby damping mass is arranged in interdental spaces in between external teeth at the outer circumference - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of technology
Die Erfindung betrifft einen Stator einer elektrischen Maschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine elektrische Maschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7.The The invention relates to a stator of an electric machine according to to the preamble of claim 1 and an electric machine according to the preamble of claim 7.
Es ist bekannt, dass bei PKW-Generatoren der Stator in der Regel das Bauteil mit dem größten Anteil am der Schallabstrahlung des magnetisch erregten Geräuschs ist. Ursache hierfür ist, dass das Blechpaket des Stators durch Magnetkräfte im Luftspalt zu mechanischen Schwingungen angeregt wird und diese Schwingungen auf die Wicklung sowie auf angeschlossene Bauteile, z.B. Lagerschilde, übertragen werden.It It is known that in the case of car generators, the stator is usually the Component with the largest share at the sound emission of the magnetically excited noise. Cause for this is that the laminated core of the stator by magnetic forces in the air gap is excited to mechanical vibrations and these vibrations on the winding as well as on connected components, e.g. Bearing shields, transferred become.
Es sind verschiedene Möglichkeiten bekannt, die Schwingungen des Stators zu verringern, etwa durch eine hohe Fertigungsgenauigkeit des Stators sowie der Lagerschilde oder die Minimierung der anregenden Kräfte durch eine geeignete Gestaltung der Form der Klauenpole. Derartige Maßnahmen sind aufwändig und entsprechend teuer.It are different possibilities known to reduce the vibrations of the stator, such as through a high manufacturing accuracy of the stator and the end shields or the minimization of the stimulating forces by a suitable design the shape of the claw poles. Such measures are complex and accordingly expensive.
Eine weitere Möglichkeit, die Schwingungsamplitude zu senken, besteht darin, die mechanische Dämpfung des Blechpakets durch Anbringen von geeignetem Dämpfungsmaterial an das Blechpaket gezielt zu steigern. Bekannt ist z.B. das Blechpaket nicht wie üblich direkt in den Lagerschilden zu spannen, sondern zwischen Blechpaket und Lagerschilde eine Schicht zur Dämpfung und/oder Dämmung zu legen. Dies beeinträchtigt allerdings die mechanische Festigkeit der Verbindung. Bei der Wahl des Dämpfungsmaterials müssen wegen der geforderten hohen mechanischen Festigkeit Kompromisse bzgl. des Dämpfungsverhaltens eingegangen werden. Die Schicht behindert die Wärmeleitung vom Stator zum Lagerschild, wodurch die Kühlung des Stators verschlechtert wird. Es entsteht ein hoher Fertigungsaufwand beim Einbringen der Dämpfungsmasse in die Lagerschilde sowie beim Fügen des Stators.A another possibility To reduce the vibration amplitude, is the mechanical damping of the Laminations by attaching suitable damping material to the laminated core purposefully increase. It is known e.g. the laminated core not as usual directly to clamp in the end shields, but between laminated core and End shields a layer for damping and / or insulation to lay. This affects however, the mechanical strength of the connection. In the election of the damping material have to because of the required high mechanical strength compromises regarding the damping behavior To be received. The layer obstructs the heat conduction from the stator to the end shield, causing the cooling of the stator is deteriorated. It creates a high production cost when introducing the damping mass in the end shields as well as during joining of the stator.
Vorteile der ErfindungAdvantages of invention
Es wird ein Stator einer elektrischen Maschine vorgeschlagen, bei dem an dessen Außendurchmesser in Zahnzwischenräumen zwischen Außenzähnen eine Dämpfungsmasse angeordnet ist. Vorteilhaft zeigt sich, dass bei verschiedensten geräuschkritischen Schwingungsformen des Stators eine Geräuschverminderung möglich ist. Im Vergleich zu einem ruhenden Stator werden bei erregter Elektromaschine bei typischen Frequenzen Deformationen in den Stator induziert. Bei einem PKW-Generator tritt z.B. bei Frequenzen um 1300 Hz eine Ovalschwingung auf, bei der der Querschnitt des Stators oval deformiert ist. Bei einer höheren Frequenz um 1800 Hz tritt eine Dreiecksschwingung auf, bei der der Querschnitt des Stators in ein Dreieck deformiert wird. Bei solchen Deformationen werden die an der Statoroberfläche umfänglich angeordneten Außenzähne gegeneinander bewegt. Die Deformation des Stators bewegt sich zeitlich gesehen zwischen Endlagen im Takt der Schwingungsfrequenz hin und her, wie mit Finite-Element-Rechnungen gezeigt werden kann. Bei der Bewegung werden die Statorbereiche mehr oder weniger stark gebogen. Diese Schwingbewegungen stoßen die den Stator umgebenden Luftteilchen an. Die Schwingungsamplituden liegen typischerweise im Bereich weniger Mikrometer. Der hierdurch entstehende Wechseldruck der Luft pflanzt sich fort und wird im Ohr als hörbarer Schall wahrgenommen.It a stator of an electric machine is proposed in which on the outside diameter in interdental spaces between external teeth one damping mass is arranged. Advantageously, it turns out that in the most diverse noise is critical Vibration forms of the stator noise reduction is possible. Compared to a stationary stator are energized electric machine at typical frequencies induced deformations in the stator. In a car generator, for example, at frequencies around 1300 Hz an oval oscillation on, in which the cross section of the stator is deformed oval. at a higher one Frequency around 1800 Hz, a triangular vibration occurs at which the Cross-section of the stator is deformed into a triangle. In such Deformations become the circumferentially arranged on the stator surface outer teeth against each other emotional. The deformation of the stator moves in time between end positions to the beat of the oscillation frequency back and forth how can be shown with finite element calculations. In the movement the stator areas are bent more or less strongly. These swinging movements bump the air particles surrounding the stator. The vibration amplitudes are typically in the range of a few microns. The resulting Alternating pressure of the air propagates and becomes in the ear as audible sound perceived.
Die in den Zwischenräumen angeordnete Dämpfungsmasse wird durch die Bewegung ebenfalls verformt. Durch die hierdurch entstehende innere Reibung im Dämpfungsmaterial wird dem schwingenden Stator Energie entzogen, wodurch die Schwingungsamplituden reduziert werden und das abgestrahlte Geräusch reduziert wird. Die Zwischenräume können ganz oder nur teilweise mit Dämpfungsmasse gefüllt sein. Es ist zweckmäßig, keine Dämpfungsmasse in Schraubendurchgängen vorzusehen.The in the interstices arranged damping mass is also deformed by the movement. By doing so Resulting internal friction in the damping material Energy is withdrawn from the vibrating stator, causing the vibration amplitudes be reduced and the radiated noise is reduced. The spaces can be completely or only partially with damping mass filled be. It is appropriate, no damping mass in screw passages provided.
Die Dämpfungsmasse ist bevorzugt zwischen Außenzähnen an einem Außenumfang angeordnet. Es zeigt sich, dass insbesondere die Außenverzahnung sich je nach Lage der Schwingungsphase auf- oder zubiegt. Durch die Dämpfungsmasse kann vorteilhaft die zyklische Bewegung der Außenzähne zur Erhöhung der Dämpfung genutzt werden. Die mechanische Festigkeit der Verbindung zwischen Stator und Lagerschild wird nicht beeinträchtigt. Es kann eine optimale Materialauswahl für die Dämpfungsmasse ohne Rücksicht der Stabilität getroffen werden. Die Wärmeableitung zwischen Stator und Lagerschild wird nicht behindert. Die Montage des Stators in die Lagerschilde wird nicht erschwert.The damping mass is preferred between external teeth an outer circumference arranged. It turns out that especially the external teeth depending on the position of the oscillation phase aufzubiegen or. Through the damping mass can Advantageously, the cyclical movement of the external teeth can be used to increase the damping. The mechanical strength of the connection between stator and end shield will not be affected. It can be an optimal choice of material for the damping mass without consideration stability to be hit. The heat dissipation between stator and end shield is not obstructed. The assembly of the Stators in the end shields is not complicated.
In einer günstigen Ausgestaltung kann nur ein Teil der Zahnzwischenräume gefüllt sein.In a cheap one Embodiment, only a part of the interdental spaces may be filled.
In einer weiteren günstigen Ausgestaltung kann sich die Dämpfungsmasse über eine gesamte axiale Länge eines Zahnzwischenraums erstrecken. Alternativ kann die Dämpfungsmasse sich nur über einen Teil einer axialen Länge eines Zahnzwischenraums erstrecken.In another cheap Design, the damping mass over a total axial length a tooth space extend. Alternatively, the damping mass only about one Part of an axial length a tooth space extend.
In einer weiteren günstigen Ausgestaltung kann die Dämpfungsmasse radial über die Außenzähne hinausragen.In another cheap Embodiment, the damping mass radially over the outer teeth protrude.
In einer günstigen Ausgestaltung weisen die Außenzähne Mittel auf, um die Haftfähigkeit der Dämpfungsmasse zu verbessern. Dies kann z.B. eine Profilierung der Zahnflanken sein, mit der eine formschlüssige Verbindung der Dämpfungsmasse mit dem Außenzahn herbeigeführt werden kann.In a cheap one Design, the outer teeth means on to the adhesion the damping mass to improve. This can e.g. a profiling of the tooth flanks be, with a form-fitting Connection of the damping mass with the external tooth brought can be.
Die einzelnen Maßnahmen können auch miteinander kombiniert werden. Dadurch ist es möglich, die Anordnung der Dämpfungsmasse optimal an die aktuellen Schwingungseigenschaften des gegebenen Stators anzupassen. Es ist außerdem möglich, die Auswahl des Werkstoffs für die Dämpfungsmasse je nach Anforderung bzgl. des zu dämpfenden Frequenzbereichs auszuwählen.The individual measures can also be combined with each other. This makes it possible for the Arrangement of the damping mass optimal to the current vibration characteristics of the given Adjust stator. It is also possible, the Selection of the material for the damping mass ever according to requirement with regard to the one to be damped Frequency range.
Je nach Stückzahl und Kosten ist es möglich, das Einbringen der Dämpfungsmasse maschinell oder auch manuell durchzuführen, z.B. in die Zahnzwischenräume einzulegen, einzukleben, einzuspritzen oder dergl.ever according to quantity and costs it is possible that Introducing the damping mass mechanically or manually, e.g. to insert into the interdental spaces, gluing, injecting or the like.
Es wird auch eine elektrische Maschine mit einem Rotor und einem Stator, vorgeschlagen, bei deren Stator in Zahnzwischenräumen zwischen den Außenzähnen eine Dämpfungsmasse angeordnet ist. Bevorzugt ist die elektrische Maschine ein Generator für ein Kraftfahrzeug.It is also an electric machine with a rotor and a stator, proposed at the stator in interdental spaces between the external teeth a damping mass is arranged. Preferably, the electric machine is a generator for a Motor vehicle.
Zeichnungdrawing
Weitere Ausführungsformen, Aspekte und Vorteile der Erfindung ergeben sich auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in Ansprüchen, ohne Beschränkung der Allgemeinheit aus einem nachfolgend anhand einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung.Further Embodiments, Aspects and advantages of the invention are also independent of their summary in claims, without restriction the general public from a subsequently illustrated with reference to a drawing embodiment the invention.
Im Folgenden zeigtHereinafter shows
Beschreibung des Ausführungsbeispielsdescription of the embodiment
Die
Der
Stator
Die
Dämpfungsmasse
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE200510037464 DE102005037464A1 (en) | 2005-08-09 | 2005-08-09 | Stator of electrical machine e.g. passenger vehicle generator, has laminated core, which comprises a winding whereby damping mass is arranged in interdental spaces in between external teeth at the outer circumference |
Applications Claiming Priority (1)
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DE200510037464 DE102005037464A1 (en) | 2005-08-09 | 2005-08-09 | Stator of electrical machine e.g. passenger vehicle generator, has laminated core, which comprises a winding whereby damping mass is arranged in interdental spaces in between external teeth at the outer circumference |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE102005037464A1 true DE102005037464A1 (en) | 2007-02-15 |
Family
ID=37680966
Family Applications (1)
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DE200510037464 Withdrawn DE102005037464A1 (en) | 2005-08-09 | 2005-08-09 | Stator of electrical machine e.g. passenger vehicle generator, has laminated core, which comprises a winding whereby damping mass is arranged in interdental spaces in between external teeth at the outer circumference |
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2005
- 2005-08-09 DE DE200510037464 patent/DE102005037464A1/en not_active Withdrawn
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