DE102008043386A1 - Method for manufacturing stator of permanent magnet-excited synchronous machine, involves bringing stator into housing, and filling sealing compound in housing, where machining treatment is implemented after hardening compound - Google Patents

Method for manufacturing stator of permanent magnet-excited synchronous machine, involves bringing stator into housing, and filling sealing compound in housing, where machining treatment is implemented after hardening compound Download PDF

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Abstract

The method involves firmly connecting stator star-stack of laminations with circular yoke stack of laminations (3). Coils (9) are outwardly attached on radial stator teeth (5), and an inner wall of a stator (1) of a machining treatment is subjected until nominal dimension of diameter of the inner wall of the stator is reached. The stator is brought into a housing, and a sealing compound is filled in the housing for fixing the stator. The machining treatment is implemented after hardening the sealing compound.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Stators für eine elektrodynamische Maschine aus einem ringförmigen Jochblechpaket und einem darin angeordneten, mit dem Jochblechpaket fest verbindbaren Statorstern-Blechpaket mit radialen, untereinander durch Stege verbundenen Statorzähnen, bei dem vorbereitete Spulen von außen auf die Statorzähne aufgesetzt, das Jochblechpaket auf das Statorstern-Blechpaket aufgesetzt und die Innenwand des Stators einer spanabhebenen Bearbeitung unterworfen werden, bis ein Nennmaß des Durchmessers der Innenwand des Stators erreicht ist sowie die magnetischen Verbindungen in Form der Stege zwischen den Statorzähnen beseitigt sind. Weiter betrifft die Erfindung einen nach diesem Verfahren hergestellten Stator.The The invention relates to a method for producing a stator for an electrodynamic machine made of an annular Jochblechpaket and arranged therein, with the Jochblechpaket firmly connectable stator star laminated core with radial, among themselves Stator teeth connected by webs, in which prepared Coils are placed on the stator teeth from the outside, the Jochblechpaket placed on the stator star laminated core and subjected the inner wall of the stator of a cutting machining until a nominal size of the diameter of the inner wall the stator is reached as well as the magnetic connections in Form of the webs between the stator teeth are eliminated. Further the invention relates to a method produced by this method Stator.

In der DE 1 763 288 A1 ist ein derartiges Verfahren zum Herstellen eines Stators für eine elektrodynamische Maschine beschrieben, bei dem der Stator aus einem Jochblechpaket besteht, in dem sich zu der Rotorwelle hin erstreckende T-förmige Polschuhe befinden, die an den Enden ihrer der Rotorwelle zugewandten Seiten lediglich durch in Richtung der Rotorwelle verlaufende Stifte miteinander verbunden sind, wobei in Räumen zwischen den Polschuhen und dem Joch Spulen angeordnet sind.In the DE 1 763 288 A1 Such a method for producing a stator for an electrodynamic machine is described, in which the stator consists of a Jochblechpaket in which are extending to the rotor shaft extending T-shaped pole pieces, which at the ends of the rotor shaft facing sides only by in the direction the rotor shaft extending pins are interconnected, wherein in spaces between the pole pieces and the yoke coils are arranged.

Der Stator wird zusammengebaut indem ein Jochblechpaket und ein Kernblechpaket ineinander gepresst oder geschrumpft werden, wobei das Kernblechpaket aus einem Stapel die Form auf der Seite der Rotorwelle miteinander verbundener T-Stücke aufweisender Kernbleche besteht, zwischen denen Aussparungen zur Aufnahme von Spulendrähten vorgesehen sind, und wobei nachdem das Jochblechpaket und das Kernblechpaket ineinander gepresst oder geschrumpft sowie die Spulendrähte eingebracht worden sind, der Zusammenbau mithilfe einer Vergussmasse formschlüssig ausgefüllt wird. Nach dem Aushärten der Vergussmasse wird der Stator einer spanabhebenden Bearbeitung unterworfen, bis ein Durchmesser erreicht ist, bei dem die Polschuhe auf der Seite der Rotorwelle nur noch mittels der Vergussmasse miteinander verbunden sind.Of the Stator is assembled by a yoke laminated core and a core laminated core pressed into each other or shrunk, with the core laminated core from a stack the shape on the side of the rotor shaft with each other interconnected T-pieces comprising core sheets exists between which recesses provided for receiving coil wires are, and wherein after the yoke plate package and the core plate package pressed into each other or shrunk and the coil wires have been introduced, the assembly using a potting compound is completed form-fitting. After curing the potting compound becomes the stator of a machining process subjected until a diameter is reached at which the pole pieces on the side of the rotor shaft only by means of the potting compound with each other are connected.

Die Spulen lassen sich von außen auf einfache Weise auf die Statorzähne aufsetzen, und es lässt sich ein großer Kupferfüllfaktor erreichen, der vorteilhaft für eine hohe Leistungsdichte ist und dadurch auch zu einem sehr guten Wirkungsgrad beiträgt.The Coils can be easily applied to the outside from the outside Put on stator teeth, and it can be a big Achieve copper fill factor, which is beneficial for a high power density and thus also a very good one Efficiency contributes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung eines solchen Stators unter Beibehaltung der damit erzielbaren Vorteile zu vereinfachen und die elektrische Isolierung der Spulen gegenüber dem Stator sowie die mechanische Festigkeit des Stators zu verbessern.Of the Invention is based on the object, the production of such To simplify Stators while maintaining the advantages that can be achieved and the electrical insulation of the coils relative to the stator and to improve the mechanical strength of the stator.

Ausgehend von dieser Aufgabenstellung wird bei einem Herstellverfahren der eingangs erwähnten Art vorgeschlagen, dass der zusammengesetzte Stator aus dem Jochblechpaket und dem damit fest verbundenen sowie mit Spulen versehenen Statorstern-Blechpaket in ein Gehäuse eingebracht und zur Fixierung des Stators im Gehäuse eine Vergussmasse eingefüllt wird, wonach nach dem Aushärten der Vergussmasse die spanabhebende Bearbeitung durchgeführt wird.outgoing From this task is in a manufacturing process of mentioned in the introduction, that the composite Stator from the Jochblechpaket and the thus firmly connected and Stator star laminated core provided with coils in a housing introduced and for fixing the stator in the housing a Casting compound is poured, after which after curing the potting compound performed the machining becomes.

Durch die Vergussmasse werden alle freien Räume zwischen dem Gehäuse, dem Jochblechpaket, den Spulen sowie dem Statorstern-Blechpaket ausgefüllt und bilden nach Aushärten der Vergussmasse eine massive Einheit, die eine hohe mechanische Festigkeit aufweist, der spanabhebenden Bearbeitung widersteht und eine zusätzliche elektrische Isolierung zwischen den Spulen und dem Jochblechpaket sowie dem Statorstern-Blechpaket gewährleistet. Auch die Zwischenräume zwischen den Statorzähnen im Bereich der Innen wand des Stators sind vollständig mit Vergussmasse ausgefüllt, die nichtmagnetisch ist und somit einen unerwünschten Streufluss verhindert. Dadurch ist die Bohrung auch völlig glatt und kann ein sehr geringes Spiel gegenüber dem Rotor aufweisen. Ferner wird durch die Vergussmasse die Verlustwärme bei Betrieb des Motors sehr gut an die Oberfläche des Motors geführt.By the potting compound will clear all the spaces between the Housing, the Jochblechpaket, the coils and the stator star laminated core filled and form a solid after curing of the potting compound Unit that has high mechanical strength, the machining Machining resists and additional electrical insulation between the coils and the Jochblechpaket and the stator star laminated core guaranteed. Also the spaces between the stator teeth in the region of the inner wall of the stator are complete filled with potting compound, which is non-magnetic and thus prevents unwanted leakage flux. Thereby The hole is also completely smooth and can be very small Game against the rotor have. Further, by the potting compound the heat loss during operation of the engine very much Well guided to the surface of the engine.

Die Statorzähne des Statorstern-Blechpakets können zur Bohrung für den Rotor hin zu Polschuhen verbreitert sein, die zum Zusammensetzen des Statorstern-Blechpakets durch dünnwandige, einer magnetisch optimalen Schlitzbreite entsprechende Stege miteinander verbunden sind und die nach dem Aushärten der Vergussmasse spanabhebend abgetragen werden.The Stator teeth of the stator star laminated core can widened to the hole for the rotor towards pole pieces be used for assembling the stator core laminated core by thin-walled, a magnetically optimal slot width corresponding webs together are connected and after curing of the potting compound be removed by machining.

Zur Erleichterung der mechanischen Bearbeitung wird die Bohrung des Motors vor dem Vergießen mit einem Kern gefüllt.to Facilitating mechanical machining becomes the bore of the Motors filled with a core before casting.

Eine mechanische Sicherung der Spulenköpfe vor Verformung kann dadurch erreicht werden, dass die Spulen vor dem Einfüllen der Vergussmasse elektrisch geschaltet und die Spulenköpfe dann wenigstens teilweise mit vergossen werden.A mechanical securing of the coil heads from deformation can be achieved by the coils before filling the potting compound electrically connected and the coil heads then at least partially with shed.

Die eingangs erwähnte Aufgabe wird auch durch einen Stator für eine elektrodynamische Maschine gelöst, der nach dem vorstehenden Verfahren hergestellt und für eine permanentmagneterregte Synchronmaschine bestimmt ist.The The above-mentioned object is also achieved by a stator solved for an electrodynamic machine, the prepared by the above method and for a permanent magnet synchronous machine is determined.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des Näheren erläutert. In der Zeichnung zeigtThe Invention will be described below with reference to an illustrated in the drawing Embodiment of the details explained. In the drawing shows

1 einen Querschnitt durch eine permanentmagneterregte Synchronmaschine, hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, 1 a cross section through a permanent magnet synchronous machine, produced by the method according to the invention,

2 eine Seitenansicht eines Statorstern-Blechpakets, und 2 a side view of a stator star laminated core, and

3 eine Seitenansicht eines Jochblechpakets. 3 a side view of a Jochblechpakets.

Eine permanentmagneterregte Synchronmaschine weist gemäß 1 einen Stator 1 und einen Rotor 2 auf. Der Stator 1 besteht aus einem ringförmigen Jochblechpaket 3, dessen einzelne Bleche durch Stanzen hergestellt und in üblicher Weise zum Jochblechpaket 3 paketiert sind. Dies kann durch Kleben, Schweißen, Stanzpaketieren oder dergleichen geschehen.A permanent magnet synchronous machine has according to 1 a stator 1 and a rotor 2 on. The stator 1 consists of an annular yoke laminated core 3 , The individual sheets produced by punching and in the usual way to Jochblechpaket 3 are packaged. This can be done by gluing, welding, stamping or the like.

In das Jochblechpaket 3 ist ein in 4 gezeigtes Statorstern-Blechpaket 4 einsetzbar, das aus radialen Statorzähnen 5 besteht, die zur Rotorbohrung hin zu Polschuhen 6 verbreitert sind, die untereinander durch dünnwandige Stege 7 verbunden sind. Die Stege 7 weisen eine Breite auf, die einer magnetisch optimalen Schlitzbreite entspricht.In the yoke sheet package 3 is an in 4 shown stator star laminated core 4 can be used, consisting of radial stator teeth 5 exists, the rotor bore towards pole pieces 6 are widened, with each other by thin-walled webs 7 are connected. The bridges 7 have a width that corresponds to a magnetically optimal slot width.

Auf die Statorzähne 5 werden nach dem Paketieren die Spulen 9 aufgesetzt, wonach das Statorstern-Blechpaket 4 mit den Spulen 9 in das Jochblechpaket 3 eingesetzt wird. Die mechanisch feste Verbindung zwischen dem Jochblechpaket 3 und dem Statorstern-Blechpaket 4 kann kraftschlüssig, beispielsweise durch thermisches Schrumpfen oder formschlüssig durch Ausnehmung für die Enden der Statorzähne im Jochblechpaket 3 erfolgen.On the stator teeth 5 become the coils after packaging 9 put on, after which the stator star laminated core 4 with the coils 9 in the yoke sheet package 3 is used. The mechanically strong connection between the yoke plate package 3 and the stator star laminated core 4 can be non-positively, for example by thermal shrinkage or positively by recess for the ends of the stator teeth in Jochblechpaket 3 respectively.

Der fertig montierte Stator 1 wird nunmehr in ein Motorgehäuse eingebracht und die Spulen 9 werden elektrisch geschaltet.The assembled stator 1 is now introduced into a motor housing and the coils 9 are switched electrically.

Zur Fixierung des Stators 1 mit dem Jochblechpaket 3, dem Statorstern-Blechpaket 4 und der Spulen 9 im Gehäuse wird noch ein nicht dargestellter Gusskern in die Rotorbohrung eingesetzt und Vergussmasse zum vollständigen Verguss eingefüllt. Nach dem Aushärten der Vergussmasse werden die Stege 7 zwischen den Polschuhen 6 der Statorzähne 5 durch eine spanabhebende Bearbeitung, beispielsweise durch Ausdrehen oder Schleifen, so weit entfernt, dass das gewünschte Nennmaß des Bohrungsdurchmessers zur Aufnahme des Rotors 2 erreicht wird. Dadurch werden die magnetischen Verbindungen zwischen den Statorzähnen 5 vollständig beseitigt und die magnetisch optimale Schlitzbreite 8 zwischen den Polschuhen 6 wird erreicht.For fixing the stator 1 with the yoke laminated core 3 , the stator star laminated core 4 and the coils 9 in the housing, an unillustrated casting core is still inserted into the rotor bore and poured potting compound for complete potting. After curing of the potting the webs 7 between the pole pieces 6 the stator teeth 5 by a machining, for example by boring or grinding, so far away that the desired nominal size of the bore diameter for receiving the rotor 2 is reached. This will cause the magnetic connections between the stator teeth 5 completely eliminated and the magnetically optimal slot width 8th between the pole pieces 6 is achieved.

Der Rotor 2 aus magnetischen Material, beispielsweise Einsatzstahl mit seinen auf dem Umfang angeordneten Permanentmagneten 10 lässt sich nunmehr im Stator 1 montieren und läuft darin mit sehr geringem Spiel, d. h. mit einem für den Wirkungsgrad günstigen kleinen Luftspalt.The rotor 2 made of magnetic material, such as case steel with its circumferentially arranged permanent magnet 10 can now be in the stator 1 mount and run in it with very little clearance, ie with a favorable for the efficiency small air gap.

Da die Spulen 9 von außen auf die Statorzähne 5 aufgesetzt werden, besteht eine verbesserte Möglichkeit, die Zwischenräume zwischen den Statorzähnen 5 mit Aktivmaterial, d. h. stromführendem Material, zu füllen, wodurch ein unmittelbar leistungssteigernder Füllfaktor erreicht wird.Because the coils 9 from the outside to the stator teeth 5 are placed, there is an improved possibility, the spaces between the stator teeth 5 To fill with active material, ie current-carrying material, whereby an immediate performance-enhancing filling factor is achieved.

Die nicht dargestellten Spulenköpfe können ganz oder wenigstens teilweise durch die Vergussmasse mit vergossen werden, wodurch sie vor Verformung und Beschädigung geschützt sind.The Spool heads, not shown, can be completely or at least partially potted by the potting compound, thus protecting it from deformation and damage are.

11
Statorstator
22
Rotorrotor
33
JochblechpaketJochblechpaket
44
Statorstern-BlechpaketStator star-laminated core
55
Statorzähnestator teeth
66
Polschuhepole pieces
77
StegeStege
88th
Schlitzbreiteslot width
99
SpulenDo the washing up
1010
Permanentmagnetepermanent magnets

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 1763288 A1 [0002] - DE 1763288 A1 [0002]

Claims (5)

Verfahren zum Herstellen eines Stators (1) für eine elektrodynamische Maschine aus einem ringförmigen Jochblechpaket (3) und einem darin angeordneten, mit dem Jochblechpaket (3) fest verbindbaren Statorstern-Blechpaket (4) mit radialen, untereinander durch Stege (7) verbundenen Statorzähnen (5), bei dem vorbereitete Spulen (9) von außen auf die Statorzähne (5) aufgesetzt, das Jochblechpaket (3) auf das Statorstern-Blechpaket (4) aufgesetzt und die Innenwand des Stators (1) einer spanabhebenen Bearbeitung unterworfen wird, bis ein Nennmaß des Durchmessers erreicht ist und die magnetischen Verbindungen zwischen den Statorzähnen (5) beseitigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der zusammengesetzte Stator (1) in ein Gehäuse eingebracht und zur Fixierung des Stators (1) im Gehäuse Vergussmasse eingefüllt wird, und dass nach dem Aushärten der Vergussmasse die genannte spanabhebende Bearbeitung durchgeführt wird.Method for producing a stator ( 1 ) for an electrodynamic machine from an annular yoke laminated core ( 3 ) and one arranged therein, with the Jochblechpaket ( 3 ) firmly connectable stator star laminated core ( 4 ) with radial, with each other by webs ( 7 ) connected stator teeth ( 5 ), in which prepared coils ( 9 ) from the outside to the stator teeth ( 5 ), the Jochblechpaket ( 3 ) on the stator star laminated core ( 4 ) and the inner wall of the stator ( 1 ) is subjected to a cutting machining until a nominal diameter is reached and the magnetic connections between the stator teeth ( 5 ) are eliminated, characterized in that the composite stator ( 1 ) are introduced into a housing and for fixing the stator ( 1 ) is poured in the housing potting compound, and that after curing of the potting compound said machining is performed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorzähne (5) des Statorstern-Blechpakets (4) zur Bohrung für den Rotor (2) hin zu Polschuhen (6) verbreitert sind, die zum Zusammensetzen des Statorstern-Blechpakets (4) durch dünnwandige, einer magnetisch optimalen Schlitzbreite entsprechenden Stege (7) miteinander verbunden sind, und die nach dem Aushärten der Vergussmasse spanabhebend abgetragen werden.Method according to claim 1, characterized in that the stator teeth ( 5 ) of the stator star laminated core ( 4 ) to the bore for the rotor ( 2 ) to pole shoes ( 6 ), which are used to assemble the stator core laminated core ( 4 ) by thin-walled, a magnetically optimal slot width corresponding webs ( 7 ), which are removed by machining after the curing of the potting compound. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einfüllen der Vergussmasse die Rotorbohrung mit einem Kern gefüllt wird.Method according to claim 1 or 2, characterized that before filling the potting compound, the rotor bore filled with a core. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulen (9) vor dem Einfüllen der Vergussmasse elektrisch geschaltet und die Spulenköpfe wenigstens teilweise mit vergossen werden.Method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the coils ( 9 ) are switched electrically before filling the potting compound and the coil heads are at least partially shed with. Stator (1) für eine elektrodynamische Maschine, hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche für eine permanentmagneterregte Synchronmaschine.Stator ( 1 ) for an electrodynamic machine produced by the method according to one of the preceding claims for a permanent magnet synchronous machine.
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