DE102015013447A1

DE102015013447A1 - Flusssperre

Info

Publication number: DE102015013447A1
Application number: DE102015013447.7A
Authority: DE
Inventors: Hristian Naumoski
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2015-10-16
Filing date: 2015-10-16
Publication date: 2016-05-25

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Flusssperre an einem segmentierten Rotorblechpaket (1) für permanenterregte Synchronmaschinen, bei dem sich im Rotorblechpaket (1) Permanentmagnete (M1, M2) befinden, wobei sich zwischen den Permanentmagneten (M1, M2) ein bearbeiteter Bereich (1.1) befindet, dessen Magnetisierfähigkeit durch eine mechanische Bearbeitung geschwächt ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Flusssperre, wobei mit einer mechanischer Bearbeitung die Magnetisierfähigkeit der Bleche des Rotorblechpakets (1) im Bereich zwischen den Permanentmagneten (M1, M2) geschwächt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Flusssperre an einem segmentierten Rotorblechpaket für permanenterregte Synchronmaschinen und ein Verfahren zur Herstellung eines Rotorblechpakets.
Bei permanenterregten Synchronmaschinen werden im Rotorblechpaket vergrabene Magnete eingesetzt. Dabei wird zwischen zwei benachbarten Permanentmagneten im Rotorblechpaket ein magnetischer Kreis geschlossen, wodurch der gewünschte magnetische Fluss geschwächt und kostbares Drehmoment verloren geht.
Es ist bekannt, an segmentierten Rotorblechpaketen das Blech zwischen den Permanentmagneten herauszunehmen, sodass sich zwischen den Permanentmagneten nur noch Luft befindet und der unerwünschte direkte Fluss zwischen den benachbarten Permanentmagneten geschwächt wird. Dies hat jedoch den Nachteil, dass die mechanische Festigkeit des Rotors im Bereich der Permanentmagnete stark nachlässt. Deshalb müssen für diese Ausführungen festere und damit teurere Bleche verwendet werden, welche die Beanspruchungen bei maximaler Drehzahl der Maschine aushalten können. Außerdem wird das zusätzliche Reluktanzmoment der permanenterregten Synchronmaschinen geschwächt oder zerstört, da an diesen Stellen Eisen zur Erzeugung dieses Moments notwendig wäre. Außerdem ist dies eine mechanische Schwachstelle bei segmentierten Rotorblechpaketen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Flusssperre und ein Verfahren zu deren Herstellung zu schaffen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Flusssperre mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen und mit einem Verfahren, welches die im Anspruch 2 angegebenen Merkmale aufweist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Es ist bekannt, dass durch eine mechanische Bearbeitung des Elektrobands die magnetischen Eigenschaften in und nahe der bearbeiteten Zone so verändert werden, dass sich die Magnetisierbarkeit verschlechtert. Bei der hier beschriebenen Flusssperre und dem beschriebenen Verfahren wird durch eine mechanische Bearbeitung, vorzugsweise mit einer Stanzpaketierung, während des formgebenden Stanzens oder danach der Bereich zwischen den Permanentmagneten bearbeitet, sodass in diesem Bereich die Magnetisierfähigkeit stark geschwächt wird. Dieser Bereich weist damit einen hohen Widerstand für den magnetischen Fluss zwischen den Magneten im Rotorblechpaket auf und wirkt somit als Flusssperre. Im Gegensatz zum herkömmlichen Verfahren, bei dem dieser Bereich einfach herausgeschnitten wird, bleibt die mechanische Festigkeit der Rotorbleche erhalten. Ferner kann der Stoßbereich bei einer Segmentierung des Rotors durch die Bearbeitung mit einer Stanznoppe fixiert werden, wenn die Stanznoppe der oberen Lamelle direkt auf die Stelle des Fügens darunter gesetzt wird.
Besonders vorteilhaft ist, dass der magnetische Fluss gezielt geführt werden kann, ohne das Blech an dieser Stelle zu schwächen. Zusätzlich findet in diesem Bereich eine Plastifizierung des Materials statt, was eine Erhöhung der Festigkeit zur Folge hat. Außerdem bleibt das Reluktanzmoment in der Maschine erhalten, da kein Blech an dieser wichtigen Stelle entnommen wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Rotorblechpakets mit eingefügten Permanentmagneten,
2 ein Diagramm, in dem die Magnetisierbarkeit nach der Bearbeitung dargestellt ist,
3 eine Anordnung geschichteter Rotorbleche und
4 die Verfestigung der Anordnung mittels Stanznoppe.
1 zeigt ein Rotorblechpaket 1 mit den benachbarten Permanentmagneten M1 und M2. Die Permanentmagnete M1 und M2 sind so angeordnet, dass sie an ihren Oberseiten unterschiedliche Polaritäten aufweisen. Dazwischen befindet sich der bearbeitete Bereich 1.1. In diesem Bereich ist der magnetische Fluss stark geschwächt.
In 2 sind die Verläufe der magnetischen Polarisation J in Abhängigkeit von der magnetischen Feldstärke H dargestellt, die sich nach der Bearbeitung mit drei verschiedenen Verfahren (Laserbearbeitung, Stanzen und Drahterodieren) ergeben. Die Kurve a zeigt den Verlauf nach einer Laserbearbeitung, die Kurve b nach einem Stanzprozess und die Kurve c nach einem Drahterodiervorgang. Durch die Bearbeitung wird eine Veränderung der magnetischen Kennwerte (Magnetisierbarkeit) erreicht. Die Schwächung der Magnetisierbarkeit ist umso größer, je stärker die durch die Bearbeitung hervorgerufene Schädigung ist.
3 zeigt einen Stapel von Rotorblechen an einem Rotorblechpaket 1, wobei die Rotorbleche lokale Öffnungen oder Ausformungen aufweisen. Für diese Anordnung ist die Bezeichnung „Brickwall” üblich. Damit werden ein einfaches Fügen und eine hohe mechanische Festigkeit ermöglicht.
In 4 ist eine Anordnung dargestellt, bei der mit einem Stempel 2, welcher mit Stanznoppen versehen ist, eine weitere Verbesserung der mechanischen Festigkeit des Rotorblechpakets 1 erreicht werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Rotorblechpaket
1.1: bearbeiteter Bereich
2: Stempel
a: Kurve für Laserbearbeitung
b: Kurve für Stanzen
c: Kurve für Drahterosion
M1, M2: Permanentmagnet
J: magnetische Polarisation
H: magnetische Feldstärke

Claims

Flusssperre an einem segmentierten Rotorblechpaket (1) für permanenterregte Synchronmaschinen, bei dem sich im Rotorblechsystem (1) Permanentmagnete (M1, M2) befinden, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen den Permanentmagneten (M1, M2) ein bearbeiteter Bereich (1.1) befindet, dessen Magnetisierfähigkeit durch eine mechanische Bearbeitung geschwächt ist.
Verfahren zur Herstellung einer Flusssperre an einem segmentierten Rotorblechpaket (1) für permanenterregte Synchronmaschinen, bei dem sich im Rotorblechpaket (1) Permanentmagnete (M1, M2) befinden, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer mechanischer Bearbeitung die Magnetisierfähigkeit der Bleche des Rotorblechpakets (1) im Bereich zwischen den Permanentmagneten (M1, M2) geschwächt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das segmentierte Rotorblechpaket (1) durch formgebendes Stanzen hergestellt wird, wobei während des formgebenden Stanzens oder danach eine mechanische Bearbeitung vorgenommen wird, mit welcher die Magnetisierfähigkeit von Blechen des Rotorblechpakets (1) geschwächt wird.