DE102019124517A1 - Stator element and stator for an electrical machine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft das Statorelement für einen Stator einer elektrischen Maschine, umfasst einen weichmagnetischen Körper mit einem Kreisbogenabschnitt und einem davon abstehenden Startorzahn, wobei der weichmagnetische Körper von Lamellen gebildet wird die aufeinander gestapelt sind, wobei um den Startorzahn des weichmagnetischen Körpers eine Spule angeordnet ist.Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass der Stapel zumindest eine erste Lamelle und eine zweite Lamelle umfasst, die den weichmagnetischen Körper bilden, wobei der Kreisbogenabschnitt der ersten Lamelle an zumindest einem Ende mit einem eine Bolzenöffnung aufweisenden Laschenabschnitt endet und der Kreisbogenabschnitt der zweiten Lamelle an zumindest einem Ende mit einem Aussparungsbereich endet, wobei der Stapel derart zusammengefügt ist, dass der Statorzahn des Statorelementes von den Statorzahnbereichen der einzelnen Lamellen gebildet wird und die Lamellen derart zueinander angeordnet sind, dass an beiden Enden des Kreisbogenabschnitts ein Verzahnungsbereich gebildet wird.The invention relates to the stator element for a stator of an electrical machine, comprises a soft magnetic body with a circular arc section and a starter tooth protruding therefrom, the soft magnetic body being formed by laminations that are stacked on top of one another, a coil being arranged around the starter tooth of the soft magnetic body. According to the invention it is proposed that the stack comprises at least a first lamella and a second lamella which form the soft magnetic body, the circular arc section of the first lamella ending at at least one end with a tab section having a bolt opening and the circular arc section of the second lamella at at least one end ends with a recess area, the stack being assembled in such a way that the stator tooth of the stator element is formed by the stator tooth areas of the individual lamellae and the lamellae are arranged in relation to one another in such a way that at both ends of the Kr Eisbogenabschnitts a toothed area is formed.
Description
Die Erfindung betrifft ein Statorelement für einen Stator und einen Statorring für eine elektrische Maschine.The invention relates to a stator element for a stator and a stator ring for an electrical machine.
Es sind zahlreiche Bauweisen für elektrische Maschinen und insbesondere für den Statorring bekannt. Je nach Anwendungsgebiet sind die Anforderungen an Drehmomentenkennlinien, Baugröße und dergleichen hoch, so dass auch der Statorring angepasst werden muss.Numerous designs for electrical machines and in particular for the stator ring are known. Depending on the application, the requirements for torque characteristics, size and the like are high, so that the stator ring must also be adapted.
So ist aus der
Ein vergleichbarer Aufbau für ein Statorelement ist aus der
Bei beiden Lösungsansätzen müssen die Statorelemente auf eine vorbestimmte Maschinengröße ausgelegt werden. Sobald ein neuer Rotordurchmesser erforderlich ist, ändern sich die Lamellenkonturen, so dass für unterschiedliche Maschinengrößen eine große Vielfalt an Lamellen notwendig ist, durch die die Produktionskosten steigen.In both approaches, the stator elements must be designed for a predetermined machine size. As soon as a new rotor diameter is required, the lamellar contours change, so that a large variety of lamellas is necessary for different machine sizes, which increases production costs.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Aufbau für eine Statorelement und einen Stator vorzuschlagen, das/der einfacher und kostengünstiger herstellbar ist, so dass eine Standardisierung ermöglicht wird.The object of the invention is to propose a structure for a stator element and a stator that is simpler and more cost-effective to manufacture, so that standardization is made possible.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ausführung eines Statorelementes entsprechend Anspruch 1 und einem Stator entsprechend Anspruch 6 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale der erfindungsgemäßen Ausführung finden sich in den Unteransprüchen.The object is achieved according to the invention by an embodiment of a stator element according to
Das vorgeschlagene Statorelement für einen Stator einer elektrischen Maschine, umfasst einen weichmagnetischen Körper mit einem Kreisbogenabschnitt und einem davon abstehenden Startorzahn, wobei der weichmagnetische Körper von Lamellen gebildet wird die aufeinander gestapelt sind, wobei um den Startorzahn des weichmagnetischen Körpers eine Spule angeordnet ist.The proposed stator element for a stator of an electrical machine comprises a soft magnetic body with a circular arc section and a starter tooth protruding therefrom, the soft magnetic body being formed by laminations that are stacked on top of one another, a coil being arranged around the starter tooth of the soft magnetic body.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass der Stapel zumindest eine erste Lamelle und eine zweite Lamelle umfasst, die den weichmagnetischen Körper bilden, wobei der Kreisbogenabschnitt der ersten Lamelle an zumindest einem Ende mit einem eine Bolzenöffnung aufweisenden Laschenabschnitt endet und der Kreisbogenabschnitt der zweiten Lamelle an zumindest einem Ende mit einem Aussparungsbereich endet, wobei der Stapel derart zusammengefügt ist, dass der Statorzahn des Statorelementes von den Statorzahnbereichen der einzelnen Lamellen gebildet wird und die Lamellen derart zueinander angeordnet sind, dass an beiden Enden des Kreisbogenabschnitts ein Verzahnungsbereich gebildet wird.According to the invention it is proposed that the stack comprises at least a first lamella and a second lamella which form the soft magnetic body, the circular arc section of the first lamella ending at at least one end with a tab section having a bolt opening and the circular arc section of the second lamella at at least one end ends with a recess area, the stack being assembled in such a way that the stator tooth of the stator element is formed by the stator tooth areas of the individual lamellae and the lamellae are arranged to one another in such a way that a toothed area is formed at both ends of the circular arc section.
Die Endbereiche oder Enden der Kreisbogenabschnitte der einzelnen Lamellen weisen entweder einen Laschenabschnitt oder einen Aussparungsbereich auf. Dabei ist der Aussparungsbereich derart gestaltet, das der Laschenabschnitt, der die Bolzenöffnung aufweist, in den Aussparungsbereich eingreifen kann. Im Sinne der Erfindung sind der Aussparungsbereich und der Laschenabschnitt derart gestaltet, dass zwei ineinandergreifende Lamellen um den Mittelpunkt der Bolzenöffnung beweglich sind.The end areas or ends of the circular arc sections of the individual lamellas have either a tab section or a recess area. The recess area is designed in such a way that the tab section which has the bolt opening can engage in the recess area. According to the invention, the recess area and the tab section are designed in such a way that two interlocking lamellae are movable around the center point of the bolt opening.
In einer ersten Ausführung können die Lamellen derart ausgeführt sein, dass die Kontur der ersten und zweiten Lamelle identisch ist, wobei die Enden der Kreisbogenabschnitte der Lamellen jeweils ein Laschenabschnitt und ein Aussparungsbereich aufweisen.In a first embodiment, the lamellae can be designed in such a way that the contour of the first and second lamellae is identical, the ends of the circular arc sections of the lamellae each having a tab section and a recess area.
Dabei kann der Stapel aus spiegelbildlich aufeinandergelegten Lamellen bestehen. So entstehen Verzahnungsbereiche an den Enden der Kreisbogenabschnitte des aus mehreren Lamellen bestehenden Statorelementes.The stack can consist of lamellae placed on top of one another in mirror image. This creates toothed areas at the ends of the circular arc sections of the stator element, which consists of several lamellas.
In einer weiteren Ausführung, kann die erste Lamelle beidseitig Aussparungsbereiche und die zweite Lamelle beidseitig Laschenabschnitte aufweisen. Der Stapel kann dann aus abwechselnd aufeinandergelegten ersten Lamellen und zweiten Lamellen bestehen. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass beim zusammengesetzten Statorring alle Kräfte von der Lamelle mit den beidseitig vorgesehenen Laschenabschnitten übertragen werden. Eine um den Statorzahn angeordnete Spule ist dann keinen Kräften ausgesetzt.In a further embodiment, the first lamella can have recess areas on both sides and the second lamella can have tab sections on both sides. The stack can then consist of alternately stacked first lamellae and second lamellae. This design has the advantage that when the stator ring is assembled, all forces are transmitted from the lamella with the tab sections provided on both sides. A coil arranged around the stator tooth is then not exposed to any forces.
Der erfindungsgemäße Statorring für eine elektrische Maschine ist aus mehreren Startorelementen nach einer der oben erläuterten Ausführungen zusammengesetzt, wobei die Verzahnungsbereiche der Statorelemente ineinandergreifen und zur formschlüssigen Verbindung der Statorelemente Bolzenelemente in den Bolzenöffnungen der Laschenabschnitte vorgesehen sind.The stator ring according to the invention for an electrical machine is made up of several Assembled starter elements according to one of the embodiments explained above, the toothing areas of the stator elements intermeshing and bolt elements being provided in the bolt openings of the bracket sections for the form-fitting connection of the stator elements.
Vorzugsweise kann zumindest ein Profilring vorgesehen sein, an dem die Statorelemente über die Bolzen fixiert sind, wobei die Verdrahtung der Spulen vorzugsweise innerhalb des Profilrings angeordnet und eingegossen ist.Preferably, at least one profile ring can be provided on which the stator elements are fixed via the bolts, the wiring of the coils preferably being arranged and cast inside the profile ring.
Weiterhin können zwei Profilringe vorgesehen sein, wobei der zweite Profilring mittels eines Deckels verschlossen ist, so dass ein Kühlmediumkanal gebildet wird, durch den ein Kühlmedium geleitet werden kann.Furthermore, two profile rings can be provided, the second profile ring being closed by means of a cover, so that a cooling medium channel is formed through which a cooling medium can be passed.
Vorzugsweise ist der Statorring aus Statorelementen entsprechend der ersten Ausführung zusammengesetzt, wobei der Abstand der Bohrungen für die Bolzen im Profilring geringfügig größer ist, als der Bohrungsabstand der Bolzenöffnung der benachbarten Lamellen, wenn die Statorzahnbereiche exakt aufeinanderliegen. Beim Zusammenbau des Statorrings werden die spiegelbildlich gestapelten Lamellen dadurch geringfügig auseinandergezogen bzw. verschoben, so dass die montierte Spule verspannt und somit auf dem Statorzahn fixiert wird.The stator ring is preferably composed of stator elements according to the first embodiment, the distance between the holes for the bolts in the profile ring being slightly greater than the hole distance between the pin opening of the adjacent lamellae when the stator tooth areas lie exactly on top of one another. When assembling the stator ring, the mirror-inverted stacked lamellae are pulled apart or shifted slightly so that the assembled coil is tensioned and thus fixed on the stator tooth.
Durch die besondere Ausführung der vorgeschlagenen Statorelmente ist es möglich, dass die Statorelemente zu einem Startorring für einen Innenrotor oder einem Statorring für einen Außenrotor zusammengefügt sind.The special design of the proposed stator elements makes it possible for the stator elements to be joined together to form a starter ring for an inner rotor or a stator ring for an outer rotor.
Des Weiteren ist eine elektrische Maschine mit einem Stator denkbar, bei der der Stator aus mehreren Statorringen zusammengesetzt ist.Furthermore, an electrical machine with a stator is conceivable, in which the stator is composed of several stator rings.
Elektrische Maschinen mit einem derartigen Stator können kostengünstig standardisiert werden.Electrical machines with such a stator can be standardized cost-effectively.
Anhand von Ausführungsbeispielen werden vorteilhafte Ausprägungen der Erfindung erläutert. Die Figuren zeigen im Einzelnen:
-
1 weichmagnetischer Körper des Statorelementes -
2a ,b Varianten mit unterschiedlichen Lamellen -
3 Statorelement mit Spule -
4 Stator für Rotorwelle -
5 Stator für Rotortrommel -
6 Schnittdarstellung des Stators
-
1 soft magnetic body of the stator element -
2a ,b Variants with different slats -
3 Stator element with coil -
4th Stator for rotor shaft -
5 Stator for rotor drum -
6th Sectional view of the stator
Folgende Ausführungen sind in den
- - Lamelle
8a (Typ1) mitAussparungsbereich 9 undLaschenabschnitt 10 - - Lamelle
8b (Typ 2) mitbeidseitigem Aussparungsbereich 9 - - Lamelle
8c (Typ 3) mitbeidseitigem Laschenabschnitt 10
- - lamella
8a (Type 1) withrecess area 9 andtab section 10 - - lamella
8b (Type 2) with recess area on bothsides 9 - - lamella
8c (Type 3) with flap section on bothsides 10
Beide Varianten erlauben eine Aneinanderreihung von mehreren Statorelementen
Die Profilringe
Bei der Verwendung von Lamellen
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- StatorelementStator element
- 22
- KreisbogenabschnittArc segment
- 33
- StatorzahnStator tooth
- 44th
- weichmagnetischer Körpersoft magnetic body
- 55
- SpuleKitchen sink
- 66th
- Isolierunginsulation
- 77th
- Bolzenbolt
- 8 a, b, c8 a, b, c
- LamelleLamella
- 99
- AussparungsbereichRecess area
- 1010
- LaschenabschnittTab section
- 1111
- Startorring für InnenrotorStartor ring for inner rotor
- 1212th
- Startorring für AußenrotorStartor ring for outer rotor
- 1313th
- VergussmassePotting compound
- 1414th
- ProfilringProfile ring
- 1515th
- Verdrahtungwiring
- 1616
- KühlmediumCooling medium
- 1717th
- Deckelcover
- 1818th
- VerzahnungsbereicheGear areas
- 1919th
- BolzenöffnungBolt opening
- 2020th
- RotorwelleRotor shaft
- 2121
- AußenrotorOuter rotor
- 2222nd
- StatorzahnbereichStator tooth area
- 2323
- BohrungsabstandHole spacing
- 2424
- Bohrungdrilling
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102017201178 A1 [0003]DE 102017201178 A1 [0003]
- DE 102004054898 A1 [0004]DE 102004054898 A1 [0004]
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DE102019124517.6A DE102019124517A1 (en) | 2019-09-12 | 2019-09-12 | Stator element and stator for an electrical machine |
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---|---|---|---|
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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