DE102020109388A1 - Stator tooth for an axial flux machine and method of production - Google Patents

Stator tooth for an axial flux machine and method of production Download PDF

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Moritz Kilper
Hristian Naumoski
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Daimler AG
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02K15/022Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies with salient poles or claw-shaped poles

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Statorzahn (2) für einen Stator (1) einer Axialflussmaschine, wobei der Statorzahn (2) einen weichmagnetischen Verbundwerkstoff und Elektroblechmaterial umfasst, wobei der Statorzahn (2) einen Kern (3) aus kornorientiertem Elektroblechmaterial umfasst, wobei der Kern (3) von einem Hüllbereich (4) umgeben ist, der aus einem gesinterten weichmagnetischen Verbundwerkstoff besteht.The invention relates to a stator tooth (2) for a stator (1) of an axial flux machine, the stator tooth (2) comprising a soft magnetic composite material and electrical sheet material, the stator tooth (2) comprising a core (3) made of grain-oriented electrical sheet material, the core ( 3) is surrounded by a shell area (4) which consists of a sintered soft magnetic composite material.

Description

Die Erfindung betrifft einen Statorzahn für einen Stator einer Axialflussmaschine gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zu dessen Herstellung gemäß Anspruch 5.The invention relates to a stator tooth for a stator of an axial flux machine according to claim 1 and a method for its production according to claim 5.

Im Stator einer Axialflussmaschine im Doppelrotor-Konzept werden häufig Metallpulverwerkstoffe, insbesondere weichmagnetische Verbundwerkstoffe (SMC - soft magnetic composite) verwendet. Diese bieten den Vorteil eines geringen Bearbeitungsaufwandes und der Reduktion von Gewicht. Allerdings ist aufgrund der Eigenschaften des Werkstoffs und mangelnder Ausrichtung der Werkstoffkörner eine gezielte Flussführung nicht möglich.Metal powder materials, in particular soft magnetic composite materials (SMC - soft magnetic composite), are often used in the stator of an axial flux machine in the double rotor concept. These offer the advantage of low processing costs and a reduction in weight. However, due to the properties of the material and the lack of alignment of the material grains, targeted flow guidance is not possible.

Die DE 10 2016 203 739 A1 offenbart ein Paketsystem für eine elektrische Maschine, insbesondere einen Motor oder Transformator, wobei das Paketsystem wenigstens ein magnetisches Fasermaterial aufweist, dessen Fasern mit einer elektrisch isolierenden Beschichtung versehen sind.the DE 10 2016 203 739 A1 discloses a package system for an electrical machine, in particular a motor or transformer, the package system having at least one magnetic fiber material, the fibers of which are provided with an electrically insulating coating.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen verbesserten Statorzahn für einen Stator einer Axialflussmaschine und ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben.The invention is based on the object of specifying an improved stator tooth for a stator of an axial flux machine and a method for its production.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Statorzahn gemäß Anspruch 1 und durch ein Verfahren gemäß Anspruch 5.The object is achieved according to the invention by a stator tooth according to claim 1 and by a method according to claim 5.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous refinements of the invention are the subject matter of the subclaims.

Ein erfindungsgemäßer Statorzahn für einen Stator einer Axialflussmaschine umfasst einen weichmagnetischen Verbundwerkstoff und Elektroblechmaterial. Erfindungsgemäß umfasst der Statorzahn einen Kern aus kornorientiertem Elektroblechmaterial, wobei der Kern von einem Hüllbereich umgeben ist, der aus einem gesinterten weichmagnetischen Verbundwerkstoff besteht.A stator tooth according to the invention for a stator of an axial flux machine comprises a soft magnetic composite material and electrical sheet material. According to the invention, the stator tooth comprises a core made of grain-oriented electrical sheet material, the core being surrounded by an envelope area made of a sintered soft magnetic composite material.

Die Erfindung vereint die Vorteile von weichmagnetischen Verbundwerkstoffen (SMC) und Elektroband, in dem der Statorzahn der Axialflussmaschine aus Elektroband besteht und der äußere Teil aus SMC. Der Kern kann mit den herkömmlichen Verfahren für Elektroband und der äußere Teil des Statorzahns durch Sintern hergestellt werden. Die Verbindung der beiden Teile kann beispielsweise durch Kleben erfolgen.The invention combines the advantages of soft magnetic composite materials (SMC) and electrical steel, in which the stator tooth of the axial flux machine consists of electrical steel and the outer part of SMC. The core can be manufactured using the conventional methods for electrical steel and the outer part of the stator tooth can be manufactured by sintering. The two parts can be connected, for example, by gluing.

Die Vorteile des weichmagnetischen Verbundwerkstoffs (SMC) bleiben erhalten, während der Nachteil der nicht vorhandenen Flussführung/Flussverstärkung durch den Kern des Statorzahns aus Elektroband gelöst wird.The advantages of the soft magnetic composite material (SMC) are retained, while the disadvantage of the non-existent flux guidance / flux reinforcement through the core of the stator tooth made of electrical steel is solved.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.

Dabei zeigen:

  • 1 eine schematische Ansicht eines Stators einer Axialflussmaschine,
  • 2 eine schematische Ansicht eines Statorzahns der Axialflussmaschine, und
  • 3 eine schematische Schnittansicht des Statorzahns.
Show:
  • 1 a schematic view of a stator of an axial flux machine,
  • 2 a schematic view of a stator tooth of the axial flow machine, and
  • 3 a schematic sectional view of the stator tooth.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided with the same reference symbols in all figures.

1 ist eine schematische Ansicht eines Stators 1 einer Axialflussmaschine, wobei der Stator 1 eine Anzahl von Statorzähnen 2 umfasst. 1 Fig. 3 is a schematic view of a stator 1 an axial flux machine, the stator 1 a number of stator teeth 2 includes.

2 ist eine schematische Ansicht eines Statorzahns 2 der Axialflussmaschine. 2 Fig. 3 is a schematic view of a stator tooth 2 the axial flow machine.

3 ist eine schematische Schnittansicht des Statorzahns 2. Der Statorzahn 2 weist einen Kern 3 auf, der aus Elektroband, das heißt aus einem kornorientierten Elektroblech besteht. Der Kern 3 ist umgeben von einem Hüllbereich 4, der aus einem weichmagnetischen Verbundwerkstoff (SMC) besteht. 3 Fig. 3 is a schematic sectional view of the stator tooth 2 . The stator tooth 2 has a core 3 which consists of electrical steel, that is, of a grain-oriented electrical steel. The core 3 is surrounded by an envelope area 4th made of a soft magnetic composite (SMC).

Der Kern 3 kann mit einem für Elektroband üblichen Verfahren hergestellt werden. Der Hüllbereich 4 kann durch Sintern hergestellt sein. Die Verbindung des Kerns 3 mit dem Hüllbereich 4 kann durch Kleben erfolgen.The core 3 can be manufactured using a process commonly used for electrical steel. The envelope area 4th can be made by sintering. The connection of the core 3 with the envelope area 4th can be done by gluing.

Durch den Einsatz eines Kerns 3 aus Elektroband im Statorzahn 2 wird eine Flussverstärkung erzielt.By using a core 3 made of electrical steel in the stator tooth 2 a flow enhancement is achieved.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Statorstator
22
StatorzahnStator tooth
33
Kerncore
44th
HüllbereichEnvelope area

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102016203739 A1 [0003]DE 102016203739 A1 [0003]

Claims (6)

Statorzahn (2) für einen Stator (1) einer Axialflussmaschine, wobei der Statorzahn (2) einen weichmagnetischen Verbundwerkstoff und Elektroblechmaterial umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Statorzahn (2) einen Kern (3) aus kornorientiertem Elektroblechmaterial umfasst, wobei der Kern (3) von einem Hüllbereich (4) umgeben ist, der aus einem gesinterten weichmagnetischen Verbundwerkstoff besteht.Stator tooth (2) for a stator (1) of an axial flux machine, the stator tooth (2) comprising a soft magnetic composite material and electrical sheet material, characterized in that the stator tooth (2) comprises a core (3) made of grain-oriented electrical sheet material, the core (3 ) is surrounded by a shell area (4) which consists of a sintered soft magnetic composite material. Statorzahn (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (3) und der Hüllbereich (4) miteinander verklebt sind.Stator tooth (2) Claim 1 , characterized in that the core (3) and the envelope area (4) are glued to one another. Stator (1) für eine Axialflussmaschine, umfassend eine Vielzahl von Statorzähnen (2) nach Anspruch 1 oder 2.Stator (1) for an axial flux machine, comprising a plurality of stator teeth (2) according to Claim 1 or 2 . Axialflussmaschine, umfassend einen Stator (1) nach Anspruch 3.Axial flux machine, comprising a stator (1) according to Claim 3 . Verfahren zur Herstellung eines Statorzahns (2) für einen Stator (1) einer Axialflussmaschine, wobei der Statorzahn (2) aus einem weichmagnetischen Verbundwerkstoff und aus Elektroblechmaterial hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kern (3) des Statorzahns (2) aus kornorientiertem Elektroblechmaterial gefertigt wird, wobei ein den Kern (3) umgebender Hüllbereich (4) durch Sintern aus einem weichmagnetischen Verbundwerkstoff hergestellt wird.Method for manufacturing a stator tooth (2) for a stator (1) of an axial flux machine, the stator tooth (2) being manufactured from a soft magnetic composite material and from electrical sheet material, characterized in that a core (3) of the stator tooth (2) is made from grain-oriented electrical sheet material is manufactured, a shell region (4) surrounding the core (3) being produced by sintering from a soft magnetic composite material. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (3) und der Hüllbereich (4) miteinander verklebt werden.Procedure according to Claim 5 , characterized in that the core (3) and the envelope area (4) are glued to one another.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102016203739A1 (en) 2016-03-08 2017-09-14 Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg Package system of an electric machine, electric machine and method of manufacturing the package system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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