DE102021126419A1 - Stator of an electrical machine and method for producing a laminated core for an electrical machine - Google Patents
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Abstract
Die Herstellung eines Blechpakets (2) eines Stators (1) einer elektrischen Maschine umfasst folgende Schritte:- Bereitstellung einer Anzahl Elektrobleche (3), welche jeweils eine Welligkeit aufweisen,- Stapeln der Elektrobleche (3) zu einem Blechpaket (2) mit einer unkomprimierten Dicke (DLo),- Komprimieren des Blechpakets (2) unter Reduzierung der Welligkeit der Elektrobleche (3) soweit, dass das Blechpaket (2) eine komprimierte Dicke (Dcom) erreicht, welche nicht mehr als 98 % der unkomprimierten Dicke (DLo) beträgt.The production of a laminated core (2) of a stator (1) of an electrical machine comprises the following steps: - providing a number of electrical laminations (3), each having a waviness, - stacking the electrical laminations (3) to form a laminated core (2) with an uncompressed Thickness (DLo),- Compressing the laminated core (2) while reducing the waviness of the electrical laminations (3) to such an extent that the laminated core (2) reaches a compressed thickness (Dcom) which is no more than 98% of the uncompressed thickness (DLo). .
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Blechpakets eines Stators einer elektrischen Maschine. Ferner betrifft die Erfindung einen Stator einer elektrischen Maschine, das heißt eines Elektromotors oder Generators.The invention relates to a method for producing a laminated core of a stator of an electrical machine. Furthermore, the invention relates to a stator of an electrical machine, ie an electric motor or generator.
Die
Die
Blechpakete von Statoren, die in Elektromotoren zum Einsatz kommen, sind üblicherweise aus Elektroblech aufgebaut, wobei die einzelnen Bleche elektrisch gegeneinander isoliert sind. In diesem Zusammenhang wird auf die Norm DIN EN 10106:2016-03 „Kaltgewalztes nicht kornorientiertes Elektroband und -blech im schlussgeglühten Zustand“ hingewiesen.Laminated cores of stators that are used in electric motors are usually made of electrical steel, with the individual sheets being electrically insulated from one another. In this context, reference is made to the standard DIN EN 10106:2016-03 "Cold-rolled, non-grain-oriented electrical strip and sheet in the final annealed condition".
Als Maß für die Qualität eines Statorblechpaketes kann unter anderem der Stapelfaktor herangezogen werden. Der Stapelfaktor, welcher sich auch auf Rotoren von elektrischen Maschinen beziehen kann, beschreibt die Dichte eines aus Elektroblech gebildeten Paketes. Vom Stapelfaktor hängt unter anderem das maximale Drehmoment und der Wirkungsgrad eines Elektromotors ab. Erreichbare Werte des Stapelfaktors können je nach genauer Bauform beispielsweise zwischen 94% und 97% liegen. In diesem Zusammenhang wird auf die Norm DIN EN 60404-13 „Magnetische Werkstoffe - Prüfverfahren zur Messung der Dichte, des spezifischen Widerstandes und des Stapelfaktors von Elektroblech und -band“ hingewiesen.The stacking factor, among other things, can be used as a measure of the quality of a laminated stator core. The stacking factor, which can also refer to the rotors of electrical machines, describes the density of a package made of electrical steel. Among other things, the maximum torque and the efficiency of an electric motor depend on the stacking factor. Depending on the exact design, achievable values of the stacking factor can be between 94% and 97%, for example. In this context, reference is made to the standard DIN EN 60404-13 "Magnetic materials - test methods for measuring the density, the specific resistance and the stacking factor of electrical sheet and strip".
Aus der
Die
Die
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Fortschritte bei der Herstellung von Statoren für elektrische Maschinen zu erzielen, wobei ein besonders günstiges Verhältnis zwischen Herstellungsaufwand und elektrischen Eigenschaften des Endproduktes, das heißt des Elektromotors beziehungsweise Generators, angestrebt wird.The invention is based on the object of achieving progress in the production of stators for electrical machines, with the aim being to achieve a particularly favorable ratio between production costs and electrical properties of the end product, ie the electric motor or generator.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein die Merkmale des Anspruchs 1 aufweisendes Verfahren zur Herstellung eines Blechpakets, welches zur Verwendung als Teils eines Stators einer elektrischen Maschine vorgesehen ist. Das Herstellungsverfahren geht von der Bereitstellung einer Vielzahl an Elektroblechen mit signifikanter Welligkeit, das heißt einer Abweichung von einer geometrisch idealen, ebenen Form, aus und umfasst folgende Schritte:
- - Stapeln der Elektrobleche zu einem Blechpaket mit einer unkomprimierten Dicke, wobei die aufeinander liegenden Elektrobleche in diesem Zustand einen zumindest geringfügig federelastischen Stapel bilden,
- - Komprimieren des Blechpakets gegen die gegebenen Federkräfte unter Reduzierung der Welligkeit der Elektrobleche soweit, dass das Blechpaket eine komprimierte Dicke erreicht, welche nicht mehr als 98 % der unkomprimierten Dicke, beispielsweise lediglich 95 % oder sogar einen geringeren Anteil der unkomprimierten Dicke, beträgt.
- - Stacking the electrical laminations to form a laminated core with an uncompressed thickness, the electrical laminations lying on top of one another forming an at least slightly resilient stack in this state,
- - Compressing the laminated core against the given spring forces while reducing the waviness of the electrical laminations to such an extent that the laminated core reaches a compressed thickness which is no more than 98% of the uncompressed thickness, for example only 95% or even a smaller proportion of the uncompressed thickness.
Mit diesem Verfahren ist insbesondere ein nach Anspruch 6 ausgebildeter Stator herstellbar, welcher eine Mehrzahl an komprimierten, aufeinander gestapelten Blechpaketen aus Elektroblech umfasst.This method can be used in particular to produce a stator which is designed according to claim 6 and comprises a plurality of compressed laminated cores made of electrical steel sheet stacked on top of one another.
In vorteilhafter Verfahrensführung erfolgt die Kompression des Blechpaketes unter Anwendung eines zwischen den Elektroblechen befindlichen Harzes, wobei das fertiggestellte, komprimierte Blechpaket zumindest überwiegend durch das Harz zusammengehalten wird. Damit ist auf rationelle Weise ein Blechpaket mit einem hohen Stapelfaktor, insbesondere einem Stapelfaktor von mindestens 96 %, herstellbar, wobei von aufwändigen Technologien zur Verbindung der Elektrobleche abgesehen werden kann.In an advantageous procedure, the laminated core is compressed using a resin located between the electrical laminations, the finished, compressed laminated core being held together at least predominantly by the resin. A laminated core with a high stacking factor, in particular a stacking factor of at least 96%, can thus be produced in an efficient manner, with complex technologies for connecting the electrical laminations being able to be dispensed with.
Der Stapelfaktor des Blechpaketes ist in bewährter Weise bestimmbar, indem insbesondere Massen und Abmessungen des Blechpaktes gemessen und/oder aus gespeicherten Daten übernommen werden, wobei auch bekannte Materialeigenschaften, insbesondere die Dichte von Werkstoffen, in die Berechnung eingehen.The stacking factor of the laminated core can be determined in a proven manner, in particular by measuring the masses and dimensions of the laminated core and/or taking them from stored data, with known material properties, in particular the density of materials, also being included in the calculation.
Das Harz, welches die Elektrobleche miteinander verbindet und zugleich für die Beibehaltung einer geometrisch zumindest annähernd idealen, ebenen Form der einzelnen Bleche sorgt, kann als einziges Mittel zur elektrischen Isolation zwischen den Elektroblechen vorgesehen sein. Im Vergleich zu Blechstapeln, welche durch Stanzpaketieren ohne klebende Stoffe hergestellt sind, stellt die Verbindung durch Harz nicht nur eine rationelle, gut reproduzierbare Technologie dar, sondern zeichnet sich, da Luftvolumina zwischen den einzelnen Blechen praktisch vollständig vermieden werden, auch durch eine vergleichsweise hohe Packungsdichte, das heißt einen hohen Stapelfaktor, aus.The resin, which connects the electrical laminations to one another and at the same time ensures that the individual laminations are maintained in a geometrically at least approximately ideal, planar form, can be provided as the sole means of electrical insulation between the electrical laminations. In comparison to sheet stacks, which are produced by stamping and stacking without adhesive materials, the connection using resin is not only an efficient, easily reproducible technology, but is also characterized by a comparatively high packing density, since air volumes between the individual sheets are practically completely avoided , i.e. a high stacking factor.
Optional können durch das Harz auch elektrische Leiter, welche sich in Axialrichtung des Blechpaketes erstrecken, fixiert und - soweit nötig - gegenüber den Elektroblechen elektrisch isoliert werden. Die elektrischen Leiter, welche im Rahmen des Herstellungsverfahrens mit dem aus Elektroblechen gebildeten Statorpaket verbunden werden, stellen insgesamt eine Wellenwicklung dar. Bei der Fertigung des Statorpakets kann auf prinzipiell bekannte Verfahren, insbesondere das Stanzpaketieren, zurückgegriffen werden.Optionally, the resin can also be used to fix electrical conductors that extend in the axial direction of the laminated core and—if necessary—to be electrically insulated from the electrical laminations. The electrical conductors, which are connected to the stator core formed from electrical laminations as part of the manufacturing process, represent a wave winding overall. In the production of the stator core, methods known in principle, in particular punched packeting, can be used.
Das Aufbringen des Harzes auf die Elektrobleche kann je nach Verfahrensvariante in unterschiedlichen Stadien des Herstellungsprozesses erfolgen. Beispielsweise wird das Harz aufgebracht, was auch als Imprägnierprozess bezeichnet wird, nachdem die Bleche, ausgehend von einem bandförmigen Ausgangsmaterial, vereinzelt wurden. Auch ist es möglich, in verschiedenen Verfahrensstadien an verschiedenen Stellen der Ausgangs- oder Zwischenprodukte Harz aufzubringen. In allen Fällen ist jeglicher Federweg des Blechpakets nach dessen Fertigstellung praktisch vollständig eliminiert.Depending on the process variant, the resin can be applied to the electrical steel sheets at different stages of the manufacturing process. For example, the resin is applied, which is also referred to as the impregnation process, after the metal sheets have been separated from a strip-shaped starting material. It is also possible to apply resin at different points of the starting or intermediate products in different stages of the process. In all cases, any spring deflection of the laminated core is almost completely eliminated after its completion.
Um den gewünschten hohen Stapelfaktor zu erreichen, erfolgt der Härteprozess, in welchem unter Aushärtung des Harzes die Elektrobleche dauerhaft miteinander verbunden werden, unter Anwendung einer Vorspannkraft auf das Blechpaket. Die Vorspannkraft, das heißt Druckkraft, kann durch eine Presse prinzipiell bekannter Bauart aufgebracht werden. Die Presse wird beispielsweise hydraulisch, pneumatisch oder elektromechanisch betätigt. Der durch die Anwendung der Presse und die Aushärtezeit im Vergleich zu rein mechanischen Verbindungsverfahren zusätzlich entstehende Zeitaufwand wird in Kauf genommen.In order to achieve the desired high stacking factor, the hardening process takes place, in which the electrical steel sheets are permanently connected to one another while the resin hardens, using a prestressing force on the laminated core. The prestressing force, that is to say the compressive force, can be applied by a press of a type which is known in principle. The press is actuated, for example, hydraulically, pneumatically or electromechanically. The additional time required by using the press and the curing time compared to purely mechanical connection methods is accepted.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen, teils symbolisiert:
-
1 einen Stator eines Elektromotors in perspektivischer Ansicht, -
2 eine zur Herstellung des Stators zu verwendende Anordnung aus gestapelten Elektroblechen in einer Ansicht analog1 , -
3 eine Anordnung aus aufeinander gestapelten Elektroblechen, wie sie Teil des Stators nach1 sind, -
4 lose aufeinander liegende Elektrobleche, wie sie als im Herstellungsverfahren auftretendes Zwischenprodukt in der Anordnung nach2 vorhanden sind.
-
1 a perspective view of a stator of an electric motor, -
2 an arrangement of stacked electrical laminations to be used for the production of the stator in a view analogous1 , -
3 an arrangement of stacked electrical laminations, as part of thestator 1 are, -
4 Electrical steel sheets lying loosely on top of each other, as shown in the arrangement as an intermediate product occurring in themanufacturing process 2 available.
Ein Stator 1 eines nicht weiter dargestellten Elektromotors umfasst eine Vielzahl einzelner Elektrobleche 3, welche zu Blechpaketen 2 verbunden sind. Im Ausführungsbeispiel sind vier Blechpakete 2 erkennbar. Ebenso könnte lediglich ein einziges Blechpaket 2 vorgesehen sein. Insgesamt handelt es sich bei dem den Stator 1 umfassenden Elektromotor um eine permanentmagneterregte Synchronmaschine. Der zugehörige, mit Permanentmagneten, beispielsweise Seltenerdmagneten, bestückte Rotor des Elektromotors ist nicht dargestellt.A
In der Innenumfangsfläche des Blechpaketes 2 sind zahlreiche Statornuten 4 ausgebildet, in welchen sich beim fertiggestellten Stator 1 elektrische Leiter 6 befinden, die insgesamt eine Wellenwicklung bilden. Ferner sind in den
Die Gesamtheit der Blechpakete 2 wird als Statorblock 9 definiert. Die Gestalt des Statorblocks 9 ändert sich im Laufe des Herstellungsverfahrens, wie in den
Um die Elektrobleche 3 dauerhaft miteinander zu verbinden und gleichzeitig deren Welligkeit weitestgehend zu beseitigen, wird ein Harz 5 verwendet, welches in
Mit dem beschriebenen Verfahren wird zum einen der Statorblock 9 auf rationelle Weise hergestellt und zum anderen ein hoher Stapelfaktor des Blechpakets 2 erreicht. Ohne Verwendung irgendwelcher zusätzlicher Elemente, etwa Zuganker, ist ein Stapelfaktor eines jeden einzelnen Blechpaketes 2 und auch des gesamten Statorblocks 9 zwischen 94 % und 97 % erreichbar. Optional wird das Harz 5 auch zur Verankerung der Leiter 6 in den Statornuten 4 verwendet.With the method described, on the one hand the
Bezugszeichenlistereference list
- 11
- Statorstator
- 22
- Blechpaketlaminated core
- 33
- Elektroblechelectrical steel
- 44
- Statornutstator slot
- 55
- Harzresin
- 66
- LeiterDirector
- 77
- Freiraumfree space
- 88th
- Längsnutlongitudinal groove
- 99
- Statorblock stator block
- DLoDLo
- Dicke, losethick, loose
- DcomDcom
- Dicke, komprimiertthick, compressed
- HLoHLo
- Höhe, loseheight, loose
- HcomHcom
- Höhe, komprimiertheight, compressed
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- EP 2355308 A2 [0002]EP 2355308 A2 [0002]
- CN 106936271 A [0003]CN 106936271A [0003]
- DE 2536390 B1 [0006]DE 2536390 B1 [0006]
- DE 102008032214 B4 [0007]DE 102008032214 B4 [0007]
- DE 10201624249 A1 [0008]DE 10201624249 A1 [0008]
- DE 102017220123 A1 [0009]DE 102017220123 A1 [0009]
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2536390B1 (en) | 1975-08-14 | 1976-11-11 | Siemens Ag | Electric motor squirrel cage rotor - has squirrel cage injection moulded into rotor laminations which acts as binder holding laminations together |
EP2355308A2 (en) | 2010-02-08 | 2011-08-10 | Shinano Kenshi Kabushiki Kaisha | Electric motor |
CN106936271A (en) | 2015-12-29 | 2017-07-07 | 襄阳南车电机技术有限公司 | A kind of electric machine stator iron laminating tool |
DE102017220123A1 (en) | 2017-11-13 | 2019-05-16 | Audi Ag | Groove wall insulation for a stator of an electric motor |
DE102008032214B4 (en) | 2007-08-21 | 2020-10-29 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg | Reluctance motor |
-
2021
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2536390B1 (en) | 1975-08-14 | 1976-11-11 | Siemens Ag | Electric motor squirrel cage rotor - has squirrel cage injection moulded into rotor laminations which acts as binder holding laminations together |
DE102008032214B4 (en) | 2007-08-21 | 2020-10-29 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg | Reluctance motor |
EP2355308A2 (en) | 2010-02-08 | 2011-08-10 | Shinano Kenshi Kabushiki Kaisha | Electric motor |
CN106936271A (en) | 2015-12-29 | 2017-07-07 | 襄阳南车电机技术有限公司 | A kind of electric machine stator iron laminating tool |
DE102017220123A1 (en) | 2017-11-13 | 2019-05-16 | Audi Ag | Groove wall insulation for a stator of an electric motor |
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