DE10207267A1

DE10207267A1 - Rotor für einen synchronen Reluktanzmotor und sein Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE10207267A1
Application number: DE10207267A
Authority: DE
Inventors: Kyung Hoon Lee; Jae Yoon Oh; Dal Ho Cheong
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2001-07-28
Filing date: 2002-02-21
Publication date: 2003-02-20
Anticipated expiration: 2022-02-22
Also published as: US20030020351A1; CN1270428C; US6769167B2; GB2378323A; JP2003052156A; CN1400725A; GB2378323B; DE10207267B4; GB0200183D0; JP3566703B2

Abstract

Rotor für einen synchronen Reluktanzmotor mit Flußbarrieren und sein Herstellungsverfahren durch Formung einer Kernplatte in Form einer magnetischen Scheibe, auf der eine Wellenöffnung geformt ist, die in ihrem Zentrum angeordnet ist, eine Vielzahl von Flußbarrieregruppen, die um die Wellenöffnung herum angeordnet sind, und automatische Stapelpunkte; Herstellung eines Stapelplattenkörpers durch kontinuierliches Stapeln der Kernplatten mit Hilfe der automatischen Stapelpunkte; Anordnen der Endplatten an beiden Seiten des Stapelplattenkörpers; und Verbinden der Endplatten und des Stapelplattenkörpers zu einem Stück, indem ein Verbindungsmittel in die Flußbarrieregruppen gesteckt wird, wobei das Herstellungsverfahren einfach durchgeführt werden kann und das automatische Stapeln der Kernplatten mit oder ohne Rotorachsneigung möglich ist, wodurch die Produktionskosten gesenkt werden und die Massenproduktion des Rotors ermöglicht wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor für einen synchronen Reluktanzmotor und sein Herstellungsverfahren, und insbesondere einen Rotor für einen synchronen Reluktanzmotor mit Flußbarrieren, und sein Herstellungsverfahren.

2. Beschreibung des Stands der Technik

Ein synchroner Reluktanzmotor ist ein Synchronmotor mit einem relativ niedrigen Preis und einem hohem Wirkungsgrad und Ansprechvermögen, weist aber einen komplexen Aufbau auf, weshalb seine Herstellung schwierig und daher kosten- und zeitintensiv ist. Deshalb wird seine Massenproduktion gegenwärtig nicht durchgeführt.

Der obige synchrone Reluktanzmotor umfaßt einen Stator und einen Rotor, der erhalten wird, indem eine Vielzahl von Stahlplatten auf isolierende Weise gestapelt wird. Hierbei entspricht der Stator einem gewöhnlichen Stator in einem Induktionsmotor, und der Rotor umfaßt einen Rotorkern, in dem eine Vielzahl von. Flußbarrieren geformt sind, um einen unterschiedlichen Magnetwiderstand zu erzeugen.

Fig. 1 ist eine Ansicht, die einen Rotorkern in einem herkömmlichen synchronen Reluktanzmotor mit Flußbarrieren zeigt.

Wie dort gezeigt, umfaßt der herkömmliche Rotor eine Vielzahl von Magnetkern-Stahlplatten 111 in Form von kreisförmigen Platten, die auf einer Rotationswelle so gestapelt sind, daß sie voneinander isoliert sind, und eine Wellenöffnung 112 ist im Zentrum jeder Kernplatte 111 geformt, um eine Rotationswelle aufzunehmen. Eine Vielzahl von Schraubenlöchern 113 ist im Umfangsabschnitt der Wellenöffnung 112 geformt, um eine Befestigungsschraube (nicht gezeigt) aufzunehmen, die jede gestapelte Kernplatte 111 zu einem Stück verbindet und in Richtung der Wellenachse feststellt.

Zudem ist im Umfangsabschnitt jeder Kernplatte 111 eine Vielzahl von Magnetpolabschnitten P1-P4 geformt, und zwischen den Magnetpolabschnitten P1-P4 ist eine Vielzahl von Flußbarrieregruppen B1-B4 geformt, um einen unterschiedlichen Magnetwiderstand zu erzeugen.

Jede Flußbarrieregruppe B1-B4 umfaßt eine Vielzahl von Flußbarrieren 115, die auf der Plattenfläche so geformt sind, daß beide Enden an einem Außenumfang angrenzen und ein mittlerer Abschnitt eine bogenförmige Form aufweist, die zur Wellenöffnung 112 hin gebogen ist, und die in der radialen Richtung der Kernplatten 111 so angeordnet sind, daß sie mit magnetischen Streifen 117 alternieren. Eine Vielzahl von Zapfen 119, die auf einer Plattenseite vertieft sind und zur anderen Plattenseite hin vorspringen, und daher beim Stapeln der Platten in die vertiefte Seite eines anderen Zapfens 119 eingreifen, sind auf den magnetischen Streifen 117 zwischen den jeweiligen Flußbarrieren 115 geformt.

Im Rotor dieses konventionellen synchronen Reluktanzmotors mit Flußbarrieren sind zahlreiche Flußbarrieren 115 und Zapfen 119 auf der Kernplatte 111 geformt, wodurch die Festigkeit des Motors so schwach ist, daß eine Verformung auftreten kann, und das Phänomen vorkommen kann, daß die Kernplatten 111 an ihren Rändern voneinander getrennt sind, und da der Zusammenbau Zeit- und kostenintensiv ist, sind die Produktionskosten hoch.

Der synchrone Reluktanzmotor mit Flußbarrieren wird zur Zeit vor allem versuchsweise produziert, und seine Massenproduktion und Verwendung ist noch nicht möglich.

Aufgrund der Anordnung der Zapfen 119 und der Form der Flußbarrieren 115 kann der Rotor des konventionellen synchronen Reluktanzmotors auch nicht für einen Rotor mit Rotorachsneigung verwendet werden, bei dem die Flußbarriere so angeordnet wird, daß sie zur Rotationswelle eine bestimmte Neigung aufweist.

Fig. 2 zeigt ein anderes Beispiel für einen Rotorkern in einem konventionellen synchronen Reluktanzmotor mit Flußbarrieren. Wie hier gezeigt, wird ein Rotorkern 120 durch Stapeln einer Vielzahl von kreisförmigen Plattenelementen 121 erhalten, die an ihrem Umfang eine Vielzahl von bogenförmigen Löchern 122 aufweisen.

Jedes kreisförmige Kernplattenelement 121 wird aus einem magnetischen oder nichtmagnetischen Material hergestellt. Wenn das kreisförmige Plattenelement aus einem magnetischen Material besteht, wird die Flußbarriere hergestellt, indem das Loch 122 nach dem Stapeln der Platten mit einem nichtmagnetischen Füllelement 123 gefüllt wird. Und wenn das kreisförmige Plattenelement aus einem nichtmagnetischen Material besteht, wird die Flußbarriere hergestellt, indem das Loch 122 nach dem Stapeln der Platten mit einem magnetischen Füllelement 123 gefüllt wird, um einen Magnetpolabschnitt zu bilden, wodurch die Rotationskraft durch den unterschiedlichen Magnetwiderstand erzeugt wird.

Beim Rotor des oben beschriebenen konventionellen synchronen Reluktanzmotors mit Flußbarrieren werden die kreisförmigen Plattenelemente 121 gestapelt, wonach das Füllelement 123 in die Löcher 122 gefüllt wird, und ein Umfangsabschnitt 124 wird nach dem Füllen durch maschinelle Bearbeitung entfernt. Daher ist eine zusätzliche Füllvorrichtung zum Füllen des Füllelements 123 und eine zusätzliche Vorrichtung zur Bearbeitung des Umfangsabschnitts erforderlich, und auch die Produktion ist zeitintensiv, weshalb die Produktionskosten hoch sind.

Und aufgrund der Struktur des bogenförmigen Lochs 122 kann auch der Rotor dieses konventionellen synchronen Reluktanzmotors schwer für einen Rotor mit Rotorachsneigung verwendet werden. ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung eines Rotors für einen synchronen Reluktanzmotor und eines Herstellungsverfahrens, das sich leicht durchführen läßt, die Produktionskosten senken kann und für die Massenproduktion geeignet ist, durch automatisches Stapeln von Kernplatten mit oder ohne Rotorachsneigung.

Um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu erfüllen, deren Ausführungsbeispiele hier ausführlich beschrieben werden, wird ein Rotor für einen erfindungsgemäßen synchronen Reluktanzmotor bereitgestellt, umfassend: einen Stapelplattenkörper, der durch Stapeln einer Vielzahl von magnetischen Kernplatten erhalten wird, die eine im Zentrum geformte Wellenöffnung und eine Vielzahl von Flußbarrieregruppen aufweisen, die um die Wellenöffnung herum geformt sind; Endplatten, die auf beiden Seiten des Stapelplattenkörpers angeordnet sind; ein Verbindungsmittel, das durch die Flußbarrieregruppen geführt wird, um den Stapelplattenkörper und die Endplatten miteinander zu einem Stück zu verbinden; und eine Rotationswelle, die in den Stapelplattenkörper und die Endplatten gesteckt ist.

Die Flußbarrieregruppe umfaßt eine Vielzahl von Flußbarrieren, die als bogenförmige Löcher geformt sind, deren zwei Enden zu einem Außenumfang der Kernplatte benachbart sind und deren mittlerer Abschnitt zur Wellenöffnung hin gebogen ist.

Die Flußbarrieren sind so geformt, daß die Breite der Löcher vom Außenumfang zur Wellenöffnung der Kernplatten hin allmählich in radialer Richtung abnimmt, und die Breite der Öffnungen zu beiden Endabschnitten hin allmählich abnimmt. Darüber hinaus weist jede Flußbarriere in ihrem mittleren Abschnitt einen geradlinigen Abschnitt auf.

Vier Flußbarrieregruppen sind so geformt, daß sie symmetrisch zueinander angeordnet sind und jede Flußbarrieregruppe drei Flußbarrieren aufweist.

Das Verbindungsmittel wird durch eine Flußbarriere geführt, die von diesen drei Flußbarrieren die mittlere ist.

Zudem umfaßt das Verbindungsmittel eine Niete, die von der Endplatte einer Seite aus durch eine der Flußbarrieren des Stapelplattenkörpers gesteckt wird und dann frei liegt, wenn sie durch die Endplatte der anderen Seite geführt wird.

Das Verbindungsmittel kann eine Befestigungsschraube umfassen, die von der Endplatte einer Seite aus durch mindestens eine der Flußbarrieren des Stapelplattenkörpers gesteckt wird und an der Endplatte auf der anderen Seite frei liegt, und eine Mutter, die an das Außengewinde am freiliegenden Ende der Befestigungsschraube geschraubt wird.

Auf den Kernplatten ist ein automatischer Stapelpunkt geformt, der mit einem anderen verbunden ist, wenn die Platten gestapelt sind, und der automatische Stapelpunkt springt auf einer Seite der Kernplatten zur anderen Plattenseite hin vor. Der automatische Stapelpunkt ist vorspringend und quadratisch geformt.

Der automatische Stapelpunkt kann an den Umfangsabschnitten der Wellenöffnungen oder am Außenumfang der Kernplatte zwischen den Flußbarrieregruppen geformt sein.

Eine Vielzahl von Stiftlöchern ist im Umfangsabschnitt der Wellenöffnung der Kernplatte geformt, und ein Stift kann zur Befestigung in jedes Stiftloch gesteckt werden.

Ein Herstellungsverfahren für einen erfindungsgemäßen Rotor eines synchronen Reluktanzmotors umfaßt: einen Schritt zur Herstellung einer scheibenförmigen magnetischen Kernplatte, auf der eine Wellenöffnung geformt ist, die in ihrem Zentrum angeordnet ist, eine Vielzahl von Flußbarrieregruppen, die um die Wellenöffnung herum angeordnet sind, und automatische Stapelpunkte; einen Schritt zur Herstellung eines Stapelplattenkörpers durch kontinuierliches Stapeln der Kernplatten mit Hilfe der automatischen Stapelpunkte; einen Schritt zum Anordnen der Endplatten an beiden Seiten des Stapelplattenkörpers; und einen Schritt, um die Endplatten und den Stapelplattenkörper zu einem Stück miteinander zu verbinden, indem ein Verbindungsmittel in die Flußbarrieregruppen gesteckt wird.

Der Schritt zur Herstellung des Stapelplattenkörpers umfaßt: einen Schritt zur Herstellung der automatischen Stapelpunkte zwischen den Flußbarrieren, die zur Wellenöffnung benachbart sind; und einen Schritt zum Drehen mindestens einer Kernplatte, die nach dem Formen der automatischen Stapelpunkte gestapelt wird, und der Kernplatte, die bereits in einem bestimmten Winkel gestapelt wurde.

Der Schritt, um die Endplatten und die Stapelplattenkörpers zu einem Stück miteinander zu verbinden, umfaßt einen Nietungsvorgang, bei dem eine der Flußbarrieren von der Endplatte einer Seite des Stapelplattenkörpers aus durchdrungen wird.

Ein Herstellungsverfahren für einen erfindungsgemäßen Rotor eines synchronen Reluktanzmotors umfaßt: einen Schritt zur Herstellung einer scheibenförmigen magnetischen Kernplatte, auf der eine Wellenöffnung geformt ist, die in ihrem Zentrum angeordnet ist, eine Vielzahl von Stiftlöchern, die im Umfangsabschnitt der Wellenöffnung geformt sind, und eine Vielzahl von Flußbarrieregruppen, die um die Wellenöffnung herum symmetrische zueinander angeordnet sind; einen Schritt zur Herstellung eines Stapelplattenkörpers durch kontinuierliches Stapeln der Kernplatten; einen Schritt zum Anbringen von Stiften in die Stiftlöcher des Stapelplattenkörpers; einen Schritt zum Anordnen der Endplatten an beiden Seiten des Stapelplattenkörpers; und einen Schritt, um die Endplatten und den Stapelplattenkörper zu einem Stück miteinander zu verbinden, indem ein Verbindungsmittel aus einem nichtmagnetischen Material durch eine der Flußbarrieren gesteckt wird.

Die obigen und weitere Aufgaben, Eigenschaften, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden ausführlichen Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen zu ersehen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die beiliegenden Zeichnungen, die beigefügt sind, um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern, sind integraler Bestandteil dieser Patentschrift, veranschaulichen Ausführungsbeispiele der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erläuterung der Grundprinzipien der Erfindung.
Fig. 1 ist eine Querschnittansicht, die einen Rotorkern in einem konventionellen synchronen Reluktanzmotor zeigt;
Fig. 2 ist eine Querschnittansicht, die ein anderes Beispiel für einen Rotorkern in einem konventionellen synchronen Reluktanzmotor zeigt;
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Rotor eines synchronen Reluktanzmotors nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 4 ist eine Längsschnittansicht, die den Rotor in Fig. 3 zeigt;
Fig. 5 ist eine Querschnittansicht, die den Rotor in Fig. 3 zeigt;
Fig. 6 ist ein Flußdiagramm, das ein Herstellungsverfahren für den Rotor im synchronen Reluktanzmotor nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschreibt;
Fig. 7 ist eine Querschnittansicht, die einen Rotor nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 8 ist ein Flußdiagramm, das ein Herstellungsverfahren für den Rotor im synchronen Reluktanzmotor nach dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschreibt;
Fig. 9 ist eine Längsschnittansicht, die einen Rotor nach einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 10 ist eine Querschnittansicht, die den Rotor in Fig. 9 zeigt; und
Fig. 11 ist ein Flußdiagramm, das ein Herstellungsverfahren für den Rotor im synchronen Reluktanzmotor nach dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschreibt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER VORZUGSWEISEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Nachstehend werden die vorzugsweisen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Rotor für einen synchronen Reluktanzmotor mit Flußbarrieren nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, Fig. 4 ist eine Längsschnittansicht, die den Rotor in Fig. 3 zeigt, und Fig. 5 ist eine Querschnittansicht, die den Rotor in Fig. 3 zeigt.
Wie hier dargestellt, umfaßt der Rotor für den synchronen Reluktanzmotor nach dem ersten Ausführungsbeispiel: eine Rotationswelle 11; einen Stapelplattenkörper 21, der durch Stapeln einer Vielzahl von Kernstahlplatten 22 erhalten wird und mit dem Umfang der Rotationswelle vollständig verbunden ist; ein Paar Endplatten 31, die in Achsrichtung der Rotationswelle 11 mit beiden Seiten des Stapelplattenkörpers 21 in Kontakt sind; und eine Vielzahl von Nieten 41, welche die Endplatten 31 und den Stapelplattenkörper 21 durchdringen, um die Endplatten 31 und den Stapelplattenkörper 21 so zu verbinden, daß sie ein Stück bilden.
Ein Paar Lagerelemente 13, um die Rotationswelle 11 auf drehbare Weise zu tragen, sind mit beiden Enden der Rotationswelle 11 verbunden, und die Endplatten 31 und die Nieten sind aus nichtmagnetischen Materialien hergestellt.
Die Endplatten 31 weisen die Form einer Scheibe auf, deren Größe dem Durchmesser der Kernplatte 22 entspricht, und eine Wellenöffnung 32 ist im Zentrum der Endplatte 31 geformt, so daß die Rotationswelle 11 eingesteckt und verbunden werden kann. Eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen 34 sind um die Wellenöffnung 32 herum geformt, die nach dem Stapeln mit den jeweiligen Flußbarrieren ausgerichtet sind, die weiter unten beschrieben werden.
Wie in Fig. 5 gezeigt, umfaßt der Stapelplattenkörper 21 eine Vielzahl von Kernplatten 22 in Form von magnetischen Scheiben, die so gestapelt sind, daß sie voneinander isoliert sind, und eine Vielzahl von Magnetpolabschnitten P1-P4 ist in der Umfangsrichtung jeder Kernplatte 22 geformt.
Die Flußbarrieregruppen B1-B4 sind zwischen den jeweiligen Magnetpolen P1-P4 geformt, und jede der Flußbarrieregruppen B1-B4 umfaßt eine erste, zweite und dritte Flußbarriere 24a-24c, die so angeordnet sind, daß sie auf der umlaufenden Fläche in radialer Richtung vom Zentrum der jeweiligen Kernplatte 22 voneinander beabstandet sind.
Hier kann die Zahl der Flußbarrieren je nach Größe der Kernplatten 22 unterschiedlich sein. Überdies ist es bei einem Durchmesser der Kernplatte 22 von 50 mm-80 mm wünschenswert, wenn drei Barrieren geformt sind, und daß bei einem Durchmesser der Kernplatte 70 von 100 mm-80 mm vier Barrieren geformt sind.
Die jeweiligen Flußbarrieren 24a-24c sind so auf der Plattenfläche geformt, daß beide Enden der Barrieren an einem Umfang der Kernplatte 22 angrenzen und der mittlere Abschnitt zur Wellenöffnung 24 hin gekrümmt ist. Jede Flußbarriere 24a-24c ist so geformt, daß die Breite der Barriere vom mittleren Abschnitt zu beiden Enden hin allmählich abnimmt, und die Breite der Barriere nimmt in der radialen Richtung der Kernplatte 22 zum Drehpunkt hin zu.
D. h., die Breite W2 der zweiten Flußbarriere 24b ist größer als die Breite W1 der ersten Flußbarriere 24a, und die Breite W3 der dritten Flußbarriere 24c ist größer als die Breite W2 der zweiten Flußbarriere 24b.
Hier durchdringt die Niete 41 die jeweilige zweite Flußbarriere 24b, um die Endplatten 31 und den Stapelplattenkörper 21 in einem gestapelten Zustand zu halten.
Zwischen den jeweiligen dritten Flußbarrieren 24c sind automatische Stapelpunkte 26 zum Stapeln der Platten geformt, und die automatischen Stapelpunkte 26 weisen eine annähernd quadratische Form auf und sind so geformt, daß sie auf einer Seite der Kernplatte 22 vertieft sind und auf der anderen Plattenseite vorspringen.
Vier der oben beschriebenen automatische Stapelpunkte 26 sind um die Wellenöffnung 24 der Kernplatte 22 herum symmetrisch so geformt, daß sie für einen Rotor mit oder ohne Rotorachsneigung verwendet werden können.
Fig. 6 ist ein Flußdiagramm, das das Herstellungsverfahren des Rotors für den synchronen Reluktanzmotor nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschreibt.
Wie hier gezeigt, wird das Herstellungsverfahren des Rotors für den synchronen Reluktanzmotor nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wie folgt beschrieben. Bei der Herstellung eines Rotors mit Rotorachsneigung wird die Kernplatte 22 mit einem herkömmlichen Verfahren wie z. B. Pressen (S11) hergestellt, und die geformte erste Kernplatte 22 wird auf einem Drehtisch (nicht gezeigt) abgelegt, der um einen bestimmten Winkel gedreht werden kann, so daß die Neigung reguliert werden kann. Überdies wird die erste Kernplatte 22 vom Drehtisch in einem bestimmten Winkel gedreht, d. h. in einem Winkel, der der Neigung entspricht (S12).
Dann wird eine zweite Kernplatte 22 auf die erste Kernplatte 22 gestapelt, die vom Drehtisch um einen bestimmten Winkel gedreht wird (S13). Dabei werden die vorspringenden Teile der automatischen Stapelpunkte 26, die im Umfangsabschnitt der Wellenöffnung 24 geformt sind, in die vertieften Teile der automatischen Stapelpunkte 26 der ersten Kernplatte 22 gesteckt, wodurch die erste und die zweite Kernplatte 22 so miteinander verbunden werden, daß sie in Drehrichtung zurückgehalten werden und eine Verschiebung der jeweiligen Kernplatten 22 vermieden wird.
Der Stapelplattenkörper 21 wird geformt, indem die vorgegebene Zahl von Kernplatten 22 dem oben beschriebenen Verfahren entsprechend gestapelt wird, und die Endplatten 31 werden an beiden Enden des Stapelplattenkörpers 21 angeordnet (S14).
Dann wird die Niete 41 durch die Durchgangsöffnung 34 des Stapelplattenkörpers 21 und die zweite Flußbarriere 24b gesteckt, wodurch die Endplatten 31 und der Stapelplattenkörper 21 zu einem Stück miteinander verbunden werden, und dann werden beide Endteile vernietet (S15). Hier wird eine nichtmagnetische Befestigungsschraube in die Durchgangsöffnung 34 der Endplatten 31 und die zweite Flußbarriere 24b gesteckt, und eine Mutter wird an ein Außengewinde der Befestigungsschraube geschraubt, wodurch die Endplatten 31 und der Stapelplattenkörper 21 so miteinander verbunden werden können, daß sie ein Stück bilden.
Wenn die Nietung wie oben beschrieben (S15) durchgeführt wurde, wird die Rotationswelle 11 in die Wellenöffnungen 32 und 24 gesteckt, die dadurch miteinander verbunden werden (S16), und die Lagerelemente 13 werden mit beiden Enden der Rotationswelle 11 verbunden, womit der Herstellungsprozeß des Rotors abgeschlossen ist.
Fig. 7 ist eine Querschnittansicht, die einen Rotor nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
Für gleiche Komponenten wie im ersten Ausführungsbeispiel werden gleiche Bezugszeichen benutzt, und deren Beschreibung wird ausgelassen.
Das zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann nur für einen Rotor ohne Rotorachsneigung verwendet werden, und die quadratisch geformten automatischen Stapelpunkte 28 liegen weiter auseinander als die automatischen Stapelpunkte 26 des ersten Ausführungsbeispiels. D. h., die automatischen Stapelpunkte 28 sind zwischen den zueinander benachbarten Endabschnitten der dritten Flußbarrieren 24c angeordnet, und vier automatische Stapelpunkte 28 sind zwischen den vier Flußbarrieregruppen B1-B4 geformt.
Fig. 8 ist ein Flußdiagramm, das ein Herstellungsverfahren des Rotors für den synchronen Reluktanzmotor nach dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschreibt.
Wie hier gezeigt, wird die Kernplatte 22 durch ein herkömmliches Verfahren wie z. B. Pressen geformt, mit dem der Rotor ohne Rotorachsneigung hergestellt wird (S21), und dann wird der Stapelplattenkörper 21 hergestellt, indem die Kernplatten 22 so gestapelt werden, daß die automatischen Stapelpunkte 28 ineinander eingreifen (S22).
Wenn der Stapelplattenkörper 21 hergestellt ist, werden Endplatten 31 an beiden Enden des Stapelplattenkörpers 21 angeordnet (S23), und die Nietung zur Verbindung der Durchgangsöffnung 34 der Endplatten 31 und der zweiten Flußbarriere 24b wird mit einer Niete 41 so durchgeführt, daß die Endplatten 31 und der Stapelplattenkörper 21 miteinander zu einem Stück verbunden werden. Dabei wird eine Niete 41 in jede Flußbarrieregruppe B1-B4 gesteckt, und es werden alle vier Nieten 41 benutzt.
Anstelle der Niete 41 kann auch eine nichtmagnetische Befestigungsschraube durch die Durchgangsöffnung 34 und die zweite Flußbarriere 24b gesteckt werden, und dann werden die Endplatten 31 und der Stapelplattenkörper 21 miteinander zu einem Stück verbunden, indem eine Mutter an das Außengewinde der Befestigungsschraube geschraubt wird.
Nach der Nietung wird die Rotationswelle 11 in die zu verbindenden Wellenöffnungen 32 und 24 gesteckt (S25), und dann werden die Lagerelemente 13 jeweils mit beiden Enden der Rotationswelle 11 verbunden.
Wie oben beschrieben, ist beim Rotor für den synchronen Reluktanzmotor nach dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel und beim Herstellungsverfahren die Zahl der Flußbarrieren auf drei oder vier begrenzt, während herkömmliche Flußbarrieren als Mehrschichtaufbau geformt sind, und die automatischen Stapelpunkte sind in Bereichen geformt, an denen keine Flußbarrieren vorhanden ist. Daher können die Kernplatten automatisch gestapelt werden, mit oder ohne Rotorachsneigung, und der Rotor weist den Vorteil auf, daß die Herstellung einfach ist, die Produktionskosten gesenkt werden können und die Massenproduktion möglich ist.
Fig. 9 ist eine Längsschnittansicht, die einen Rotor für den synchronen Reluktanzmotor nach dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, und Fig. 10 ist eine Querschnittansicht, die den Rotor in Fig. 9 zeigt.
Für gleiche Komponenten wie im ersten Ausführungsbeispiel werden gleiche Bezugszeichen benutzt, und deren Beschreibung wird ausgelassen.
Wie in Fig. 9 und 10 gezeigt, umfaßt der Rotor für den synchronen Reluktanzmotor nach dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Rotationswelle 11, einen Stapelplattenkörper 21, die zwei Endplatten 31 und vier Nieten 41.
Insbesondere ist eine Wellenöffnung 24 so im Zentrum der Kernplatte 22 geformt, daß die Rotationswelle 11 eingesteckt werden kann, und im Umfangsabschnitt der Wellenöffnung 24 ist eine Vielzahl von Stiftlöchern 29 geformt. Ein nichtmagnetischer Stift 46 wird in jedes Stiftloch 29 gesteckt, um die Drehung/seitliche Verschiebung der gestapelten Kernplatten 22 zu verhindern.
Auch eine Rippe 22a, die zu den Endabschnitten der jeweiligen Flußbarrieren 24a-24c benachbart ist, ist am Umfang der Kernplatte 22 geformt.
Wenn die jeweiligen Flußbarrieren 24a-24c so angeordnet werden, daß sie zur Rotationswelle 11 eine bestimmte Neigung aufweisen, ist im mittleren Abschnitt der zweiten Flußbarriere 24b ein geradliniger Abschnitt in den jeweiligen Flußbarrieregruppen B1-B4 geformt, um die Niete 41 oder eine Schraube (nicht gezeigt) aufzunehmen.
Fig. 11 ist ein Flußdiagramm, das ein Herstellungsverfahren für den Rotor im synchronen Reluktanzmotor nach dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschreibt.
Nach der Formung der Kernplatten 22 durch Pressen (S31) wird der Stapelplattenkörper 21 hergestellt, indem eine vorgegebene Zahl von Kernplatten so gestapelt werden, daß die Wellenöffnungen 24 und die Stiftlöcher 29, die im zentralen Abschnitt jeder Kernplatte 22 geformt sind, miteinander verbunden sind (S32). Dann werden die Stifte 46 in die Stiftlöcher 29 gesteckt, die im Stapelplattenkörper 21 miteinander ausgerichtet sind, so daß die seitliche Verschiebung der jeweiligen Kernplatten 22 verhindert wird. Wenn die Flußbarrieren 24a-24c so angeordnet sind, daß sie zur Rotationswelle 11 eine bestimmte Neigung aufweisen, wird die Neigung hier durch Verdrehen beider Endteile des Stapelplattenkörpers 21 reguliert (S34).
Dann werden die Endplatten 24 an beiden Enden des Stapelplattenkörpers 21 angeordnet (S35), und die Nietung für die jeweiligen Durchgangsöffnungen 43 der Endplatten 24 wird so durchgeführt, daß die Endplatten 24 und der Stapelplattenkörper 21 zu einem Stück miteinander verbunden werden (S36).
Hier werden nichtmagnetische Befestigungsschrauben (nicht gezeigt) mit einem Außengewinde an einer Seite in die jeweiligen Durchgangsöffnungen 43 gesteckt, und nichtmagnetische Muttern (nicht gezeigt) werden an die Außengewinde geschraubt.
Wenn die Nietung abgeschlossen ist (S36), wird die Rotationswelle 11 in die Wellenöffnungen 24 und 42 gesteckt, die miteinander ausgerichtet sind, um sie zu verbinden (S37), und die Lagerelemente 13 werden mit beiden Enden der Rotationswelle 11 verbunden, wodurch der Herstellungsprozeß des Rotors abgeschlossen wird.
Im obigen Ausführungsbeispiel sind vier Magnetpolabschnitte und vier Flußbarrieregruppen auf miteinander alternierende Weise im Umfangsabschnitt der Kernplatte angeordnet, die Zahl der Polabschnitte und der Flußbarrieregruppen kann aber den Eigenschaften des Motors entsprechend angepaßt werden.
Auch im obigen Ausführungsbeispiel umfassen die jeweiligen Flußbarrieregruppen eine erste, zweite und dritte Flußbarriere, die in radialer Richtung angeordnet sind, doch die Zahl der Barrieren kann den Rotoreigenschaften und der Größe des Kernplatte entsprechend variiert werden.
Zudem wird im obigen Ausführungsbeispiel die Nietung durch die jeweiligen zweiten Flußbarrieren durchgeführt, doch die Niete oder Schraube kann auch durch andere Barrieren geführt werden.
Wie oben beschrieben, werden die Endplatten an beiden Enden erfindungsgemäß durch vier nichtmagnetische Schrauben oder Nieten verbunden, ohne die Vielzahl von Zapfen, die beim herkömmlichen Rotorkern zusammengesteckt werden, wodurch die Herstellungskosten gesenkt werden können. Außerdem können die Kernplatten automatisch gestapelt werden, da ein Raum für die Nietung vorgesehen ist, wodurch der Rotor sich leicht herstellen läßt, die Herstellungskosten gesenkt werden können und die Massenproduktion des Rotors möglich ist.
Auch sind, der vorliegenden Erfindung gemäß, die Randabschnitte nach dem Stapeln der Kernplatten nicht voneinander getrennt, wodurch eine Verformung der Kernplatte verhindert werden kann.
Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind möglich, ohne daß von ihrem Geist oder von ihren wesentlichen Eigenschaften abgewichen wird, und es wird auch darauf hingewiesen, daß die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele durch kein Detail der obigen Beschreibung eingeschränkt werden, außer bei gegenteiliger Angabe, sondern im weiteren Sinne innerhalb ihres Geist und Umfangs zu verstehen sind, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert, weshalb alle Änderungen und Modifikationen, die in den Umfang der Ansprüche fallen, oder deren Äquivalente, von den beiliegenden Ansprüchen abgedeckt werden.

Claims

1. Rotor für einen synchronen Reluktanzmotor, umfassend:
einen Stapelplattenkörper, der durch Stapeln einer Vielzahl von magnetischen Kernplatten erhalten wird, die eine im Zentrum geformte Wellenöffnung und eine Vielzahl von Flußbarrieregruppen aufweisen, die um die Wellenöffnung herum geformt sind;
Endplatten, die auf beiden Seiten des Stapelplattenkörpers angeordnet sind;
ein Verbindungsmittel, das den Stapelplattenkörper und die Endplatten miteinander zu einem Stück verbindet, wobei es durch die Flußbarrieregruppen gesteckt ist;
eine Rotationswelle, die in den Stapelplattenkörper und die Endplatten gesteckt ist.

2. Rotor nach Anspruch 1, wobei die Flußbarrieregruppe eine Vielzahl von Flußbarrieren umfaßt, die als bogenförmige Löcher geformt sind, deren zwei Enden zu einem Außenumfang der Kernplatte benachbart sind und deren mittlerer Abschnitt zur Wellenöffnung hin gebogen ist.

3. Rotor nach Anspruch 2, wobei die Flußbarrieren so geformt sind, daß die Breite der Löcher vom Außenumfang zur Wellenöffnung der Kernplatten hin in radialer Richtung allmählich abnimmt.

4. Rotor nach Anspruch 2, wobei jede Flußbarriere so geformt ist, daß die Breite der Öffnungen zu beiden Endabschnitten hin allmählich abnimmt.

5. Rotor nach Anspruch 2, wobei jede Flußbarriere in ihrem mittleren Abschnitt einen geradlinigen Abschnitt umfaßt.

6. Rotor nach Anspruch 1, wobei vier Flußbarrieregruppen symmetrisch zueinander geformt sind und jede Flußbarrieregruppe drei Flußbarrieren aufweist.

7. Rotor nach Anspruch 6, wobei das Verbindungsmittel durch eine Flußbarriere gesteckt wird, die von diesen drei Flußbarrieren die mittlere ist.

8. Rotor nach Anspruch 1, wobei das Verbindungsmittel eine Niete umfaßt, die von der Endplatte einer Seite aus durch eine der Flußbarrieren des Stapelplattenkörpers gesteckt wird und dann frei liegt, wenn es durch die Endplatte der anderen Seite gesteckt ist.

9. Rotor nach Anspruch 1, wobei das Verbindungsmittel eine Befestigungsschraube umfaßt, die von der Endplatte einer Seite aus durch mindestens eine der Flußbarrieren des Stapelplattenkörpers gesteckt wird und an der Endplatte auf der anderen Seite frei liegt, und eine Mutter, die an das Außengewinde am freiliegenden Ende der Befestigungsschraube geschraubt wird.

10. Rotor nach Anspruch 1, wobei auf den Kernplatten automatische Stapelpunkte geformt sind, die miteinander verbunden sind, wenn die Platten gestapelt sind.

11. Rotor nach Anspruch 10, wobei die automatischen Stapelpunkte auf einer Seite der Kernplatten zur arideren Plattenseite hin vorspringen.

12. Rotor nach Anspruch 11, wobei die automatischen Stapelpunkte vorspringen und quadratisch geformt sind.

13. Rotor nach Anspruch 10, wobei die automatischen Stapelpunkte in den Umfangsabschnitten der Wellenöffnungen geformt sind.

14. Rotor nach Anspruch 10, wobei die automatischen Stapelpunkte am Außenumfang der Kernlatte zwischen den Flußbarrieregruppen geformt sind.

15. Rotor nach Anspruch 1, wobei eine Vielzahl von Stiftlöchern im Umfangsabschnitt der Wellenöffnung der Kernplatte geformt sind, und Stifte in den Stiftlöcher gesteckt sind.

16. Herstellungsverfahren eines Rotor für einen synchronen Reluktanzmotor, umfassend:
einen Schritt zur Herstellung einer scheibenförmigen magnetischen Kernplatte, auf der eine Wellenöffnung geformt ist, die in ihrem Zentrum angeordnet ist,
eine Vielzahl von Flußbarrieregruppen, die um die Wellenöffnung herum angeordnet sind, und automatische Stapelpunkte;
einen Schritt zur Herstellung eines Stapelplattenkörpers durch kontinuierliches Stapeln der Kernplatten mit Hilfe der automatischen Stapelpunkte;
einen Schritt zum Anordnen der Endplatten an beiden Seiten des Stapelplattenkörpers; und
einen Schritt, um die Endplatten und den Stapelplattenkörper zu einem Stück miteinander zu verbinden, indem ein Verbindungsmittel in die Flußbarrieregruppen gesteckt wird.

17. Verfahren Anspruch 16, wobei der Schritt zur Herstellung des Stapelplattenkörpers umfaßt: einen Schritt zum Formen der automatischen Stapelpunkte zwischen den Flußbarrieren, die zur Wellenöffnung benachbart sind; und einen Schritt zum Drehen einer Kernplatte, die nach dem Formen der automatischen Stapelpunkte gestapelt wird, und der Kernplatte, die bereits in einem bestimmten Winkel gestapelt wurde.

18. Rotor nach Anspruch 16, wobei der Schritt, um die Endplatten und die Stapelplattenkörpers zu einem Stück miteinander zu verbinden, einen Nietungsvorgang umfaßt, bei dem eine der Flußbarrieren von der Endplatte auf einer Seite des Stapelplattenkörpers aus durchdrungen wird.

19. Herstellungsverfahren eines Rotor für einen synchronen Reluktanzmotor, umfassend:
einen Schritt zur Herstellung einer scheibenförmigen magnetischen Kernplatte, auf der eine Wellenöffnung geformt ist, die in ihrem Zentrum angeordnet ist, eine Vielzahl von Stiftlöchern, die im Umfangsabschnitt der Wellenöffnung geformt sind, und eine Vielzahl von Flußbarrieregruppen, die um die Wellenöffnung herum symmetrisch zueinander angeordnet sind;
einen Schritt zur Herstellung eines Stapelplattenkörpers durch kontinuierliches Stapeln der Kernplatten;
einen Schritt zum Anbringen von Stiften in die Stiftlöcher des Stapelplattenkörpers;
einen Schritt zum Anordnen der Endplatten an beiden Seiten des Stapelplattenkörpers; und
einen Schritt, um die Endplatten und den Stapelplattenkörper zu einem Stück miteinander zu verbinden, indem ein nichtmagnetisches Verbindungsmittel durch eine der Flußbarrieren gesteckt wird.