DE1463978B2

DE1463978B2 - Laminated stator core of an electrical machine, in particular a synchronous generator

Info

Publication number: DE1463978B2
Application number: DE19641463978
Authority: DE
Inventors: Dietrich; Weghaupt Erich; Rieger Friedrich Dipl.-Ing.; 4330 Mülheim Lambrecht
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1964-12-02
Filing date: 1964-12-02
Publication date: 1970-02-05
Also published as: DE1463978A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Statorblechpaket einer elektrischen Maschine großer Leistung, insbesondere eines Synchrongenerators, das aus Blechsegmenten zusammengesetzt ist, die in ein Joch- und ein Zahnteil mit einer der jeweiligen Flußrichtung entsprechenden magnetischen Vorzugsrichtung aufgeteilt sind. Für große, insbesondere größte Maschinen ist wegen des großen Drehmoments, das insbesondere die Zahnteile beansprucht, bei solchen Blechpaketen entweder eine Verschweißung des Stoßes von Zahn- und Jochteil vonnöten, oder aber es müssen kompliziert verlaufende, der jeweiligen mechanischen Beanspruchung durch ihre Formgebung angepaßte Stoßstellen bzw. Hilfskonstruktionen vorgesehen werden (vgl. z.B. USA.-Patentschrift 2 276 793, deutsche Patentschriften 1 027 302, 963 802).The invention relates to the laminated stator core of a high-performance electrical machine, in particular a synchronous generator, which is composed of sheet metal segments that are in a Yoke part and a tooth part with a preferred magnetic direction corresponding to the respective flow direction are divided. Because of the high torque, the in particular, the tooth parts claimed in such laminated cores either a welding of the Joint of tooth and yoke part required, or it must be complicated, the respective mechanical stress due to their shape adapted joints or auxiliary structures provided (see e.g. USA patent specification 2 276 793, German patent specification 1 027 302, 963 802).

Durch die französische Patentschrift 1157 914 ist es bekannt, tangential verlaufende Stoßstellen für die beiden Teilbleche vorzusehen, wobei die Stoßstellen der in Schichtrichtung aneinander liegenden Bleche winklig zueinander versetzt sind, so daß eine gewisse Überlappung der Zahn- und der Jochteile erreicht wird. Je weniger Segmente zum Umfang benötigt werden, desto stärker ist die Überlappung, desto größer sind also auch die Reibkräfte, die die flächig aneinanderliegenden Bleche gegen eine Verschiebung infolge des Drehmoments halten. Nachteilig macht sich nun aber bei großen Maschinen bemerkbar, daß hier gerade sehr viele, d. h. in Umfangsrichtung kurze Segmente verwendet werden, weil diese Segmente sich weit einfacher stanzen lassen und insbesondere weil die auszuführende Anzahl der Segmente pro 360° im Zusammenhang mit der Anzahl der Radialnuten, der Anzahl der im Statorgehäuse vorhandenen Schichtbalken und der besonderen Art der Schichtung steht. Gerade bei großen Maschinen ist also die Bauart gemäß der französischen Patentschrift 1157 914 wegen der dann nur in sehr geringem Umfang jeweils vorhandenen Reibflächen von Joch- und Zahnteilblechen nicht ohne hohen Aufwand anwendbar.From the French patent specification 1157 914 it is known, tangentially extending joints for the to provide both partial sheets, the joints of the sheets lying against one another in the direction of the layers are offset at an angle to one another, so that a certain overlap of the tooth and yoke parts is achieved will. The fewer segments are required for the scope, the greater the overlap, the more The frictional forces that the sheet metal sheets lying flat against one another against displacement are also greater hold due to the torque. A disadvantage is now noticeable in large machines, that there are very many here, d. H. in the circumferential direction short segments are used because these segments can be punched much easier and especially because of the number of segments to be executed per 360 ° in connection with the number of radial grooves, the number of in the stator housing existing layer beams and the special type of layering. Especially with large machines So the design according to French patent specification 1157 914 is only very slight because of the then Extent of the existing friction surfaces of yoke and tooth part sheets not without great effort applicable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Maschinen der genannten Art das Statorblechpaket so auszubilden, daß es ohne Verschweißung der Stoßstellen trotz einfachen Blechschnitts und ohne aufwendige zusätzliche Konstruktionen großen und größten Drehmomenten widersteht.The invention is based on the object of the laminated stator core for machines of the type mentioned to train in such a way that there is no welding of the joints despite simple sheet metal cutting and without laborious additional constructions withstands large and large torques.

Gemäß der Erfindung sind bei einer eingangs genannten Maschine die Stoßstellen zwischen den Joch- und Zahnteilen in Schichtrichtung abwechselnd radial versetzt. Durch die Radialversetzung wird, da das Paket axial gepreßt ist, ein einwandfreier Zusammenhalt des gesamten Pakets erzielt. Das Paket zerfällt durch die Stoßstellen nicht in zwei Hälften. Es bietet sich also die Möglichkeit, große und größte Drehmomente durch Reibung zwischen den axial aufeinanderfolgenden Blechteilen zu übertragen. Unabhängig von irgendwelchen zusätzlichen Maßnahmen kann die Radialversetzung der Stoßstellen in Abhängigkeit vom Drehmoment bemessen werden.According to the invention, in a machine mentioned at the beginning, the joints between the yoke and tooth parts alternately radially offset in the layer direction. Due to the radial offset, since the Package is axially pressed, a perfect cohesion of the entire package is achieved. The package falls apart not in two halves due to the joints. So there is the possibility of large and large torques to be transmitted by friction between the axially successive sheet metal parts. Independent the radial displacement of the joints can be dependent on any additional measures be measured by the torque.

Die Stoßstellen können in an sich bekannter Weise tangential verlaufen. Dies ist eine zusätzliche Sicherung gegen eine Verdrehung der Blechteile gegeneinander. The joints can run tangentially in a manner known per se. This is an additional backup against twisting of the sheet metal parts against each other.

Selbstverständlich liegen die Stoßstellen den Radialnutgründen näher als dem Außenumfang des Statorblechs oder sehr nahe den Radialnutwänden, da der magnetische Ruß in Polzonen schon dicht radial außerhalb des Gebietes der Radialnuten und Zähne in die tangentiale Richtung umbiegt bzw. in den in Umfangsrichtung außerhalb von Polzonen liegenden Statorblechen etwa tangential verläuft.Of course, the joints are closer to the bases of the radial groove than to the outer circumference of the Stator lamination or very close to the radial groove walls, as the magnetic soot is already tight in the pole zones radially outside the area of the radial grooves and teeth in the tangential direction or in runs approximately tangentially to the stator laminations lying in the circumferential direction outside of the pole zones.

Zum Beispiel bei einem Turbogenerator wirken auf das Paket magnetische Kräfte infolge der magnetischen Wirkung der Indjiktorpole. Die genannte Haftreibungskraft reicht^; im allgemeinen aus, eine ίο Verschiebung der Zahn- und Jochteile gegeneinander zu verhindern. Zur weiteren Sicherung können jedoch axiale Bolzen das Blechpaket zwischen den radial versetzten Stoßstellen durchstoßen.In the case of a turbo generator, for example, magnetic forces act on the package as a result of the magnetic action of the inductor poles. The said static friction force is sufficient ^; generally from preventing a ίο displacement of the tooth and yoke parts against one another. For further security, however, axial bolts can pierce the laminated core between the radially offset joints.

Die Erfindung wird insbesondere bei Grenzleistungsmaschinen angewendet.The invention is used in particular in limit power machines.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeipiel der Erfindung dargestellt.In the drawing, an exemplary embodiment of the invention is shown.

F i g. 1 zeigt einen Sektor des Statorblechpakets eines Turbogenerators in axialer Sicht;
Fig. 2 zeigt einen radialen SchnittI-I gemäß F i g. 1, bei dem der Einfachheit halber nur vier Schichten des Statorblechpaketes dargestellt sind; in /F i g. 1 shows a sector of the laminated core of a turbo generator in an axial view;
FIG. 2 shows a radial section I-I according to FIG. 1, in which, for the sake of simplicity, only four layers of the laminated stator core are shown; in /

F i g. 3 sind der Verlauf des magnetischen Flusses im Sektor gemäß F i g. 1 in einem bestimmten Zeitpunkt und die magnetischen Vorzugsrichtungen dargestellt. F i g. 3 are the course of the magnetic flux in the sector according to FIG. 1 at a given time and the preferred magnetic directions are shown.

In F i g. 1 sind zwei Blechsegmente 22 stark ausgezeichnet und zwei Blechsegmente der nächstfolgenden Schicht gestrichelt dargestellt. In Fig.2 sind vier aufeinanderfolgende Schichten der BlechsegmenteIn Fig. 1, two sheet metal segments 22 are strongly marked and two sheet metal segments of the next layer shown in dashed lines. In Fig.2 are four successive layers of the sheet metal segments

22, 23, 24, 25 zu sehen. Die Blechsegmente 23 sind relativ zu den Blechsegmenten 22 in Umfangsrichtung versetzt. Die Blechsegmente 22, 23, 24, 25 usw. können abwechselnd zueinander in Umfangsrichtung oder auch fortlaufend in der Umfangsrichtung zueinander versetzt sein (Spiralversetzung). Dies alles ist bekannt.22, 23, 24, 25 can be seen. The sheet metal segments 23 are relative to the sheet metal segments 22 in the circumferential direction offset. The sheet metal segments 22, 23, 24, 25 etc. can alternate with one another in the circumferential direction or also continuously offset from one another in the circumferential direction (spiral offset). all of this is known.

Die Blechsegmente 22, 24 usw. sind nun je aus einem in ihrer achssenkrechten Blechebene radial aufeinanderfolgenden Zahnteil 11 und einem Jochteil 12, die Blechsegmente 23, 25 usw. aus radial aufeinanderfolgenden Zahn- und Jochteilen 28, 29 zusammengesetzt. Die Zahn- und Jochteile in den aufeinanderfolgenden Schichten unterscheiden sich jeweils wechselweise in der radialen Höhe, so daß die Stoßstellen 15,16,17,18 usw. der Blechsegmente 22,The sheet metal segments 22, 24 etc. are now each radial from a sheet metal plane perpendicular to the axis successive tooth part 11 and a yoke part 12, the sheet metal segments 23, 25, etc. from radially successive Tooth and yoke parts 28, 29 assembled. The tooth and yoke parts in the successive Layers differ alternately in their radial height, so that the Joints 15,16,17,18 etc. of the sheet metal segments 22,

23, 24, 25 usw. in Schichtrichtung abwechselnd zueinander radial versetzt sind. Pfeile 13 bzw. 14 (s. F i g. 3) kennzeichnen die magnetische Vorzugsrichtung der Zahn- bzw. Jochteile. Die strichpunktierten Linien in F i g. 3 deuten den Verlauf des magnetischen Flusses an; im Bereich des in F i g. 3 links liegenden Blechsegments 22 befindet sich gerade eine Polzone. Die Stoßstelle 15 verläuft in Umfangsrichtung. Die Zahnteile 11 und 29 weisen Radialnuten 20 für elektrische Leiter und dazwischen Zähne 21 auf. Die Stoßstelle 15 liegt nahe den Radialnutgründen 19. Der Außenumfang der Statorbleche ist mit 26 bezeichnet. Aus F i g. 2 ersieht man, daß die Zahn- und Jochteile 11,12 bzw. 28, 29 einen kleinen radialen Abstand voneinander haben. Dieser Abstand ist vergrößert dargestellt. Die Mittellinie in F i g. 2 deutet einen axialen Bolzen 27 an, der das Blechpaket zwischen den radial versetzten Stoßstellen unter Wahrung der elektrischen Isolation durchdringt und zur zusätzlichen Sicherung gegen relative Verschiebung der einzelnen Blechteile zueinander vorgesehen ist.23, 24, 25 etc. are alternately radially offset from one another in the layer direction. Arrows 13 and 14 respectively (see Fig. 3) indicate the preferred magnetic direction of the tooth or yoke parts. The dash-dotted ones Lines in Fig. 3 indicate the course of the magnetic flux; in the area of FIG. 3 sheet metal segment 22 lying on the left is currently located a polar zone. The joint 15 runs in the circumferential direction. The tooth parts 11 and 29 have Radial grooves 20 for electrical conductors and teeth 21 in between. The joint 15 is close to the Radialnutgrund 19. The outer circumference of the stator laminations is denoted by 26. From Fig. 2 you can see that the tooth and yoke parts 11, 12 and 28, 29 have a small radial distance from one another. This Distance is shown enlarged. The center line in Fig. 2 indicates an axial bolt 27 that the The laminated core penetrates between the radially offset joints while maintaining electrical insulation and provided for additional protection against relative displacement of the individual sheet metal parts to one another is.

Claims

Patent claims:

1. Laminated stator core of a high-performance electrical machine, in particular a synchronous generator, which is composed of sheet metal segments which are divided into a yoke part and a tooth part with a corresponding flow direction Magnetic preferred notch are divided, characterized in that the joints (15,16,17,18) between the yoke- (12,

28) and tooth parts (U, 29) are alternately radially offset in the direction of the layers.

2. stator core according to claim 1, characterized in that the joints (15,16,17, 18) run tangentially.

3. Laminated stator core according to Claims 1 and 2, characterized in that the bolt (27) penetrate the laminated core between the radially offset joints (15,16,17,18).

1 sheet of drawings