DE202012101410U1

DE202012101410U1 - Holder for permanent magnets of a permanently excited assembly, in particular rotor, an electric machine

Info

Publication number: DE202012101410U1
Application number: DE202012101410U
Authority: DE
Original assignee: Lloyd Dynamowerke & Co KG GmbH
Current assignee: Lloyd Dynamowerke & Co KG GmbH
Priority date: 2012-04-04
Filing date: 2012-04-17
Publication date: 2012-04-25
Anticipated expiration: 2022-04-18
Also published as: DE202012101231U1

Abstract

Halter für Permanentmagneten (26) einer permanent erregten Baugruppe, insbesondere Läufer, einer elektrischen Maschine, mit einem an der Baugruppe befestigbaren Magnetträger (20), dadurch gekennzeichnet, dass an dem Magnetträger (20) senkrecht zu einem Luftspalt zwischen Läufer und Stator der elektrischen Maschine verlaufende Bleche (31, 32; 35, 36) vorgesehen sind, mit denen wenigstens ein Permanentmagnet (26) verklebt ist.Holder for permanent magnets (26) of a permanently excited assembly, in particular rotor, of an electrical machine, with a magnet carrier (20) which can be fastened to the module, characterized in that on the magnet carrier (20) perpendicular to an air gap between the rotor and the stator of the electrical machine extending sheets (31, 32; 35, 36) are provided, with which at least one permanent magnet (26) is glued.

Description

Die Erfindung betrifft einen Halter für Permanentmagneten einer permanent erregten Baugruppe, insbesondere Läufer, einer elektrischen Maschine, mit einem an der Baugruppe befestigbaren Magnetträger. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Bauteil, insbesondere Läufer einer elektrischen Maschine, mit einem solchen Halter sowie auf eine elektrische Maschine, insbesondere Generator, mit einem solchen Bauteil.The invention relates to a holder for permanent magnets of a permanently excited assembly, in particular rotor, an electric machine, with a mountable on the module magnet carrier. Furthermore, the invention relates to a component, in particular rotor of an electric machine, with such a holder as well as an electric machine, in particular a generator, with such a component.

Ein solcher Halter ist beispielsweise aus der WO 2007/116118 A1 bekannt.Such a holder is for example from the WO 2007/116118 A1 known.

Moderne elektrische Maschinen, wie sie beispielsweise als Generatoren in Windkraftanlagen eingesetzt werden, sind meist permanent erregte Maschinen. Das heißt, am Läufer der Maschine sind Permanentmagneten als magnetische Pole angebracht. Das Anbringen der Permanentmagneten an dem Läufer hat sich jedoch als schwierig erwiesen. Dieses ist insbesondere dadurch begründet, dass die Permanentmagneten sehr spröde sind und leicht brechen. Es ist deshalb häufiger vorgekommen, dass die Permanentmagneten aufgrund der auf sie wirkenden Fliehkräfte und der thermischen Spannungen gebrochen sind. Die Permanentmagneten sind deshalb nicht nur auf den Läufer geklebt worden, sondern der Läufer wurde zusätzlich auch noch mit einer Bandage umwickelt, um zu verhindern, dass sich Bruchstücke von gebrochenen Permanentmagneten vom Läufer lösen konnten. Diese Art der Herstellung ist sehr aufwendig und teuer.Modern electrical machines, such as those used as generators in wind turbines, are usually permanently excited machines. That is, permanent magnets are attached to the rotor of the machine as magnetic poles. However, attaching the permanent magnets to the rotor has proven difficult. This is due in particular to the fact that the permanent magnets are very brittle and break easily. It has therefore been more common that the permanent magnets are broken due to the centrifugal forces acting on them and the thermal stresses. The permanent magnets were therefore not only glued to the runner, but the runner was additionally wrapped with a bandage, to prevent fragments of broken permanent magnets could solve the runner. This type of production is very complicated and expensive.

Um diesen Nachteil zu überwinden, sind in der Vergangenheit bereits Halter für Permanentmagneten entwickelt worden, die ihrerseits am Läufergrundkörper befestigbar sind. Konkret werden die Permanentmagneten durch Klebung an einem Magnetträger befestigt. Anschließend werden die Permanentmagneten mit einer Kappe abgedeckt, die ihrerseits am Magnetträger befestigbar ist. Dabei werden die Permanentmagneten oft auch mit der Kappe verklebt, so dass sie allseits von Klebstoff umschlossen sind. Die Befestigung der Kappe an dem Magnetträger erfolgt meist durch Schrauben. Es ist aber auch bekannt, die Kappe durch Umbördeln oder Nieten oder dergleichen zu befestigen. Der in soweit vorbereitete Halter wird dann an dem Läufergrundkörper angebracht, meist indem der Magnetträger mit dem Läufergrundkörper verschraubt wird. Ein Beispiel für einen solchen Halter ist in der eingangs genannten WO 2007/116118 A1 beschrieben worden. Da der in dieser Schrift beschriebene Magnetträger am Läufergrundkörper angeschraubt ist, lassen sich schadhafte Permanentmagneten oder Permanentmagneten, deren Magnetkräfte im Laufe der Zeit nachgelassen haben, auch sehr einfach und schnell austauschen.To overcome this disadvantage, holders for permanent magnets have already been developed in the past, which in turn can be fastened to the rotor base body. Specifically, the permanent magnets are attached by gluing to a magnetic carrier. Subsequently, the permanent magnets are covered with a cap, which in turn is attachable to the magnetic carrier. The permanent magnets are often glued to the cap, so that they are surrounded on all sides by adhesive. The attachment of the cap to the magnet carrier is usually done by screws. However, it is also known to fasten the cap by crimping or riveting or the like. The prepared in so far holder is then attached to the rotor body, usually by the magnetic carrier is bolted to the rotor body. An example of such a holder is in the aforementioned WO 2007/116118 A1 been described. Since the magnetic carrier described in this document is screwed to the rotor base body, damaged permanent magnets or permanent magnets whose magnetic forces have decayed over time can also be replaced very easily and quickly.

Die bekannten Halter verhindern, dass sich die Permanentmagneten oder Bruchstücke von brechenden Magneten nicht vom Läufer lösen können. Sie verhindern indes nicht, dass Permanentmagneten in Folge auf sie wirkender Kräfte brechen oder die Klebverbindung zwischen Magnetträger und Permanentmagnet versagt. Ein weiterer Nachteil dieser Halter besteht darin, dass aufgrund der Kappen im Luftspalt zwischen Stator und Läufer Abdeckungen für die Magneten und damit elektrisch leitendes Material vorhanden sind, welche Wirbelstromverluste verursachen. Ferner behindert die Abdeckung die Abfuhr von Wärme von den Permanentmagneten, was ihre thermische Belastung erhöht.The known holders prevent the permanent magnets or fragments of breaking magnets from becoming detached from the rotor. However, they do not prevent permanent magnets from breaking due to forces acting on them or the adhesive bond between the magnetic carrier and the permanent magnet failing. Another disadvantage of this holder is that due to the caps in the air gap between the stator and rotor covers for the magnets and thus electrically conductive material are present, which cause eddy current losses. Furthermore, the cover hinders the dissipation of heat from the permanent magnets, which increases their thermal load.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung das Problem zu Grunde, einen Halter der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass Permanentmagneten sicher am Läufer gehalten werden und ein Versagen oder Teilversagen der, aufgrund von Normalspannungen, die für Klebverbindungen kritisch sind, sowie Wirbelstromverluste vermieden werden und die Abfuhr von Wärme von den Permanentmagneten verbessert wird.On this basis, the invention is based on the problem, a holder of the type mentioned in such a way that permanent magnets are held securely on the rotor and a failure or partial failure of, due to normal stresses that are critical for adhesive joints, and eddy current losses are avoided and the removal is improved by heat from the permanent magnets.

Zur Lösung dieses Problems ist der erfindungsgemäße Halter dadurch gekennzeichnet, dass an dem Magnetträger senkrecht zu einem Luftspalt zwischen Läufer und Stator der elektrischen Maschine verlaufende Bleche vorgesehen sind, mit denen wenigstens ein Permanentmagnet verklebt ist.To solve this problem, the holder according to the invention is characterized in that extending on the magnetic carrier perpendicular to an air gap between the rotor and the stator of the electric machine sheets are provided, with which at least one permanent magnet is glued.

Durch die sich etwa senkrecht zum Luftspalt zwischen Läufer und Stator der elektrischen Maschine erstreckenden Bleche besteht die Möglichkeit, die Permanentmagneten an ihren Stirnseiten und/oder Längsseiten zu verkleben. Die Klebstoffschicht zwischen den Blechen und dem Permanentmagneten wird durch die auf die Permanentmagneten einwirkenden Fliehkräfte nicht auf Zug belastet, sondern unterliegt einer Scherbelastung, wofür Klebstoffverbindungen besonders gut geeignet sind. Ferner sind die Permanentmagneten nicht abgedeckt. Im Luftspalt befindet sich also kein Material, und damit auch kein elektrisch leitendes Material, so dass Wirbelstromverluste vermieden werden. Ferner können die dem Luftspalt zugewandten Oberflächen der Permanentmagneten direkt mit Kühlluft beaufschlagt werden, so dass die Wärmeabfuhr verbessert ist.By extending approximately perpendicular to the air gap between the rotor and the stator of the electrical machine sheets, it is possible to glue the permanent magnets on their faces and / or long sides. The adhesive layer between the sheets and the permanent magnet is not loaded by the forces acting on the permanent magnets centrifugal forces to train, but is subject to a shear stress, for which adhesive compounds are particularly well suited. Furthermore, the permanent magnets are not covered. In the air gap so no material, and thus no electrically conductive material, so that eddy current losses are avoided. Furthermore, the air gap facing surfaces of the permanent magnet can be acted upon directly with cooling air, so that the heat dissipation is improved.

Auf einander gegenüberliegenden Seiten der Permanentmagneten ist vorzugsweise jeweils ein Blech vorgesehen. Die Bleche sind nach dieser Weiterbildung also einander gegenüber liegend angeordnet. Hierdurch ergibt sich ein noch sicherer Halt, als wenn zum Beispiel ein Blech einer Längsseite eines Permanentmagneten und ein anderes Blech einer Stirnseite des Permanentmagneten zugeordnet wäre. Die Bleche sind dabei vorzugsweise in Axialrichtung des Läufers gesehen vor und hinter dem Permanentmagneten, also an den Stirnseiten des Permanentmagneten angeordnet (stirnseitige Bleche). Das heißt, die Bleche erstrecken sich in einer Ebene, die durch die Umfangsrichtung und die Radialrichtung des Läufers aufgespannt wird. Hier lassen sich die Bleche auf besonders einfache Weise am Magnetträger befestigen, zum Beispiel durch Schrauben. Zusätzlich oder alternativ können aber auch Bleche an den Längsseiten der Permanentmagneten, also in Axialrichtung des Läufers gesehen neben dem Permanentmagneten angeordnet sein. Diese Bleche würden sich also in einer Ebene erstrecken, die durch die Axialrichtung und die Radialrichtung des Läufers aufgespannt wird. Soweit diese Bleche zusätzlich zu den stirnseitigen Blechen vorgesehen sind, sollten die Bleche nicht untereinander verbunden sein. Dieses erhöht die Elastizität der Bleche, so dass diese thermische Spannungen aufgrund von Wärmedehnungen des Permanentmagneten aufnehmen können, indem sie sich elastisch biegen.On opposite sides of the permanent magnets, a sheet is preferably provided in each case. The sheets are thus arranged opposite each other according to this development. This results in a more secure hold, as if, for example, a metal sheet one longitudinal side of a permanent magnet and another sheet would be associated with an end face of the permanent magnet. The sheets are preferably seen in the axial direction of the rotor before and behind the Permanent magnets, that is arranged on the end faces of the permanent magnet (end plates). That is, the sheets extend in a plane which is spanned by the circumferential direction and the radial direction of the rotor. Here, the sheets can be attached to the magnetic carrier in a particularly simple manner, for example by screws. In addition or as an alternative, metal sheets can also be arranged on the longitudinal sides of the permanent magnets, that is to say in the axial direction of the rotor, next to the permanent magnet. These sheets would thus extend in a plane which is spanned by the axial direction and the radial direction of the rotor. As far as these sheets are provided in addition to the end plates, the sheets should not be interconnected. This increases the elasticity of the sheets, so that they can absorb thermal stresses due to thermal expansion of the permanent magnet by bending elastically.

Um einen gewissen formschlüssigen Halt für den Permanentmagneten zusätzlich zu der Klebstoffschicht zwischen den Blechen und dem Permanentmagneten zu erreichen, können die Bleche weiterhin mit einem Kragen ausgebildet sein, der den Permanentmagneten entsprechend formschlüssig umgreift. Ferner sollten die Permanentmagneten nicht nur mit den Blechen, sondern zusätzlich auch mit dem Magnetträger verklebt sein, um einen weiter verbesserten Halt zu bieten.In order to achieve a certain positive fit for the permanent magnet in addition to the adhesive layer between the sheets and the permanent magnet, the sheets may continue to be formed with a collar which engages around the permanent magnet in a form-fitting manner. Furthermore, the permanent magnets should not only be glued to the sheets but also to the magnet carrier to provide further improved hold.

Oft sind einem Magnetträger zwei oder mehr Permanentmagneten zugeordnet. Um thermische Spannungen aufgrund von Wärmedehnungen der Permanentmagneten zu vermeiden, sollte zwischen benachbarten Permanentmagneten eine Lücke verbleiben. Gegebenenfalls kann diese Lücke aber auch mit einem Klebstoff verfüllt werden.Often a magnetic carrier is associated with two or more permanent magnets. In order to avoid thermal stresses due to thermal expansions of the permanent magnets, a gap should remain between adjacent permanent magnets. Optionally, this gap can also be filled with an adhesive.

Als Klebstoff zum Verkleben der Permanentmagneten mit den Blechen und/oder mit dem Magnetträger und/oder zum Verfüllen der Lücke sollte ein weichelastischer Klebstoff verwendet werden. Ein solcher Klebstoff ist in der Lage, Wärmedehnungen auszugleichen und beugt somit thermischen Spannungen vor. Der Klebstoff sollte dabei zumindest bei Betriebstemperatur der elektrischen Maschine weichelastisch sein. Besonders günstig ist es, wenn er nicht nur bei der Betriebstemperatur der elektrischen Maschine, sondern auch bei kalter Maschine weichelastischer ist. Unter einer kalten Maschine wird dabei verstanden, dass ihre Temperatur der üblicherweise herrschenden niedrigsten Umgebungstemperatur entspricht. Mit einem solchen Kleber ist sichergestellt, dass der Kleber bei jeder Temperatur auch während des Anfahrens der elektrischen Maschine weichelastisch ist.As an adhesive for bonding the permanent magnets to the sheets and / or to the magnetic carrier and / or to fill the gap, a soft elastic adhesive should be used. Such an adhesive is able to compensate for thermal expansion and thus prevents thermal stresses. The adhesive should be soft elastic at least at the operating temperature of the electric machine. It is particularly favorable if it is more elastic not only at the operating temperature of the electric machine but also when the machine is cold. A cold machine is understood here to mean that its temperature corresponds to the usually prevailing lowest ambient temperature. With such an adhesive it is ensured that the adhesive is soft elastic at any temperature, even during startup of the electric machine.

Um einen magnetischen Kurschluss zu vermeiden, sollten die Bleche aus einem nichtmagnetischen Material, insbesondere einem nichtmagnetischen Metal, wie zum Bespiel Aluminium oder nichtmagnetischem Stahl, oder einem (Faserverbund-)Kunststoff hergestellt sein.In order to avoid a magnetic short circuit, the sheets should be made of a non-magnetic material, in particular a non-magnetic metal, such as aluminum or non-magnetic steel, or a (fiber composite) plastic.

Ferner kann der wenigstens eine Permanentmagnet mit einer Bandage umwickelt und anschließend mit den Blechen verklebt sein. Mit anderen Worten: Der wenigstens eine bandagierte Permanentmagnet wird mit den Blechen verklebt. Sollte es trotz des erfindungsgemäßen Halters doch einmal zu einem Magnetbruch eines Permanentmagneten kommen, hält die Bandage die Bruchstücke des wenigstens einen Permanentmagneten vom Eintreten in den Luftspalt zwischen Läufer und Stator ab, wodurch somit wirksam vermieden wird, dass beide zerstört werden. Genauer gesagt wirkt die Bandage gegen die bei Rotation des Läufers auf der Oberseite der Permanentmagneten auftretenden Zugkräfte. Die aus der Umwicklung des Permanentmagneten resultierende geringe Bandagendicke setzt darüber hinaus die Magnetkühlung lediglich geringfügig herab, insbesondere im Vergleich zu einer vollständigen Bandagierung in Form einer Kappe. Auf vorteilhafte Weise ist die Bandage durch die umgreifenden Kragen der Seitenbleche gegenüber einer möglichen Beschädigung geschützt. Beschädigungen treten z. B. beim Tuschieren des Stators auf, wie dies z. B. bei der Rotormontage vorkommen kann. Obwohl hier die Umwicklung eines Permanentmagneten mit einer Bandage diskutiert wird, ist es ohne Weiteres denkbar, mit lediglich einer Bandage auch mehrere Permanentmagneten zu umwickeln.Further, the at least one permanent magnet can be wrapped with a bandage and then glued to the sheets. In other words, the at least one bandaged permanent magnet is glued to the sheets. Should there ever be a magnetic breakage of a permanent magnet in spite of the holder according to the invention, the bandage keeps the fragments of at least one permanent magnet from entering the air gap between the rotor and stator, thus effectively avoiding that both are destroyed. More specifically, the bandage acts against the tensile forces occurring on rotation of the rotor on the top of the permanent magnet. Moreover, the small bandage thickness resulting from the wrapping of the permanent magnet only minimally reduces the magnetic cooling, in particular in comparison to a complete bandage in the form of a cap. Advantageously, the bandage is protected by the encompassing collar of the side panels against possible damage. Damage occurs z. B. when inking the stator, as z. B. may occur in the rotor assembly. Although here the wrapping of a permanent magnet is discussed with a bandage, it is readily conceivable to wrap with only a bandage and a plurality of permanent magnets.

Die Bandage besteht vorzugsweise aus einem Faserverbundmaterial. Darüber hinaus ist es auch denkbar andere Materialen zu verwenden und zwar solche, die temperaturbeständig und in der Lage sind, entsprechende Zugkräfte aufzunehmen.The bandage is preferably made of a fiber composite material. In addition, it is also conceivable to use other materials and indeed those that are temperature resistant and able to absorb corresponding tensile forces.

Ferner können die Bleche im Bereich der zwischen Permanentmagneten benachbarten Lücken, insbesondere zu den Lücken korrespondierende, Ausnehmungen aufweisen. Die Ausnehmungen ermöglichen es dabei, dass die zur Kühlung dienende Luft zwischen einer Mehrzahl an Halter in Axialrichtung durchströmen kann und somit eine wirksame Kühlung erreicht wird.Furthermore, in the region of the gaps between permanent magnets, the sheets may have recesses corresponding in particular to the gaps. The recesses make it possible that the air serving for cooling between a plurality of holders can flow through in the axial direction and thus an effective cooling is achieved.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:The invention will be described in more detail with reference to embodiments shown in the drawing. In the drawing show:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel für einen Halter mit den Erfindungsmerkmalen in perspektivischer Ansicht, 1 a first embodiment of a holder with the features of the invention in perspective view,

2 den Halter gemäß 1 in Unteransicht, 2 the holder according to 1 in bottom view,

3 den Halter gemäß 1 in Vorderansicht, 3 the holder according to 1 in front view,

4 den Halter gemäß 1 in Draufsicht, 4 the holder according to 1 in plan view,

5 den Halter gemäß 1 im Querschnitt in der Ebene V-V gemäß 3, 5 the holder according to 1 in cross-section in the plane VV according to 3 .

6 ein Detail VI aus 5 in vergrößertem Maßstab, 6 a detail VI 5 on an enlarged scale,

7 ein Detail VII aus 5 in vergrößertem Maßstab, 7 a detail VII off 5 on an enlarged scale,

8 ein zweites Ausführungsbeispiel für einen Halter mit den Erfindungsmerkmalen in perspektivischer Ansicht, 8th A second embodiment of a holder with the features of the invention in perspective view,

9 den Halter gemäß 8 im Querschnitt in der Ebene IX-IX (das darin angegebene Detail VI entspricht dem in 6 dargestellten Detail VI aus 5), 9 the holder according to 8th in cross section in the plane IX-IX (the detail VI indicated therein corresponds to that in 6 shown detail VI 5 )

10 ein Detail X aus 9 in vergrößertem Maßstab, 10 a detail X out 9 on an enlarged scale,

11 den Halter gemäß 8 in Draufsicht, 11 the holder according to 8th in plan view,

12 ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Halter mit den Erfindungsmerkmalen im Querschnitt, 12 a further embodiment of a holder with the inventive features in cross section,

13 ein Detail C aus 12 in vergrößertem Maßstab, und 13 a detail C off 12 on an enlarged scale, and

14 ein Detail D aus 12 in vergrößertem Maßstab. 14 a detail D off 12 on an enlarged scale.

In den 1 bis 7 ist ein erstes Ausführungsbeispiel für einen Halter mit den Erfindungsmerkmalen dargestellt. Der Halter weist einen etwa quaderförmigen Magnetträger 20 auf. Dieser Magnetträger 20 weist eine oder mehrere Befestigungsmittel auf, um den Magnetträger 20 an dem Läufer zu befestigen. Im vorliegenden Fall sind an einer einem Läufer einer elektrischen Maschine zugewandten Unterseite 21 des Magnetträgers 20 zwei Gewindebohrungen 22 hierfür vorgesehen. Dabei wird im Rahmen der vorliegenden Beschreibung als Unterseite immer die Seite eines Bauteils verstanden, die dem Luftspalt zwischen Läufer und Stator der elektrischen Maschine abgewandt ist. Entsprechend wird unter Oberseite immer die dem Luftspalt zugewandte Seite verstanden. Selbstverständlich ist aber auch jede andere Verbindungstechnik zum Verbinden des Magnetträgers 20 an dem Läufer geeignet. Zum Beispiel kann der Magnetträger 20 in einer Schwalbenschwanznut im Läufergrundkörper geführt sein. Wichtig ist nur, dass der Magnetträger 20 lösbar am Läufergrundkörper befestigt ist.In the 1 to 7 a first embodiment of a holder is shown with the features of the invention. The holder has an approximately cuboid magnetic carrier 20 on. This magnet carrier 20 has one or more attachment means to the magnet carrier 20 to attach to the runner. In the present case are on a runner of an electric machine facing underside 21 of the magnetic carrier 20 two threaded holes 22 provided for this purpose. In the context of the present description, the underside is always understood to be the side of a component which faces away from the air gap between rotor and stator of the electric machine. Accordingly, the upper side is always understood to mean the side facing the air gap. Of course, however, any other connection technique for connecting the magnetic carrier 20 suitable for the runner. For example, the magnetic carrier 20 be guided in a dovetail groove in the rotor body. It is only important that the magnet carrier 20 releasably attached to the runner base body.

Die der Unterseite 21 gegenüberliegende Oberseite 23 ist dem Radius des Läufers angepasst und weist etwa mittig ein leicht erhöhtes Plateau 24 und zwei in Umfangsrichtung U des Läufers gesehen vom Plateau 24 rampenartig schräg abfallende Schultern 25 auf. Das Plateau 24 und die Schrägen 25 verlaufen dabei senkrecht zu einer radialen Ebene des Läufers, also tangential. Auf der Oberseite 23 des Magnetträgers 20 sind Permanentmagneten 26 angebracht, nämlich konkret mittels einer Klebstoffschicht 27 aufgeklebt. Im vorliegenden Fall sind in Umfangsrichtung U des Läufers drei nebeneinander liegende Permanentmagneten 26 vorgesehen. Aufgrund der besonderen Kontur der Oberseite 23 schmiegen sich die quaderförmigen Permanentmagneten 26 ebenfalls an den Radius des Läufers an.The bottom 21 opposite top 23 is adapted to the radius of the runner and has a slightly elevated plateau approximately in the middle 24 and two in the circumferential direction U of the runner seen from the plateau 24 ramped sloping shoulders 25 on. The plateau 24 and the slopes 25 are perpendicular to a radial plane of the rotor, ie tangential. On the top 23 of the magnetic carrier 20 are permanent magnets 26 attached, specifically by means of an adhesive layer 27 glued. In the present case, three adjacent permanent magnets are in the circumferential direction U of the rotor 26 intended. Due to the special contour of the top 23 nestle the cuboid permanent magnets 26 also to the radius of the runner.

Als Klebstoff sollte ein Klebstoff verwendet werden, der sowohl bei kalter elektrischer Maschine als auch bei Betriebstemperatur weichelastisch ist. Hierdurch kann der Klebstoff unterschiedliche Wärmedehnungen des Magnetträger 20 einerseits und der Permanentmagneten 26 andererseits aufnehmen und verhindert so thermische Spannungen in den Permanentmagneten 26. Als besonders geeignet hat sich ein Silikonklebstoff erwiesen. In Tests haben sich 1-Komponenten und 2-Komponenten-Silikonklebstoffe als geeignet erwiesen.As an adhesive, an adhesive should be used which is soft elastic both at cold electrical machine and at operating temperature. As a result, the adhesive may have different thermal expansions of the magnetic carrier 20 on the one hand and the permanent magnet 26 On the other hand, it absorbs and thus prevents thermal stresses in the permanent magnets 26 , A silicone adhesive has proven to be particularly suitable. In tests, 1-component and 2-component silicone adhesives have proven suitable.

Zwischen benachbarten Permanentmagneten 26 ist eine Lücke 28 vorgesehen, die eine Wärmedehnung der Permanentmagneten 26 ermöglicht und so thermische Spannungen verhindert. Auch kann Kühlluft über die Lücke 28 zu den Seitenflächen der Permanentmagneten 26 geführt und so die Wärmeabfuhr weiter verbessert werden. Alternativ können die Lücken 28 auch mit Klebstoff verfüllt werden. Hierfür wird vorzugsweise der selbe Klebstoff verwendet, der auch zum Ankleben der Permanentmagneten 26 an dem Magnetträger 20 verwendet wird.Between adjacent permanent magnets 26 is a gap 28 provided, which is a thermal expansion of the permanent magnet 26 allows and thus prevents thermal stresses. Also can cool air over the gap 28 to the side surfaces of the permanent magnets 26 led and so the heat dissipation can be further improved. Alternatively, the gaps 28 also be filled with adhesive. For this purpose, preferably the same adhesive is used, which also for adhering the permanent magnet 26 on the magnetic carrier 20 is used.

An den in axialer Richtung A des Läufers gesehenen Stirnseiten 29 und 30 des Magnetträgers 20 sind Bleche 31 und 32 angebracht. Diese können auf jede geeignete Weise mit dem Magnetträger 20 verbunden sein. Im vorliegenden Fall sind die Bleche 31, 32 mit dem Magnetträger 20 mittels Schrauben 33 verschraubt. Alternativ können die Bleche 31, 32 auch an dem Magnetträger 20 angenietet, angeschweißt, angelötet, angeklebt oder einstückig mit ihm verbunden sein.At the viewed in the axial direction A of the rotor end faces 29 and 30 of the magnetic carrier 20 are sheets 31 and 32 appropriate. These can be used in any suitable way with the magnetic carrier 20 be connected. In the present case, the sheets are 31 . 32 with the magnetic carrier 20 by means of screws 33 screwed. Alternatively, the sheets can 31 . 32 also on the magnetic carrier 20 riveted, welded, soldered, glued or integrally connected to it.

Die Bleche 31, 32 stehen über die Oberseite 23 des Magnetträgers 20 vor und bedecken auch die Stirnseiten der Permanentmagneten 26. Konkret erstrecken sich die Bleche 31, 32 in einer Ebene, welche durch die Radialrichtung R des Läufers und die Umfangsrichtung U des Läufers aufgespannt wird. Die Bleche 31, 32 können also als in Umfangsrichtung U verlaufend bezeichnet werden. Zusätzlich oder alternativ können auch Bleche vorgesehen werden, welche sich in einer Ebene erstrecken, die durch die Axialrichtung A des Läufers und die Radialrichtung R des Läufers aufgespannt werden, – sich also seitlich der Permanentmagneten 26 erstrecken. Diese Bleche können als in Axialrichtung A verlaufend bezeichnet werden. Gemeinsam ist diesen Blechen, dass sie sich senkrecht zum Luftspalt zwischen Läufer und Stator der elektrischen Maschine erstrecken. Die Bleche verlaufen also in Radialrichtung R des Läufers und bedecken dementsprechend in Radialrichtung R verlaufende Seitenwände der Permanentmagneten 26. Mit anderen Worten: die auf die Permanentmagenten 26 einwirkenden Fliehkräfte verlaufen in den Ebenen der Bleche bzw. parallel dazu. Sollten sowohl in Umfangsrichtung U als auch in Axialrichtung A verlaufende Bleche vorgesehen sein, sollten diese nicht miteinander verbunden sein, um eine elastische Biegung dieser Bleche aufgrund von Wärmedehnungen der Permanentmagneten 26 zu ermöglichen.The sheets 31 . 32 stand over the top 23 of the magnetic carrier 20 before and also cover the end faces of the permanent magnets 26 , Specifically, the sheets extend 31 . 32 in a plane which is spanned by the radial direction R of the rotor and the circumferential direction U of the rotor. The sheets 31 . 32 can therefore be referred to as extending in the circumferential direction U. Additionally or alternatively, it is also possible to provide metal sheets which extend in a plane which is spanned by the axial direction A of the rotor and the radial direction R of the rotor, that is to say laterally of the permanent magnet 26 extend. These sheets may be referred to as extending in the axial direction A. Common to these sheets is that they extend perpendicular to the air gap between rotor and stator of the electric machine. The sheets thus extend in the radial direction R of the rotor and cover accordingly in the radial direction R extending side walls of the permanent magnet 26 , In other words, the one on the permanent maggots 26 acting centrifugal forces extend in the planes of the sheets or parallel to it. If sheets extending in both the circumferential direction U and in the axial direction A should be provided, they should not be connected to one another in order to ensure elastic bending of these sheets due to thermal expansions of the permanent magnets 26 to enable.

Auch zwischen den Blechen 31, 32 und den Permanentmagneten 26 ist eine Klebstoffschicht 34 vorgesehen. Der hierfür verwendete Kleber ist wieder der selbe Kleber, der auch zum Ankleben der Permanentmagneten 26 am Magnetträger 20 verwendet wird.Also between the sheets 31 . 32 and the permanent magnet 26 is an adhesive layer 34 intended. The adhesive used for this is again the same adhesive, which is also used for sticking the permanent magnets 26 on the magnetic carrier 20 is used.

Um einen magnetischen Kurzschluss zu vermeiden, sollten die Bleche 31, 32 aus einem nichtmagnetischen Material, wie Aluminium oder nichtmagnetischem Stahl, hergestellt sein. Auch Faserverbundwerkstoffe oder andere hinreichte feste Kunststoffe sind geeignet.To avoid a magnetic short circuit, the sheets should be 31 . 32 be made of a non-magnetic material, such as aluminum or non-magnetic steel. Also fiber composites or other sufficient solid plastics are suitable.

In den 8 bis 11 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Halter mit den Erfindungsmerkmalen dargestellt. Dieser Halter entspricht im Wesentlichen dem Halter gemäß in 1 bis 7. Gleiche Bauteile sind deshalb mit denselben Bezugsziffern bezeichnet.In the 8th to 11 a further embodiment of a holder is shown with the features of the invention. This holder essentially corresponds to the holder according to FIG 1 to 7 , The same components are therefore designated by the same reference numerals.

Das Ausführungsbeispiel gemäß 8 bis 11 unterscheidet sich von dem obigen Ausführungsbeispiel lediglich durch die Bleche 35, 36. Im Gegensatz zu den Blechen 31, 32 sind die Bleche 35, 36 bis über die oberen Kanten der Permanentmagneten 26 geführt und unter Bildung eines Kragens 37 aufeinander zu, also zu dem Permanentmagneten 26 hin, umgebördelt. Hierdurch werden die Permanentmagneten 26 zusätzlich zu der Klebstoffschicht 27 auch formschlüssig gehalten. Ferner sind die Bleche 35, 36 auch an den äußeren Kanten jeweils zu einem Kragen 38 umgebördelt.The embodiment according to 8th to 11 differs from the above embodiment only by the sheets 35 . 36 , In contrast to the sheets 31 . 32 are the sheets 35 . 36 beyond the upper edges of the permanent magnets 26 guided and forming a collar 37 towards each other, so to the permanent magnet 26 down, flanged. As a result, the permanent magnets 26 in addition to the adhesive layer 27 also held positively. Further, the sheets are 35 . 36 also at the outer edges in each case to a collar 38 crimped.

Jedem Permanentmagneten 26 ist gleichsam ein eigener Kragen 37 zugeordnet. Kragen 37 benachbarter Permanentmagneten 26 sind durch eine Lücke 39 voneinander beabstandet. Auch sind die Kragen 37 und 38 nicht miteinander verbunden, sondern durch eine Kehle 40 voneinander getrennt. Dieses hat im Wesentlichen fertigungstechnische Gründe. Die Bleche 35, 36 können neben den Lücken 39 auch, insbesondere zu den Lücken (28) korrespondierende, Ausnehmungen aufweisen, welche jedoch nicht näher in den 8 bis 11 dargestellt sind. Die Ausnehmungen sind so in den Blechen 35, 36 ausgebildet, dass zwischen den einzelnen Haltern Luft durchströmen kann, um eine wirksame Kühlung zu erreichen. Auch die Bleche 31, 32 können mit solchen Ausnehmungen ausgebildet sein.Each permanent magnet 26 is like a collar of its own 37 assigned. collar 37 adjacent permanent magnet 26 are through a gap 39 spaced apart. Also, the collars are 37 and 38 not connected, but through a throat 40 separated from each other. This has essentially manufacturing reasons. The sheets 35 . 36 can next to the gaps 39 also, especially about the gaps ( 28 ) have corresponding, recesses, which, however, not closer in the 8th to 11 are shown. The recesses are so in the sheets 35 . 36 designed so that air can flow between the individual holders in order to achieve effective cooling. Also the sheets 31 . 32 can be formed with such recesses.

In den 12 bis 14 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Halter mit den Erfindungsmerkmalen dargestellt. Dieser Halter entspricht im Wesentlichen dem Halter gemäß 8 bis 11. Gleiche Bauteile sind deshalb mit denselben Bezugsziffern bezeichnet. Ferner können die diskutierten Erfindungsmerkmale gemäß 12 bis 14 auch auf das erste Ausführungsbeispiel angewandt werden.In the 12 to 14 a further embodiment of a holder is shown with the features of the invention. This holder essentially corresponds to the holder according to 8th to 11 , The same components are therefore designated by the same reference numerals. Furthermore, the discussed inventive features according to 12 to 14 also be applied to the first embodiment.

Das Ausführungsbeispiel gemäß 12 bis 14 unterscheidet sich von dem zweiten Ausführungsbeispiel lediglich dadurch, dass Permanentmagnete 26 mittels einer Bandage 42 umwickelt sind. Die Bandage 42 besteht aus einem Faserverbundmaterial. Die Umwicklung der Bandage 42 um die Permanentmagneten 26 herum wird dabei vor Anbringen derselben auf der Oberseite 23 durchgeführt. So kann die Umwicklung präzise ohne Faltenbildung vorgenommen werden und anschließend an der vorbestimmten Position an der Oberseite 23 positioniert werden. Obschon die Umwicklung der Permanentmagneten 26 vor Anbringen auf der Oberseite 23 durchgeführt wird, kann die Umwicklung auch während des Anbringens durchgeführt werden.The embodiment according to 12 to 14 differs from the second embodiment only in that permanent magnets 26 by means of a bandage 42 are wrapped. The bandage 42 consists of a fiber composite material. The wrapping of the bandage 42 around the permanent magnets 26 around is doing before attaching the same on the top 23 carried out. Thus, the wrapping can be made precisely without wrinkling and then at the predetermined position on the top 23 be positioned. Although the wrapping of the permanent magnets 26 before attaching to the top 23 is carried out, the wrapping can also be carried out during the attachment.

Die Bandagenwicklung kann sowohl bezüglich der Umfangsrichtung U als auch in Axialrichtung A bzw. Radialrichtung R um den Permanentmagnet 26 gewickelt sein. Auch mehrere als Schichten zusammensetzende Wicklungen in unterschiedliche Richtungen sind möglich.The bandage winding can be both with respect to the circumferential direction U and in the axial direction A and radial direction R to the permanent magnet 26 be wrapped. Several windings as layers in different directions are possible.

Alternativ können zwischen den Blechen von benachbarten Halter vorhandene Lücken noch mit Klebstoff verfüllt werden.Alternatively, between the sheets of adjacent holder existing gaps can still be filled with adhesive.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

2020: Magnetträgermagnet carrier
2121: Unterseitebottom
2222: Gewindebohrungthreaded hole
2323: Oberseitetop
24 24: Plateauplateau
2525: Schultershoulder
2626: Permanentmagnetenpermanent magnets
2727: Klebstoffschichtadhesive layer
2828: Lückegap
2929: Stirnseitenfront sides
3030: Stirnseitefront
3131: Blechesheets
3232: Blechsheet
3333: Schraubescrew
3434: Klebstoffschichtadhesive layer
3535: Blechesheets
3636: Blechsheet
3737: Kragencollar
3838: Kragencollar
3939: Lückegap
4040: Kehlethroat
4242: Bandagebandage
AA: Axialrichtungaxially
RR: Radialrichtungradial direction
UU: Umfangsrichtungcircumferentially

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2007/116118 A1 [0002, 0004]

Claims

Holder for permanent magnets ( 26 ) of a permanently excited assembly, in particular rotor, an electric machine, with a fastened to the assembly magnetic carrier ( 20 ), characterized in that on the magnetic carrier ( 20 ) extending perpendicular to an air gap between rotor and stator of the electric machine extending sheets ( 31 . 32 ; 35 . 36 ) are provided, with which at least one permanent magnet ( 26 ) is glued.

Holder according to claim 1, characterized in that in each case a sheet ( 31 . 32 ; 35 . 36 ) to opposite sides of the permanent magnets ( 26 are provided.

Holder according to claim 1 or 2, characterized in that the sheets ( 31 . 32 ; 35 . 36 ) extend in a plane which is spanned by the circumferential direction (U) and the radial direction (R) of the rotor.

Holder according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sheets extend in a plane which is spanned by the axial direction (A) and the radial direction (R) of the rotor.

Holder according to claim 3 and 4, characterized in that the sheets ( 31 . 32 ; 35 . 36 ) extending in a plane defined by the circumferential direction (U) and the radial direction (R) of the rotor and the plates extending in a plane defined by the axial direction (A) and the radial direction (R) of the rotor, are not connected.

Holder according to one of claims 1 to 5, characterized in that the sheets ( 31 . 32 ; 35 . 36 ) a permanent magnet the form-fitting embracing collar ( 37 ) exhibit.

Holder according to one of claims 1 to 6, characterized in that the permanent magnets ( 26 ) with the magnetic carrier ( 20 ) are glued.

Holder according to one of claims 1 to 7, characterized in that each magnetic carrier ( 20 ) two or more permanent magnets ( 26 ), wherein between adjacent permanent magnets ( 26 ) a gap ( 28 ) remains.

Holder according to claim 8, characterized in that the gap ( 28 ) is filled with adhesive.

Holder according to one of claims 1 to 9, characterized in that as an adhesive for bonding the permanent magnet ( 26 ) with the sheets ( 31 . 32 ; 35 . 36 ) and / or with the magnetic carrier ( 20 ) and / or to fill the gap ( 28 ), in particular at the operating temperature of the electric machine, soft elastic adhesive is used.

Holder according to claim 10, characterized in that the adhesive is soft elastic both at cold electrical machine and at operating temperature of the electric machine.

Holder according to one of claims 1 to 11, characterized in that the sheets ( 31 . 32 ; 35 . 36 ) are made of a non-magnetic material, in particular a non-magnetic metal, such as aluminum or non-magnetic steel, or a (fiber composite) plastic.

Holder according to one of claims 1 to 12, characterized in that the at least one permanent magnet ( 26 ) with a bandage ( 42 ) and then with the sheets ( 31 . 32 ; 35 . 36 ) is glued.

Holder according to claim 13, characterized in that the bandage ( 42 ) consists of a fiber composite material.

Holder according to one of claims 1 to 14, characterized in that the sheets ( 31 . 32 ; 35 . 36 ) in the area between the permanent magnets ( 26 ) adjacent gaps ( 28 ), in particular the gaps ( 28 ) have corresponding, recesses.

Component, in particular rotor, an electric machine, characterized by a holder according to one of claims 1 to 15.

Electric machine, in particular a generator, characterized by a component according to claim 16.