DE2241361C3

DE2241361C3 - Stator core for an electrical machine

Info

Publication number: DE2241361C3
Application number: DE19722241361
Authority: DE
Inventors: Karl 6800 Mannheim Blank
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 1972-08-23
Filing date: 1972-08-23
Publication date: 1981-08-20
Also published as: NO137669B; CH553498A; NO137669C; ES418054A1; DE2241361A1; DE2241361B2; BR7306437D0; FR2197259A1; FR2197259B3; IT991432B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ständerblechpaket für eine elektrische Maschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a stator core for an electrical machine according to the preamble of claim 1.

Aus der CH-PS 1 64 952 ist ein Verfahren zur Herstellung von Statorblechkörpern aus Segmenten für elektrische Maschinen, insbesondere Turbogeneratoren bekannt Dabei werden die mit den Wicklungsnuten versehenen Blechsegmente von außen an einer Trommel aufgeschichtet, und an eine gewisse Anzahl von in den Nuten passend anliegender Schienen dient als radiale und tangentiale Sitzstelle. Weiterhin sind LeistenFrom CH-PS 1 64 952 a method for the production of laminated stator bodies from segments for electrical machines, in particular turbo generators, are known here with the winding grooves provided sheet metal segments are stacked from the outside on a drum, and a certain number of in Rails that fit the grooves serve as a radial and tangential seat. There are also bars

ίο in axider Richtung und Aussparungen am äußeren Rand der Blechsegmente vorgesehen. Die am äußeren Rand in den Aussparungen der Blechsegmente angeordneten Tragleisten weisen radiale Anschläge auf. Diese Tragleisten werden durch Schrauben und zentrierende Ringe nach außen abgestützt. Die zentrierenden Ringe und Schrauben dienen lediglich als Montagevorrichtung und werden nach Aufbau des Gehäuses um das Blechpaket herum entfernt. Bei dem bekannten Verfahren ist zusätzlich eine den Innendurchmesser des Blechpaketes festlegende Vorrichtung erforderlich. Nach erfolgtem Blechen wird um den Blechpaketkörper herum ein in Schweißkonstruktion hergestelltes Gehäuse aufgebaut.ίο in axial direction and recesses on the outer edge the sheet metal segments provided. Those arranged on the outer edge in the recesses of the sheet metal segments Support rails have radial stops. These support bars are screwed and centering Rings supported outwards. The centering rings and screws are only used as a mounting device and are removed around the laminated core after the housing has been built. With the well-known In the process, a device that determines the inner diameter of the laminated core is also required. After the sheet metal has been finished, a welded housing is built around the core of the laminated core built up.

Es ist weiterhin aus der GB-PS 6 60 942 eine elektrische Maschine mit Gehäuse bekannt, bei welcher am äußeren Rand der Teilblechpakete Leisten vorgesehen sind, welche mit den an beiden Stirnseiten des Blechpaketes angeordneten Preßringen verbunden sind. Aus der US-PS 16 69 113 ist eine elektrische Maschine bekannt, deren Gehäuse aus zwei Stahlblechplatten besteht, zwischen denen das Ständerblechpaket eingeschichtet ist. Die beiden Blechplatten werden durch Schraubbolzen zusammengehalten. Am Unterteil der Blechplatten sind Fußplatten angeschweißt.It is also known from GB-PS 6 60 942 an electrical machine with a housing in which strips are provided on the outer edge of the laminated stacks, which with the on both end faces of the Laminated core arranged press rings are connected. From US-PS 16 69 113 is an electrical Machine known whose housing consists of two sheet steel plates, between which the stator core is layered. The two sheet metal plates are held together by bolts. On the lower part base plates are welded to the sheet metal plates.

Aus der US-PS 22 86 702 ist eine elektrische Maschine mit einem aus Blechplatten aufgebauten Gehäuse bekannt. Das Ständerblechpaket ist in eine Bohrung dieses Gehäuses eingesetzt. An der Unterseite des Gehäuses sind Fußplatten angeschweißt.From US-PS 22 86 702 an electrical machine with a constructed from sheet metal plates Housing known. The stator core is inserted into a hole in this housing. On the bottom Base plates are welded onto the housing.

Es ist weiterhin aus der CH-PS 5 04 803 ein Stator zu einer dynamoelektrischen Maschine mit Ventilationskanälen bekannt, welche vom Statorkern ausgehen und mit Einlaß- und Auslaßabschnitten für ein Kühlgas in Verbindung stehen, die durch ein auf dem Umfang herumführendes Gehäuse und durch Segmentbleche begrenzt werden, welche sich von dem Gehäuse radial nach innen in Richtung auf den Statorkern erstrecken, wobei radial nach innen zwischen den Segmentblechen und dem Statorkern Trennwände als innere Verlängerungen der Segmentbleche vorgesehen sind. Die Herstellung eines solchen Stators erfolgt so, daß an den radialen Innenrändern dieser Trennwände radial verlaufende elastische Streifen mit jeweils einem elastischen federnden Flansch befestigt wird, und die Flansche aus ihrer in radialer Richtung weisenden Stellung zurückgezogen und mit Hilfe eines bei Wärme die Flansche öffnenden Mittels in der gleichen zurückgezogenen Stellung festgehalten werden. Die Statorkernbleche werden dann in den somit geschaffenen freien radialen Raum und ohne Beeinträchtigung durch die zurückgezogenen Flansche eingeschichtet und der Stator für eine Freigabe der Flansche erwärmt, so daß diese mit Vorspannung gegen den Statorkern gedrückt sind.
Es ist fernerhin ein Verfahren zur Herstellung elektrischer Maschinen bekannt, bei welchen zusammengeklebte Blechpakete vorgesehen sind, und bei dem <n den an der Paketoberfläche befindlichen, axial verlaufenden Nuten Verstärkungsschienen eingelegtIt is also known from CH-PS 5 04 803 a stator for a dynamo-electric machine with ventilation ducts which extend from the stator core and are in connection with inlet and outlet sections for a cooling gas, which are limited by a circumferential housing and segmented sheets which extend radially inward from the housing towards the stator core, with partition walls being provided radially inward between the segment plates and the stator core as inner extensions of the segment plates. Such a stator is manufactured in such a way that radially extending elastic strips each with an elastic resilient flange are attached to the radial inner edges of these partition walls, and the flanges are withdrawn from their position pointing in the radial direction and with the help of a means that opens the flanges when heated held in the same withdrawn position. The stator core sheets are then layered in the free radial space thus created and without being impaired by the retracted flanges, and the stator is heated to release the flanges so that they are pressed against the stator core with pretension.
It is henceforth a process for the production of electrical machines are known in which are glued-together sheet packs provided, and in which <the packet located at the surface, axially extending grooves n reinforcing rails inserted

sind. Gleichzeitig mit dem Pressen des Blechpaketes erfolgt eine Aushärtung des vorher auf die Oberfläche der Einzelbleche aufgebrachten Klebestoffes. Die in Nuten eingelegten Verstärkungsschienen werden beim Backprozeß infolge des radial austretenden Kunstharzlackes mit dem Blechkörper verbacken (DE-AS !0 64 617). Die Verstärkungsschiene.; bestehen aus einem außen offenen U-Profil und sind z. B. aus einem Blech gebogen. Nach dem Aushärten wird das Blechpaket in das Maschinengehäuse eingeschoben. Diese Konstruktion ist nur bei einteiligen Blechen brauchbar, nicht jedoch bei Maschinen mit größerem Bohrungsdurchmesser, bei denen jede Blechschicht aus mehreren Segmenten (Kreisringsektoren) besteht. Die Verstärkungsschienen sind beidseitig über die stirnseitigen Preßplatten hinausgeführt und mit diesen verspannt are. At the same time as the laminated core is pressed, the previously hardened onto the surface the adhesive applied to the individual sheets. The reinforcement rails inserted in the grooves are used in the Baking process due to the radially emerging synthetic resin varnish with the sheet metal body (DE-AS ! 0 64 617). The reinforcement rail .; consist of an externally open U-profile and are z. B. from a Bent sheet metal. After hardening, the laminated core is pushed into the machine housing. This construction can only be used with one-piece sheets, but not with machines with larger ones Hole diameter in which each sheet metal layer consists of several segments (circular ring sectors). the Reinforcement rails are led out on both sides over the face pressure plates and braced with them

Die oben beschriebene Herstellung eines Blechkörpers ist bei Blechkörpern mit verhältnismäßig kurzer Eisenlänge gut durchführbar. Bei Blechkönem größeren Durchmessers und mit einer Eisenlänge von mehreren Metern, bei welchen ein Zwischenpressen nach einer bestimmten Stapelhöhe, wie auch das Einlegen von Ausgleichsblechabschnitten notwendig ist, ist das durchgehende Blechen mit Blechen klebriger Oberfläche fabrikationstechnisch schwierig. Das Ausbacken großer Blechkörper erfordert kostenspielige Einrichtungen. Außerdem ist das Blechen von Blechkörpern ohne Gehäuse bei großen Eisenlängen nur mit aufwendigen Einrichtungen möglich. Besondere jo Schwierigkeiten bereitet dabei auch das Freihalten durchgehender Kübelbohrungen vom Klebelack oei großen Eisenlängen. Meist ist ein nachträgliches Freimachen dieser Bohrungen erforderlich.The above-described production of a sheet metal body is relatively short for sheet metal bodies Iron length easily feasible. Larger for Blechkönem Diameter and with an iron length of several meters, in which an intermediate pressing after a certain stack height, as well as the insertion of compensation sheet metal sections is necessary, continuous sheet metal with sheets with a sticky surface is difficult from a manufacturing point of view. The frying large sheet metal bodies require expensive facilities. In addition, sheet metal is used for sheet metal bodies Without a housing with long iron lengths only possible with complex equipment. Special jo Difficulties are also caused by keeping the through-hole bores free from the adhesive varnish oei large iron lengths. Subsequent clearing of these holes is usually necessary.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, die oben geschilderten Schwierigkeiten zu vermeiden und eine gehäuselose elektrische Maschine mit niedrigem Gewicht und einfachem Aufbau anzugeben, bei welcher der Außendurchmesser des Ständerblechpaketes die Zusammensetzung einer Blechschicht aus mehreren Blechsegmenten erforderlich macht.It is therefore the object of the invention to avoid the difficulties outlined above and a specify a frameless electrical machine with low weight and simple structure in which the Outer diameter of the stator core is the composition of a sheet metal layer from several Makes sheet metal segments required.

Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht erfindungsgemäß in der Anwendung der im Patentanspruch 1 unter a bis h vorgeschlagenen Maßnahmen. Durch diese erhalten die Ausnehmungen am äußeren Umfang der Bleche zur Aufnahme der Rechteckleisten eine besondere Form, die es ermöglicht, die eingelegten, radial relativ hohen Rechteckleisten tangential in den Nuten durch beidseitig zu der Rechteckleiste eingetriebene kurze Doppelkeilleisten tangential festzulegen. Die eingetriebenen Zusatzkeile werden untereinander und gegen die Rechteckleiste durch stellenweises Verschweißen gesichert.According to the invention, the solution to the problem posed consists in the application of the patent claim 1 under a to h suggested measures. This gives the recesses on the outer circumference the metal sheets to accommodate the rectangular strips have a special shape that enables the inserted, radially relatively high rectangular strips tangentially in the grooves by driven into the rectangular strip on both sides short double V-ledges to be defined tangentially. The driven additional wedges are among each other and secured against the rectangular bar by welding in places.

Entsprechend einer Weiterbildung der Erfindung ist ein oder sind mehrere Zwischenringe vorgesehen, die einerseits mit den sie durchsetzenden Leisten und andererseits über Fußansätze mit den Fußplatten verschweißt sind. Hierdurch ergibt sich bei längeren Ständerblechpaketen eine bessere Abstützung derselben auf dem Fundament.According to a development of the invention, one or more intermediate rings are provided which on the one hand with the bars that penetrate them and on the other hand with the footplates with the footplates are welded. This results in better support for longer stator core stacks on the foundation.

Die Abdeckung des Blechpaketes kann durch eine Blechverkleidung erfolgen, die gleichzeitig für die Führung der Kühlluft dient.The cover of the laminated core can be done by a sheet metal cladding, which is also used for the Guiding the cooling air is used.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die Teilblechpakete außerhalb der von den Druckfingern belegten Partien in axialer Richtung verlaufende Bohrungen aufweisen.According to a further feature of the invention it is provided that the partial laminations outside of the the pressure fingers occupied areas have bores extending in the axial direction.

Eine weitere erfinderische Maßnahme besteht darin, daß auf der dem Blechpaket zugewandten Seite der stirnseitigen Preßringe Druckfinger vorgesehen sind. Diese gewährleisten den Zusammenhalt der geklebten Bleche zusätzlich und ermöglichen eine Kühlung von Preßring und Blechpaketstirnseite sowie das Einströmen von Kühlluft in die Kühlbohrungen des Blechpaketes. Another inventive measure is that on the side facing the laminated core of the end-face compression rings pressure fingers are provided. These ensure the cohesion of the glued Sheets in addition and allow cooling of the press ring and the face of the laminated core as well as the inflow of cooling air into the cooling holes of the laminated core.

Zwischen den Blechpaketen können Distanzstege vorgesehen sein. Durch diese ergeben sich Luftaustrittsschlitze für die axial eintretende und radial ausströmende Kühlluft.Spacer bars can be provided between the laminated cores. This results in air outlet slots for the cooling air entering axially and exiting radially.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigtFurther details and advantageous developments of the invention emerge from the following described and illustrated in the drawing embodiments. It shows

Fig. 1 den Ständer einer elektrischen Maschine nach der Erfindung mit geklebten Teilblechpaketen und Rechtecklängsleisten, umgeben von einer die Luftführung bewirkenden Verschalung,Fig. 1 shows the stator of an electrical machine of the invention with glued partial laminations and rectangular longitudinal strips, surrounded by an air duct effecting cladding,

F i g. 2 den Ständer in der ihn umgebenden Verschalung zur Hälfte in Ansicht,F i g. 2 half of the stand in the surrounding cladding in view,

F i g. 3 einen Ausschnitt vom Ständerblechkörper als Querschnitt desselben oberhalb der Mitte,F i g. 3 a section of the laminated stator body as a cross section of the same above the center,

Fig.4 einen Ausschnitt von der Stirnseite des Ständers unterhalb der Mitte mit einem Preßringteil und Fußansätzen, wie auch in einem in die gleiche Skizze einbezogenen Ausschnitt eines Teiles eines Zwischenringes und4 shows a section from the front of the Stand below the center with a press ring part and foot lugs, as well as in one in the same sketch included section of part of an intermediate ring and

F i g. 5 eine vergrößert dargestellte Verkeilung der Rechteckleiste in den Nuten des äußeren LJmfangs des Blechpaketes.F i g. 5 shows an enlarged wedging of FIG Rectangular strip in the grooves of the outer circumference of the laminated core.

In den Fig. 1 und 2 sind mit 1.1, 1.2, 1.3 und 1.4 die Teilblechpakete bezeichnet, die jeweils durch Zusammenkleben der einzelnen Bleche mittels Kunstharzlack hergestellt sind. Mit 2 sind die Ausnehmungen am äußeren Umfang der Bleche bezeichnet, in die die Leisten 3 zum Zusammenhalten der Teilblechpakete eingelegt sind und die mit den an den beiden Stirnseiten des Gesamtblechkörpers befindlichen Preßringen 6 und Zwischenringen 9 zusammengeschweißt sind. Die Endpreßringe 6 und die Zwischenringe 9 besitzen Ansätze 7, die mit Fußplatten 8 zusammengeschweißt sind. An die Preßringe 6 sind auf der Blechpaketseite als Druckfinger wirkende hohe Flachstege 10 angeschweißt, die zusätzlich einen guten Zusammenhalt der verklebten Zahnpartien des Endblechpaketes gewährleisten und die weiterhin eine stirnseitige Belüftung des Endblechpaketes wie auch der Preßringe zwecks Abführung vom Streufeld herrührender Verluste des Wickelkopfes ermöglichen.1 and 2 are with 1.1, 1.2, 1.3 and 1.4 the Partial laminated stacks referred to, each by gluing the individual sheets together using synthetic resin paint are made. With 2, the recesses on the outer periphery of the sheets are designated, in which the Strips 3 are inserted to hold the laminated core together and those with the on the two end faces the entire sheet metal body located compression rings 6 and intermediate rings 9 are welded together. the End press rings 6 and the intermediate rings 9 have projections 7 which are welded together with base plates 8 are. High flat webs 10 that act as pressure fingers are welded to the compression rings 6 on the laminated core side, which also ensure good cohesion of the bonded tooth sections of the end lamination packet and which continues to provide ventilation at the end of the end plate pack as well as the press rings for the purpose Allow losses of the end winding resulting from the stray field.

Durch den Spalt zwischen Preßplatte 6 und Endblechpaket 1.1 strömt Kühlluft in axialer Kühlbohrungen 11 des Blechkörpers. Die in die Kühlbohrungen 11 eingeführte Kühlluft wird zur Ständermitte geführt und tritt dort über Kühlschlitze 12 am Ständerrücken wieder aus, wie auch durch weitere Kühlschlitze 12 Kühlluft vom Luftspalt zwischen Ständer und Rotor. Die Kühlschlitze zwischen den Teilblechpaketen in Ständermitte werden durch Distanzstege 13 gebildet, die auf den Endblechen der verklebten Teilblechpakete in Ständermitte aufgeschweißt sind.Cooling air flows in axial cooling bores through the gap between the press plate 6 and the end plate package 1.1 11 of the sheet metal body. The cooling air introduced into the cooling bores 11 is guided to the center of the stator and exits there via cooling slots 12 on the back of the stand, as well as through further cooling slots 12 Cooling air from the air gap between the stator and rotor. The cooling slots between the laminated cores in the center of the stand are formed by spacer bars 13, which are placed on the end plates of the glued partial laminations in Are welded to the center of the stand.

In dem in Fig.3 dargestellten Ausschnitt aus dem oberen Teil des Blechpaketes, oberhalb der Ständermitte, ist außerdem die seitliche Verkeilung der Leiste 3 durcii die Keilleisten 4 und 5 und die axialen Kühlbohrungen 11 in den äußeren Blechpaketen dargestellt.In the section shown in Figure 3 from the The upper part of the laminated core, above the center of the stand, is also the side wedging of the bar 3 durcii the wedge strips 4 and 5 and the axial cooling bores 11 in the outer laminated core shown.

In dem in F i g. 4 gezeichneten Ausschnitt des unterenIn the one shown in FIG. 4 drawn section of the lower

Viertels der Ständerstirnseite sind die Fußansälze und die an diese angeschweißten Fußplatten 8 zu sehen. Weiterhin ist in Fig.4 ein Teil eines Zwischenringes 9 dargestellt, der in ähnlicher Weise wie die Preßringe 6 über Fußansätze mit den Fußplatten 8 verschweißt ist.A quarter of the stand face can be seen the foot sills and the foot plates 8 welded to them. Furthermore, a part of an intermediate ring 9 is shown in FIG shown, which is welded to the foot plates 8 in a similar manner to the press rings 6 via foot shoulders.

In der in Fig.5 vergrößert dargestellten Verkeilung ist die Nut 2 wesentlich breiter als die Leiste 3 und hat geneigte Kanten 21. An den geneigten Kanten 21 liegen Keilleisten 4 mit ihrer einen schrägen Fläche 41 an. Der Keilleiste 4 ist ein weiterer Keil 5 zugeordnet, der mit seiner nach außen gerichteten etwa senkrechten Fläche 51 mit der ihn berührenden senkrechten Fläche 42 derIn the wedging shown enlarged in FIG the groove 2 is substantially wider than the strip 3 and has inclined edges 21. Are on the inclined edges 21 Wedge strips 4 with their one inclined surface 41. The wedge bar 4 is assigned a further wedge 5 with its outwardly directed approximately vertical surface 51 with the vertical surface 42 of the touching it

Keilleiste 4 verspannt ist, während er sich nach der anderen Seite gegen die senkrechte Fläche 31 der Rechteckleiste 3 abstützt.Wedge strip 4 is braced, while he is to the other side against the vertical surface 31 of the Rectangular bar 3 is supported.

Nach erfolgter Montage der Leisten 3 und Verkeilung derselben mit den Keilleisten 4 wird die Leiste 3 mit den Keilen 5 und diese wiederum mit den Keilleisten 4 stellenweise verschweißt. Anschließend erfolgt das Verschweißen der Leisten 3 mit den Preßringen 6 und eventuell vorgesehenen Zwischenringen 9. Bei Preßringen mit Fußansätzen 7 und ähnlich ausgebildeten Zwischenringen erfolgt das Verschweißen dieser Teile mit den Fußansätzen 7.After assembly of the strips 3 and wedging the same with the V-strips 4, the strip 3 is with the Wedges 5 and these in turn welded to the wedge strips 4 in places. This is then done Welding of the strips 3 to the compression rings 6 and any intermediate rings 9 provided for compression rings these parts are welded with foot extensions 7 and similarly designed intermediate rings with the feet 7.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Laminated stator core for an electrical machine, which is spaced apart in the axial direction mutually arranged partial laminations is composed of approximately the same axial length and on has outer circumference extending in the axial direction recesses, wherein in the recesses Bars are inserted, and the partial laminations are pressed together by means of pressure plates, and each Sheet metal layer of a partial sheet package is composed of several segments, and the on outer circumference of the laminated core extending in the axial direction recesses edges have, which are so inclined to each other that the extensions of the edges cut outside of the laminated core, and the strips are connected to the partial laminated cores, characterized by the following features:

a) each of the sheet metal packages (1.1, 1.2 ...) consists of several sheet metal layers, which are glued are connected and baked together,

b) the wedging of the strips (3) within the recesses (2) takes place in each case by two V-ledges (4) resting against the inclined edges (21),

c) the surface (42) of the V-ledge (4) facing the ledge (3) runs parallel to the outer surface (31) of the bar (3),

d) between the outer surface of the strip (3) and the one surface (42) of the V-strip (4) is a another wedge (5) provided,

e) the surfaces (51 and 52) touching the strip (3) on the one hand and the wedge strip (4) on the other hand of the wedge (5) run slightly inclined to one another in the axial direction,

f) the ends of the strip (3) are arranged with those on the two end faces of the laminated core Press rings (6) welded,

g) the electrical machine is designed without a housing,

h) the compression rings (6) have projections (7) into which base plates (8) are welded.

2. stator core according to claim 1, characterized in that the strips (3) with the wedges (5) and these are welded to the V-ledges (4) at least in places.

3. stator core according to claim 1 or 2, characterized in that one or more Intermediate rings (9) are provided, on the one hand with the bars (3) passing through them and on the other hand are welded to the foot plates (8) via foot extensions.

4. stator core according to one of claims 1, 2 or 3, characterized in that on the Laminated core facing side of the front pressure rings (6) pressure fingers (10) are provided.

5. stator core according to claim 4, characterized in that the partial sheet metal cores (1.1,1.2 ...) bores extending in the axial direction outside the areas occupied by the pressure fingers (10) (11) have.