DE2242537A1

DE2242537A1 - STATOR FOR ELECTRIC REVOLVING MACHINE

Info

Publication number: DE2242537A1
Application number: DE19722242537
Authority: DE
Inventors: Nikolaus Laing; Ludwig Dipl Ing Ludin
Original assignee: VORTEX PUMPEN AG
Current assignee: VORTEX PUMPEN AG
Priority date: 1971-09-17
Filing date: 1972-08-30
Publication date: 1973-03-22
Also published as: FR2153113A1; FR2153113B1; AT320064B; IT967531B; JPS4838403A; GB1390692A

Description

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Wohlan/Schweiζ Well / sweat

Stator für elektrische UmlaufmaschineStator for electric rotary machine

summary

Bei einem Stator für «ine elektrische ümlauf»a«ehin· mit parallel zur Drehachse des Läufers verlaufenden Polgähnen, die auf in radialer Richtung gestellten Selchabschnifcfeen gebildet wirden, lit; der dem imft-« spalt dies Läufers zugekehrt« Rand jedes Blechabschnittes wesentlich größer als die Radialerβtreckung des, Blechabscjhnittes in seinemIn the case of a stator for "an electrical overflow" a "anyway · with pole teeth running parallel to the axis of rotation of the rotor, which are set on in the radial direction Smoked snippets are formed, lit; the imft- « This splits the runner facing "edge of each sheet metal section much larger than the radial extension des, Blechabscjhnittes in his

gtand dar TechnikGood technology

Statoren und Läufer von bekannten j deren Statoren parallel mr Drehachse des verlaufende Pplzähne haben, bestehen fast auschlieft·-« lieh aus zylindrischen BlechpaHeten, die au^ gleichen Blechzuschnitten aueammengeaietzt sind« PUr kleine C3eneratoren haben sich auch Statoren bewährt, besiStators and rotors of well-known j whose stators are parallel to the axis of rotation of the have running Pplzähne, consist almost entirely · - « borrowed from cylindrical sheet metal paHetes that are equal Sheet metal blanks are “PUr small” C3enerators have also proven themselves stators, besi

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denen die Polzähne aus Zylinderausschnitten bestehen» die gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet sind und zwischen sich den Läufer einschlieBen. Solche Statoren haben für Motor« mit größerer Leistungsabgabe keine Bedeutung erlangt, dft die Wirbelstromverluste su groe werden.where the pole teeth consist of cylinder sections »which are evenly distributed over the circumference and include the runner between them. Such Stators are of no importance for motors with a higher power output, dft the eddy current losses be su big.

Ss sind weiter Motoren mit nicht zylindrischem Luftspalt, inebesondere Achsialspaitmotoren, sowie Motoren mit kegelige» oder auch sphärischem Luftspalt bekannt, bei denen der Stator au« langen spiralförmig gewickelten Blechstreifen aufgebaut ist. Die Herstellung dieser Spiralen erfordert «inen bedeutenden Aufwandt Weiter lassen sich dies« Spiralen ohne mechanische Nachbearbeitung nur für Acheialepaltmotoren verwenden·Ss are also motors with a non-cylindrical air gap, in particular axial-gap motors, as well as motors with conical »or spherical air gap known, in which the stator is built up from long, spirally wound sheet metal strips. The manufacture of these spirals requires considerable effort Furthermore, this can be "spirals without mechanical Use post-processing only for axial split motors

Btfclycfibung derBtfclycfibung the

Dl· oben aufgeführten Nachteil· lassen sich bei einem Stator für elektrische U*laufmaschinen mit parallel zur Drehachse des Lüufers verlaufenden ZShnen, die aus Weicheisenabschnitten bestehen« welche etwa in radialer Richtung, bezogen auf diese Drehachse verlaufen und in ihrem ersten Endbereich mit magnetisch leitenden Elementen miteinander verbunden find und ihrem zweiten Endbereich einen Luftspalt mit dem Läufer bilden, dadurch vermelden, d«i die radiale Erstreckung der Blechabsehnitte im Mittelberetch der Zähne wesentlich kleiner/ all die Lftnge dei dem luftspalt zugekehrten Rande· jedes Blechabsehnitte· ist.The disadvantage listed above can be avoided with a Stator for electric U * running machines with parallel to the axis of rotation of the fan running ZShnen, the consist of soft iron sections «which run approximately in the radial direction, based on this axis of rotation and in their first end area with magnetic conductive elements are connected to one another and their second end region forms an air gap with the Form runners, thereby reporting that the radial extension of the sheet metal section in the middle area Teeth much smaller / all the length of the edge facing the air gap · of each sheet metal section · is.

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Hierdurch ist es möglich, den Eisenquerschnitt in dem den" Luftspalt begrenzenden Bereich der Polzähne wesentlich größer zu halten als in dem Bereich der ,This makes it possible to use the iron cross-section in the area of the pole teeth that delimits the "air gap" much larger than in the area of

Wicklung.· ' * · ;Winding. · '* ·;

Der Rückschlußkern des Stators wird erfindungsgemäß . aus Scheiben gebildet, deren Peripherie von den radial gestellten, Blechabschnitten, die die Polzähne bilden, berührt wird. Bei einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung wird der Rückschlußkern durch; Blechspiralen gebildet, deren schmale Kanten sämtliche die Hefeizähne bildenden Blechabschnitte berühren.The return core of the stator is according to the invention. formed from disks, the periphery of which is formed by the radially placed sheet metal sections, which form the pole teeth form, is touched. In a further embodiment according to the invention, the yoke core is through; Formed sheet metal spirals, the narrow edges of which touch all the sheet metal sections forming the yeast teeth.

Anhand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise erläutert. --- . .--..-■ ■ .,.■.--.The invention is illustrated by way of example using the figures explained. ---. . - ..- ■ ■.,. ■ .--.

Figur 1 zeigt im Längsschnitt eine elektrische Maschine mit einem Stator nach der Erfindung, deren Läufer in gleicher Weise wie der Stator ausgebildet ist.FIG. 1 shows an electrical machine in longitudinal section with a stator according to the invention, the rotor of which is designed in the same way as the stator.

Figur 2a zeigt eine Draufsicht auf den Läufer und Figur 2b eine Draufsicht '-auf den Stator." *FIG. 2a shows a plan view of the rotor and FIG. 2b shows a plan view of the stator. "*

Figur 3 zeigt einen-Stator nach der Erfindung für einen Motor mit einem sphärischen Luftspalt in. einem längs der Achse verlaufenden Schnitt.Figure 3 shows a stator according to the invention for a motor with a spherical air gap in one cut along the axis.

Figur 4 zeigt einen Stator nach der Erfindung für einen Motor mit konischem Luftspalt undFigure 4 shows a stator according to the invention for a motor with a conical air gap and

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Figur 5 zeigt in zwei Draufsichten schematisch aus gleichdicken Blechabschnitten zusammengesetzte Polzähne für Statoren nach der Erfindung.Figure 5 shows in two plan views schematically from equal thicknesses Pole teeth assembled from sheet metal sections for stators according to the invention.

In Figur 1 ist im Längsschnitt ein- Elektromotor dargestellt. Der Stator hat einen Rückschlußkern aus kreisringförmigen Blechen 1 und Polzähne aus radial gestellten Blechabschnitten 2, die wie aus den Figuren 2a und 2b ersichtlich, jeweils zu Bündeln zusammengefaßt sind. Die Zahl der Polzähne richtet sich nach der Art der Wicklung. Sie kann, wie beim Zylindermotor, auch eine sehr große Anzahl sein. Die Spulen 3 und 3¹ sind über den Umfang verteilt angeordnet. Sie können auf Spulenkörpern 4 gewickelt sein. Der Läufer ist in gleicher Weise aus einem Rückschluß 5 aus Ringblechen und radial gestellten Blechabschnitten 6 aufgebaut. Die Wicklung des Läufers besteht aus einer gegossenen Käfigwicklung mit den Rückschlußringen 7 und 8. Ein Flansch 9 bildet mit einer Lagerbuchse 10 eine Einheit, in der die Welle 11,.die mit den Rückschlußringen 5 des Läufers fest verbunden ist, drehbar gelagert ist. Die Kugel 12 dient der achsialen Abstützung. Die radiale Erstreckung r der Blechabschnitte 2 in deren Mitte ist wesentlich kleiner als die Länge R der Kante 14 des Blechabschnitts 2, die dem Luftspalt 13 zugekehrt ist. Bei Verwendung von kreiszylindrischen Blechpaketen für die Polzähne ist eine solche Ausbildung dieser Polzähne nicht möglich, da der die Blechabschnitte durchsetzende magnetische In Figure 1, an electric motor is shown in longitudinal section. The stator has a return core made of circular metal sheets 1 and pole teeth made of radially positioned sheet metal sections 2 which, as can be seen from FIGS. 2a and 2b, are each combined to form bundles. The number of pole teeth depends on the type of winding. As with the cylinder engine, it can also be a very large number. The coils 3 and 3 ¹ are arranged distributed over the circumference. They can be wound on bobbins 4. The rotor is constructed in the same way from a yoke 5 made of annular sheets and radially positioned sheet metal sections 6. The winding of the rotor consists of a cast cage winding with the return rings 7 and 8. A flange 9 and a bearing bush 10 form a unit in which the shaft 11, which is firmly connected to the return rings 5 of the rotor, is rotatably mounted. The ball 12 is used for axial support. The radial extension r of the sheet metal sections 2 in the center thereof is significantly smaller than the length R of the edge 14 of the sheet metal section 2 which faces the air gap 13. When using circular cylindrical laminated cores for the pole teeth, such a design of these pole teeth is not possible because the magnetic one penetrating the sheet metal sections

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Fluß sich nach dem Durchsetzen der Spulenbereiche, also ihrer Mittelbereiche, nicht ausweiten könnte.The flow could not expand after the enforcement of the coil areas, that is, their central areas.

In Figur 2b ist eine Draufsicht auf den Stator dargestellt. Die Spulen 3¹ sind bei dieser Ansicht über den Spulen 3 um eine Spulenbreite versetzt, angeordnet. Die Darstellung in Figur 2a zeigt eine Ansicht des Läufers vom Stator her, wobei die Rückschlußringe 7 und 8 und auch die radialen Leiterstege 20 der Käfigwicklung sichtbar werden.A plan view of the stator is shown in FIG. 2b. In this view, the coils 3 ¹ are offset above the coils 3 by one coil width. The illustration in FIG. 2a shows a view of the rotor from the stator, with the return rings 7 and 8 and also the radial conductor webs 20 of the cage winding becoming visible.

In Figur 3 ist ein Achsialschnitt durch eine Ausführungsform nach der Erfindung dargestellt, wobei der Stator für einen Elektromotor mit sphärischem Luftspalt ausgelegt ist. Der Rückschlußkern la besteht aus kreisrunden Scheiben oder aus Ringen und die Polzähne sind aus Blechabschnitten 2a zusammengesetzt. Zum Läufer (nicht dargestellt) hin folgt die Kontur der Blechabschnitte 2a im Abstand des Luftspaltes längs der Linie 30 der Kontur des Läufers. Dabei kann die Linie 30 bis über den Äquator 31 hinausreichen, bis auf einen Durchmesser 32, der dem Durchmesser des Läufers entspricht. Nur jeder zweite Blechabschnitt 2a¹ weist den radial nach innen reichenden Vorsprung 33 auf. Die Blechabschnitte 2a und 2a¹ sind durch Nietvorsprünge 34 mit einer Endplatte 35, die vorzugsweise ebenfalls dem Eisenrückschluß dient, verbunden. Bei sehr kleinen Leistungen genügt die Scheibe 35 allein als magnetischer Rückschluß. FIG. 3 shows an axial section through an embodiment according to the invention, the stator being designed for an electric motor with a spherical air gap. The yoke core la consists of circular disks or rings and the pole teeth are composed of sheet metal sections 2a. Towards the rotor (not shown), the contour of the sheet metal sections 2a follows the contour of the rotor at the distance of the air gap along the line 30. The line 30 can extend beyond the equator 31, except for a diameter 32 which corresponds to the diameter of the rotor. Only every second sheet metal section 2a ¹ has the projection 33 extending radially inward. The sheet metal sections 2a and 2a ¹ are connected by rivet projections 34 to an end plate 35, which is preferably also used for the iron back yoke. In the case of very low powers, the disk 35 alone is sufficient as a magnetic return path.

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In Figur 4 ist ein Stator für einen Motor mit konischem Luftspalt im Achsialschnitt dargestellt. Die Streifen 2b werden durch eine Blechspirale 40 magnetisch rückgeschlossen. In Figure 4 is a stator for a motor with a conical Air gap shown in axial section. The strips 2b are closed magnetically by a sheet metal spiral 40.

Bei der Darstellung nach Figur 5, die schematisch eine Draufsicht auf die Polzähne zeigt, sind in der Figur 5a Polzähne 50 dargestellt, bei denen die äußeren Blechabschnitte 51 und der mittlere Blechabschnitt 52 eine größere radiale Tiefe aufweisen als die dazwischen angeordneten Blechabschnitte 53. Bei der in Figur 5b dargestellten Ausführungsform nimmt die radiale Tiefe der Blechabschnitte nach außen hin ab und zwar sind jeweils die inneren drei Blechabschnitte gleich breit, während die beiden äußeren Blechabschnitte 56 und 57 jeweils eine geringere radiale Tiefe als der vorhergehende Blechabschnitt haben.In the illustration of Figure 5, which schematically a Top view of the pole teeth shows, are shown in Figure 5a pole teeth 50, in which the outer Sheet metal sections 51 and the middle sheet metal section 52 have a greater radial depth than that between them arranged sheet metal sections 53. In the embodiment shown in Figure 5b, the radial The depth of the sheet metal sections outwards and the inner three sheet metal sections are the same wide, while the two outer sheet metal sections 56 and 57 each have a smaller radial depth than have the previous sheet metal section.

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Claims

1.J stator for electric rotary machine with teeth running parallel to the axis of rotation of the rotor, which consist of soft iron sections, which run approximately in the radial direction, based on this axis of rotation and are connected to one another in their first end area with magnetically conductive elements and in their second Form an air gap with the rotor end area, characterized in that the radial extension (r) of the sheet metal sections in the middle? the area of the teeth is significantly smaller than the length (R) of the edge of each sheet metal section (2, 2a, 2a ¹ , 2b) facing the air gap (13),

2. Stator according to claim 1, characterized in that each tooth is formed by a sheet metal section (Figure 4).

3. Stator according to claim 1, characterized in that the radially placed sheet metal strips (2) between sheet metal rings (1) or sheet metal disks (la) which form a magnetic return path part.

4. Stator according to claim 3, characterized in that the radial extension of the strips (2, 2a, 2b) is longitudinal the axial extent of the return part (1, la) decreases towards the side facing away from the runner.

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5. Stator according to claim 1, characterized in that the radial extent of at least part of the Strip (2a) runs towards the rotor axis up to a radius that is smaller than the sweeter radius of the Inference body (la) is.

6. Stator for motor with spherical air gap, thereby characterized in that the surface delimiting the air gap is formed by edges (30) of the sheet metal strips (2a) v / earth.

7. stator for motor with spherical air gap according to claim 1, characterized in that the the Air gap delimiting edge of each sheet metal section

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is extended beyond the equatorial plane extending to the axis of rotation of the rotor / and that the diameter the opening of the stator at its extreme end is approximately equal to the diameter of the rotor.

8. stator for electric motors according to claim 1 or 6, characterized in that the sheet metal strips (2a) Have projections (34) which protrude through openings in a plate (35) and are inseparable with this connected, e.g. riveted.

9. stator for electric motor according to claim 8, characterized in that the plate (35) made of soft magnetic Material consists and the iron back yoke is used.

10. stator for electric motor according to claim 1, characterized in that that the iron back yoke part (40)

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consists of a spiral wound from a sheet metal band.

11. Stator according to claim 1, characterized / that each tooth consists of several sheet metal sections / of which adjacent sheet metal sections are different have radial extension.

12. Stator according to claim 11, characterized / that the sheet metal sections are radially placed sheets and sections (53) of smaller radial extension between Sheet metal sections of larger radial extension are arranged,

13. Stator according to claim 11 / characterized / that the radial extension of the individual sheets of each tooth decreases on one or both sides.

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JOJO

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