DE2305591A1

DE2305591A1 - Staender fuer dauermagneterregte elektrische maschine

Info

Publication number: DE2305591A1
Application number: DE19732305591
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Ing Dr Volkrodt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-02-05
Filing date: 1973-02-05
Publication date: 1974-08-08
Also published as: FR2216705B1; DE2305591B2; DE2305591C3; FR2216705A1; JPS49111105A; GB1454681A; CH564268A5

Description

Ständer für dauermagneterregte elektrische Maschine

PUr dauermagneterregte elektrische Maschinen werden heute im wesentlichen Ferritmagnete oder ALNiCo-Magnete verwendet. Diese müssen möglichst fora- und kraftschlüssig in den magnetischen Kreis eingebaut werden, was die Einhaltung enger Toleranzen bedingt.

Die vorgenannten Magnetmaterialien lassen sich auf die engen Maßtoleranzen praktisch nur durch Schleifen bringen. Dies ist bei Schalenmagneten mit Außen- und Innenradius verhältnismäßig teuer, hingegen bei Platten wesentlich einfacher und kosteneparender. Ferner läßt sich eine magnetische Vorzugsrichtung, die zu erheblichen Verbesserungen der magnetischen Kenndaten beiträgt, definiert nur in Preßrichtung bei ebenen Platten erreichen. Bei Schalen ist dies nicht möglich, weil Preßrichtung und radiale magnetische Flußrichtung nicht über den ganzen Schalensektor übereinstimmen können.

Berücksichtigt man diese Punkte, dann ergibt sich, daß die Verwendung von Magnetplatten für elektrische Maschinen vorteilhafter wäre als die von Schalenmagneten. Hierbei ergeben sich jedoch einige Probleme. So scheint die Kombination von kreisrunden Läufern mit rechtwinkeligen Dauermagnetplatten im Ständer schwierig, desgleichen auch der Übergang von einem eckigen, kastenförmigen Ständer zu Lagerschilden, in denen kreisrunde Lagereinsätze eng toleriert zur Ständerbohrung'anzuordnen sind.

409832/0602

-2-

Weiterhin wäre anzustreben, aufmagnetisierte Dauermagnetblöcke einzubauen, denn dieses bringt insbesondere bei koerzitivfeldstärkebetonten Ferriten einen höheren magnetischen Energiegehalt als das nachträgliche Aufmagnetisieren gesamter Dauermagnetsysteme, bei denen zwangsläufig die Streuwege eine volle Aufmagnetisierung erschweren. Allerdings ist bei Verwendung magnetisierter Dauermagnete eine nachträgliche spanabhebende Bearbeitung ferromagnetischer Teile kaum durchführbar. Auch sind wegen des Curiepunktes nachfolgende Wärmebehandlungen, wie beispielsweise Hartlöten oder Elektroschweißen, kritisch.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, trotz der genannten einengenden Kriterien eine brauchbare Lösung für die Verwendung plattenförmiger Dauermagnete in einer elektrischen Maschine zu finden. Diese Lösung besteht bei einem Ständer für dauermagneterregte elektrische Maschinen mit Plußkonzentration in Richtung Ständerbohrung darin, daß in den Pollücken zwischen weichmagnetischen Polsektoren des Ständers tangential magnetisierte Dauermagnetplatten vorgesehen und diese mit den Polsektoren um einen der Ständerbohrung entsprechenden Montagering so angeordnet sind, daß sich nach Entfernen des Ringes ein eng toleriertes, durch die Magnetfeldstärke selbsttragendes Gewölbe ergibt. Zweckmäßig werden außen auf den Polsektoren weitere Magnetplatten, jedoch mit radialer Magnetisierungseinrichtung, vorgesehen, um die Stahlplatten gelegt werden, welche das RückSchluß3och bilden. Das gesamte Ständersystem hält durch die Magnetkräfte fest zusammen und kann beispielsweise mittels Gießharz fixiert werden. Es ist weder eine nachträgliche spanabhebende Bearbeitung - beispielsweise der Ständerinnenbohrung - noch eine sonstige Behandlung, wie Schweißen od. dgl., notwendig.

Ein Ausführungbeispiel des erfindungsgemäßen Ständers ist im folgenden an Hand der Zeichnungen erläutert. Dabei zeigen

-3-A09832/0602

Pig. 1 die Bauteile eines noch nicht zusammengefügten 4poligen Gleichstromständers,

Fig. 2 den Ständer in zusammengefügtem Zustand im Querschnitt,

Fig. 3 einen horizontalen Schnitt durch den Ständer und

Fig. 4 eine Ansicht des gesamten Motors mit teilweisem Schnitt.

Mit 1 und 2 sind zwei ineinanderliegende Montageringe bezeichnet, wobei der äußere Ring 2 aus gießharzabweisend beschichtetem Material besteht und sein Außendurchmesser dem späteren Ständerbohrungsdurchmesser entspricht. Der Innenring 1 ist aus Stahl, also magnetisch. Auf den Außenring 2 werden zunächst vier blockförmige, tangential magnetisierte Dauermagnetplatten 3» 4, 5, 6 aufgesetzt, die sich mit Hilfe der zum Ring 2 und 1 fließenden Streukraftlinien an diesem Ring magnetisch festkrallen. Danach werden zwischen die Magnete Poletücke 7, 8, 9» 10 auf den Ring 2 gesetzt, die aus gestanzten Blechen bestehen und mittels Hohlnieten vorpaketiert sind. Alle Teile klammern sich mit großer Kraft zusammen und bilden so ein selbsttragendes Gewölbe. Entsprechende Toleranzvorgabe und einige leichte Hammerschläge sorgen für satte Anlage am Montagering. Gegebenenfalls kann zur Überbrückung kleinerer Spalttoleranzen zwischen den Magneten und den Polsegmenten in Gießharz gelöstes Weichferritpulver oder ähnliches Material verwendet werden.

Auf die Außenflächen der Polsegmente werden weitere, große Magnetplatten 11, 12, 13, 14 aufgelegt, die radial magnetisiert sind. Um diese Magnetplatten werden schließlich Stahlblechplatten 15» 16, 17, 18 angeordnet, die das magnetische Rückschlußjoch bilden. Alle Teile halten, wie in Fig. 2 dargestellt, durch die Magnetfeldkräfte fest zusammen, nachdem sie gegebenenfalls durch leichte Hammerschläge genau ausgerichtet wurden.

Dieser Zustand muß noch fixiert werden, In axialer Richtung

4C9832/0602 ~^A~

ΙΈΑ 73/3030

erfolgt dies im wesentlichen dadurch₉ daß an "beiden Stirnseiten des kastenförmigen Ständers amagnetische Endscheiben 19 und 20 mittels Bolzen 21 und 22 befestigt werden, die durch die Hohlnieten der "Polsegments hindurchreichen. Die Endscheiben dienen später gleichzeitig als Zentierringe für die Lagerschilde 23 und 24 der Maschine (Fig. 4). Da die Endscheiben wegen der unvermeidlichen Blechtoleranzen nicht gleichzeitig die Auien- und Innenteile des Ständersystems spannen tonnen, bleiben Spalte in diesem. Diese werden, nachdem die rechteckigen Belüftungslöcher 25 in den Po!segmenten sowie die freien Ecken 26 im Ständerinneren mit Silikonkautschuk-Stopfen ausgefüllt wurden^ mit Gießharz gefüllt. Danach wird das gesamte Gebilde in einem Ofen mit etwa 200° C ausgehärtet. Dabei sinken die Induktionen um ca» 40$ ab, so daß die magnetischen Kräfte, die die Montageringe 1 und 2 in der Bohrung halten, nur noch ein Drittel von denen bei Raumtemperatur sind. Die Ringe lassen sich nunmehr relativ leicht entfernen. Das Standersystem selbst hält infolge der Gewölbebauweise und dem Form- und Kraftschluß durch das in alle Spalte hineingekrochene und dort erhärtete Gießharz fest zusammen, lie beiden Endscheiben 21 ₉ 22 sind exakt auf Bohrungsdurchmesser und mit Lagerschildzentrierrändern vorgedreht. Durch die Führung des Montageringes 2 laufen die Zentrierränder sauber zur Ständerbohrung.

4 Patentansprüche
4 Figuren

-5-409832/0602

Claims

- 5 Pa tentansprüche

Ständer für dauermagneterregte elektrische Maschine mit Flußkonzentration in Richtung Ständerbohrung, dadurch gekennzeichnet, daß in den Pollücken zwischen weichmagnetischen Polsektoren (7 - 10) des Ständers tangential magnetisierte Dauermagnetplatten (3 - 6) vorgesehen und diese mit den Polsektoren um einen der Ständerbohrung entsprechenden Montagering (1 , 2) so angeordnet sind, daß sich nach Entfernen des Ringes ein eng toleriertes, durch die Magnetfeldstärke selbst tragendes Gewölbe ergibt.

Ständer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außen auf den Polsektoren (7 - 10) Magnetplatten (11 - 14) mit radialer Magnetisierungseinrichtung vorgesehen und diese von das Rückschlußjoch bildenden Stahlplatten (15 - 18) umgeben sind.

Ständer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Stirnseiten des kastenförmigen Ständers amagnetische Zentrierringe (21, 22) für die Lagerschilde befestigt sind.

Ständer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile des Ständers in ihrer Lage mittels Gießharz od. dgl. fixiert sind.

409832/0602