DE2435738C3

DE2435738C3 - Stator for an electrical machine

Info

Publication number: DE2435738C3
Application number: DE19742435738
Authority: DE
Inventors: Ing.(grad.) Hans-Heinrich 3200 Hildesheim Deierling
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1974-07-25
Filing date: 1974-07-25
Publication date: 1981-05-07
Also published as: ES439719A1; DE2435738B2; DE2435738A1; FR2280227B1; GB1504903A; IT1040019B; FR2280227A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Stator für eine elektrische Maschine mit Polen und einer aus den Polen zugeordneten Einzelwicklungen gebildeten Erregerwicklung, welche mit einem ersten und einem elastischen zweiten Isoliermaterial beschichtet ist.The invention relates to a stator for an electrical machine with poles and one of the poles associated individual windings formed excitation winding, which with a first and a elastic second insulating material is coated.

Es ist bereits ein Stator für eine elektrische Maschine (aus AIEE-Transactions 1950, Seite 1160) bekannt, bei dem jede einzelne Erregerwicklung vor dem Beschichten mit einem elastischen Isolierstoff bereits in Silikonlack getaucht, mit silikongeklebtem Glimmerisolierband ganz stoßumwickelt und zum Zusammenhalten des Glimmers und Reduzieren der Hohlräume mit einer weiteren Umwicklung versehen ist. Nach dem Aufbringen dieser drei Umhüllungen wird die Wicklung erwärmt und in Silikonlack getaucht und so für die nachfolgende Vulkanisierung mit Silasticband präpariert. Danach werden an den Lagerstellen der Wicklung Polster aus Silikongummi aufgebracht. Solch eine aufwendige Isolierung ist für die Erregerwicklung von Diesellokomotiven vorgesehen. Für die Erregerwicklung von Motoren für Andrehvorrichtungen von Brennkraftmaschinen ist eine derartige Isolierung nicht erforderlich. Sie wäre auch wirtschaftlich nicht vertretbar. Außerdem ist von dem beschriebenen Stator her nur die Umhüllung oder Beschichtung einer flachen Wicklung und nicht die Isolierung der aus mehreren Einzelwicklungen gebildeten Erregerwicklung bekannt.A stator for an electrical machine is already known (from AIEE Transactions 1950, page 1160) which each individual excitation winding is already in before being coated with an elastic insulating material Dipped silicone varnish, completely butt-wrapped with silicone-glued mica insulating tape and to hold together of the mica and reducing the cavities is provided with a further wrapping. After applying of these three sheaths, the winding is heated and dipped in silicone varnish and so for the subsequent vulcanization prepared with Silastic tape. Then the winding is at the bearing points Silicone rubber pad applied. Such a complex insulation is necessary for the excitation winding of Diesel locomotives provided. For the excitation winding of motors for turning devices from Such insulation is not required for internal combustion engines. Nor would it be economically justifiable. In addition, from the stator described, only the sheathing or coating is a flat one Winding and not the isolation of the excitation winding formed from several individual windings known.

Ein Stator für eine elektrische Maschine mit Polen und einer aus den Polen zugeordneten Einzelwicklungen gebildeten Erregerwicklung, welche mit einem ersten und einem elastischen zweiten Isoliermaterial beschichtet ist, ist ebenfalls bekannt. Hier sind jedoch die Einzelwicklungen mit Bandagen vollständig umwikkelt, welche die erste Isolierschicht bilden. Die Einzelwicklungen sind zu viert zu einer einen Spulenkorb bildenden Erregerwicklung zusammengefügt, wobei die Einzelwicklungen entsprechend dem Innendurchmesser des die Erregerwicklung aufnehmenden Polgehäuses gebogen und die zugehörigen Wicklungsenden aneinandergelötet sind. Die zweite Isolierung ist als verhältnismäßig dicke Schicht aus Kunststoff durch Tauchen auf die Erregerwicklung aufgebracht Die zweite Isolierschicht hat außer dem Schutz der WickJung auch den Toleranzausgleich zwischen Polgehäuse bzw. Polen und Erregerwicklung zu bewirken. Sie muß daher nicht nur verhältnismäßig dick, sondern -auch möglichst gleichmäßig auf die Erregerwicklung aufgebracht sein. Bei dieser bekannten Ausführung ist von Nachteil, daß das Bandagieren der EinzelwicklungenA stator for an electrical machine with poles and one of the poles assigned individual windings formed excitation winding, which with a first and an elastic second insulating material is also known. Here, however, the individual windings are completely wrapped with bandages, which form the first insulating layer. The individual windings are made up of four to form a bobbin case forming the excitation winding, with the individual windings corresponding to the inner diameter of the pole housing accommodating the excitation winding and the associated winding ends are soldered together. The second insulation is a relatively thick layer of plastic Immersion applied to the excitation winding. The second insulating layer has in addition to protecting the WickJung also compensates for tolerances between pole housings or to effect poles and excitation development. It must therefore not only be relatively thick, but also be applied as evenly as possible to the excitation winding. In this known version of Disadvantage that the bandaging of the individual windings

ίο immer noch eine sehr lohnintensive und somit für eine wirtschaftliche Großmengenfertigung zu teuere Art der Isolierung ist. Außerdem hat sich als Nachteil heraus₆cstellt, daß die verhältnismäßig dicke zweite Isolierschicht durch Verlaufen oft ungleichmäßig dick ausgebildet ist und den Toleranzausgleich erschwert.ίο is still a very wage-intensive and therefore too expensive type of insulation for economical large-scale production. Moreover, has as a disadvantage CClears out ₆ that the relatively thick second insulating layer is formed by bleeding often unevenly thick and difficult tolerance compensation.

Daneben ist aus der US-PS 33 40 414 lediglich bekannt eine Erregerwicklung auf einem Wicklungsträger mit im wesentlichen U-förmigen Querschnitt anzuordnen. Der Wicklungsträger ist auf einen Polschuh gesteckt. Die Einzelwicklung aus nichtisoliertem Flachdraht, deren einzelne Windungen durch Zwischenlage eines Isolierstreifens gegeneinander isoliert sind, ist im Wicklungsträger durch eine Deckplatte abgedeckt, welche auf dem Rand des Wicklungsträgers sitzt oder mit ihrem Rand an den Wicklungsträger gesteckt ist Dadurch ist die Einzelwicklung gegenüber dem Polgehäuse isoliert. Derart in Polgehäuse eingebaute Erregerwicklungen sind jedoch nicht ausreichend schütielfesi angeordnet, da jeder Toleranzausgleich fehlt. Es ist außerdem von Nachteil, daß die als Isolierung vorgesehenen Wicklungsträger und Deckplatten brechen, reißen oder erweichen, so daß weder die elektrische Isolierung der einzelnen Windungen der Wicklung voneinander noch ausreichender Schutz der Wicklung gegen Korrosion bei Eindringen von Feuchtigkeit gewährleistet sind.In addition, from US-PS 33 40 414 only known an excitation winding on a winding support to be arranged with a substantially U-shaped cross-section. The winding carrier is on a pole piece plugged. The individual winding made of non-insulated flat wire, the individual turns through an intermediate layer of an insulating strip are insulated from each other, is covered in the winding support by a cover plate, which sits on the edge of the winding support or is plugged onto the winding support with its edge As a result, the individual winding is isolated from the pole housing. Installed in this way in pole housing Excitation windings, however, are not arranged sufficiently schütielfesi, as there is any tolerance compensation is missing. It is also disadvantageous that the winding supports and cover plates provided as insulation break, tear or soften, so that neither the electrical insulation of the individual turns of the Winding from each other still sufficient protection of the winding against corrosion in the event of moisture penetration are guaranteed.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Stator für elektrische Maschinen zu schaffen, in dem Erregerwicklungen und Anschlüsse schüttelfest befestigt sind.The invention is therefore based on the object of creating a stator for electrical machines in the excitation windings and connections are attached so that they cannot be shaken.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß als erstes Isoliermaterial ein Kunstharz vorgesehen ist, aus dem einzelne auf die Einzelwicklungen aufgebrachte und diese stützende Stege gebildet sind.According to the invention the object is achieved in that a synthetic resin is provided as the first insulating material is, from the individual applied to the individual windings and these supporting webs are formed.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Anspruch 1 angegebenen Stators möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß aus dem ersten Isoliermaterial gleichzeitig mit den Stegen ein Stromschienenhalter als weiteres Bauteil an jeder Einzelwicklung ausgebildet ist und daß die Erregerwicklung einschließlich der Verbindungsstellen zwischen ihren Einzelwicklungen mit dem durch Tauchen aufgebrachten zweiten Isoliermaterial allseitig umschlossen ist.The measures listed in the subclaims enable advantageous developments of the im Claim 1 specified stator possible. It is particularly advantageous that the first insulating material At the same time as the webs, a busbar holder is formed as a further component on each individual winding and that the excitation winding including the connection points between its individual windings is enclosed on all sides with the second insulating material applied by immersion.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben. Es zeigt
F i g. 1 einen Stator im Längsschnitt,
F i g. 2 den Stator in Pfeilrichtung II in F i g. 1 gesehen, F i g. 3 eine Einzelwicklung mit Stegen undAn embodiment of the invention is shown in the drawing. It shows
F i g. 1 a stator in longitudinal section,
F i g. 2 the stator in the direction of arrow II in FIG. 1 seen, F i g. 3 a single winding with bars and

F i g. 4 die Einzelwicklung im Längsschnitt.F i g. 4 the individual winding in a longitudinal section.

In einem Polgehäuse 1 sind zwei Polpaare 2,3 und 4,5 befestigt. Auf dem joch 6 jedes Pols 2 bis 5 sitzt eine Einzelerregerwicklung 7, 8, 9 oder 10. Jede Einzelerregerwicklung 7 bis 10 (Fig. 3 und 4) besteht aus Bandmaterial. Die einzelnen Windungen sind voneinander durch eine isolierende bandförmige Zwischenlage 11 getrennt. Jeweils zwei Einzelwicklungen 7,8 und 9,10 sind über ihren Wicklungsanfang 12, 13 und 14, 15In a pole housing 1 there are two pole pairs 2, 3 and 4, 5 attached. On the yoke 6 of each pole 2 to 5 there is an individual excitation winding 7, 8, 9 or 10. Each individual excitation winding 7 to 10 (Figs. 3 and 4) consists of tape material. The individual turns are apart separated by an insulating band-shaped intermediate layer 11. Two individual windings 7, 8 and 9, 10 each are above their winding start 12, 13 and 14, 15

miteinander verbunden. Die so gebildeten Wicklungspaare 7, 8 und 9, 10 sind parallel geschaltet, wobei die Wicklungsenden 16 und 17 der ersten und dritten Einzelwicklungen 7 und 9 an ein Stromzuführungselement 18 angeschlossen sind. Die Wicklungsenden 19 und 20 der jeweils zweiten Einzelwicklung sind an eine Anschlußverbindung 21 angeschlossen, deren abgekröpfte Enden je eine Anschlußstelle 22 oder 23 für die Litzen der Plus-Bürsten 24 und 25 bilden.connected with each other. The winding pairs 7, 8 and 9, 10 formed in this way are connected in parallel, the Winding ends 16 and 17 of the first and third individual windings 7 and 9 to a power supply element 18 are connected. The winding ends 19 and 20 of the respective second individual winding are connected to one Connection connection 21 connected, the bent ends of which each have a connection point 22 or 23 for the Form the strands of the plus brushes 24 and 25.

Ein Stator mit in Reihe geschalteten Einzelwicklungen 7 bis JO ist in entsprechender Weise möglich.A stator with individual windings 7 to JO connected in series is possible in a corresponding manner.

Die Einzelwicklungen 7 bis 10, deren einzelne Windungen durch bandförmige Zwisehenlagen 11 voneinander isoliert sind, sind durch einzelne Stege 26 aus einem Thermostat — beispielsweise Polyamid — an mehreren Stellen umspritzt und gestützt und somit in ihrer Form gehalten. Dabei ist an jede Einzelwicklung ein Stromschienenschalter in Form einer Haltegabel 27 zusammen mit den Stegen 26 angespritzt. Das geschieht in einer Spritzform beispielsweise durch Spritzgießen des thermoplastischen Materials. Außerdem ist jeder Wicklungsanfang 12 bis 15 der Einzelwicklungen 7 bis 10 von deren Windungen, neben denen er hochgebogen ist, durch das entsprechende Ausbilden der Stege 26 und Haltegabeln 27 isolierend getrennt. Diese Ausbildung der Stege 26 und Haltegabeln 27 entspricht der Beschichtung mit dem ersten Isoliermaterial. Von den Haltegabeln 27 werden jeweils nur drei bei einer Erregerwicklung zur Aufnahme einer nicht näher dargestellten Leiterschiene bzw. der Anschlußverbindung 21 benötigt. Es ist für den Zusammen- und Einbau der Erregerwicklung jedoch wirtschaftlicher, vier Einzelwicklungen der selben Ausführung zu verwenden. Die vier Einzelwicklungen 7 bis 10 sind vor dem Zusammenbau zur Erregerwicklung entsprechend dem Innendurchmesser des Polgehäuses 1 gebogen. Dabei verhindern die Stege 26, daß sich die Einzelwindungen außerhalb der Zwisehenlagen 11 berühren.
Die zu einer einen Spulenkerb bildenden, aus vier Einzelwicklungen 7 bis 10 zusammengebaute Erregerwicklung ist an den jeweiligen Verbindungsstellen an Anfang und Ende 12 bis 17 der Einzelwicklungen 7 bis 10 zusammengelötet oder -geschweißt. Desgleichen sindThe individual windings 7 to 10, the individual turns of which are isolated from one another by band-shaped intermediate layers 11, are encapsulated and supported at several points by individual webs 26 made of a thermostat - for example polyamide - and thus held in their shape. A busbar switch in the form of a holding fork 27 together with the webs 26 is injection-molded onto each individual winding. This is done in an injection mold, for example by injection molding the thermoplastic material. In addition, each winding beginning 12 to 15 of the individual windings 7 to 10 is isolated from their turns, next to which it is bent up, by the corresponding formation of the webs 26 and holding forks 27. This formation of the webs 26 and holding forks 27 corresponds to the coating with the first insulating material. Of the holding forks 27, only three are required in each case in the case of an excitation winding to accommodate a conductor rail (not shown in detail) or the connection connection 21. However, it is more economical to assemble and install the exciter winding to use four individual windings of the same design. The four individual windings 7 to 10 are bent prior to assembly to form the excitation winding in accordance with the inner diameter of the pole housing 1. The webs 26 prevent the individual turns outside of the intermediate layers 11 from touching one another.
The excitation winding, which forms a coil notch and is assembled from four individual windings 7 to 10, is soldered or welded together at the respective connection points at the beginning and end 12 to 17 of the individual windings 7 to 10. Are the same

to die zur Baueinheit Erregerwicklung gehörenden Litzen der Plus-Kohlebürsten 24 und 25 und das zum nicht näher dargestellten Relais führende Stromanschlußelement 18 an den Spulenkorb gelötet bzw. geschweißt. Diese Baueinheit Erregerwicklung ist einschließlich der Verbindungsstellen der Einzelwicklungen 7 bis 10 untereinander und der Anschlußstellen von Stromzuführungselement 18 und Litzen der Plus-Bürsten 24 und 25 in einen genügend elastischen Isolierstoff getaucht — beispielsweise Phenolharz, PVC o.a. —, wobei der Spulenkorb mit einer dünnen elastischen zweiten Isolierschicht überzogen wird.to the strands of the plus carbon brushes 24 and 25 belonging to the field winding unit and not to that Relay shown in more detail leading current connection element 18 soldered or welded to the coil cage. This component field winding is including the connection points of the individual windings 7 to 10 with each other and the connection points of the power supply element 18 and strands of the plus brushes 24 and 25 Immersed in a sufficiently elastic insulating material - for example phenolic resin, PVC, etc. - whereby the Coil basket is covered with a thin elastic second insulating layer.

Die Erregerwicklung wird nunmehr in das Polgehäuse 1 gesetzt und zusammen mit den in die Einzelwicklungen 7 bis 10 eingelegten Pole 2 bis 5 im Polgehäuse 1 befestigt. Dabei halten im wesentlichen die Stege 26 den erforderlichen Abstand der Erregerwicklung zwischen Jochen 6 und Pollappen der Pole 2 bis 5 und dem Polgehäuse 1. Die Stege 26 gleichen auch im wesentlichen Toleranzen zwischen Erregerwicklung, Polen und Polgehäuse aus. Sie gewähren dadurch den schüttelsicheren Sitz der Erregerwicklung im Polgehäuse auch bei erhöhter Temperatureinwirkung. Diese Funktionen werden durch die dünne elastische zweite Isolierschicht unterstützt.The excitation winding is now placed in the pole housing 1 and together with the individual windings 7 to 10 inserted poles 2 to 5 fixed in the pole housing 1. The webs 26 essentially hold the required distance of the excitation winding between yokes 6 and pole lobes of poles 2 to 5 and the Pole housing 1. The webs 26 also essentially equal tolerances between the field winding, Poles and pole housings. This ensures that the excitation winding sits securely in the pole housing even when exposed to elevated temperatures. These functions are due to the thin elastic second Insulating layer supports.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

1 claims:

1. Stator for an electrical machine with poles and one of the poles assigned individual windings formed excitation winding, which with a first and an elastic second insulating material is coated, characterized in that a synthetic resin is provided as the first insulating material is, from the individual on the individual windings (7 to 10) applied and supporting webs (26) are formed.

2. Stator according to claim 1, characterized in that the webs (26) the winding strands enclose.

3. Stator according to claim 1 or 2, characterized in that the first insulating material At the same time as the webs (26), a busbar holder (2 ") as a further component on each individual winding (7 to 10) is formed.

4. Stator according to one of claims 1 to 3, characterized in that the excitation winding including the connection points between their individual windings (7 to 10) with the, as per se known, applied by dipping second insulating material is enclosed on all sides, which as relatively thin coating is formed.