DE3240922A1

DE3240922A1 - Split magnetic conductor for electrical machines

Info

Publication number: DE3240922A1
Application number: DE19823240922
Authority: DE
Inventors: Evgenij Petrovi&ccaron; Bojko; Jakov Moiseevi&ccaron; Vladimir Chait
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-10-28
Filing date: 1982-11-05
Publication date: 1984-05-10
Also published as: IT1164498B; SE8206142D0; FR2535920A1; JPS5999945A; SE8206142L; IT8241675A0; AU9005182A

Abstract

The invention relates to electrical machine construction. The split magnetic conductor, which is intended for electrical machines, contains a yoke (1) and a tooth zone (2) which is produced from corrugated strip (3) with rectangular cutouts, the cutouts forming a channel for the arrangement of the yoke (1). The depth and width of the rectangular cutouts are equal to the length of the magnetic conductor of the yoke (1) or to the width of the yoke (1). The invention can be used for electrical AC non-salient pole machines of small and medium power. <IMAGE>

Description

GETEILTER MAGNETLEITER FUR ELEKTRISCHE MASCHINEN DIVIDED MAGNETIC CONDUCTOR FOR ELECTRIC MACHINERY

Die Erfindung betrifft den Elektromaschinenbau, insbesondere geteilte Magnetleiter für elektrische Maschinen. The invention relates to electrical engineering, in particular divided Magnetic conductors for electrical machines.

Die Erfindung kann für elektrische Wechselstrom-Vollpolmaschinen benutzt werden. The invention can be used for electrical AC full-pole machines to be used.

Es ist ein geteilter Magnetleiter für elektrische Maschinen bekannt (vgl. das US-PS Nr. 3.983.435, 1976), der aus einem mit ferromagnetischem Band gewickelten Joch und aus einer Zahnzone besteht, die aus gefaltetem Band hergestellt wird, wobei die Nuten der Zahnzone auf der weite der inneren Luftspaltbohrung des Standers der elektrischen Maschine offen sind. Infolge der zu Seite des Arbeitsluftspaltes hin offenen Nuten .ergeben sich verhältnismäßig schlechte energetische Parareter des Ständers. Die am inneren Jochdurchmesser mit ihren Übergängen liegende Zahnreihe weist eine schlechte mechanische Festigkeit auf, da nur die Übergänge dieser Zahnreihe mechanisch beansprucht werden, deren Dicke gleich der des gefalteten Bandes ist. Nach dem Zusammenbau des Magnetleiters ist ein tecünologischer Vorgang zur Erfindung der Faltenklämme vorgesehen, was bei der Massenfertigung von elektrischen Maschinen infolge des höheren Arbeitsaufwandes unerwünscht ist. A split magnetic conductor for electrical machines is known (See U.S. Patent No. 3,983,435, 1976), which is wound from a ferromagnetic tape Yoke and consists of a tooth zone made of folded band, wherein the grooves of the tooth zone on the width of the inner air gap bore of the stand electrical machine are open. As a result of the side of the working air gap open grooves result in relatively poor energetic parameters of the Stand. The row of teeth lying on the inner yoke diameter with their transitions shows poor mechanical strength, since only the transitions of this row of teeth are mechanically stressed, the thickness of which is equal to that of the folded tape. After assembling the magnetic conductor, a technical process is to the invention the pleat clamps provided, which is what happens in the mass production of electrical machines is undesirable due to the higher workload.

Ein anderer benannter Magnetleiter für elektrische Maschinen (vgl. den SU-Urheberschein Nr. 584392, 1978) enthält ein Joch und eine aus gefalte;tem Band gefertigte Zahnzone, deren Nuten zum Joch hin offen sind, wobei die Breite des gefalteten Bandes gleich der Länge des geteilten Magnetleiters ist. Another named magnetic conductor for electrical machines (cf. the SU copyright certificate No. 584392, 1978) contains a yoke and an unfolded; tem Band-made tooth zone, the grooves of which are open towards the yoke, whereby the width of the folded tape is equal to the length of the split magnetic conductor.

Bei diesem geteilten llagnetleiter tritt der Magnetfluß vom Arbeitsluitspalt in die Zähne des gefalteten Bandes ein und fließt auf zwei parallelen magnetischen Wegen (Faltenschenkeln) aus Elektroblech weiter zum Joch hin. With this split Llagnetleiter the magnetic flux comes from the working air gap enters the teeth of the folded ribbon and flows on two parallel magnetic Because of (folds) made of electrical sheet further towards the yoke.

Die in den Faltenkämmen zusammentreffenden Magnetflüsse bewirken eine Übersättigung des Elektroblechs. The magnetic fluxes that meet in the folds of the folds cause it an oversaturation of the electrical steel sheet.

Die magnetische Induktion erreicht in dieser Zone 2, 1...The magnetic induction in this zone reaches 2, 1 ...

... 2,5 T. Also wird der Faltenkamm des gefalteten Bandes so starK gesättigt, daß die Permeabilität des Elektroblechs gleich der Luftpermeabilität wird. In diesem Abschnitt des teilbaren Magnetleiters steigt der magnetische Wiederstand des Metalls start an, undes beginnt die Streuung des Magnetflusses. Die Ubersättigung des Faltenkammes ist gleichbedeutend einer Vergro-Berung des Luftspaltes zwischen der Zahnzone und dem Joch, in welches der bereits gestreute Magnetfluß eintritt. Dabei tritt infolge großer Verluste im Elektroblech eine erhöhte Erwärmung auf, die sich bei der Erhöhung der Induktion in der Zahnzone erheben. Die Faltenkämme bewirken also eine Vergrößerung des Korrekturfaktors des Luftspaltes und somit eine Verschlechterung des Wirkungsgrades der Maschine.... 2.5 T. So the crest of the folds of the folded ribbon becomes so strong saturated that the permeability of the electrical steel sheet is equal to the air permeability will. The magnetic resistance increases in this section of the divisible magnetic conductor of the metal starts and the magnetic flux starts to leak. The oversaturation of the fold comb is equivalent to increasing the air gap between the tooth zone and the yoke into which the already scattered magnetic flux enters. As a result of the large losses in the electrical steel sheet, increased heating occurs, which rise as the induction increases in the tooth zone. The fold combs thus cause an increase in the correction factor of the air gap and thus an Deterioration in the efficiency of the machine.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen geteilten Magnetleiter für elektrische Maschinen zu entwickeln, bei dem die geometrischen Formen der Zahnzone eine Herabsetzung der Streuung des magnetischen Hauptflusses, eine Verkleinerung des Korrekturfaktojs des Luftspalts und eine erhöhung des Wirkungsgrades von elektrischen Maschinen ermöglichen. The invention is based on the object of a split magnetic conductor for electrical machines to develop in which the geometric shapes of the tooth zone a decrease in the scattering of the main magnetic flux, a decrease the correction factor of the air gap and an increase in the efficiency of electrical Enable machines.

Das vasen der Erfindung besteht darin, daß in einem far elektrische Maschinen bestimmten geteilten Xagnetleiter mit einem Joch und einer Zahnzone, die aus gefaltetem Band mit zum Joch hin offenen Nuten für die Aufnahme der Wicklung gefertigt wird, wobei die Breite des gefalteten Bandes gleich tier Länge des geteilten Magnetleiters ist, das gefaltete Band erfindungsgemäß an einem and rechteckige Ausschnitte aufweist, die einen anal für die Anordnung des Jochs bilden, wobei die Tiefe und die Breite der rechteckigen Ausschnitte gleich der Lange des Magnetleiters des Jochs bzw. der Breite des Jochs sind. The vase of the invention is that in a far electric Machines designed split magnetic conductors with a yoke and a tooth zone that made of folded tape with grooves open towards the yoke to accommodate the winding is manufactured, the width of the folded band being equal to the length of the divided one Magnetic conductor is the folded tape according to the invention at one and rectangular cutouts having, which form an anal for the arrangement of the yoke, the depth and the width of the rectangular cutouts is equal to the length of the magnetic conductor of the yoke or the width of the yoke.

Die Erfindung ermöglicht eine Erhöhung des Wirkungsgrades von elektrischen Maschinen durch Verringerung der Verluste im Elektroblech der Zahnzone sowie durch Verkleinerung des Korrekturfaktors des Luftspalts. The invention enables an increase in the efficiency of electrical Machines through reduction the losses in the electrical steel sheet of the tooth zone as well as by reducing the correction factor of the air gap.

Im folgenden wird die Erfindung anhand des in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In the following the invention with reference to that shown in the drawing Embodiment explained in more detail.

Es zeigen: Fig. 1 einen Teil des geteilten Magnetleiters eines Ständers gemäß der Erfindung, Fig. 2 den Schnitt III-III der Fig. 1, Fig. 3 einen Teil des geteilten Magnetleiters einer Stirnpolmaschine in isometrischer Darstellung und Fig. 4 einen Teil des ferromagnetischen Bandes mit der Zuschnittlinie.They show: FIG. 1 a part of the divided magnetic conductor of a stator according to the invention, Fig. 2 the section III-III of Fig. 1, Fig. 3 a part of the split magnetic conductor of a front pole machine in isometric representation and 4 shows a part of the ferromagnetic tape with the cutting line.

Der für elektrische Maschinen bestimmte geteilte Magnetleiter enthält ein Joch 1 (Fig. 1) und eine Zahnzone 2, die aus gefaltetem Band 3 mit zum Joch 1 hin offenen Nuten 4 für die Aufnahme der Wicklung 5 gefertigt wird Das gewellte Band 3 weist an einem Rand rechteckige Ausachnitte 6 (Fig. 2) auf, die einen Kanal für die Anordnung des Jochs 1 bilden. Die Tiefe des Ausschnitts 6 entspricht der Länge des Magnetleiters des Jochs 1, während die Breite des Ausschnitts gleich der des Jochs 1 ist. Der Ausschnitt 6 liegt zwischen den Zähnen 7 der Zahnzone 2 und dem Übergangsteil 8. The split magnetic conductor intended for electrical machines contains a yoke 1 (Fig. 1) and a tooth zone 2, which consists of folded tape 3 with the yoke 1 open grooves 4 for receiving the winding 5 is made The corrugated Band 3 has rectangular cutouts 6 (FIG. 2) on one edge, which form a channel Form for the arrangement of the yoke 1. The depth of the section 6 corresponds to Length of the magnetic conductor of the yoke 1, while the width of the cutout is equal to the of yoke 1 is. The cutout 6 lies between the teeth 7 of the tooth zone 2 and the transition part 8.

- nei solcher Ausführung des Magnetleiters von elektrischen Maschinen kann der Magnetisierungsstrom infolge der Bildung elnos günstigeren Weges für den Magnetfluß berabgesetzt wcrden, da die Zahnzone 2 /Fig. 1) mit dem Joc@ 1 huber den Rand acs gefalteten Bandes 3 in Kontakt steht. )as im Inneren des befal-teten sandes 3 anb:'eordnete Joch 1 kann eine Wicklung 5 umfassen, wobei die Bedingungen für die Ummagnetisierung des Jochs 1 verbessert werden und letzten Endes Wicklungsmaterial gespart wird. Die dem Joch 1 zugewandten Faltenschenjel haben gleiche Oberfläche. Dadurch ergibt sich ein niedrioerer Korrekturfaktor des Luftspalts auf der Seite des Jochs 1, so daß die energetischen Parameter von elektrischen Maschinen verbessert werden. - No such design of the magnetic conductor of electrical machines the magnetizing current can result in the formation of elnos more favorable path for the Magnetic flux would be reduced because the tooth zone 2 / Fig. 1) with the Joc @ 1 huber the edge acs folded tape 3 is in contact. ) as inside the folded sandes 3 Anb: 'arranged yoke 1 can comprise a winding 5, with the conditions to be improved for the remagnetization of the yoke 1 and ultimately winding material is saved. The small folds facing the yoke 1 have the same surface. This results in a lower correction factor of the air gap on the side of the yoke 1, so that the energetic parameters of electrical machines be improved.

In Fig. 3 ist ein Teil des geteilten Magnetleiters einer stirnpolmaschine dargestellt. Die Zahnzone 2 wird aus ferromagnetischem Band 9 (Fig. 4) hergestellt, welches längs der Linie 10 in zwei kongruente Bander 11 zerschnitten wird. Jedes dieser Bänder 11 wird gefaltet, wobei man das gefaltete Band 3 erhält. Beim Falten des Bandes werden die vorspringenden Bandteile verformt und so Faltenschenkel gebildet, wobei die benachbarten Schenkel gegeneinander um 1800 geschwenkt sind. In Fig. 3 is a part of the divided magnetic conductor of a front pole machine shown. The tooth zone 2 is made of ferromagnetic tape 9 (Fig. 4), which is cut into two congruent strips 11 along the line 10. Each this band 11 is folded to obtain the folded band 3. When folding of the tape, the protruding tape parts are deformed and thus fold legs are formed, whereby the adjacent legs are pivoted against each other by 1800.

Für elektrische Walzenpolmaschinen wird die Zahnzone 2 (Fig. 1) zu einem Zylinder zusammengerollt, wobei das Joch 1 in den Kanal eingeführt und mit der Zahnzone 2 verbunden wird. In diesem Falle erfüllt das gefaltete Band 3 zwei Funktionen: sein am Joch 1 liegender Innenteil dient als Zahnzone 2, während der aussere Teil als Kühlrippen wirkt. Im letzteren Fall liegt die Wickhing 5 nur in der Zahnzone. Der Übergangsteil 8 dient dabei auch als Wärmeübertrager, der die entstehende Warme von der Zahnzone 2 mit der Wiklung 5 zu den Kühlrippen transportiert. Hierbei entfällt bei elektrischen Maschinendie Notwendigkeit eines Gehc.uses. For electric roller pole machines, tooth zone 2 (FIG. 1) is closed rolled up a cylinder, the yoke 1 inserted into the channel and with the tooth zone 2 is connected. In this case, the folded tape 3 fulfills two Functions: its inner part lying on the yoke 1 serves as tooth zone 2, during the outer part acts as cooling fins. In the latter case, the Wickhing 5 is only in the tooth zone. The transition part 8 also serves as a heat exchanger that the The heat generated from tooth zone 2 is transported to the cooling fins by winding 5. This eliminates the need for a housing with electrical machines.

Für Stirnpolmaschinen legt man die Zahnzone 2 (Fig.3) um das Joch 1, worauf die Enden der Zahnzone 2 miteinander verbunden werden. For front pole machines, tooth zone 2 (Fig. 3) is placed around the yoke 1, whereupon the ends of tooth zone 2 are connected to one another.

Bekanntlich können die Magnetfelder in den Stirnpolmaschinen bedeutende Verformungen der Magnetleiter hervoruufen, wobei der Läufer ani Ständer "fostklebt". Diese 1'rscheinung begrenzt die @öglichkeiten für den Bau von Stirnpolmaschinen mittleror Leistung. As is well known, the magnetic fields in the face pole machines can be significant Causing deformations of the magnetic conductors, whereby the runner "fostklebt" sticks to the stand. This appearance limits the possibilities for the construction of front pole machines midor performance.

Die erfin@@ng@gemässe Austführung des Magnetleiters schliesst die Möglichkeit seiner Verformung aus, da die Faltenschenkel radial, also quer zu den Schichten dos Jochs 1 gerichtet sind und die eine Zahnzone 2 mit der anderen Zahnzone 2 mittels des Übergangsteils 8 verbunden ist, der sich gegen das Joch 1 stammt und das Anzie- hen der ersten Zahnzone 2 durch den oegenüberliegenden Magnetleiter (sei es ein Ständer oder ein Läufer) der elektrischen Maschine verhindert. The invented execution of the magnetic conductor closes the Possibility of its deformation because the fold legs are radial, i.e. transverse to the Layers dos yoke 1 are directed and one tooth zone 2 with the other tooth zone 2 is connected by means of the transition part 8 which originates against the yoke 1 and the attraction hen the first tooth zone 2 through the opposite one Magnetic conductor (be it a stator or a rotor) prevents the electrical machine.

Beim Zusammenbau des geteilten Magnetleiters eines Läufers mit Kurzschlusswicklung wird zuerst die Zahnzone 2 (Fig. 3) mit dem Joch 1 verbunden, worauf die Nuten 4 mit der in der Zeichnung nicht gezeigten kurzgeschlossenen Wicklung gefüllt werden. When assembling the split magnetic conductor of a rotor with short-circuit winding the tooth zone 2 (Fig. 3) is first connected to the yoke 1, whereupon the grooves 4 be filled with the short-circuited winding, not shown in the drawing.

Bei Anwendung der Erfindung ergeben sich höhere energetische Kennwerte von elektrischen Maschinen. Leerseite When the invention is used, higher energetic characteristics result of electrical machines. Blank page

Claims

DIVIDED MAGNETIC CONDUCTOR FOR ELECTRICAL MACHINERY PATENT CLAIM DIVIDED Magnetic conductor for electrical machines with a - yoke (1) 'and a - tooth zone (2), the folded tape (3) with the yoke open grooves (4) for the recording the winding (5) is made, where - the width of the folded tape (3) is the same is the length of the divided magnetic conductor, that is, there are no indications n e t that - the folded tape (3) has rectangular cutouts (6) on one edge, which form a channel for the arrangement of the yoke (1), the depth and the Width of the rectangular cutouts (6) equal to the length of the magnetic conductor of the yoke (1) or the width of the yoke (1).