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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Maschine,
wie beispielsweise einen Motor oder Generator vom Induktionstyp.
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Ein
Motor ist eine elektromechanische Vorrichtung, die elektrische Energie,
die in der Form von Spannungen oder Strömen geliefert wird, in mechanische
Energie umwandelt, die als Drehbewegung dargestellt wird. Eine übliche Art
von Motor besteht aus zwei Hauptelementen, einem Stator und einem Rotor.
Der Stator umfasst typischerweise eine Drahtspule mit einer Anzahl
von Wicklungen. Der Rotor umfasst typischerweise Permanent-Magneten. Der
Rotor und Stator sind mechanisch angeordnet, so dass sich der Rotor
mit Bezug auf den festen Stator frei bewegen kann. Eine elektromagnetische Wechselwirkung
zwischen dem Stator und dem Rotor bewirkt dann, dass sich der Rotor
für jede
Polaritätsänderung
in den Statorwicklungen bewegt. Andere Arten von elektrischen Maschinen,
wie beispielsweise Generatoren, können auf eine ähnliche
Art und Weise aufgebaut sein.
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Bei
einer Art von Rotor wird der Stator durch Laminieren einer Anzahl
von Platten gebildet, die aus einem Eisenwerkstoff gebildet werden,
um ein zylindrisches Statorgehäuse
bereitzustellen. Die Kernplatten weisen daran ausgebildete Laschen
oder Zacken auf, die eine Struktur bereitstellen, um die blanke
Kupferdrahtlitzen gewickelt werden, um die Wicklungen zu bilden.
Das Statorgehäuse
stellt einen koaxial angeordneten offenen Raum bereit, in den die Rotoranordnung
eingefügt
wird. Die Rotoranordnung ist typischerweise aus einer Anzahl von
Elektromagneten hergestellt, die um eine Welle beabstandet sind.
Typischerweise sind die Magneten in einer äußeren Hülse enthalten oder werden mit
der Welle durch diese gehalten. Die Rotoranordnung wird drehbar
in dem Statorgehäuse
durch Lager mit niedriger Reibung mechanisch getragen.
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Derartige
Motoren wurden in der Industrie vielfach für Präzisionssteueranwendungen zugelassen,
und es davon ausgegangen, dass sie ziemlich gut für ihren
bestimmten Zweck arbeiten. Sie sind jedoch nicht ohne ihre Unzulänglichkeiten.
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Es
würde wünschenswert
sein, die Notwendigkeit, eine Anzahl von Wicklungen in der Statoranordnung
vorzusehen, von einer Herstellungsperspektive zu eliminieren.
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Es
würde ebenfalls
wünschenswert
sein, wenn das Leistungserzeugungs- oder Drehmomentpotenzial eines Motors
einer gegebenen Größe und eines
gegebenen Gewichts erhöht
werden könnte.
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Außerdem könnte die
Zuverlässigkeit
derartiger Motoren verbessert werden, wenn man bedenkt, dass die
Drahtwicklungen der Rotoren bei ausgedehntem Einsatz manchmal dazu
neigen, kurzzuschließen
oder sich abzunutzen.
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Die
US-A-1 512 693 offenbart eine elektrische Maschine mit den Merkmalen
des Oberbegriffs von Anspruch 1.
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Die
GB-A-1 038 011 offenbart eine elektrische Maschine mit stabähnlichen
Statorwicklungsleitern, die zusammen in Gruppen an beiden Enden durch
Verbindungsteile verbunden sind, die sich um die Statorachse erstrecken.
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Die
US-A-4 039 875 offenbart einen Motorstator mit an hervorstehende
Polen gewickelten Spulen. Eine gedruckte Leiterplatte wird verwendet,
um die Spulenenden untereinander zu verbinden. Patent Abstracts
of Japan, Bd. 011, Nr. 036 (E-477), 3. Februar 1987 und die JP-A-61
203839 legen nahe, eine Molybdän-Plattierung
auf einer der Oberflächen
der beiden Kupferstreifen bereitzustellen, die eine Wicklungsschicht
bilden, um Abnutzung aufgrund relativer Bewegung der Schicht zu
verringern.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, wie in
Anspruch 1 dargelegt ist. Optionale Merkmale werden in den abhängigen Ansprüchen vorgetragen.
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Die
vorliegende Erfindung ist eine elektrische Maschine, wie beispielsweise
ein bürstenloser Motor,
bei der die Spule durch einen Satz von elektrisch leitenden Blattstrukturen
gebildet wird, die um eine Achse eines Statorkerns angeordnet sind.
Die elektrische Zusammenschaltung zwischen den Blättern wird
beispielsweise durch einen Satz von Platten bereitgestellt, die
an einem Ende der Blätter
angeordnet sind. Die Platten verbinden die Blätter in einer richtigen Schaltungsorientierung
elektrisch, um eine gewünschte
Anzahl von Windungen und Phasen für die Maschine bereitzustellen.
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Die
Anzahl von Phasen und die Anzahl von Windungen, die dem Motor zugeordnet
sind, kann durch Ändern
der Schaltungsanordnung der Zwischenverbindungsplatten geändert werden.
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Die
nichtleitenden Abschnitte der Zwischenverbindungsplatten können durch
eine Keramik oder einen anderen Aluminawerkstoff bereitgestellt
werden.
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Die
leitenden Abschnitte der Zwischenverbindungsplatten und der Blätter werden
aus einem Kupfer- und Molybdän-Laminat
gebildet.
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Die äußeren Schichten
der Blätter
können
einen Abschnitt davon aufweisen, der mechanisch eine Rückeisenstruktur
der Statoranordnung kontaktiert, um eine starre robuste Statorstruktur
bereitzustellen. Bei einer derartigen Konfiguration wird ein isolierender
Werkstoff ebenfalls entlang der Blätter ausgebildet, um die Blätter am
Kurzschließen
mit dem Rückeisen
zu hindern.
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Ausführungsformen
der Erfindung werden nun lediglich beispielhaft mit Bezug auf die
begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen zeigen:
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1A eine
Endansicht einer elektrischen Maschine, wie beispielsweise eines
bürstenlosen Gleichstrommotors,
der erfindungsgemäß aufgebaut ist;
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1B eine
Querschnittsansicht des Motors;
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2A einen
detaillierterer Querschnitt der Statoranordnung und des Rotors;
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2B eine
Draufsicht einer der Zwischenverbindungsplatten;
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3 eine
explodierte Ansicht, die die Anordnung von Zwischenverbindungsplatten
für einen Dreiphasenmotor
mit einer einzigen Windung zeigt, die darstellt, wie die Platten
und Blätter
die Motorwicklungen bereitstellen;
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4A und 4B jeweils
eine Draufsicht und eine Querschnittsansicht einer Rückeisenunterlegscheibe,
aus der der Körper
des Stators gebildet ist;
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5A, 5B und 5C Vorder-,
Querschnitts- und Rückansichten
einer bestimmten Zwischenverbindungsplatte der Zwischenverbindungsplatten;
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6A und 6B Metallisierungsmuster für die Zwischenverbindungsplatte;
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7 eine
detailliertere Ansicht einer leitenden Fläche, die an der Zwischenverbindungsplatte angebracht
ist, um die Zusammenschaltung zwischen den Blättern bereitzustellen;
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8A und 8B eine
Vorder- und Querschnittsansicht von Isolatorplatten;
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9A und 9B Drauf-
und Querschnittsansichten einer Art von Blatt mit einem abgestuften Abschnitt,
um eine elektrische Verbindung mit Treiberschaltungen bereitzustellen;
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10A und 10B Ansichten
einer zweiten Art von Blatt, die Stromfluss von einem Ende des Stators
zu dem anderen vorsieht; und
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11A und 11B eine
detailliertere Ansicht eines Isolator-Keramikstücks, das mit den Blättern bei
einer bevorzugten Ausführungsform
hartgelötet
ist.
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Die
vorhergehenden und weiteren Aufgaben, Merkmale und Vorteile der
Erfindung werden aus der folgenden spezielleren Beschreibung der
bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung offensichtlich, wie in den begleitenden Zeichnungen
dargestellt, bei denen sich gleiche Bezugszeichen auf die gleichen Teile überall in
den unterschiedlichen Ansichten beziehen. Die Zeichnungen sind nicht
notwendigerweise maßstabsgetreu,
wobei die Betonung anstatt auf die Darstellung der Prinzipien der
Erfindung gelegt wird.
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Die
vorhergehenden und weiteren Aufgaben, Merkmale und Vorteile von
Ausführungsformen
der Erfindung werden aus der folgenden spezielleren Beschreibung
offensichtlich.
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1A und 1B stellen
jeweils eine Endansicht und eine Querschnittsansicht eines elektrischen
Motors 10 dar, der eine Statoranordnung 12 verwendet,
die Gebrauch von untereinander verbundenen Blättern 14 und Platten 16 macht,
um die Statorwicklungen bereitzustellen.
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Genauer
gesagt umfasst der Motor 10 eine Statoranordnung 12 und
einen Rotoranordnung 20. Der Motor 10 ist vom
Innenrotortyp, bei dem der Rotor 20 entlang einer zentralen
Achse A angeordnet ist, um sich innerhalb des Stators 12 zu
drehen. Die Anordnungen des Rotors 20 und des Stators 12 werden
an Ort und Stelle durch ein vorderes Motorgehäuse 30 und ein hinteres
Motorgehäuse 31 gehalten.
Die Gehäuse 30 und 31,
die aus Aluminium, Stahl oder einem anderen geeigneten Metall gebildet sein
können,
befestigen die Rotoranordnung 20 durch vordere und hintere
Lager 32 und 33 drehbar.
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Die
Rotoranordnung 20 besteht aus einer äußeren Hülse 21, einer inneren
Rotorwelle 22, Magnetstäben 23,
Halteringen 24, Unterlegscheiben 25, Toleranzringen 26 und
einem Ritzel 27. Die Rotoranordnung 20, die in
der Technik bekannt ist, verwendet die äußere Rotorhülse 21, um eine Anzahl
vom Magnetstä ben 23 entlang
deren Länge
zu halten. Die Halteringe 24 und Unterlegscheiben 25 halten
die Rotoranordnung 20 in den Lagern 32, 33 positioniert. Ein
Toleranzring 26 kann zwischen dem hinteren Lager 33 und
der Seitenwand des hinteren Motorgehäuses 31 eingefügt werden,
um die Auflagefläche
des Lagers 33 weniger kritisch zu machen. Das Ritzel 27 ist
in dem vorderen Ende der Rotorwelle 22 eingefügt und typischerweise
mechanisch mit der Vorrichtung gekoppelt, um durch den Motor 10 angetrieben
zu werden.
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Von
besonderem Interesse für
die vorliegende Erfindung ist der Aufbau der Statoranordnung 12, die
aus einer Anzahl von Blättern 14,
die sich entlang der Länge
des Stators 12 erstrecken, Rückeisenunterlegscheiben 15,
Zwischenverbindungsplatten 16 und Isolatorplatten 17 besteht.
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2A und 2B zeigen
die Statoranordnung 12 ausführlicher. Der Stator 12 umfasst
einen Rahmen, der aus einer Anzahl von Rückeisenunterlegscheiben 15 aufgebaut
ist, die zusammen laminiert sind. Die Rückeisenunterlegscheiben 15 sind aus
einer Nickel-Eisen-Legierung oder einem anderen geeigneten Eisenwerkstoff
gebildet. Die Laminationen helfen, Wirbelströme in dem Stator 12 zu
verringern. An jedem der beiden Enden der Anordnung von Rückeisenunterlegscheiben 15 befindet
sich eine Reihe von Zwischenverbindungsplatten 16, die durch
Isolatorplatten 17 beabstandet sind.
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Eine
besondere Zwischenverbindungsplatte der Zwischenverbindungsplatten 16A wird
in der Draufsicht von 2B gezeigt. Wie am besten in
dieser Ansicht gesehen werden kann, ist die Zwischenverbindungsplatte 16A aus
einem Kreisring eines isolierenden Werkstoffs, wie beispielsweise
eine 96% Aluminiumoxid enthaltende Keramik, gebildet.
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Der
innere Umfang der Platte 16A hat darin eine Anzahl von
Schlitzen 18 ausgebildet, in denen die Blätter 14 angeordnet
sind. Bei der dargestellten Konfiguration gibt es eine Gesamtzahl
von achtzehn Schlitzen 18 um den inneren Umfang.
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Die
Blattstücke 14 werden
tatsächlich
als zwei Arten, einem abgestuften Blattstück 14-1 und einem
geraden Blattstück 14-2,
bereitgestellt. Die meisten Stücke
sind von der geraden Blatt-Variante 14-2; es gibt jedoch
drei abgestufte Blattstücke 14-1, die
bei der dargestellten Ausführungsform
bereitgestellt werden. Die drei abgestuften Blätter 14-1 entsprechen
jeder der drei Phasen der Wicklungen der Statoranordnung 12.
Wie zuvor erläutert,
sind die Blattstücke 14 aus
ei nem geeigneten Werkstoff, wie beispielsweise einem Kupfer-Molybdän-Laminat,
gebildet.
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Die
Blattstücke 14-1 und 14-2 dienen
als Stromleiter, um den Platz typischerer Wicklungsdrähte einzunehmen,
die in einem Stator angefunden werden. Die in Verbindung mit leitenden
Metallisierungsschichten, die in einem bestimmten Muster an den
verschiedenen Zwischenverbindungsplatten 16 ausgebildet
sind, arbeitenden Blätter 14 stellen
die Schaltungswege für
den Stromfluss bereit und dienen somit als die verschiedenen Wicklungsphasen des
Motors 10.
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Es
sei nun die Aufmerksamkeit auf 3 gerichtet,
bei der eine explodierte Ansicht der Zwischenverbindungsplatten 16 die
Art und Weise darstellt, in der die Blätter 14-1 und 14-2 elektrisch
untereinander verbunden sind. (Die Blätter 14-1 und 14-2 werden
zwecks Klarheit in 2 nicht gezeigt.)
Im Allgemeinen führt
ein gegebenes Blatt 14 Strom von einem Ende des Stators 12 zu
dem anderen; die Zwischenverbindungsplatten 16 dienen als "Endwindungen", die veranlassen,
dass der von einem Blatt 14 empfangene Strom die Richtung
umkehrt, und den Stator abwärts
in der entgegengesetzten Richtung zurückkehrt.
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Jedes
abgestufte Blattstück 14-1 stellt
eine Endlasche 19 bereit, die von der Statoranordnung 12 herausgebracht
wird, um eine Zusammenschaltung mit einer der drei erforderlichen
Phasentreibersignale bereitzustellen.
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Bei
der dargestellten Konfiguration sind drei Zwischenverbindungsplatten 16A, 16B und 16C an dem
hinteren Ende der Statoranordnung 12 angeordnet. Drei weitere
Zwischenverbindungsplatten 16D, 16E und 16F sind
an dem vorderen Ende der Statoranordnung 12 angeordnet.
Die Linien mit Pfeilen geben den Stromfluss von und durch die verschiedenen Zwischenverbindungsplatten 16 und
den darauf ausgebildeten Metallisierungsschichten an.
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Es
sei beispielsweise der Stromweg für eine Phase der Wicklungen
betrachtet. Beginnend bei der Zwischenverbindungsplatte 16A gibt
es einen Schlitz 18-1, der einem entsprechenden abgestuften
Blattstück 14-1 zugeordnet
ist, der den Eingangsstrom bereitstellt. Das Blattstück 14-1 ist
in Schlitzen 18-1 eingefügt, die in einer entsprechenden
radialen Position in jeder der fünf
anderen Platten 16B bis 16F angeordnet sind.
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Strom
tritt in die Statoranordnung 12 an dem abgestuften Blattstück 14-1 ein,
das im Schlitz 18-1 positioniert ist. Der Schlitz 18-1 ist
in einem Abschnitt der Zwischenverbindungsplatte 16A ausgebildet,
der lediglich Keramik und keine ihn umgebende leitende Metallisierung
aufweist. Daher fährt
der Strom fort, entlang des Blattstücks 14-1 zu der nächsten Platte 16B zu
laufen.
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Bei
der Platte 16B wird ein weiterer Schlitz 18-1 angetroffen,
der keine ihn umgebende Metallisierung aufweist. Der Strom fährt somit
fort, entlang des Blattstücks 14-1 zu
der nächsten
Platte 16C zu fließen,
die erneut keine Metallisierung benachbart ihrem Schlitz 18-1 aufweist.
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Der
Strom, der entlang des durch das Rückeisen 15 ausgebildeten
Statorkörpers
fortfährt,
erreicht die Platte 16D bei Schlitz 18-1. An dieser
radialen Position ist ein Abschnitt einer Metallisierungsfläche 19-1 enthalten.
Der Strom tritt somit in die Metallisierungsfläche 19-1 ein und wird über den
Schlitz 18-4 in die Platte 16D geführt. Obwohl
der Strom ebenfalls die verbleibende Länge des Blattstücks 14-1 abwärts fortfahren
wird, sind die entsprechenden Schlitze 18-1 in der Platte 16E und 16F in
einem Keramikabschnitt der jeweiligen Platte, und daher wird kein
Strom durch sie fließen.
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Somit
wird der gesamte, in dem Blattstück 14-1 fließende Strom
in der Tat durch die Metallisierungsfläche 19-1 umgedreht
und nun dem Schlitz 18-4 in der Platte 16D präsentiert.
Wie durch die Pfeile in der Zeichnung angegeben ist, läuft der
Strom dann in der "Aufwärtsrichtung", wobei er zu der
Platte 16C bei Schlitz 18-4 und der Platte 16B bei 18-4 zurückkehrt.
Bei dem radialen Schlitz 18-4 enthalten diese Platten 16C und 16B erneut
lediglich Keramik. Beim Erreichen des Schlitzes 18-4 in
der Platte 16A wird er jedoch mit einer zweite Metallisierungsfläche 19-2 in
der Platte 16A in Berührung
kommen, die veranlasst, dass der Strom zu dem Schlitz 18-7 weitergeleitet
wird.
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Ein
zweites Blattstück 14-4,
das in die jeder der Platten 16A bis 16F zugeordnete
Schlitze 18-4 eingefügt
ist, führt
dann den Strom von der Vorderseite zu der Rückseite des Stators 12.
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Eine
zweite Metallisierungsfläche 19-2 stellt noch
eine weitere Änderung
in der Stromrichtung zurück
zu der Vorderseite des Stators 12 hin bereit. In diesem
Fall fließt
der Strom durch das entsprechende Blattstück 14-7 durch Schlitze 18-7 in
Platten 16B und 16C, bis er mit dem Schlitz 18-7 in
der Platte 16 benachbart der Metallisierungsfläche 19-3 in
Berührung
kommt. Die Fläche 19-3 bewirkt,
dass der Strom erneut zu dem Stator 12 hin zurückkehrt,
bis er den Schlitz 18-10 in der Platte 16A erreicht.
An diesem Punkt wird der Strom jedoch erneut umgedreht und läuft durch
das in den Schlitzen 18-13 eingefügte Blatt 14-2 zu
der Vorderseite des Stators hin. Beim Erreichen der Platte 16D bei
Schlitz 18-13 wird eine abschließende Windung durch die Metallisierungsfläche 19-5 durchgeführt. Der
Strom führt
seine abschließende
Reise „aufwärts" durch die Schlitze 18-16 zurück durch.
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Eine
abschließende
Metallisierungsfläche 19-6 in
der Platte 16A dient als ein gemeinsamer Verbindungspunkt
für die
drei Phasen des Motors, die in einer elektrischen "Y"-Konfiguration verbunden sind. Der Fläche 19-6 kann
entweder ermöglicht
werden, elektrisch zu floaten, oder sie kann zu einer Gehäuseerdungsposition
heraus gebracht werden.
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Nachdem
beschrieben wurde, wie eine Phase des Stromweges durch die verschiedenen
Blattstücke 14 und
Zwischenverbindungsplatten 16 fließt, ist ohne weiteres ersichtlich,
wie die anderen Metallisierungsflächen und Schlitze 18 zusammenarbeiten, um
die beiden anderen Stromphasen bereitzustellen.
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Es
sollte ebenfalls ersichtlich sein, dass, obwohl 3 eine
Anordnung von Platten 16 und Blättern 14 darstellt,
die einen Dreiphasenmotor mit einer einziger Windung bereitstellt,
Motoren mit anderen Phasen und mehreren Windungen durch eine geeignete
Anordnung der Flächen 19 bereitgestellt
werden können.
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4A und 4B sind
eine detailliertere Ansicht von Rückeisenunterlegscheiben 15.
Diese Unterlegscheiben werden aus einer Nickel-Eisen-Legierung,
wie beispielsweise "Carpenter 49", oder einem anderen
geeigneten Eisenwerkstoff gebildet. "Carpenter 49" ist von Carpenter
Technology Corporation, Wyomissing, Pennsylvania, verfügbar. Die Rückeisenunterlegscheiben 15 werden
als Kreisringe eines Werkstoffs mit Schlitzen 18 an einem
Innendurchmesser davon auf die gleiche Art und Weise wie die Schlitze 18 gebildet,
die in den Platten 16 ausgebildet wurden. Die Schlitze 18 sind
notwendig, damit die Blätter 14 hindurch
gehen können.
Registrierungsschlitze 40 können in dem Außendurchmesser
der Rückeisenunterlegscheibe 15 ausgebildet sein,
um beim Zusammenbau- und Laminationsprozess zu helfen.
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Bei
der dargestellten Ausführungsform
weist jede einzelne Rückeisenunterlegscheibe 15 eine
Dicke von ungefähr
0,010 Zoll (0,25 mm) auf. Bei einer typischen Konfiguration werden
die Rückeisenunterlegscheiben
zu einer Laminationshöhe
von ungefähr 3
Zoll (75 mm) gebaut. Der Außendurchmesser
für diesen
Motor beträgt
näherungsweise
1,2 Zoll (30 mm) mit einer Dimension D1 zwischen den Außenseitenenden
der Schlitze, die ungefähr
1,01 Zoll (26 mm) beträgt. Von
einem Motor dieser Größe, der
wie gezeigt konfiguriert ist, erwartet man, dass er ungefähr 1,5 Pferdestärken (1,1
kW) liefert.
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5A, 5B und 5C zeigen
eine der Zwischenverbindungsplatte 16A in größerem Detail. Wie
zuvor erläutert,
umfassen die Platten 16A achtzehn im Innendurchmesser ausgebildete
Schlitze 18. Die Platte 16A ist aus einem geeigneten,
strukturfesten, thermisch stabilen isolierenden Werkstoff, wie beispielsweise
eine Keramik, die 96% Aluminiumoxid enthält, gebildet.
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Metallisierungsschichten 19-2, 19-4 und 19-6 sind
auf den Flächen
der Platte 16A ausgebildet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform
gibt es Metallisierungsschichten 19, die jeder Fläche der Platte 16A zugeordnet
sind. Dass leitende Schichten 19 auf beiden Seiten der
Platte 16 vorhanden sind, ist für den Betrieb der Erfindung
nicht restlos notwendig. Es ist jedoch wünschenswert, da dies die zweifache Stromhandhabungspotenzial
für eine
gegebene Größe der Platte 16A bereitstellt.
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Die
Metallisierungsflächen 19 können in
einer Reihe von Verfahren, wie beispielsweise durch Versilbern,
gebildet werden. Ein geeigneter Satz von Bildvorlagen für einen
derartigen Prozess wird in 6A und 6B gezeigt.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
gibt es ebenfalls eine leitende Werkstoffschicht, die an der Platte 16 hartgelötet ist,
um die Metallisierungsflächen 19 bereitzustellen.
Insbesondere können
die Flächen 19 durch
eine leitende Werkstoffstelle 29 gebildet werden.
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Eine
leitende Stelle 29, die der Fläche 19-4 zugeordnet
ist, wird ausführlicher
in 7 gezeigt. Die leitende Stelle 29 wird
natürlich
in einer geeigneten Form ausgebildet, um die Zwischenverbindung zwischen
den beiden leitenden Schlitzen 18-4 und 18-7 aufzunehmen.
Die leitende Stelle 29 wird aus einem leitenden Verbundwerkstoff,
wie beispielsweise einem Laminat aus Kupfer und Molybdän, gebildet. Bei
der bevorzugten Ausführungsform
besteht dies aus einer Reihe von abwechselnden Schichten aus Kupfer
und Molybdän,
wobei Kupfer die beiden äußersten
Schichten bildet. Nach Gewicht beträgt die Lamination ungefähr 60% Kupfer
und 40% Molybdän.
Bei der dargestellten Ausführungsform
weisen die Schichten gleicher Dicke aus Kupfer und Molybdän eine Dickenabmessung
D2 von ungefähr
0,005 Zoll (0,013 mm) auf.
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8A und 8B sind
eine detaillierte Ansicht einer der Isolatorplatten 17.
Die Isolatorplatte 17 wird aus dem gleichen Werkstoff gebildet,
das für
das Substrat der Zwischenverbindungsplatte 16 verwendet
wird. Die Isolatorplatten 17 sind jedoch ein wenig dünner mit
einer Abmessung D3 von ungefähr
0,12 Zoll (3,0 mm). Sie weisen natürlich die darin ausgebildeten
Schlitze 18 auf, um die Blätter 14 unterzubringen,
wobei sie jedoch keine Metallisierungsschichten enthalten. Die Isolatorplatten 17 isolieren die
freigelegten Metallisierungsflächen 19 einer
jeweiligen Zwischenverbindungsplatte 16, um die benachbarten
Zwischenverbindungsplatten 16 davon abzuhalten, elektrisch
miteinander kurzzuschließen.
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9A und 9B sind
eine detaillierte Ansicht eines abgestuften Blattstücks 14-1.
Das abgestufte Blattstück 14-1 ist
eine elektrisch leitende Einheit, die für den Stromfluss von einem
Ende der Statoranordnung 12 zu dem anderen sorgt. Das abgestufte
Blatt 14-1 weist einen Hauptabschnitt auf, der aus einem
leitenden Blatt 34 besteht. Das leitende Blatt 34 ist
aus einem laminierten leitenden Werkstoff, wie beispielsweise das
zuvor erwähnte
Molybdän-
und Kupfer-Laminat, gebildet. In diesem Fall kann eine Gesamtdicke
von 0,1 Zoll (2,5 mm) durch ungefähr 9 Werkstoffschichten bereitgestellt
werden, wobei sich die Schichten aus Kupfer und Molybdän erneut
abwechseln.
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Die
Lasche oder Stufe 19 in dem Blattstück 14-1 wird als eine
Verlängerung
verwendet, um eine Verbindung mit der Steuerschaltungsanordnung
für die
elektrische Phase bereitzustellen.
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Obwohl
das Blatt 14-1 vollständig
aus diesem leitenden Werkstoff gebildet werden kann, ist bei einer
bevorzugten Ausführungsform
auf beiden Seiten davon ein Isolator 35 laminiert. Der
Isolator 35 hindert das Blatt 14-1 am elektrischem
Kontakt mit unerwünschten
Abschnitten der Statoranordnung 12 und insbesondere der
Rückeisenplatten 15.
Somit wird die Bloßstellung
von leitendem Werkstoff 34 lediglich an den Enden des Blatts 14-1 benachbart
den vorderen und hinteren Enden der Statoranordnung 12 vorgesehen,
wo die Schlitze 18 in den Zwischenverbindungsplatten 16 angeordnet
sind.
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10A und 10B sind
detailliertere Ansichten eines geraden Blattstücks 14-2. Diese Blattstücke 14-2 erfordern
nicht die Stufe 19, da sie lediglich eine Verbindung zwischen
den Platten 16 an jedem der beiden Enden des Stators 12 bereitstellen, und
müssen
keine Verbindungen hinaus zu der Treiberschaltungsanordnung bereitstellen.
Der Aufbau ist ansonsten der gleiche wie für das abgestufte Blattstück 14-1,
das aus dem leitenden Werkstoff 34 mit äußeren isolierenden Keramikschichten 35 besteht. Die äußeren Schichten 35 können aus einer
geeigneten isolierenden Keramik gebildet sein, die an dem leitenden
Abschnitt 34 hartgelötet
ist.
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Wir
haben in der Praxis herausgefunden, dass die Verwendung des laminierten
leitenden Werkstoffs für
die Blätter 14 für eine überdurchschnittliche
Leistung sorgt. Hartlöten
kann verwendet werden, um die leitenden Blattabschnitte 14 mit
dem durch die Platten 16 präsentierten Keramik-Molybdän-Laminat
zu verbinden. Aufgrund der Ähnlichkeit in
den Ausdehnungskoeffizienten von Molybdän und Kupfer bewirkt der Hartlötprozess
andererseits nicht, dass sich die Laminationen trennen, wie es andernfalls
mit anderen Werkstoffen angetroffen werden kann.
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11A und 11B sind
eine detailliertere Ansicht der mit den Blattstücken 14-1 und 14-2 verwendeten
Isolatorschicht 35. Die Schicht 35 kann aus einem
geeigneten keramischen Werkstoff, wie beispielsweise das zuvor beschriebene
96%ige Aluminiumoxid, gebildet sein. Eine Metallisierungsschicht 38 kann
an einer Seite davon ausgebildet sein, um bei dem Hartlötprozess
während
des Zusammenbaus der Isolatorschicht mit den Blattstücken 14 zu
helfen.
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Obwohl
diese Erfindung insbesondere mit Bezügen auf bevorzugte Ausführungsformen
derselben gezeigt und beschrieben wurde, wird es für einen Fachmann
offensichtlich sein, dass verschiedene Änderungen in Form und Einzelheiten
daran durchgeführt
werden können,
ohne vom durch die beigefügten
Ansprüche
umfassten Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.