DE952366C

DE952366C - Single or multi-phase machine with square stator plates and differently shaped grooves

Info

Publication number: DE952366C
Application number: DET5553A
Authority: DE
Inventors: Fritz Tellert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-01-01
Filing date: 1952-01-01
Publication date: 1956-11-15

Description

Ein- oder Mehrphasenmaschine mit viereckigen Ständerblechen und unterschiedlich geformten Nuten Die Erfindung betrifft Ein- oder Mehrphasenmaschinen mit viereckigen Ständerblechen und derart unterschiedlich geformten Ständernuten, daß die an den Ecken liegenden schmalen, aber tiefen Nuten nach der Mitte des Blechpaketes immer breiter und flacher werden und der Rauminhalt aller Nuten konstant ist.Single or multi-phase machine with square stator plates and different shaped grooves The invention relates to single or multi-phase machines with square Stator plates and stator slots of different shapes that the Narrow but deep grooves always lying in the corners towards the middle of the laminated core become wider and flatter and the volume of all grooves is constant.

Die Aufgabe, Ein- oder Mehrphasenmaschinen mit einem möglichst geringen. Aufwand an aktiven Materialien und mit den bestmöglichen Betriebseigenschaften in wirtschaftlichster Massenfertigung herzustellen, hat dazu geführt, auf ein beson, deres, den aktiven Blechkörper aufnehmendes Maschinengehäuse zu verzichten. Gehäuselose Bauarten, die seit langem aus Ersparnisgründen verwendet werden, ergeben aber je nach der Ausführung Schwierigkeiten in bezug auf mechanische Festigkeit der Ständerpakete oder erhöhte Eisenverluste.The task of single or multi-phase machines with the lowest possible. Effort in active materials and with the best possible operating properties in the most economical mass production has led to a special, the machine housing accommodating the active sheet metal body is to be dispensed with. Housingless Types that have been used for a long time for reasons of savings, however, result in each Difficulties in terms of mechanical strength of the stator packs after execution or increased iron losses.

Diese Mängel werden. nach dem Vorschlag des Patents 694 327 teilweise dadurch behoben., daß bei Ein- oder Mehrphasenmaschinen mit viereckigen Ständerblechen und unterschiedlich geformten Ständernuten die Zahnstärke sowie der Rauminhalt aller Nuten konstant sind und zur Erzielung einer von den Ecken des viereckigen Blechpaketes aus kontinuierlich ansteigenden Nutenteilung die an den Ecken liegenden schmalen, aber tiefen Nuten nach der Mitte des Blechpaktes immer breiter und flacher werden.These shortcomings will. according to the proposal of patent 694 327 in part thereby remedied. that in single or multi-phase machines with square stator plates and differently shaped rack grooves, the tooth thickness and the volume of all Grooves are constant and to achieve one of the corners of the square laminated core from continuously increasing groove spacing the narrow, but deep grooves after the middle of the sheet metal package always wider and become flatter.

Es hat sieh jedoch herausgestellt, daß es nicht möglich ist, mit dieser Nutenanordnung,welche an allen Stellen des Umfanges gleiche Zahnstärken vorsieht, eine Maschine zu bauen, die wirklich: allen Anforderungen in bezug auf die bestmögliche Ausnutzbarkeit des aktiven Blechkörpermaterials entspricht, da der magnetische Widerstand, abgesehen vom Einfluß der Nutenschlitze, infolge der veränderlichen Nutenteilung am Umfang stets verschiedene Werte annimmt und somit magnetische Unsymmetrien entstehen.However, it has been found that it is not possible with this Groove arrangement, which provides the same tooth thickness at all points of the circumference, To build a machine that really: meets all requirements in terms of the best possible Exploitation of the active sheet metal body material corresponds, since the magnetic resistance, apart from the influence of the slot slots, as a result of the variable slot pitch always assumes different values on the circumference and thus magnetic asymmetries arise.

Eine wesentliche Steigerung sowohl des Hauptkraftflusses als auch des Nuteninhaltes und damit der Ausnutzbarkeit des aktiven Materials bei gleichen Ausmaßen wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Zahnstärke sich mit der von den Ecken des viereckigen Blechpaketes aus kontinuierlich ansteigenden Nutenteilung derart ändert, daß trotz der verschiedenen Nutenteilung der magnetische Widerstand für den magnetischen Hauptkraftfluß, abgesehen vom Einfluß der Mutenschlitze, an jeder Stelle des Umfanges denselben Wert hat.A substantial increase in both the main force flow and of the groove content and thus the usability of the active material with the same Dimensions is achieved according to the invention that the tooth strength with the continuously increasing groove pitch from the corners of the square laminated core changes in such a way that, despite the different pitch of the slots, the magnetic resistance for the main magnetic force flow, apart from the influence of the nut slots every digit of the circumference has the same value.

Hierdurch ergibt sich der bedeutsame Vorteil, daß die magnetische Leitfähigkeit für den Hauptkraftfluß wesentlich gesteigert werden kann; ferner läßt sich gleichzeitig der Nuteninhalt erhöhen. Dadurch sowie infolge des Fortfalls der durch magnetische Unsymmetrien bedingten nachteiligen Einflüsse erreicht der aktive Blechkörper der erfindungsgemäßen Maschine ein Höchstmaß an Leistungsfähigkeit.This has the significant advantage that the magnetic The conductivity for the main force flow can be increased significantly; also lets the groove content increases at the same time. As a result and as a result of the discontinuation of The active one reaches adverse effects caused by magnetic asymmetries Sheet metal body of the machine according to the invention a high level of performance.

Außerdem werden die ungünstigen Auswirkungen schädlicher Oberwellen auf die Leistungsfähigkeit und die Eigenschaften der Maschine weitgehend verringert, was sowohl für Stromerzeuger als auch für Motoren gleichermaßen wichtig ist. Bei Stromerzeugern ermöglicht die erfindungsgemäße Anordnung der Nuten trotz hoher Materialausnutzung die Herstellung billiger und leistungsfähiger Maschinen aus den Motorenmodellen mit den gleichen Werkzeugen und Vorrichtungen; weiterhin ergibt sich eine wesentliche Verbesserung der Kurvenform der gelieferten Spannung durch Verminderung des Einflusses der sich bei normaler Nutung ungünstig auswirkenden Nutenharmonischen. Bei Motoren wird durch die weitgehende Beseitigung des nachteiligen Einflusses der schädlichen Oberwellen auf die Drehmomentbildung ein Höchstmaß an Drehmoment erzielt; ferner ergibt sich ein Mindestmaß an Zusatzverlusten und an Aufwand aktiven Materials.It also reduces the adverse effects of harmful harmonics largely reduced to the performance and properties of the machine, which is equally important for both power generators and engines. at The arrangement of the grooves according to the invention enables power generators despite high material utilization the production of cheap and powerful machines from the engine models with the same tools and devices; there is also an essential one Improvement of the curve shape of the supplied voltage by reducing the influence the groove harmonics which have an unfavorable effect with normal grooving. With engines is achieved by largely eliminating the adverse influence of harmful Harmonics on the torque generation achieved maximum torque; further there is a minimum of additional losses and expenditure of active material.

Die Außenmaße der viereckigen Ständerbleche werden in an sich bekannter Weise unter Berücksichtigung des Stanzvorganges den Normalmaßen der Originalblechtafeln derart angepaßt, daß praktisch ohne wesentlichen Stanzabfall eine ganze Zahl von Blechbahnen aus einer Originalblechtafel anfällt und gleichermaßen aus einer Blechbann eine ganze Zahl von Ständerblechen ohne Verlust entsteht. Damit ist die bestmögliche verlustlose Ausnutzung der Blechtafeln für eine derartige Fertigung gesichert.The outer dimensions of the square uprights are known per se Way, taking into account the punching process, the normal dimensions of the original sheet metal adapted in such a way that an integer of Sheet metal is obtained from an original sheet metal sheet and equally from a sheet metal spell a whole number of stator laminations is created without loss. This is the best possible Lossless utilization of the metal sheets secured for such a production.

Zum Zusammenhalten eines solchen viereckigen Ständerblechkörpers, vorzugsweise an den Ecken, sind bereits früher aus Druckguß hergestellte klammerartige Umfassungen, Preßstücke oder Preßplatten verwendet worden, die den Blechkörper gegen radiale oder axiale Deformierung durch magnetische oder mechanische Kräfte so weitgehend sichern, daß auch für größere Leistungen ein besonderes Maschinengehäuse entbehrlich ist.To hold such a square sheet metal stator together, preferably at the corners, are clamp-like previously made of die-cast Enclosures, press pieces or press plates have been used that the sheet metal body against radial or axial deformation due to magnetic or mechanical forces so largely ensure that a special machine housing is dispensable even for larger capacities is.

Durch die Verwendung viereckiger Ständerbleche ergibt sich bekanntlich der bedeutende Vorteil, daß ein erheblicher Teil (fast :25%) des Dynamoblechmaterials nicht mehr wie bei den bisherigen normalen Bauarten mit runden Blechkörpern in neuwertigem Zustand sofort wieder durch Abstanzen in den Abfall gerät, sondern als mechanisch tragendes und den Blechkörper versteifendes Material erhalten bleibt und an Stelle des sonst vorhandenen Gehäuses verwendet wird. Durch die neuartige Nutung gemäß der Erfindung wird auch dieses Eckenmaterial magnetisch besonders gut ausgenutzt, so daß sich eine höchstmögliche Leistungssteigerung und eine wesentliche Erniedrigung der Eisen- und Zusatzverluste ergibt.As is well known, the use of square uprights results the significant advantage that a considerable part (almost: 25%) of the dynamo sheet material no longer as with the previous normal types with round sheet metal bodies in mint condition Condition is immediately thrown away again by punching, rather than mechanical bearing and stiffening the sheet metal body material is retained and in place of the otherwise existing housing is used. Due to the new grooving according to According to the invention, this corner material is also used particularly well magnetically, so that there is the highest possible increase in performance and a substantial degradation which results in iron and additional losses.

Die volle Ausnutzung des Materials, die durch eine Ausführung der Maschine gemäß der Erfindung ermöglicht wird, läßt eine wesentliche Verbesserung der Wärmeabfuhr und auch eine Erhöhung der mechanischen Festigung der das Statorpaket haltenden Teile wünschenswert erscheinen. Infolgedessen empfiehlt es sich, die an sich bekannten, daß Ständerblechpaket vorzugsweise an den Ecken des Paketes zusammenhaltenden klammerartigen Umfassungen, Preßstücke oder Preßplatten an ihren radialen und axialen Übergangsstellen zu dem Blechpaket und den Lagerschilden zwecks Erhöhung der Festigkeit gegenüber magnetischen und/oder mechanischen Kräften sowie Erhöhung der Wärmeableitung aus dem aktiven Blechkörper in die innenseitig von Kühlluft bestrichenen Lagerschilde mit erhöhten Materialquerschnitten und vergrößerten Berührungsflächen auszuführen; als dies bisher üblich war.Making full use of the material obtained by executing the Machine according to the invention is made possible, can be a substantial improvement the heat dissipation and also an increase in the mechanical strength of the stator core holding parts appear desirable. As a result, it is best to take the known that the stator core is preferably held together at the corners of the package clamp-like enclosures, pressing pieces or pressing plates on their radial and axial Transition points to the laminated core and the end shields in order to increase the strength against magnetic and / or mechanical forces and an increase in heat dissipation from the active sheet metal body into the bearing shields, which are coated on the inside with cooling air to be carried out with increased material cross-sections and enlarged contact surfaces; than was previously the case.

Bei der erfindungsgemäßen Ausführung der Maschine ist es möglich, die Maschinen gegenüber bekannten Bauarten mit .relativ kleineren Durchmessern und viel geringerem aktivem Materialaufwand herzustellen. Die niedrigen Verluste ergeben in Verbindung mit der die Verlustwärme besser abführenden Bauart den Vorteil, mit relativ geringen Kühlluftmengen, d. h. mit den geringsten Verlusten für die Belüftung auszukommen und damit ein Höchstmaß an Wirtschaftlichkeit durch erniedrigten Stromverbrauch zu erlangen.In the embodiment of the machine according to the invention, it is possible to manufacture the machines with relatively smaller diameters and much lower active material expenditure compared to known types. The low losses, in conjunction with the design, which dissipates the heat loss better, have the advantage of using relatively small amounts of cooling air, i. H. get by with the lowest losses for ventilation and thus achieve the highest level of economy through reduced power consumption.

Gleichzeitig wird durch die kleine Kühlluftmenge die Verschmutzungsgefahr verringert. Zur Belüftung reichen beiderseitig am Läufer angeordnete Flügel aus, die bei! Käfigläufern, welche im Druckgußverfahren hergestellt werden, an die Kurzschlußringe gleich in bekannter Weise mit angegossen werden. Die bisher üblichen einseitig vorgesehenen besonderen Ventilatoren mit großem Durchmesser und dementsprechend hohem Energieverbrauch fallen hier fort.At the same time, the small amount of cooling air increases the risk of contamination decreased. Wings arranged on both sides of the runner are sufficient for ventilation, the at! Squirrel cage, which are manufactured in the die casting process, to the Short-circuit rings be cast on in a known manner. The previously usual one-sided special fans with a large diameter and correspondingly high energy consumption fall away here.

In der Zeichnung ist die Ausführung des Ständerblechpaketes einer Eir- oder Mehrphasenmaschine gemäß der Erfindung in Ansicht veranschaulicht.In the drawing, the stator core is one Egg or multiphase machine according to the invention illustrated in view.

Die verschieden bemessenen Nuten des viereckigen Ständerblechpaketes a haben alle gleichen Rauminhalt und sind so angeordnet, daß an den Ecken e des Blechpaketes a die schmalsten und dafür tiefsten Nuten liegen und die Nuten nach der Mitte der Breitseiten b hin immer breiter und flacher werden. Die Nutenteilung steigt von dem Kleinstwert t1 in den Ecken e kontinuierlich zu dem größten Wert t2 in der Mitte der Breitseite b an. Entsprechend ändert sich die Zahnstärke, und zwar ist der allmähliche Übergang von der geringsten Zahnstärke z1 in der Ecke e zu der größten Zahnstärke z2 in der Mitte der Breitseite b so gewählt, daß der magnetische Widerstand für den Hauptkraftfluß an jeder Stelle des Umfanges praktisch der gleiche ist.The different sized grooves of the square stator core a all have the same volume and are arranged in such a way that at the corners e of the Laminated core a is the narrowest and deepest grooves and the grooves after the middle of the broad sides b become wider and flatter. The groove division increases continuously from the smallest value t1 in the corners e to the largest value t2 in the middle of the broad side b. The tooth thickness changes accordingly, and the gradual transition from the smallest tooth thickness is z1 in the corner e to the greatest tooth thickness z2 in the middle of the broad side b chosen so that the magnetic Resistance to the main flow of force is practically the same at every point on the circumference is.

Die viereckigen Ständerbleche a werden in an sich bekannter Weise an den abgerundeten Ecken e, d. h. im Bereich niedriger Induktionen durch die aus Druckguß hergestellten klammerartigen Umfassungen k zusammengehalten, die gleichzeitig die Wärme aus dem Blechpaket ableiten. Die bei kleineren Maschinen unter Verwendung des Preßgußverfahrens an den klammerartigen Umgießungen k angebrachten Fortsätze f dienen als Berührungs- und Tropfwasserschutz oder zum Befestigen der Anschlußklemmen, wobei zugleich eine erhöhte Wärmeableitung aus dem Ständerpaket stattfindet.The square stator sheets a are in a known manner at the rounded corners e, d. H. in the range of low inductions by the out Die-cast produced clamp-like enclosures k held together at the same time dissipate the heat from the laminated core. Which are used on smaller machines of the compression molding process attached to the clip-like encapsulation k extensions f serve as protection against contact and dripping water or for fastening the connection terminals, at the same time there is increased heat dissipation from the stator assembly.

Die klammerartigen Umfassungen k des Blechpaketes a werden mit gegenüber den bisher üblichen Ausführungen erhöhten Materialquerschnitten und vergrößerten Berührungsflächen gegenüber dem Blechpaket und den Lagerschilden ausgeführt.The clamp-like enclosures k of the laminated core a are opposite the previously usual designs increased material cross-sections and enlarged Executed contact surfaces against the laminated core and the end shields.

Insbesondere bei geschlossenen Maschinen hat die erfindungsgemäße gehäuselose Bauart wegen ihrer verkleinerten Verluste besondere Vorteile durch große Ersparnismöglichkeit an aktivem Material und im Stromverbrauch. Zudem können die Abmessungen wesentlich kleiner gehalten. werden, ohne daß die Maschinen zu warm werden.In particular in the case of closed machines, the inventive housingless design because of their reduced losses special advantages due to large Possibility of saving active material and electricity consumption. In addition, the Dimensions kept much smaller. without making the machines too warm will.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Single or multi-phase machine with square stator plates and so differently shaped stator grooves that in the corners of the stator plates lying narrow; but deep grooves become wider and wider towards the middle of the laminated core and become flatter and the volume of all grooves is constant, characterized in that that the tooth thickness (z1, z2) corresponds to that of the corners (e) of the square laminated core (A) from continuously increasing groove pitch (t1, t2) changes in such a way that despite the variable pitch of the magnetic resistance for the magnetic Main force flow at every point of the circumference has approximately the same value.

2. Machine according to claim I, characterized in that the square stator core (a) is held together, preferably at the corners (e) of the core by such clamp-like enclosures, pressed pieces or pressure plates, which are at their radial and axial transition points to the core and the end shields of the machine in order to increase the strength against magnetic and / or mechanical. Forces and for the purpose of good heat dissipation from the active sheet metal body in the bearing shields coated on the inside with cooling air are designed with increased material cross-sections and enlarged contact surfaces. Considered publications: German patent specifications No. 4oo 645, 6o5 083, 6o8 371, 613 572 "645 329, 694 327, 697 031; Austrian patent specifications No. 126 779, 162 211; Swiss patent specification No. 150 o98; British patent specification No. 300 257, 523 934.