NO335654B1

NO335654B1 - Procedure for Enclosure of Electric Machine Stator

Info

Publication number: NO335654B1
Application number: NO20130729A
Authority: NO
Inventors: Stig Ove Stornes; Jörg Høyland; Lasse Forfot; Nils Børge Noddeland; Rune Morten Haug
Original assignee: Smartmotor As
Priority date: 2013-05-24
Filing date: 2013-05-24
Publication date: 2015-01-19
Also published as: NO20130729A1; WO2014189382A1

Abstract

Fremgangsmåte for innkapsling av stator (10) for en elektrisk maskin, ved innkapsling av aktive deler og deler av et statorhus (18) med et støperesin (15), hvilken omfatter innretting av minst en av de følgende: jernløse avstandsstykker (13), ferdigstøpte resinblokker (17) og/eller plate(r) (20) med tenner eller profiler (21), i et område (16) for endeviklinger (12) av statoren (10) før innkapsling av de aktive delene og delene av statorhuset (18) med støperesinet (15).A method of encapsulating a stator (10) for an electric machine, by encapsulating active parts and parts of a stator housing (18) with a casting resin (15), which comprises aligning at least one of the following: ferrous spacers (13), precast resin blocks (17) and / or plate (s) (20) with teeth or profiles (21), in an area (16) for end windings (12) of the stator (10) before encapsulation of the active parts and the parts of the stator housing (18) ) with the casting resin (15).

Description

Fremgangsmåte for innkapsling av stator for elektrisk maskin Method of encapsulation of stator for electric machine

Oppfinnelsen gjelder en fremgangsmåte for innkapsling av en stator for en elektrisk maskin, i samsvar med innledningen til patentkrav 1. The invention relates to a method for encapsulating a stator for an electric machine, in accordance with the introduction to patent claim 1.

Oppfinnelsen gjelder spesielt en fremgangsmåte for å unngå at luft fanges under støpeprosessen og hindre sprekker i og avbinding av støperesinet, på denne måten sikrer pålitelig og stabil herding og forbedret kvalitet på produksjon av den innkapslede statoren, hvilket fører til høyere pålitelighet og lengre levetid for den elektriske maskinen. The invention relates in particular to a method for avoiding air being trapped during the casting process and preventing cracks in and debonding of the casting resin, in this way ensuring reliable and stable curing and improved quality of production of the encased stator, which leads to higher reliability and longer life of the electric machine.

Bakgrunn Background

Fullstendig statorinnkapsling er brukt i visse typer elektriske maskiner, for eksempel undervanns-maskiner. Flere alternative strategier for innkapsling er beskrevet i f.eks. US 2006250037, US 2,749,456 og NO 331710 Bl. Complete stator encapsulation is used in certain types of electrical machines, such as underwater machines. Several alternative strategies for encapsulation are described in e.g. US 2006250037, US 2,749,456 and NO 331710 Bl.

US 2006250037 beskriver en innkapslingsprosess for aktive deler av stator hvor en støttende ring benyttes for å beskytte de aktive delene fra luftgapsiden og resin brukes bare for ender av de aktive delene. Et problem med en slik tilnærming er at luft kan bli fanget under fylling av endeområdet med innkapslingsmiddelet. En annen ulempe er at den betydelige tykkelse av ringen fører til et relativt stort "magnetisk" gap mellom stator og rotor som degenererer maskinkarakteristikkene. US 2006250037 describes an encapsulation process for active parts of the stator where a supporting ring is used to protect the active parts from the air gap side and resin is only used for the ends of the active parts. A problem with such an approach is that air can be trapped during filling of the end region with the encapsulant. Another disadvantage is that the considerable thickness of the ring leads to a relatively large "magnetic" gap between stator and rotor which degenerates the machine characteristics.

US 2,749,456 beskriver en innkapslingsprosess av de aktive delene av stator uten bruk av en støttende ring, og hvor innkapslingsmiddelet dekker ender av de aktive delene og spalteåpninger ved luftgapsiden. Omkretsen av den laminerte stakken er ikke dekket av innkapslingsmiddel, men i stedet dekket av et metallrør. Fordelen med denne tilnærmingen er at det "magnetiske" gapet mellom stator og rotor er liten, hvilket fører til forbedrede maskinkarakteristikker. Ulempen med denne tilnærmingen er at topper av statorlameller er ubeskyttet. Problemet med at luft fanges kan også oppstå når innkapslingsmiddelet presses inn i hulrom inne i statoren. US 2,749,456 describes an encapsulation process of the active parts of the stator without the use of a supporting ring, and where the encapsulation agent covers the ends of the active parts and slot openings on the air gap side. The perimeter of the laminated stack is not covered by encapsulant, but instead covered by a metal tube. The advantage of this approach is that the "magnetic" gap between the stator and the rotor is small, which leads to improved machine characteristics. The disadvantage of this approach is that the tops of the stator laminations are unprotected. The problem of air being trapped can also occur when the encapsulant is forced into cavities inside the stator.

I NO 331710 Bl er det beskrevet en løsning hvor støperesin dekker aktive deler fra alle sider. Den elektriske maskinen i NO331710 Bl har ikke statorhus. Denne tilnærmingen virker bra for små ringformede maskiner med diametere under cirka 1 meter. For maskiner med større diameter er den ikke egnet på grunn av all kompleksiteten med støpeformen og problemene med at luft fanges, oppsprekking av innkapslingsmiddelet og avbinding. NO 331710 Bl describes a solution in which casting resin covers active parts from all sides. The electric machine in NO331710 Bl does not have a stator housing. This approach works well for small ring-shaped machines with diameters below approximately 1 meter. For larger diameter machines it is not suitable because of all the complexity of the mold and the problems of air entrapment, cracking of the encapsulant and debonding.

EP 1655819 Bl beskriver en avstandskrage for festing av en elektromotors sylindriske statorpakke inntil et sylindrisk hus bestående av en bølget seksjon på motsatt ende på statorpakken som inneholder eksternt åpne sammenpressbare omliggende spor som strekker seg i avstandskragens lengderetning. EP 1655819 Bl describes a spacer collar for attaching an electric motor's cylindrical stator pack to a cylindrical housing consisting of a corrugated section at the opposite end of the stator pack containing externally open compressible surrounding grooves extending in the longitudinal direction of the spacer collar.

En perspektivisk løsning for innkapsling av statorer for store maskiner omfatter bruk av et metallhus med rørform (sylindrisk form) som holder de aktive delene (laminert kjerne og viklinger) og påføring av beskyttende lag ved endene av de aktive delene og ved luftgapsiden, dvs. i statorboring. På denne måten vil beskyttende lag fullstendig dekke de aktive delene fra alle sider, bortsett fra omkretsen hvor metallhuset er anordnet. En slik løsning er vanligviskarakterisert vedde følgende problemene: Luft fanges ved hjørnene av huset og endelameller når et flytende innkapslingsmiddel trenger inn for å fylle et hulrom rundt de aktive delene. Dette fører til at luftbobler fanges i det herdede resinet, reduserer varmeoverføringsevne og degraderer statorens mekaniske egenskaper. A perspective solution for encapsulating stators for large machines includes the use of a tubular metal housing (cylindrical shape) that holds the active parts (laminated core and windings) and the application of protective layers at the ends of the active parts and at the air gap side, i.e. in stator drilling. In this way, the protective layer will completely cover the active parts from all sides, except for the perimeter where the metal housing is arranged. Such a solution is usually characterized by the following problems: Air is trapped at the corners of the housing and end fins when a liquid encapsulant needs in to fill a cavity around the active parts. This leads to air bubbles being trapped in the hardened resin, reducing heat transfer capability and degrading the stator's mechanical properties.

Dannelse av sprekker i støperesinet under herdeprosessen eller når utsatt for termiske Formation of cracks in the cast iron during the hardening process or when exposed to thermal

sjokklaster under drift. shock loads during operation.

Avbinding mellom støperesin og stator - hvilket fører til problemer med å sikre riktig adhesjon Debonding between casting resin and stator - leading to problems in ensuring proper adhesion

for jevn fordeling av laster og effektiv varmeoverføring. for even distribution of loads and efficient heat transfer.

Sprekkene dannes hovedsakelig på grunn av krymping og kontakt av det krympende innkapslingsmiddelet med skarpe hjørner av den laminerte statorkjernen. Krymping av resinet kan under herdeprosessen være i størrelsesorden 1-4 %, hvilket er betydelig. Bredden til resinet langs den aktive delen av maskinen ved statorens indre diameter er typisk noen få millimeter (i mange tilfeller 3-6 mm), slik at krymping under herding ikke vil gi for store problemer. Men ved enden av statoren, hvor endeviklingene er, er resinets tykkelse typisk over 10 mm slik at krymping i dette området kan føre til sprekker, først og fremst ved skarpe kanter av den laminerte statorkjernen. The cracks form mainly due to shrinkage and contact of the shrinking encapsulant with sharp corners of the laminated stator core. Shrinkage of the resin during the curing process can be of the order of 1-4%, which is significant. The width of the resin along the active part of the machine at the inner diameter of the stator is typically a few millimeters (in many cases 3-6 mm), so that shrinkage during curing will not cause too many problems. But at the end of the stator, where the end windings are, the thickness of the resin is typically over 10 mm so that shrinkage in this area can lead to cracks, primarily at sharp edges of the laminated stator core.

Fanging av luft kan trolig forhindres ved rotering av hele støpeformen under oppfylling av den med innkapslingsmiddel, men dette vil gjøre prosessen for kompleks og oppsettet for kostbart. Air trapping can probably be prevented by rotating the entire mold while filling it with encapsulant, but this would make the process too complex and the set-up too expensive.

Det er kjent at resinet vil avbindes fra statorhuset ved avskalling ettersom resinet vil krympe mot midten av statoren når den herdes. Dersom det er et sted med mindre adhesjonsegenskaper kan en sprekk dannes her og den vil utvikles rundt statorhuset. Siden statorhuset er en glatt overflate er det ingenting som vil stoppe utviklingen av avbindingen. It is known that the resin will detach from the stator housing during peeling as the resin will shrink towards the center of the stator when it hardens. If there is a place with less adhesion properties, a crack can form here and it will develop around the stator housing. Since the stator housing is a smooth surface, there is nothing that will stop the development of the debonding.

Måten å løse de ovenfor beskrevne problemene på, beskrevet i denne oppfinnelsen, er å plassere noen elementer i endeviklingsområdet, hvilket vil hjelpe til med å forhindre de uønskede effektene. The way to solve the above described problems, described in this invention, is to place some elements in the end winding area, which will help to prevent the unwanted effects.

Det er kjent å ha bruksspesifikke elementer i endeviklingsområdet. I noen tilfeller er de bruksspesifikke elementene til hjelp for innkapslingsprosessen, mens i mange tilfeller er formålet helt forskjellig. It is known to have application-specific elements in the end winding area. In some cases, the use-specific elements help the encapsulation process, while in many cases the purpose is completely different.

For eksempel er det i US 3,046,604 beskrevet innpakking av glassfibermateriale rundt viklingshoder for viklingene ved statorlamellendene for å tilveiebringe stabil posisjon av endeviklingen under støpe-prosessen, for å øke isoleringseffekten og for å minimere mengden innkapslingsmateriale. For example, US 3,046,604 describes wrapping glass fiber material around winding heads for the windings at the stator blade ends to provide stable position of the end winding during the casting process, to increase the insulation effect and to minimize the amount of encapsulating material.

Det er også typisk å bruke andre elementer i endeviklingsområdet, så som såkalte fingerplater, selv om formålet med å ha fingerplater ikke har noe å gjøre med innkapsling. Den mest typiske bruken av fingerplatene er for å holde den laminerte stakken sammen. I f.eks. US 6,949,858 er fingerplater brukt for å tilveiebringe aksiale klemkrefter på lamellene for å holde lamellene sammen. It is also typical to use other elements in the end winding area, such as so-called finger plates, although the purpose of having finger plates has nothing to do with encapsulation. The most typical use of the finger plates is to hold the laminated stack together. In e.g. US 6,949,858 is finger plates used to provide axial clamping forces on the slats to hold the slats together.

I US 6,653,759 er det beskrevet bruk av støttende fingerplater for spoler for å støtte endeviklingene ved statorender, hvilket fører til mindre vibrasjoner og mindre spenning for spoleisolasjon. De støtter også sporkiler som gir fast spolestøtte i alle retninger. US 6,653,759 describes the use of supporting finger plates for coils to support the end windings at stator ends, resulting in less vibration and less stress on coil insulation. They also support track wedges that provide firm coil support in all directions.

Noen ganger er det anordnet kjølekanaler i fingerplater for forbedret kjøling. I f.eks. US 2012091723 er det beskrevet bruk av innløpstrakt-formede fingerplater festet til statorlamellene for å forbedre luftstrømningen i luftgapet og derigjennom bedre kjøling. Cooling channels are sometimes provided in finger plates for improved cooling. In e.g. US 2012091723 describes the use of inlet funnel-shaped finger plates attached to the stator slats to improve the air flow in the air gap and thereby better cooling.

US 2,902,611 beskriver fingerplate-kjølekanaler for bedre kjøling ved endeviklingene. US 2,902,611 describes finger plate cooling channels for better cooling at the end windings.

Følgelig, kjent teknikk feiler i å tilveiebringe løsninger til problemene ved fanging av luft, sprekk-dannelse og avbinding, som beskrevet ovenfor. Consequently, the prior art fails to provide solutions to the problems of air entrapment, cracking and debonding, as described above.

Formål Purpose

Hovedformålet med den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte for forbedring av innkapslingsprosessen til en stator i elektriske maskiner ved å løse de ovenfor nevnte problemene. The main purpose of the present invention is to provide a method for improving the encapsulation process of a stator in electrical machines by solving the above-mentioned problems.

Det er spesielt et formål med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en fremgangsmåte for innkapsling av stator for en elektrisk maskin som forhindrer at luft fanges i støperesin under støpeprosessen. It is a particular object of the present invention to provide a method for encapsulating the stator of an electric machine which prevents air from being trapped in the casting resin during the casting process.

Det er videre et formål med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en fremgangsmåte for innkapsling av stator for en elektrisk maskin som unngår sprekker i innkapslingsmiddelet. It is further an object of the present invention to provide a method for encapsulating the stator for an electric machine which avoids cracks in the encapsulating means.

Et annet formål med den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte for innkapsling av en elektrisk maskin som unngår avbinding mellom støperesinet og statoren. Another object of the present invention is to provide a method for encapsulating an electric machine which avoids debonding between the casting line and the stator.

Ytterligere formål vil fremgå ved betraktning av patentkravene og den etterfølgende eksempelbeskrivelsen. Further purposes will become apparent when considering the patent claims and the subsequent example description.

Oppfinnelsen The invention

En fremgangsmåte i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen er angitt i patentkrav 1. Fordelaktige trekk ved fremgangsmåten er beskrevet i de avhengige patentkravene. A method in accordance with the present invention is stated in patent claim 1. Advantageous features of the method are described in the dependent patent claims.

Den foreliggende oppfinnelsen er tiltenkt å løse de ovenfor beskrevne problemene ved å introdusere bruksspesifikke elementer i endeviklingsområde til en stator for en elektrisk maskin før innkapsling av aktive deler av statorhus med et støperesin. De bruksspesifikke elementene er innrettet for å tjene en eller flere av de følgende formålene: The present invention is intended to solve the above-described problems by introducing application-specific elements in the end winding area of a stator for an electric machine before encapsulating active parts of the stator housing with a casting resin. The use-specific elements are designed to serve one or more of the following purposes:

hindre luft fra å fanges når støperesin flyter over deler som innkapsles, prevent air from being trapped when casting resin flows over parts to be encapsulated,

hindre sprekker i herdende støperesin på grunn av eliminering av skarpe hjørner av prevent cracks in hardening cast iron due to the elimination of sharp corners of

lamellstakken, the slat stack,

redusere mengde resinvolum ved endeviklinger og derigjennom redusere spenning skapt reduce the amount of resin volume at the end windings and thereby reduce the tension created

av krympingen av resinet under herding, og of the shrinkage of the resin during curing, and

hindre avbinding mellom statorhus og resin. prevent debonding between stator housing and resin.

I samsvar med en første utførelsesform av fremgangsmåten omfatter den anordning av elementer i form av jernløse avståndsstykker i et endeviklingsområde før innkapsling av aktive deler og deler av statorhuset med et støperesin. De jernløse avstandsstykkene er tilpasset for å festes til statorlameller under endeviklingene og oppviser en spesiell form, dvs. fortrinnsvis oppviser en tverrsnittsdel som er nær triangulær eller trapesformet. De jernløse avstandsstykkene er innrettet for å forhindre luft fra å fanges under støpeprosessen ved å tilveiebringe en nedadgående vinkel fra ytre diameter til indre diameter for aktive deler av statoren. I tillegg er de jernløse avstandsstykkene fortrinnsvis videre forsynt med glatte runde hjørner ved luftgapside for å hjelpe til med å unngå sprekker i støperesinet under herdeprosessen. Videre, gjennom at skarpe hjørner av statorlamellene er dekket av jernløse avstå ndsstykker unngås sprekker i støperesinet under støpeprosessen når utsatt for termiske laster. I tillegg er de jernløse avstandsstykkene innrettet for å okkupere plass, derigjennom reduserer mengden støperesin, følgelig reduserer dens krymping, og derigjennom forhindrer sprekker. In accordance with a first embodiment of the method, it comprises the arrangement of elements in the form of iron-free spacers in an end winding area before encapsulating active parts and parts of the stator housing with a casting resin. The ironless spacers are adapted to be attached to stator laminations under the end windings and exhibit a particular shape, ie preferably exhibit a cross-sectional portion that is close to triangular or trapezoidal. The ironless spacers are designed to prevent air from being trapped during the casting process by providing a downward angle from outside diameter to inside diameter for active parts of the stator. In addition, the iron-free spacers are preferably further provided with smooth rounded corners on the air gap side to help avoid cracks in the cast iron during the hardening process. Furthermore, through the fact that sharp corners of the stator slats are covered by iron-free spacers, cracks in the cast iron are avoided during the casting process when exposed to thermal loads. In addition, the ironless spacers are designed to occupy space, thereby reducing the amount of casting resin, thereby reducing its shrinkage, thereby preventing cracking.

I samsvar med en andre utførelsesform av fremgangsmåten omfatter den anordning av elementer i form av ferdigstøpte resinblokker i et endeviklingsområde før innkapsling av aktive deler og deler av statorhuset med et støperesin. De ferdigstøpte blokkene er innrettet for å okkupere plass og derigjennom redusere mengden av støperesinet og følgelig redusere dens krymping og forhindre sprekker. In accordance with a second embodiment of the method, it comprises the arrangement of elements in the form of precast resin blocks in an end winding area before encapsulating active parts and parts of the stator housing with a cast resin. The precast blocks are designed to occupy space and thereby reduce the amount of casting resin and consequently reduce its shrinkage and prevent cracking.

I samsvar med en tredje utførelsesform omfatter fremgangsmåten anordning av elementer i form av en plate forsynt med tenner eller profiler langs dens lengde i et endeviklingsområde før innkapsling av aktive deler og deler av statorhuset med et støperesin. Platen forsynt med tenner eller profiler langs dens lengde er anordnet til en statorhusoverflate ved hjelp av f.eks. liming eller lignende festemetoder. Ved innretting av en slik plate med tenner eller profiler vil det løse problemet med avbinding. Ettersom en resinring ønsker å krympe mot midten av statoren vil den holdes på plass av skjærkrefter og ikke strekkrefter. Adhesjonsegenskapene er betydelig større i skjær enn i strekk. Dette vil i stor grad eller helt eliminere muligheten for resinet å avbindes fra statorhuset. I tillegg vil man ha muligheten til å benytte et aggressivt bindemiddel ved binding av platen til statorhuset som sikrer at den er godt festet. Bruk av en slik plate vil også øke den tilgjengelige overflaten som resinet bindes til, som ytterligere reduserer spenning. In accordance with a third embodiment, the method comprises arranging elements in the form of a plate provided with teeth or profiles along its length in an end winding area before encapsulating active parts and parts of the stator housing with a casting resin. The plate provided with teeth or profiles along its length is arranged to a stator housing surface by means of e.g. gluing or similar fastening methods. Aligning such a plate with teeth or profiles will solve the problem of binding. As a resin ring wants to shrink towards the center of the stator, it will be held in place by shear forces and not tensile forces. The adhesion properties are significantly greater in shear than in tension. This will largely or completely eliminate the possibility of the resin debonding from the stator housing. In addition, you will have the option of using an aggressive binder when bonding the plate to the stator housing, which ensures that it is firmly attached. Using such a plate will also increase the available surface to which the resin bonds, which further reduces tension.

Fremgangsmåten i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen muliggjør en enkel støpeprosess av statoren og produserer en mer pålitelig innkapsling. The method according to the present invention enables a simple casting process of the stator and produces a more reliable enclosure.

Følgelig omfatter fremgangsmåten i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen anordning av bruksspesifikke elementer i endeviklingsområdet av en stator før innkapsling med et støperesin. Gjennom dette hindres luft fra å fanges, sprekker og avbinding mellom statorhuset og resinet. En annen fordel med fremgangsmåten i samsvar med oppfinnelsen er at mengden resinvolum som trengs ved endeviklingene er redusert og derigjennom begrenses spenning som skapes av at resinet krymper under herding. Accordingly, the method in accordance with the present invention comprises the arrangement of use-specific elements in the end winding area of a stator before encapsulation with a casting resin. Through this, air is prevented from being trapped, cracks and debonding between the stator housing and the resin. Another advantage of the method according to the invention is that the amount of resin volume needed at the end windings is reduced, thereby limiting tension created by the resin shrinking during curing.

For ytterligere prosesspålitelighet kan et glassfibernett anordnes i statorboring før innkapsling. For further process reliability, a fiberglass mesh can be arranged in the stator bore before encapsulation.

Ytterligere foretrukne trekk og fordelaktige detaljer ved den foreliggende oppfinnelsen vil fremgå av den etterfølgende eksempelbeskrivelsen. Further preferred features and advantageous details of the present invention will appear from the following exemplary description.

Eksempel Example

Den foreliggende oppfinnelsen vil nedenfor bli beskrevet mer detaljert ved henvisning til de vedlagte tegningene, hvor: Fig. 1 viser et perspektivriss av statorendedel forsynt med elementer i samsvar med en første utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen, Fig. 2 viser et tverrsnittsriss som illustrerer detaljer ved en stator for en halvpart av en elektrisk maskin, Fig. 3 viser et lukket riss av runde hjørner for elementene i samsvar med den første utførelses-formen av den foreliggende oppfinnelsen for å unngå skarphet ved statorlamellkanter, Fig. 3 viser et perspektivriss av statorendedel forsynt med elementer i samsvar med en andre utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen festet til statorhuset, Fig. 5 illustrerer effekten av en resinring som trekker seg sammen innover og fører til avbinding av resin fra statorhuset gjennom avskalling, og Fig. 6 viser elementer av en tredje utførelsesform i samsvar med oppfinnelsen anordnet til statoroverflaten. The present invention will be described below in more detail with reference to the attached drawings, where: Fig. 1 shows a perspective view of the stator end part provided with elements in accordance with a first embodiment of the present invention, Fig. 2 shows a cross-sectional view illustrating details of a stator for one half of an electric machine, Fig. 3 shows a closed view of round corners for the elements in accordance with the first embodiment of the present invention to avoid sharpness at stator blade edges, Fig. 3 shows a perspective view of the stator end part provided with elements in accordance with a second embodiment of the present invention attached to the stator housing, Fig. 5 illustrates the effect of a resin ring that contracts inwards and leads to the detachment of resin from the stator housing through peeling, and Fig. 6 shows elements of a third embodiment in accordance with the invention arranged to the stator surface.

Henvising er nå gjort til Fig. 1 som viser et perspektivriss av endedel av en stator 10, inneholdende lamellstakk 11, endeviklinger 12 og ett sett av elementer 13 i samsvar med en første utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen. Elementene 13 i samsvar med den første utførelsesformen er i form av jernløse avstandsstykker og disse er festet til enden av statorlamellstakken 11 ved hjelp av egnede midler. De jernløse avstandsstykkene 13 har en spesiell form som oppviser en nedadgående vinkel fra ytre diameter (statorhusside 18) til indre diameter (luftgapside). De jernløse avstandsstykkene 13 har fortrinnsvis en triangulær form eller trapesform (sett i tverrsnitt), men kan ha enhver lignende form for formålet med å unngå at luft fanges. De jernløse avstandsstykkene 13 kan ha en form som en ring, bestående av mange elementsegmenter. Ringen oppviser følgelig et variabelt tverrsnitt. Reference is now made to Fig. 1 which shows a perspective view of the end part of a stator 10, containing lamellar stack 11, end windings 12 and one set of elements 13 in accordance with a first embodiment of the present invention. The elements 13 in accordance with the first embodiment are in the form of non-ferrous spacers and these are attached to the end of the stator lamella stack 11 by means of suitable means. The ironless spacers 13 have a special shape which shows a downward angle from the outer diameter (stator housing side 18) to the inner diameter (air gap side). The ironless spacers 13 preferably have a triangular or trapezoidal shape (seen in cross-section), but may have any similar shape for the purpose of avoiding air entrapment. The iron-free spacers 13 can have a shape like a ring, consisting of many element segments. The ring therefore has a variable cross-section.

De jernløse avstandsstykkene 13 er fortrinnsvis av ikke-magnetisk og ikke-ledende materiale. The iron-free spacers 13 are preferably of non-magnetic and non-conductive material.

De jernløse avstandsstykkene 13 kan fortrinnsvis videre være laget av det samme materialet som et støperesin 15 eller laget av materialer kompatible med støperesinet 15, eller laget av glassfiber. The iron-free spacers 13 can also preferably be made of the same material as a casting iron 15 or made of materials compatible with the casting iron 15, or made of fiberglass.

Henvising er nå gjort til Fig. 2 som illustrerer et tverrsnittsriss av en stator av en halvdel av den elektriske maskinen. Detaljene til rotor 14 av den elektriske maskinen er ikke innenfor omfanget til denne oppfinnelsen og vil ikke bli beskrevet ytterligere. Ved hjelp av anordning av disse spesielle formede jernløse avstandsstykkene 13 unngås fare for at luft fanges og sprekker, samt tilveiebringer en mer pålitelig og enklere støpeprosess med et gitt innkapslingsmateriale 15. Et glassfibernett 22 kan videre anordnes i statorboring for å øke påliteligheten til prosessen. Reference is now made to Fig. 2 which illustrates a cross-sectional view of a stator of one half of the electric machine. The details of rotor 14 of the electric machine are not within the scope of this invention and will not be described further. By means of the arrangement of these specially shaped non-ferrous spacers 13, the risk of air being trapped and bursting is avoided, as well as providing a more reliable and simpler casting process with a given encapsulation material 15. A fiberglass mesh 22 can also be arranged in the stator bore to increase the reliability of the process.

Som vist i Fig. 3 er de jernløse avstandsstykkene 13 fortrinnsvis forsynt mer runde hjørner for å unngå skarphet ved kanter av statorlamellstakken 11. Som det ble diskutert tidligere så er krympingen av støperesinet 15 større ved endedeler av statoren 10 sammenlignet med luftgapområdet. Krympingen av støperesinet 15 ved hjørner av statorlameller 11 ved luftgapside gir problemer med sprekker. As shown in Fig. 3, the iron-free spacers 13 are preferably provided with more rounded corners to avoid sharpness at the edges of the stator lamella stack 11. As was discussed earlier, the shrinkage of the cast iron 15 is greater at the end parts of the stator 10 compared to the air gap area. The shrinkage of the cast iron 15 at the corners of the stator slats 11 at the air gap side causes problems with cracks.

Henvisning er nå gjort til Fig. 4 som illustrerer et perspektivriss av endedel av statoren 10. Krympingen av støperesinet 15 i endedel 16 av stator 10 kan unngås ved introduksjon av elementer 17 i samsvar med en andre utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen, i form av ferdigstøpte resinblokker. Disse resinblokkene 17 er festet til et statorhus 18 og reduserer de effektive endedels-områdene 16 og derigjennom reduserer spenningene utviklet i støpeprosessen og reduserte problemer utviklet på grunn av krymping. Resinblokken 17 er f.eks. skrudd til en endeflens av statoren 10, men kan også holdes på plass på andre måter. Resinblokken 17 kan lages av det samme materialet som det innkapslende resinet 15 som vil bli brukt eller et materiale som er kompatibelt med støpe-resinet 15. Funksjonen til disse resinblokkene 17 er også å redusere volumet av resin 15 som trengs for å fylle området mellom endeviklingene 12 og endeflensen. Dersom dette ikke hadde vært gjort er det en fare for å få store krympekrefter mellom resinet 15 og statorhuset 18/flensen. Siden de er laget av det samme resinet eller et kompatibelt resin vil man få god adhesjon til støperesinet 15. Reference is now made to Fig. 4 which illustrates a perspective view of the end part of the stator 10. The shrinkage of the casting line 15 in the end part 16 of the stator 10 can be avoided by introducing elements 17 in accordance with a second embodiment of the present invention, in the form of precast resin blocks. These resin blocks 17 are attached to a stator housing 18 and reduce the effective end part areas 16 thereby reducing the stresses developed in the casting process and reducing problems developed due to shrinkage. The resin block 17 is e.g. screwed to an end flange of the stator 10, but can also be held in place in other ways. The resin block 17 can be made of the same material as the encapsulating resin 15 that will be used or a material compatible with the casting resin 15. The function of these resin blocks 17 is also to reduce the volume of resin 15 needed to fill the area between the end turns 12 and the end flange. If this had not been done, there is a risk of large shrinking forces between the resin 15 and the stator housing 18/flange. Since they are made from the same resin or a compatible resin, you will get good adhesion to the casting resin 15.

Henvisning er nå gjort til Fig. 5 som illustrerer effekten av en resinring 19 som trekker seg sammen innover og fører til avbinding av resin 15 fra statorhuset 18 gjennom avskalling. Dersom det er et sted med mindre adhesjonsegenskaper kan en sprekk dannes her og den vil utvikles rundt statorhuset 18. Siden statorhuset 18 er en glatt overflate er det ingenting som vil stoppe utviklingen av avbindingen. Reference is now made to Fig. 5 which illustrates the effect of a resin ring 19 which contracts inwards and leads to the detachment of resin 15 from the stator housing 18 through peeling. If there is a place with less adhesion properties, a crack can form here and it will develop around the stator housing 18. Since the stator housing 18 is a smooth surface, there is nothing that will stop the development of the bond.

En mulig løsning på dette vil være å innrette elementer 20 i samsvar med en tredje utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen, i form av binding av en plate 20 til statoroverflaten, hvilken plate 20 er forsynt med tenner eller profiler 21 langs dens lengde, som vist i Fig. 6. Platen 20 og tennene eller profilene 21 er fortrinnsvis laget av det samme materialet som støperesinet 15, et materiale som er kompatibelt med støperesinet 15 eller glassfiber. A possible solution to this would be to arrange elements 20 in accordance with a third embodiment of the present invention, in the form of binding a plate 20 to the stator surface, which plate 20 is provided with teeth or profiles 21 along its length, as shown in Fig. 6. The plate 20 and the teeth or profiles 21 are preferably made of the same material as the cast iron 15, a material which is compatible with the cast iron 15 or fiberglass.

Ettersom resinringen 19 ønsker å krympe mot midten av statoren 10 vil den holdes på plass av skjærkrefter og ikke strekkrefter. Adhesjonsegenskapene er betydelig større i skjær enn i strekk. Dette vil i en stor grad eller helt eliminere muligheten for resin 15 å avbindes fra statorhuset 18.1 tillegg har man muligheten til å benytte et aggressivt bindemiddel når man binder platen 20 til statorhuset 18 som sikrer at den er godt festet. Det å ha et slikt system vil også øke den tilgjengelige overflaten som resinet 15 bindes til, som ytterligere reduserer spenning. As the resin ring 19 wants to shrink towards the center of the stator 10, it will be held in place by shear forces and not tensile forces. The adhesion properties are significantly greater in shear than in tension. This will to a large extent or completely eliminate the possibility of resin 15 being detached from the stator housing 18.1 in addition, one has the option of using an aggressive binder when tying the plate 20 to the stator housing 18 which ensures that it is firmly attached. Having such a system will also increase the available surface to which the resin 15 bonds, which further reduces stress.

Claims

1. Method for encapsulating the stator (10) for an electric machine, by encapsulating active parts and parts of a stator housing (18) with a casting resin (15), characterized by the arrangement of at least one of the following: - non-ferrous spacers (13) , - precast resin blocks (17), and/or - plate(s) (20) with teeth or profiles (21), in an area (16) for end windings (12) of the stator (10) before encapsulating the active parts and parts of the stator housing (18) with the casting resin (15).

2. Method in accordance with claim 1, characterized by the arrangement of both iron-free spacers (13) and precast resin blocks (17) before encapsulation.

3. Method in accordance with claim 1, characterized by the arrangement of both non-ferrous spacers (13) and plate(s) (20) with teeth or profiles (13) before encapsulation.

4. Method in accordance with claim 1, characterized by arrangement of both precast resin blocks (17) and plate(s) with teeth or profiles (21) before encapsulation.

5. Method in accordance with claim 1, characterized by arrangement of non-ferrous spacers (13), precast resin blocks (17) and plate(s) (20) with teeth or profiles (21) before encapsulation.

6. Method in accordance with one of claims 1-5, characterized by the use of iron-free spacers (13) of non-magnetic and non-conductive material.

7. Method in accordance with one of claims 1-6, characterized by the use of non-ferrous spacers (13), precast resin blocks (17) and/or plate(s) (20) with teeth or profiles (21) made of the same material as the cast resin (15).

8. Method in accordance with one of claims 1-6, characterized by the use of non-ferrous spacers (13) and/or plate(s) (20) with teeth or profiles (21) made of materials compatible with the casting resin (15).

9. Method in accordance with one of claims 1-8, characterized by the use of non-ferrous spacers (13) shaped like a ring which has a variable cross-section.

10. Method in accordance with claim 9, characterized by attaching the non-ferrous spacers (13) to a lamellar stack (11) of the stator (10) and that the cross-section of the ring of non-ferrous spacers (13) is triangular and/or trapezoidal.

11. Method in accordance with claim 9 or 10, characterized by the use of a ring of non-ferrous spacers (13) provided with round corners, seen in cross-section.

12. Method according to one of claims 9-11, characterized by the use of a segmented ring of iron-free spacers (13).

13. Method in accordance with one of claims 9-11, characterized by the use of a ring of non-ferrous spacers (13) made of fiberglass.

14. Method in accordance with claim 1, characterized by the use of plate(s) (20) with teeth or profiles (21) made of fiberglass.

15. Method in accordance with claim 1, characterized by arrangement of a glass fiber mesh (22) in the stator bore before encapsulation.

16. Method in accordance with claim 1, characterized by the use of a casting resin (15) of composite or polymer.