WO2000031855A1 - Wicklungskörper für eine drehende elektrische maschine - Google Patents

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WO2000031855A1
WO2000031855A1 PCT/DE1999/003685 DE9903685W WO0031855A1 WO 2000031855 A1 WO2000031855 A1 WO 2000031855A1 DE 9903685 W DE9903685 W DE 9903685W WO 0031855 A1 WO0031855 A1 WO 0031855A1
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winding body
hollow cylindrical
inner part
groove
rotating electrical
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PCT/DE1999/003685
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Inventor
Hans-Joachim Blocher
Original Assignee
Blocher Motor Gmbh
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/16Stator cores with slots for windings
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/26Rotor cores with slots for windings

Definitions

  • the invention relates to winding bodies for a rotating electrical machine, in particular consisting of a laminated winding body with windings arranged in slots.
  • the segment-like radial structure of a stator is also known from DE 90 10 318.
  • the stator is wound from the outside and then closed by a so-called yoke cylinder, the yoke cylinder in turn being divided into at least two parts.
  • the disadvantage of this solution is that the yoke cylinder is divided into at least two parts and, because of its attachment and its effect on the electromagnetic field, is only suitable for small electric motors.
  • a segmented structure is known from DE 38 33 130, in which an engine stand is divided into two.
  • the two segments are massively connected to one another via dovetails arranged on teeth and the corresponding dovetail grooves.
  • a plurality of slots are made in each case along the dovetail grooves in the inner surface of the outer part.
  • the invention has for its object to provide a winding body for rotating electrical machines, which has a high mechanical strength of the laminated part of the
  • the winding body enables the winding to be drawn mechanically into the slots and the inserted windings can be reliably fixed in the winding body slots.
  • known closed slots 4 are arranged in a laminated winding body 1.
  • the winding body 1 consists of at least two parts. From a hollow cylindrical outer part 2 and one cylindrical or hollow-cylindrical inner part 3.
  • the inner part 3 is hollow-cylindrical if the rotor shaft has to be fitted, for example for technological reasons.
  • Groove openings 5 are arranged in the hollow cylindrical outer part 2, each in the groove base to the inner part 3. These groove openings 5 widen towards the cylinder edge and are designed so that they represent a transition to the neighboring groove.
  • the inventive closed grooves which are open to the inner part, and the widening of the groove openings make it possible to machine wound windings in the closed grooves.
  • the outer shape of the cylindrical or hollow cylindrical inner part 3 is adapted to the inner shape of the hollow cylindrical outer part 2.
  • the cylindrical or hollow cylindrical inner part 3 has in the direction
  • Groove openings 5 are adapted to the shape of the groove opening regions. 6. These scatter heads 6 are preferably designed such that groove cutouts 7 are arranged in their center.
  • the winding body 1 Due to the inventive design of the closed slots 4 in the hollow cylindrical part 2, the winding body 1 has a high mechanical strength. In spite of the closed slot 4, it can be machine-wound efficiently and the winding is reliably and precisely fixed in the slot immediately.
  • the slot opening 5 is as wide as the entire slot 4.
  • Scattering head 6 is just so wide that it fits into the slot opening area and extends to the slot 4, at the same time forming the slot closure from the inside.
  • the groove cutouts 7 arranged in the scattering heads 6 are preferably filled with a non-ferromagnetic material.
  • air gaps (9) are formed in particular between the outer part 2 and the cylindrical or hollow cylindrical inner part 3.
  • the transitions from slot opening 5 to slot opening 5 in the outer part 2 and the corresponding counterparts on the inner part 3 are shaped so that they act as a driver between the outer part 2 and the inner part 3, ie the outer part 2 and the inner part 3 touch at least once between two grooves.
  • the winding body according to the invention is designed such that additional openings 8 are arranged in the outer hollow cylindrical part 2 in the region of the webs between the closed grooves 4 near the outer circumference.
  • the openings 8 can be open to the outside circumference in a special embodiment.
  • the winding body according to the invention can be designed both for runner sheet metal bodies in inner or outer rotor design and for stator sheet metal bodies.
  • FIG. 1 shows a section of a slot area from a winding body 1 according to the invention in the embodiment for a laminated inner rotor.
  • the winding body 1 consists of two parts, a hollow cylindrical outer part 2 and a hollow cylindrical inner part 3.
  • the rotor shaft is later mounted in the hollow cylindrical inner part 3.
  • known closed grooves 4 are arranged in the hollow cylindrical outer part 2. These have groove openings 5 in the groove base towards the inner part 3.
  • the groove openings 5 widen towards the cylinder edge and form a rounded transition to the neighboring groove.
  • the outer shape of the hollow cylindrical inner part 3 is adapted to the inner shape of the hollow cylindrical outer part 2, here preferably rounded off.
  • the hollow cylindrical inner part 3 is provided with adapted scattering heads 6 in the direction of the groove openings 5.
  • These scattering heads 6 preferably have groove recesses 7 in their center, which are filled with a non-ferromagnetic material.
  • the scattering heads 6 according to the invention act as drivers for the wooden cylindrical inner part 2.
  • the inner part 2 is designed like a gear in the present case.
  • a defined air gap (9) is arranged between the outer part 2 and the inner part 3.
  • the outer part 2 has openings 8 in the area of the webs between the closed grooves 4 near the outer circumference.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wicklungskörper für drehende elektrische Maschinen, insbesondere bestehend aus einem geblechten Wicklungskörper mit in Nuten angeordneten Wicklungen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wicklungskörper zu schaffen, der eine hohe mechanische Festigkeit des geblechten Teils des Wicklungskörpers ermöglicht, die Wicklung sich maschinell in die Nuten einziehen lässt und die eingelegten Wicklungen in den Wicklungskörpernuten zuverlässig fixiert werden. Erfindungsgemäss besteht der Wicklungskörper (1) aus mindestens zwei Teilen. Aus einem hohlzylindrischen äusseren Teil (2) und einem hohlzylindrischen inneren Teil (3). Im hohlzylindrischen äusseren Teil (2) sind an sich bekannte geschlossene Nuten (4) angeordnet, die jeweils im Nutgrund zum inneren Teil (3) eine Nutöffnung (5) besitzen. Diese Nutöffnungen (5) weiten sich zum Zylinderrand hin und stellen einen Übergang zur Nachbarnut dar. Die äussere Form des hohlzylindrischen inneren Teils (3) ist der inneren Form des hohlzylindrischen äusseren Teils (2) angepasst, wobei in den Nutöffnungsbereichen das hohlzylindrische innere Teil (3) in Richtung Nutöffnungen (5) angepasste Streuköpfe (6) besitzt. Diese Streuköpfe (6) haben in ihrer Mitte Nutaussparungen (7). Die Erfindung ist sowohl für Läuferblechkörper in Innen- oder Aussenläuferausführung als auch für Ständerblechkörper anwendbar.

Description

Wicklungskörper für eine drehende elektrische Maschine
Die Erfindung betrifft Wicklungskörper für eine drehende elektrische Maschine, insbesondere bestehend aus einem geblechtem Wicklungskörper mit in Nuten angeordneten Wicklungen.
Der segmentartige Zusammenbau des Magnetkreises bei drehenden elektrischen Maschinen ist bereits bekannt. So werden z. B. in der DE 39 078 60 axial hintereinander angeordnete Segmente verwendet oder in der DE 296 21 850 werden Teilpakete auf einer Läuferwelle hintereinander angeordnet.
Auch der segmentartige radiale Aufbau eines Stators ist aus dem DE 90 10 318 bekannt. Dabei wird der Stator von außen bewickelt und anschließen durch einen sogenannten Rückschlußzylinder geschlossen wobei der Rückschlußzylinder seinerseits mindestens zweigeteilt ist. Nachteilig bei dieser Lösung ist, das der Rückschlußzylinder mindestens zweigeteilt ist und aufgrund seiner Befestigung und seiner Wirkung auf das elektromagnetische Feld sich nur für elektrische Kleinmotoren eignet.
In einer weiteren Ausführung ist ein segmentierter Aufbau aus der DE 38 33 130 bekannt, bei dem ein Motorständer zweigeteilt ist. Dabei sind die beiden Segmente massiv über an Zähnen angeordneten Schwalbenschwänzen und den entsprechenden Schwalbenschwanznuten miteinander verbunden. In der Innenfläche des äußeren Teils sind dabei jeweils entlang der Schwalbenschwanznuten eine Vielzahl von Schlitzen eingebracht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Wicklungskörper für drehende elektrische Maschinen zu schaffen, der eine hohe mechanische Festigkeit des geblechten Teils des
Wicklungskörpers ermöglicht, die Wicklung sich maschinell in die Nuten einziehen läßt und die eingelegten Wicklungen in den Wicklungskörpernuten zuverlässig fixiert werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches gelöst. Dabei sind erfindungsgemäß in einem geblechten Wicklungskörper 1 an sich bekannte geschlossene Nuten 4 angeordnet. Der Wicklungskörper 1 besteht dabei aus mindestens zwei Teilen. Aus einem hohlzylindrischen äußeren Teil 2 und einem zylindrischen oder hohlzylindrischen inneren Teil 3. Der innere Teil 3 ist dann hohlzylindrisch ausgeführt, wenn die Läuferwelle, z.B. aus technologischen Gründen extra montiert werden muß. Im hohlzylindrischen äußeren Teil 2 sind, die jeweils im Nutgrund zum inneren Teil 3 Nutöffnungen 5 angeordnet. Diese Nutöffnungen 5 weiten sich zum Zylinderrand hin und sind so ausgebildet, daß sie einen Übergang zur Nachbarnut darstellen. Durch die erfindungsgemäßen geschlossenen zum inneren Teil jedoch offenen Nuten und die Weitung der Nutöffnungen ist ein maschinelles Bewickeln geschleifter Wicklungen in die geschlossenen Nuten möglich. Dabei ist die äußere Form des zylindrischen oder hohlzylindrischen inneren Teils 3 der inneren Form des hohlzylindrischen äußeren Teils 2 angepaßt. Das zylindrische oder hohlzylindrische innere Teil 3 besitzt in Richtung
Nutöffnungen 5 der Form der Nutöffnungsbereiche angepaßte Streuköpfe 6. Diese Streuköpfe 6 sind vorzugsweise so ausgebildet, daß in ihrer Mitte Nutaussparungen 7 angeordnet sind.
Durch die erfindungsgemäße Ausführung der geschlossenen Nuten 4 im hohlzylindrischen Teil 2 besitzt der Wicklungskörper 1 eine hohe mechanische Festigkeit. Er ist trotzt geschlossener Nut 4 rationell maschinell bewickelbar und die Wicklung wird in der Nut zuverlässig sofort genau fixiert.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wicklungskörpers für eine drehende elektrische Maschine ist die Nutöffnung 5 so breit wie die gesamte Nut 4. Der
Streukopf 6 ist dabei genau so breit, daß er in den Nutöffnungsbereich paßt und bis zur Nut 4 reicht, wobei er gleichzeitig den Nutverschluß von innen bildet. Die in den Streuköpfen 6 angeordneten Nutaussparungen 7 sind vorzugsweise mit einem nichtferromagnetischen Material gefüllt.
Zwischen dem äußeren Teil 2 und dem zylindrischen oder hohlzylindrischen inneren Teil 3 sind insbesondere definierte Luftspalte (9) ausgebildet. Dabei sind die Übergänge von Nutöffnung 5 zu Nutöffnung 5 im äußeren Teil 2 und die entsprechenden Gegenstücke am inneren Teil 3 so geformt, daß sie als Mitnehmer zwischen dem äußeren Teil 2 und dem inneren Teil 3 wirken, d. h. das äußere Teil 2 und das innere Teil 3 berühren sich mindestens einmal punktuell zwischen zwei Nuten. Für spezielle Anwendungsfälle ist der erfindungsgemäße Wicklungskörper so ausgebildet, daß im äußeren hohlzylindrischen Teil 2 im Bereich der Stege zwischen den geschlossenen Nuten 4 nahe dem Außenumfang zusätzliche Öffnungen 8 angeordnet sind. Dabei können die Öffnungen 8 nach außen zum Außenumfang hin in einer besonderen Ausführungsform offen sein.
Der erfindungsgemäße Wickelkörper ist sowohl für Läuferblechkörper in Innen- oder Außenläuferausführung als auch für Ständerblechkörper ausführbar.
Die Erfindung soll nachstehend an Hand der Fig. 1 in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
Figur 1 zeigt dabei einen Ausschnitt eines Nutbereiches aus einem erfindungsgemäßen Wicklungskörper 1 in der Ausführungsform für einen geblechten Innenläufer. Der Wicklungskörper 1 besteht aus zwei Teilen, einem hohlzylindrischen äußeren Teil 2 und einem hohlzylindrischen inneren Teil 3. In den hohlzylindrischen inneren Teil 3 wird später die Läuferwelle montiert. Im hohlzylindrischen äußeren Teil 2 sind an sich bekannte geschlossene Nuten 4 angeordnet. Diese besitzen im Nutgrund zum inneren Teil 3 hin Nutöffnungen 5. Die Nutöffnungen 5 weiten sich zum Zylinderrand hin und bilden einen abgerundeten Übergang jeweils zur Nachbarnut. Die äußere Form des hohlzylindrischen inneren Teils 3 ist der inneren Form des hohlzylindrischen äußeren Teils 2 angepaßt, hier vorzugsweise abgerundet. In den Nutöffnungsbereichen ist das hohlzylindrische innere Teil 3 in Richtung Nutöffnungen 5 mit angepaßten Streuköpfen 6 versehen. Diese Streuköpfe 6 besitzen vorzugsweise in ihrer Mitte Nutaussparungen 7, die mit einem nichtferromagnetischen Material ausgefüllt sind. Die erfindungsgemäßen Streuköpfe 6 wirken als Mitnehmer für den holzylindrischen inneren Teil 2.
Der innere Teil 2 ist im vorliegenden Fall zahnradartig ausgebildet. Zwischen dem äußeren Teil 2 und dem inneren Teil 3 ist ein definierter Luftspalt (9) angeordnet. Das äußere Teil 2 besitzt im Bereich der Stege zwischen den geschlossenen Nuten 4 nahe dem Außenumfang Öffnungen 8.

Claims

Patentansprüche
1. Wicklungskörper für eine drehende elektrische Maschine, insbesondere bestehend aus einem geblechten Wicklungskörper mit in Nuten angeordneten Wicklungen, dadurch gekennzeichnet, daß der Wicklungskörper (1) aus mindestens zwei Teilen, insbesondere aus einem hohlzylindrischen äußeren Teil (2) und einem zylindrischen oder hohlzylindrischen inneren Teil (3) besteht, daß im hohlzylindrischen äußeren Teil (2) an sich bekannte geschlossene Nuten (4) angeordnet sind, die jeweils im Nutgrund zum inneren Teil (3) eine Nutöffnung (5) besitzen und diese Nutöffnungen (5) sich zum Zylinderrand hin weiten und einen Übergang zur Nachbarnut darstellen, daß die äußere Form des zylindrischen oder hohlzylindrischen inneren Teils (3) der inneren Form des hohlzylindrischen äußeren Teils (2) angepaßt ist, wobei in den Nutöffnungsbereichen das zylindrische oder hohlzylindrische innere Teil (3) in Richtung Nutöffnungen (5) angepaßte Streuköpfe (6) und diese Streuköpfe (6) in ihrer Mitte Nutaussparungen (7) besitzen.
2. Wicklungskörper für eine drehende elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutöffnung (5) so breit wie die gesamte Nut (4) ist und daß der Streukopf (6) so weit bis zur Nut (4) reicht, daß er den Nutverschluß bildet.
3. Wicklungskörper für eine drehende elektrische Maschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutaussparungen (7) der Streuköpfe (6) mit einem nichtferromagnetischen Material gefüllt sind.
4. Wicklungskörper für eine drehende elektrische Maschine nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem äußeren Teil (2) und dem inneren Teil (3) definierte Luftspalte (9) angeordnet sind.
5. Wicklungskörper für eine drehende elektrische Maschine nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergänge von Nutöffnung (5) zu Nutöffnung (5) im äußeren Teil (2) und die entsprechenden Gegenstücke am inneren Teil (3) als Mitnehmer zwischen dem äußeren Teil (2) und dem inneren Teil (3) ausgebildet sind.
6. Wicklungskörper für eine drehende elektrische Maschine nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Teil (2) im Bereich der Stege zwischen den geschlossenen Nuten (4) nahe dem Außenumfang Öffnungen (8) besitzen.
7. Wicklungskörper für eine drehende elektrische Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (8) nach außen zum Außenumfang hin offen sind.
PCT/DE1999/003685 1998-11-19 1999-11-18 Wicklungskörper für eine drehende elektrische maschine WO2000031855A1 (de)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3833130A1 (de) * 1987-10-02 1989-06-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd Zweiteiliger motorstaender
DE9010318U1 (de) * 1990-07-07 1991-11-07 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart, De
EP0822639A1 (de) * 1996-08-02 1998-02-04 TKD Tekne Dental S.n.c. di Ravalli Adolfo & C. Elektrischer Motor, insbesondere der bürstenlosen Art oder mit elektronischer Kommutierung

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AU1963900A (en) 2000-06-13
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