WO2009024485A2 - Rotor of a traction motor - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a rotor of a traction motor with means for rotor excitation, which are arranged on or in an axially stacked sheets.
- Traction motors are used primarily as drives for locomotives, locomotives, mining trucks or buses, and due to the limited space available there, a compact design of the electric machine is necessary.
- the disadvantage here is that due to the compact design, inadequate heat removal from the heat sources of the traction motor can take place.
- Another aspect is the not insignificant masses of the traction motors, which are also to move and thereby reduce the permissible payload or axle load.
- the object of the invention is to provide a traction motor which, in addition to saving weight, ensures an extremely compact design while at the same time providing sufficient heat dissipation.
- a rotor of a traction motor with means for rotor excitation which are arranged on and / or in a stack of axially stacked laminations, wherein the radial extent of the laminated core substantially corresponds to the radial extent of the respective means for rotor excitation and wherein on each end face of the laminated cores at least one pressure ring is present.
- the laminated core of the rotor now has the shape of a tube. Its radial extent is limited to the electrically necessary yoke height, which is due to electromagnetic see interaction induced torque is transmitted by acting on the two end faces of the laminated core rotor pressure rings via known shaft-hub connections to the shaft.
- the rotor pressure rings are advantageously carried out plate-shaped, so that in the now available axial cavity of the rotor, the positioning of the rotor bearing partially or completely radially between the laminated core of the rotor and the shaft is arranged.
- the power flow and in addition the centering between the individual sheets can in the above embodiments via form or frictional, for. be ensured by punching packet.
- the necessary pressure in the laminated core is produced, for example, via tie rods and / or via axially prestressed shaft-hub connections via the rotor pressure rings or the rotor end plates.
- the rotor pressure rings or the T-shaped support elements are advantageously provided with openings which have recesses shaped in a special embodiment such that these recesses or the remaining spokes between the recesses act as fan blades and so on cause a flow of cooling air within the rotor and / or the electric machine.
- the associated air turbulence creates a virtually uniform temperature level within the rotor and thus the electric machine.
- the circulated and heated internal air is cooled by outside air bypassed on the housing and / or by a liquid cooling arranged on the circumference of the electric machine.
- the invention is also applicable to an electric machine with a generally known open cooling circuit, especially when the pollution level of the environment is comparatively low.
- the cooling effect within the electric machine, equal or open or closed cooling circuit is provided by additional guide elements such as baffles, e.g. further optimized in the area of the winding heads or nozzle elements.
- the rotor 1 shows a schematic longitudinal section of a rotor 1 of a not shown in this illustration Electrical machine 10.
- the rotor 1 has in the present embodiment as a means for rotor excitation axially successively arranged permanent magnets 3, which are arranged in a substantially axially extending recess 25 in the laminated core 9 of the rotor 1.
- This inventive principle is also applicable to a well-known squirrel-cage rotor.
- the axial recess 25 can be performed to suppress torque ripple also beveled with respect to its axial course by a predetermined angular offset be, so that the permanent magnets 3 follow in its axial course of this tapered recess.
- the radial extent of the sheets between the permanent magnet 3 and the shaft 7 is determined by the electromagnetically necessary height in order, for example, to obtain no saturation in this area.
- the laminated core 9 of the rotor 1 is provided on its front sides with an A-side rotor pressure ring 2 and a B-side rotor pressure ring 4 and fixed in this embodiment by a tie rod 8.
- the rotor pressure rings 2 and 4 are shrunk onto a shaft 7 or rotatably connected with other known structural shaft-hub connections with this shaft 7.
- the rotor pressure ring 2 on the A-side arrangement of the rotor 1 has means, in particular labyrinth seals 14 or brush seals for sealing the machine interior against the environment, as shown in principle in FIG. This will damp and
- a carrier element 6 Radial immediately adjacent to the laminated core 9 on the inner shell side, there is advantageously a carrier element 6, which, for example, carried out as a rolled sheet facilitates the fixing and positioning of the laminations of the laminated core 9.
- This carrier element 6 can be designed as a rolled sheet or from spirally rolled up wires.
- the carrier element 6 has a sufficiently good heat transfer capability, thus to ensure the power loss from the laminated core 9 in the interior of the rotor 1.
- the heat is then released to a cooling air flow 5, which flows through the openings 15 and 16.
- the flow is generated by special fans or by the fan-shaped design of the openings 15,16.
- FIG. 2 shows, in a basic representation, a permanent-magnet synchronous motor as a traction drive, with a rotor 1, similar to the rotor 1 according to FIG. 1, wherein differently the A-side rotor pressure ring 2 is dish-shaped, so that storage devices 13 almost or at least for Part radially within the laminated core 9 of the rotor 1 are located.
- the plate-shaped configuration of at least one rotor pressure ring 2.4 advantageously permits plate bending, in order to thus improve the seating behavior of the axially strained laminated core 9, e.g. during assembly and / or due to thermal processes.
- plate deflection means that the region of the rotor pressure ring located on the shaft 7 does not move while the radially outer region of this rotor pressure ring permits axial movement.
- additional high-strength plates 26 can be used for fixing the laminated core 9.
- An internal cooling circuit is formed by the conveying action of, for example, the apertures, the hollow rotor 1 and not shown axial cooling channels in and / or on the stator 11.
- Labyrinth seals 14 seal the interior of the traction motor, especially on the A side.
- stator 11 Radially outside of the rotor 1 is the stator 11 with its winding system and its axially projecting end windings 12, which are mitgekühlt by the cooling circuit described above. The heat is released via the housing of the electric machine 10 and / or via the shaft 7 to the outside.
- FIG. 4 shows in a further embodiment a rotor 1 of an electric machine 10, wherein the laminated core 9 is shrunk with only one rotor pressure ring 4 directly to the shaft 7.
- the other rotor pressure ring 2 is rotatably connected by a clamping sleeve 20 with the shaft 7.
- a possible course of a cooling channel 28 in the back of the stator 11 as part of the housing 17, which thus forms part of the internal cooling circuit, is shown by dashed lines in FIG.
- the laminated core 9 of the rotor 1 is additionally fixed a tie rod 8, which does not necessarily abut on its axial course on the laminated core 9.
- the carrier element 6 is designed T-shaped, which is connected in a rotationally fixed manner with respect to the axial extent of the rotor 1 essentially centrally with the shaft 7 ,
- the shaft of the support member 6 is formed spoke-shaped wherein apertures 21 are formed as cooling channels and are advantageously designed such that they take on fan function.
- the located on the shaft 7 part of the support member 6 thus forms a hub 19, which is also referred to as a rotor bar in particular in two-part support member 6 and is rotatably connected to the shaft 7.
- the two-part carrier element 6 is constructed from a carrier tube 22 and a rotor bar.
- both the rotor bar on the shaft 7 and the support tube 22 are rotatably mounted on the rotor bar, in particular positively and or materially connected, for example, by a shrink connection.
- the rotor 1 is thereby fixed at its end sides by rotor end disks 23 by screws 24 in the carrier element. Screws 24 are also used to fix fan blades 18 on carrier element 6 or laminated core 9. It is therefore necessary that, at least in the area of the end faces of rotor 1, carrier element 6 has extensions which allow a screw connection.
- the sheet-metal package 9 is replaced by a sintered mold 90 on the left side of the illustration.
- FIG. 7 shows a perspective illustration of a rotor 1 with a T-shaped carrier element 6 with several lugs.
- ferendusionn 23 are attached to the fan blades 18 and / or spacers not shown.
- the invention is ultimately not limited to the described embodiments, but also extends to combinations of individual components of said embodiments, which in turn can then form a separate embodiment.
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Abstract
The invention relates to a rotor (1) of a traction motor having means for rotor excitation disposed on and/or in a sheet metal package (9) constructed of axially stacked metal sheets, the radial extension of the sheet metal package (9) corresponding substantially to the radial extension of each means for rotor excitation, and at least one rotor retaining ring (2, 4) being present on each front side of the sheet metal package (9).
Description
Beschreibungdescription
Läufer eines TraktionsmotorsRunner of a traction motor
Die Erfindung betrifft einen Läufer eines Traktionsmotors mit Mitteln zur Läufererregung, die an oder in einem in axial gestapelten Blechen angeordnet sind.The invention relates to a rotor of a traction motor with means for rotor excitation, which are arranged on or in an axially stacked sheets.
Traktionsmotoren werden vor allem als Antriebe für Triebfahr- zeuge, Loks, Mining-Trucks oder Busse eingesetzt, und aufgrund der dort vorhandenen vorgegebenen beengten räumlichen Verhältnisse ist ein kompakter Aufbau der elektrischen Maschine notwendig. Nachteilig dabei ist, dass durch den kompakten Aufbau eine unzureichende Wärmeabfuhr aus den Wärme- quellen des Traktionsmotors stattfinden kann.Traction motors are used primarily as drives for locomotives, locomotives, mining trucks or buses, and due to the limited space available there, a compact design of the electric machine is necessary. The disadvantage here is that due to the compact design, inadequate heat removal from the heat sources of the traction motor can take place.
Einen weiteren Aspekt bilden die jeweils nicht zu vernachlässigenden Massen der Traktionsmotoren, die ebenfalls zu bewegen sind und dadurch die zulässige Zuladung oder Achslast re- duzieren.Another aspect is the not insignificant masses of the traction motors, which are also to move and thereby reduce the permissible payload or axle load.
Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Traktionsmotor zu schaffen, der neben einer Gewichtseinsparung einen äußerst kompakten Aufbau bei gleichzeitiger ausreichender Wärmeabfuhr gewährleistet.Proceeding from this, the object of the invention is to provide a traction motor which, in addition to saving weight, ensures an extremely compact design while at the same time providing sufficient heat dissipation.
Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch einen Läufer eines Traktionsmotors mit Mitteln zur Läufererregung, die an und/oder in einem aus axial gestapelten Blechen aufgebauten Blechpaket angeordnet sind, wobei die radiale Erstreckung des Blechpakets im Wesentlichen der radialen Erstreckung der jeweiligen Mitteln zur Läufererregung entspricht und wobei an jeder Stirnseite des Blechpakete zumindest ein Druckring vorhanden ist.The solution of the problem is achieved by a rotor of a traction motor with means for rotor excitation, which are arranged on and / or in a stack of axially stacked laminations, wherein the radial extent of the laminated core substantially corresponds to the radial extent of the respective means for rotor excitation and wherein on each end face of the laminated cores at least one pressure ring is present.
Das Blechpaket des Läufers hat nunmehr die Gestalt eines Rohres. Dessen radiale Erstreckung sich auf die elektrisch notwendige Jochhöhe beschränkt, wobei das durch elektromagneti-
sehe Wechselwirkung induzierte Drehmoment durch über an die beiden Stirnseiten des Blechpakets wirkenden Läuferdruckringe über an sich bekannte Welle-Nabe-Verbindungen auf die Welle übertragen wird.The laminated core of the rotor now has the shape of a tube. Its radial extent is limited to the electrically necessary yoke height, which is due to electromagnetic see interaction induced torque is transmitted by acting on the two end faces of the laminated core rotor pressure rings via known shaft-hub connections to the shaft.
Um eine kompakte Antriebseinrichtung zu erhalten, sind vorteilhafterweise die Läuferdruckringe tellerförmig ausgeführt, so dass sich in dem nun zur Verfügung stehenden axialen Hohlraum des Läufers die Positionierung der Rotorlagerung teil- weise oder auch komplett radial zwischen dem Blechpaket des Läufers und der Welle angeordnet ist.In order to obtain a compact drive means, the rotor pressure rings are advantageously carried out plate-shaped, so that in the now available axial cavity of the rotor, the positioning of the rotor bearing partially or completely radially between the laminated core of the rotor and the shaft is arranged.
Des Weiteren ist auch eine Drehmomentübertragung über ein T- förmiges Trägerelement möglich, wobei dann der Läufer axial durch Läuferendbleche fixiert ist.Furthermore, a torque transmission via a T-shaped carrier element is possible, in which case the rotor is axially fixed by Läuferendbleche.
Der Kraftfluss und zusätzlich die Zentrierung zwischen den einzelnen Blechen kann bei den oben genannten Ausführungsformen über Form- oder Reibschluss z.B. durch Stanzpaketieren sichergestellt werden.The power flow and in addition the centering between the individual sheets can in the above embodiments via form or frictional, for. be ensured by punching packet.
In einer weiteren Ausführungsform sind auch dabei Kombinationen aus Form- und Reibschluss möglich.In a further embodiment, combinations of positive and frictional engagement are also possible.
Der notwendige Druck im Blechpaket wird beispielsweise über Zuganker und/oder über axial vorgespannte Welle-Nabe- Verbindungen über die Läuferdruckringe oder die Läuferendbleche erzeugt.The necessary pressure in the laminated core is produced, for example, via tie rods and / or via axially prestressed shaft-hub connections via the rotor pressure rings or the rotor end plates.
Um den Läufer einer besseren Wärmeabfuhr zu unterziehen, sind die Läuferdruckringe bzw. die T-förmigen Trägerelemente vorteilhafterweise mit Durchbrüchen ausgestattet, die in einer speziellen Ausführungsform derartig gestaltete Ausnehmungen aufweisen, dass diese Ausnehmungen bzw. die verbleibenden Speichen zwischen den Ausnehmungen als Lüfterflügel wirken und so einen Kühlluftstrom innerhalb des Läufers und/oder der elektrischen Maschine verursachen.
Durch die damit verbundenen Luftverwirbelungen wird ein nahezu einheitliches Temperaturniveau innerhalb des Läufers und damit der elektrischen Maschine geschaffen.In order to subject the runner to a better heat dissipation, the rotor pressure rings or the T-shaped support elements are advantageously provided with openings which have recesses shaped in a special embodiment such that these recesses or the remaining spokes between the recesses act as fan blades and so on cause a flow of cooling air within the rotor and / or the electric machine. The associated air turbulence creates a virtually uniform temperature level within the rotor and thus the electric machine.
Es wird u.a. ein Innenkühlkreislauf geschaffen, der nicht nur den Läufer kühlt, sondern in den auch weitere Wärmequellen der elektrischen Maschine, wie Lager, Wickelköpfe und Stator mit einbezogen werden können.It is u.a. created an internal cooling circuit, which not only cools the rotor, but in the other heat sources of the electric machine, such as bearings, windings and stator can be included.
Die umgewälzte und erwärmte Innenluft wird durch am Gehäuse vorbeigeleitete Außenluft und/oder durch eine am Umfang der elektrischen Maschine angeordnete Flüssigkeitskühlung gekühlt.The circulated and heated internal air is cooled by outside air bypassed on the housing and / or by a liquid cooling arranged on the circumference of the electric machine.
Damit wird auch die Verlustwärme, die gegebenenfalls einThus, the heat loss, if necessary, a
Kurzschlussring und/oder Permanentmagnete im Läufer erzeugen, abgeführt .Create short-circuit ring and / or permanent magnets in the rotor, dissipated.
Selbstverständlich ist die Erfindung auch bei einer elektri- sehen Maschine mit einem grundsätzlich bekannten offenen Kühlkreislauf anwendbar, insbesondere dann, wenn der Verschmutzungsgrad der Umgebung vergleichsweise gering ist.Of course, the invention is also applicable to an electric machine with a generally known open cooling circuit, especially when the pollution level of the environment is comparatively low.
Der Kühleffekt innerhalb der elektrischen Maschine, gleich oder offener oder geschlossener Kühlkreislauf wird durch zusätzliche Leitelemente wie Umlenkungen, z.B. im Bereich der Wickelköpfe oder Düsenelementen weiter optimiert.The cooling effect within the electric machine, equal or open or closed cooling circuit is provided by additional guide elements such as baffles, e.g. further optimized in the area of the winding heads or nozzle elements.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind schematisch in den folgenden Ausführungsbeispielen prinzipiell dargestellt; darin zeigen:The invention and further advantageous embodiments of the invention are shown schematically in principle in the following embodiments; show in it:
FIG 1,5,6,7 erfindungsgemäße Läuferdarstellungen, FIG 2,4 Traktionsmotordarstellungen, FIG 3 eine Detaildarstellung.FIG. 1, 5, 6, 7 rotor diagrams according to the invention, FIG. 2, 4 traction motor representations, FIG. 3, a detailed representation.
FIG 1 zeigt in einem prinzipiellen Längsschnitt einen Läufer 1 einer in dieser Darstellung nicht näher dargestellten
elektrischen Maschine 10. Der Läufer 1 weist in der vorliegenden Ausführungsform als Mittel zur Läufererregung axial hintereinander angeordnete Permanentmagnete 3 auf, die in einer im Wesentlichen axial verlaufenden Ausnehmung 25 im Blechpaket 9 des Läufer 1 angeordnet sind. Dieses erfindungsgemäße Prinzip ist auch auf einen allgemein bekannten Kurzschlussläufer anwendbar.1 shows a schematic longitudinal section of a rotor 1 of a not shown in this illustration Electrical machine 10. The rotor 1 has in the present embodiment as a means for rotor excitation axially successively arranged permanent magnets 3, which are arranged in a substantially axially extending recess 25 in the laminated core 9 of the rotor 1. This inventive principle is also applicable to a well-known squirrel-cage rotor.
D.h. die Permanentmagnete 3 sind vom Luftspalt der elektri- sehen Maschine 10 durch einen schmalen Blechsteg 27 getrennt, es handelt sich demnach um vergrabene Permanentmagnete 3. Die axiale Ausnehmung 25 kann zur Unterdrückung von Drehmoment- welligkeit auch bezüglich ihres axialen Verlaufs um einen vorgebbaren Winkelversatz geschrägt ausgeführt sein, so dass die Permanentmagnete 3 in ihrem axialen Verlauf dieser geschrägten Ausnehmung folgen.That the permanent magnets 3 are separated from the air gap of the electrical machine see 10 by a narrow sheet metal web, it is therefore to buried permanent magnets 3. The axial recess 25 can be performed to suppress torque ripple also beveled with respect to its axial course by a predetermined angular offset be, so that the permanent magnets 3 follow in its axial course of this tapered recess.
Die radiale Ausdehnung der Bleche zwischen Permanentmagneten 3 und Welle 7 wird bestimmt durch die elektromagnetisch not- wendige Höhe, um beispielsweise in diesem Bereich keine Sättigung zu erhalten.The radial extent of the sheets between the permanent magnet 3 and the shaft 7 is determined by the electromagnetically necessary height in order, for example, to obtain no saturation in this area.
Das Blechpaket 9 des Läufers 1 ist an seinen Stirnseiten mit einem A-seitigen Läuferdruckring 2 und einem B-seitigen Läu- ferdruckring 4 versehen und in dieser Ausführungsform durch einen Zuganker 8 fixiert. Die Läuferdruckringe 2 und 4 sind dabei auf eine Welle 7 aufgeschrumpft oder mit anderen an sich bekannten konstruktiven Welle-Nabe-Verbindungen mit dieser Welle 7 drehfest verbunden.The laminated core 9 of the rotor 1 is provided on its front sides with an A-side rotor pressure ring 2 and a B-side rotor pressure ring 4 and fixed in this embodiment by a tie rod 8. The rotor pressure rings 2 and 4 are shrunk onto a shaft 7 or rotatably connected with other known structural shaft-hub connections with this shaft 7.
Insbesondere der Läuferdruckring 2 auf der A-seitigen Anordnung des Läufers 1 weist Mittel, insbesondere Labyrinthdichtungen 14 oder Bürstendichtungen zur Abdichtung des Maschine- ninnenraums gegenüber der Umgebung auf, wie sie in FIG 3 prinzipiell dargestellt sind. Damit wird Feuchtigkeit undIn particular, the rotor pressure ring 2 on the A-side arrangement of the rotor 1 has means, in particular labyrinth seals 14 or brush seals for sealing the machine interior against the environment, as shown in principle in FIG. This will damp and
Schmutz, die insbesondere bei einem Traktionsantrieb anfallen, vom Maschineninnenraum zurückgehalten.
Radial unmittelbar am Blechpaket 9 an der inneren Mantelseite anliegend, befindet sich vorteilhafterweise ein Trägerelement 6, das beispielsweise als gerolltes Blech ausgeführt die Fixierung und Positionierung der Bleche des Blechpakets 9 er- leichtert. Dieses Trägerelement 6 kann als gerolltes Blech oder aus spiralförmig aufgerollten Drähten ausgeführt sein. Wichtig für den Motorbetrieb ist dabei, dass das Trägerelement 6 eine ausreichend gute Wärmeübertragungsfähigkeit aufweist, um somit die Verlustleistung aus dem Blechpaket 9 in den Innenraum des Läufers 1 zu gewährleisten. Die Wärme wird dann an einen Kühlluftstrom 5 abgeben, der durch die Durchbrüche 15 und 16 strömt. Die Strömung wird dabei durch spezielle Lüfter oder durch die lüfterförmige Gestaltung der Durchbrüche 15,16 erzeugt.Dirt, in particular incurred in a traction drive, retained by the machine interior. Radial immediately adjacent to the laminated core 9 on the inner shell side, there is advantageously a carrier element 6, which, for example, carried out as a rolled sheet facilitates the fixing and positioning of the laminations of the laminated core 9. This carrier element 6 can be designed as a rolled sheet or from spirally rolled up wires. Important for the engine operation is that the carrier element 6 has a sufficiently good heat transfer capability, thus to ensure the power loss from the laminated core 9 in the interior of the rotor 1. The heat is then released to a cooling air flow 5, which flows through the openings 15 and 16. The flow is generated by special fans or by the fan-shaped design of the openings 15,16.
FIG 2 zeigt in prinzipieller Darstellung einen permanenterregten Synchronmotor als Traktionsantrieb, mit einem Läufer 1, ähnlich dem Läufer 1 gemäß FIG 1, wobei unterschiedlich dazu, der A-seitige Läuferdruckring 2 tellerförmig ausgestal- tet ist, so dass sich Lagereinrichtungen 13 nahezu oder zumindest zum Teil radial innerhalb des Blechpaketes 9 des Läufers 1 befinden.2 shows, in a basic representation, a permanent-magnet synchronous motor as a traction drive, with a rotor 1, similar to the rotor 1 according to FIG. 1, wherein differently the A-side rotor pressure ring 2 is dish-shaped, so that storage devices 13 almost or at least for Part radially within the laminated core 9 of the rotor 1 are located.
Die tellerförmige Ausgestaltung zumindest eines Läuferdruck- ringes 2,4 gestattet vorteilhafterweise eine Tellerbiegung, um somit das Sitzverhalten des axial verspannten Blechpakets 9 z.B. während der Montage und/oder aufgrund thermischer Vorgänge zu kompensieren. Unter Tellerbiegung ist dabei in diesem Fall zu verstehen, dass der an der Welle 7 befindliche Bereich des Läuferdruckringes sich nicht bewegt, während der radial äußere Bereich dieses Läuferdruckringes eine axiale Bewegung gestattet.The plate-shaped configuration of at least one rotor pressure ring 2.4 advantageously permits plate bending, in order to thus improve the seating behavior of the axially strained laminated core 9, e.g. during assembly and / or due to thermal processes. In this case, plate deflection means that the region of the rotor pressure ring located on the shaft 7 does not move while the radially outer region of this rotor pressure ring permits axial movement.
Grundsätzlich sind zusätzliche hochfeste Platten 26 zur Fi- xierung des Blechpakets 9 einsetzbar.In principle, additional high-strength plates 26 can be used for fixing the laminated core 9.
Damit wird ein noch kompakterer Aufbau des Traktionsmotors, bei gleichzeitig ausreichender Kühlung des Läufers 1 gewähr-
leistet. Ein Innenkühlkreislauf wird dabei durch die Förderwirkung beispielsweise der Durchbrüche, den hohlen Läufer 1 und nicht näher dargestellten axialen Kühlkanälen in und/oder am Stator 11 gebildet. Labyrinthdichtungen 14 dichten den In- nenraum des Traktionsmotors insbesondere auf der A-Seite ab.This ensures an even more compact construction of the traction motor, with sufficient cooling of the rotor 1 at the same time. guaranteed. An internal cooling circuit is formed by the conveying action of, for example, the apertures, the hollow rotor 1 and not shown axial cooling channels in and / or on the stator 11. Labyrinth seals 14 seal the interior of the traction motor, especially on the A side.
Radial außerhalb des Läufer 1 befindet sich der Stator 11 mit seinem Wicklungssystem und dessen axial ausragenden Wickelköpfen 12, die durch den oben beschriebenen Kühlkreislauf mitgekühlt werden. Die Wärme wird über das Gehäuse der elektrischen Maschine 10 und/oder über die Welle 7 nach außen abgegeben .Radially outside of the rotor 1 is the stator 11 with its winding system and its axially projecting end windings 12, which are mitgekühlt by the cooling circuit described above. The heat is released via the housing of the electric machine 10 and / or via the shaft 7 to the outside.
Bei der Abgabe der Wärme über die Welle 7 geschieht dies ent- weder über ein nicht näher dargestelltes Getriebe und damit über das dort vorhandene Getriebeöl oder bei einem Direktantrieb direkt über die mit der Welle verbundenen Treibräder des Traktionsmotors, insbesondere bei einem Schienenfahrzeug.When the heat is dissipated via the shaft 7, this takes place either via a transmission (not shown) and thus via the transmission oil present there or, in the case of a direct drive, directly via the drive wheels of the traction motor connected to the shaft, in particular in the case of a rail vehicle.
FIG 4 zeigt in einer weiteren Ausführungsform einen Läufer 1 einer elektrischen Maschine 10, wobei das Blechpaket 9 mit lediglich einem Läuferdruckring 4 direkt auf die Welle 7 geschrumpft ist. Der jeweils andere Läuferdruckring 2 ist durch eine Spannhülse 20 mit der Welle 7 drehfest verbunden. Damit wird die Montage des Läufers 1 erheblich vereinfacht, da nur ein Presssitz bei der Montage zu berücksichtigen ist. Damit werden Materialspannungen innerhalb des Läufers 1 vermieden, da über die Spannhülse 20 erst nach der Positionierung auf der Welle 7 eine endgültige Fixierung des anderen Läufer- druckrings geschaffen wird.4 shows in a further embodiment a rotor 1 of an electric machine 10, wherein the laminated core 9 is shrunk with only one rotor pressure ring 4 directly to the shaft 7. The other rotor pressure ring 2 is rotatably connected by a clamping sleeve 20 with the shaft 7. Thus, the assembly of the rotor 1 is considerably simplified, since only one press fit is to be considered during assembly. This material stresses are avoided within the rotor 1, since on the clamping sleeve 20 only after positioning on the shaft 7, a final fixation of the other rotor pressure ring is created.
Des Weiteren ist in FIG 4 gestrichelt dargestellt ein möglicher Verlauf eines Kühlkanals 28 im Rücken des Stators 11 als Teil des Gehäuses 17, der damit einen Teil des Innenkühl- kreislaufs bildet.
Des Weiteren ist das Blechpaket 9 des Läufers 1 einen Zuganker 8 zusätzlich fixiert, der nicht notwendigerweise über seinem axialen Verlauf am Blechpaket 9 anliegt.Furthermore, a possible course of a cooling channel 28 in the back of the stator 11 as part of the housing 17, which thus forms part of the internal cooling circuit, is shown by dashed lines in FIG. Furthermore, the laminated core 9 of the rotor 1 is additionally fixed a tie rod 8, which does not necessarily abut on its axial course on the laminated core 9.
In einer weiteren Ausführungsform nach den FIG 5, 6 wird, um einen kompakten und trägheitsarmen Aufbau des Läufers 1 zu erreichen, das Trägerelement 6 T-förmig ausgeführt, das bzgl. der axialen Ausdehnung des Läufers 1 im wesentlichen mittig mit der Welle 7 drehfest verbunden.In a further embodiment according to FIGS. 5, 6, in order to achieve a compact and low-inertia construction of the rotor 1, the carrier element 6 is designed T-shaped, which is connected in a rotationally fixed manner with respect to the axial extent of the rotor 1 essentially centrally with the shaft 7 ,
Der Schaft des Trägerelements 6 ist dabei speichenförmig ausgebildet wobei Durchbrüche 21 als Kühlkanäle ausgebildet sind und vorteilhafterweise derart gestaltet sind, dass sie Lüfterfunktion übernehmen. Der an der Welle 7 befindliche Teil des Trägerelements 6 bildet somit eine Nabe 19, die insbesondere bei zweigeteiltem Trägerelement 6 auch als Läufersteg bezeichnet wird und mit der Welle 7 drehfest verbunden ist.The shaft of the support member 6 is formed spoke-shaped wherein apertures 21 are formed as cooling channels and are advantageously designed such that they take on fan function. The located on the shaft 7 part of the support member 6 thus forms a hub 19, which is also referred to as a rotor bar in particular in two-part support member 6 and is rotatably connected to the shaft 7.
Das zweigeteilte Trägerelement 6 ist aus einem Trägerrohr 22 und einem Läufersteg aufgebaut. Dabei sind sowohl der Läufersteg auf der Welle 7 als auch das Trägerrohr 22 auf dem Läufersteg drehfest angebracht, insbesondere form- und oder Stoffschlüssig verbunden beispielsweise durch eine Schrumpfverbindung .The two-part carrier element 6 is constructed from a carrier tube 22 and a rotor bar. In this case, both the rotor bar on the shaft 7 and the support tube 22 are rotatably mounted on the rotor bar, in particular positively and or materially connected, for example, by a shrink connection.
Der Läufer 1 wird dabei an seinen Stirnseiten durch Läuferendscheiben 23 durch Schrauben 24 in dem Trägerelement fixiert. Schrauben 24 dienen auch der Fixierung von Lüfterflügeln 18 am Trägerelement 6 oder Blechpaket 9. Damit ist er- forderlich, dass zumindest im Bereich der Stirnseiten des Läufers 1 das Trägerelement 6 Erweiterungen aufweist die eine Schraubverbindung erlauben.The rotor 1 is thereby fixed at its end sides by rotor end disks 23 by screws 24 in the carrier element. Screws 24 are also used to fix fan blades 18 on carrier element 6 or laminated core 9. It is therefore necessary that, at least in the area of the end faces of rotor 1, carrier element 6 has extensions which allow a screw connection.
In FIG 6 ist auf der linken Seite der Darstellung das Blech- paket 9 durch eine gesinterte Form 90 ersetzt.In FIG. 6, the sheet-metal package 9 is replaced by a sintered mold 90 on the left side of the illustration.
FIG 7 zeigt in einer perspektivischen Darstellung einen Läufer 1 mit einem T-förmigen Trägerelement 6 mit mehreren Lau-
ferendscheiben 23 an die Lüfterflügel 18 und/oder nicht näher dargestellte Abstandshalter angebracht sind.7 shows a perspective illustration of a rotor 1 with a T-shaped carrier element 6 with several lugs. ferendscheiben 23 are attached to the fan blades 18 and / or spacers not shown.
Die Erfindung ist letztlich nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern erstreckt sich auch auf Kombinationen einzelner Komponenten der genannten Ausführungsbeispiele, die dann wiederum eine eigene Ausführungsform bilden können.
The invention is ultimately not limited to the described embodiments, but also extends to combinations of individual components of said embodiments, which in turn can then form a separate embodiment.
Claims
1. Läufer (1) eines Traktionsmotors mit Mitteln zur Läufererregung, die an und/oder in einem aus axial gestapelten BIe- chen aufgebauten Blechpaket (9) angeordnet sind, wobei die radiale Erstreckung des Blechpakets (9) im Wesentlichen der radialen Erstreckung der jeweiligen Mitteln zur Läufererregung entspricht und wobei an jeder Stirnseite des Blechpakets (9) zumindest ein Läuferdruckring (2,4) vorhanden ist.1. rotor (1) of a traction motor with means for rotor excitation, which are arranged on and / or in a stacked axially stacked sheet metal package (9), wherein the radial extent of the laminated core (9) substantially the radial extent of the respective Means for rotor excitation corresponds and wherein at each end face of the laminated core (9) at least one rotor pressure ring (2,4) is present.
2. Läufer (1) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Läuferdruckringe (2,4) mit einer durch den Traktionsmotor angetriebenen Welle (7) drehfest verbunden sind.2. rotor (1) according to claim 1, d a d u r c h e c e n e c i n e in that the rotor pressure rings (2,4) with a driven by the traction motor shaft (7) are rotatably connected.
3. Läufer (1) nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Läuferdruckringe (2,4) axiale Durchbrüche (15,16) zur Luftkühlung aufweisen.3. rotor (1) according to claim 2, d a d u r c h e k e n e c i n e in that the rotor pressure rings (2,4) have axial openings (15,16) for air cooling.
4. Läufer (1) nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Läuferdruckringe (2,4) strö¬ mungstechnisch derart gestaltet sind, dass bei Drehung des Läufers (1) die Durchbrüche (15,16) einen Luftstrom erzeugen.4. rotor (1) according to claim 3, characterized in that the rotor pressure rings (2,4) are strö ¬ tion technically designed such that upon rotation of the rotor (1), the openings (15,16) generate an air flow.
5. Läufer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zumindest ein Läuferdruckring (2,4) tellerartig ausgeführt ist.5. rotor (1) according to one of the preceding claims, d a d u r c h e g e k e n e c i n e in that at least one rotor pressure ring (2,4) is carried out plate-like.
6. Läufer (1) nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zumindest ein Läuferdruckring (2,4)6. Rotor (1) according to claim 5, characterized in that a at least one rotor pressure ring (2, 4) is arranged.
Tellerbiegung zulässt, um so das Sitzverhalten des axial verspannten Blechpakets (9) zu kompensieren.Plate bending allows so as to compensate for the seating behavior of the axially strained laminated core (9).
7. Läufer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sich ein7. Rotor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a
Trägerelement (6) unmittelbar am radial inneren Rand des Blechpakets (9) anschließt und zur Fixierung des Blechpakets (9) beiträgt. Carrier element (6) immediately adjacent to the radially inner edge of the laminated core (9) and contributes to the fixation of the laminated core (9).
8. Läufer (1) nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Trägerelement (6) ein Rohr aus gerolltem Blech ist.8. Rotor (1) according to claim 7, characterized in that the carrier element (6) is a tube made of rolled sheet metal.
9. Läufer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Mittel zur Läufererregung als Kurzschlusskäfig und/oder Permanent¬ magnete (3) ausgeführt sind.9. rotor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the means for rotor excitation as a short-circuit cage and / or permanent ¬ magnets (3) are executed.
10. Läufer (1) nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sowohl die Stäbe im Blechpaket (9) als auch die Permanentmagnete (3) schräg ausgeführt sind, so dass sich über die axiale Länge des Läufers (1) betrachtet ein vorgebbarer Versatz in Umfangsrichtung ergibt.10. rotor (1) according to claim 9, characterized in that both the bars in the laminated core (9) and the permanent magnets (3) are designed obliquely, so that over the axial length of the rotor (1) considered a predetermined offset in the circumferential direction results.
11. Dynamoelektrische Maschine, insbesondere Traktionsmotor mit einem Läufer (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die dynamoelektrische Maschine einen geschlossenen Innenkühlkreislauf oder einen nach außen offenen Kühlkreis¬ lauf aufweist.11. Dynamoelectric machine, in particular traction motor with a rotor (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that the dynamoelectric machine has a closed internal cooling circuit or an outwardly open cooling circuit ¬ run.
12. Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass als Außenkühlung ein Luft- und/oder Wasserkühlung vorgesehen ist. 12. A dynamoelectric machine according to claim 10, wherein a cooling of the air and / or water is provided as external cooling.
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