WO2017089035A1 - Käfigläufer und verfahren für dessen herstellung - Google Patents

Käfigläufer und verfahren für dessen herstellung Download PDF

Info

Publication number
WO2017089035A1
WO2017089035A1 PCT/EP2016/075151 EP2016075151W WO2017089035A1 WO 2017089035 A1 WO2017089035 A1 WO 2017089035A1 EP 2016075151 W EP2016075151 W EP 2016075151W WO 2017089035 A1 WO2017089035 A1 WO 2017089035A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rotor
wire
squirrel cage
wires
packages
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/075151
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Daniel Loos
Manfred Siegling
Holger Ulbrich
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft filed Critical Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
Priority to CN201680063003.7A priority Critical patent/CN108352763A/zh
Publication of WO2017089035A1 publication Critical patent/WO2017089035A1/de
Priority to US15/986,563 priority patent/US11121609B2/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/0012—Manufacturing cage rotors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/26—Rotor cores with slots for windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/08—Forming windings by laying conductors into or around core parts
    • H02K15/09—Forming windings by laying conductors into or around core parts by laying conductors into slotted rotors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K17/00—Asynchronous induction motors; Asynchronous induction generators
    • H02K17/02—Asynchronous induction motors
    • H02K17/16—Asynchronous induction motors having rotors with internally short-circuited windings, e.g. cage rotors
    • H02K17/165—Asynchronous induction motors having rotors with internally short-circuited windings, e.g. cage rotors characterised by the squirrel-cage or other short-circuited windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K17/00—Asynchronous induction motors; Asynchronous induction generators
    • H02K17/02—Asynchronous induction motors
    • H02K17/16—Asynchronous induction motors having rotors with internally short-circuited windings, e.g. cage rotors
    • H02K17/20—Asynchronous induction motors having rotors with internally short-circuited windings, e.g. cage rotors having deep-bar rotors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/12—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2201/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
    • H02K2201/06—Magnetic cores, or permanent magnets characterised by their skew
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49009—Dynamoelectric machine
    • Y10T29/49012—Rotor

Definitions

  • the invention relates to a squirrel cage rotor for an asynchronous machine and a method for producing such a squirrel cage, wherein the
  • the rotor of an asynchronous machine (also referred to as squirrel-cage rotor or squirrel cage) consists of a sheet metal package (so-called.
  • V-shaped shorting bars V-shaped when looking inward in a radial direction of the squirrel cage rotor.
  • V-shaped short-circuit bars have the advantage that undesired force components in the axial direction of the rotor are mutually compensated and thus the noise and vibration behavior of engines is positively influenced.
  • These V-shaped shorting bars are made by casting.
  • the casting of the short-circuit bars has the disadvantages that when casting the aluminum short-circuit bars, the efficiency of the motors is not optimal due to the material-specific conductance of aluminum.
  • the conductance and thus the efficiency are better, but compared to aluminum Copper die casting is more difficult and much more expensive in technical implementation due to the high melting point of copper.
  • V-shaped, prefabricated shorting bars are not inserted in the stamped grooves and therefore practically unworkable.
  • the object of the invention is to provide a squirrel cage for an asynchronous machine, which at least partially solves the disadvantages described above. This object is achieved with a method for producing a squirrel cage with the steps according to claim 1 and a squirrel cage with the features of claim 7. Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.
  • a method of manufacturing a squirrel-cage squirrel cage for an asynchronous machine comprising the steps of: providing a rotor core of a plurality of stacked rotor sheets each having a plurality of circumferentially distributed rotor core grooves; Placing rod-shaped
  • Wire packs each composed of a plurality of wires, in the rotor laminations; Twisting the individual rotor sheets relative to each other, thereby deforming the wire packages; Placing of
  • Wire packages have a good electrical conductivity and are deformable.
  • squirrel cage with limited short circuit bars in this case, wire packets acting as shorting bars
  • simple means for example, in such squirrel-cage runners, an oblique course of the wire packages is conceivable in which the individual sheets are rotated relative to one another about at least one setting angle about the rotor axis, so that, for example, a V, or W arrangement of the wire packages is produced.
  • Restricted cage runners are advantageous in terms of their noise and vibration behavior.
  • Shorting bars and shorting rings is arbitrary and separate
  • the method further comprises the step of crimping the plurality of wires together to form a wire package.
  • the method is such that in the step of twisting the individual rotor laminations they are twisted so that, seen in a radial direction of the squirrel cage inside, the wire packages are rectilinear, V-shaped or W-shaped ig.
  • the method is such that wire packages are each constructed from a plurality of wire mesh, and each wire mesh comprises a plurality of wires. This makes handling and production easier because fewer items per
  • the method is such that the rotor core grooves, with the wire packages therein, with a material which is different from the material of the wires.
  • the method is such that the rotor blade grooves are filled with plastic material. This provides for electrical insulation of the wire packages outwardly and for assistance in securing the wire packages in the rotor track grooves
  • the present invention provides a squirrel-cage squirrel cage for an asynchronous machine, comprising a rotor lamination stack of a plurality of stacked rotor laminations each having a plurality of circumferentially distributed rotor lamination grooves; wire packs inserted into the rotor core grooves each constructed of a plurality of wires, the longitudinal directions of the wire packs being non-parallel to an axial direction of the squirrel cage, and shorting rings disposed on both end faces of the rotor core and connected to the wire packs.
  • This squirrel cage provides the advantages already described above in connection with the process for its preparation.
  • the squirrel cage is designed so that the plurality of wires are pressed together to form the wire package.
  • the squirrel cage is designed so that the wire packages are each constructed of a plurality of wire mesh, and each wire mesh comprises a plurality of wires.
  • the squirrel cage is designed so that the Läufererblech grooves, with the wire packages therein, are filled with a material which is different from the material of the wires
  • the squirrel cage is designed so that the rotor laminations are filled with plastic material.
  • FIG. 1 shows schematically a rotor core of a
  • FIG. 2 shows a wire package of the squirrel-cage rotor according to the invention
  • Figure 3 shows the wire package of Fig. 2 in a deformed state
  • FIG. 4 shows the squirrel-cage rotor according to the invention.
  • FIG. 1 shows a rotor core 1 which is constructed from a multiplicity of stacked or laminated rotor laminations 2.
  • Each of the rotor sheets 2 has a circular outer periphery and a circular inner periphery within which a shaft of the mounted squirrel cage 9 (see Fig. 4) is arranged.
  • the individual rotor sheets 2 are
  • rotor laminations 3 are in regular
  • the rotor laminations 3 Spaced apart from each other along a circumferential direction of the rotor blade 2. Starting from a radially inner end of the rotor laminations 3, the rotor laminations 3 widen perpendicular to the radial direction (and within the rotor plate plane). The radially outer end of
  • Rotor blade grooves 3 are either open as shown in FIG. 1 or closed. In the former case, only the radially outer end of
  • Runner plate grooves 3 open.
  • a section may be provided at the radially outer end of the rotor blade grooves 3, at which the rotor blade grooves 3 taper radially outwardly perpendicular to the radial direction.
  • a plurality of such rotor sheets 2 becomes concentric
  • FIG. 2 shows a wire package 4 which comprises a plurality of wires 5.
  • a wire package 4 which comprises a plurality of wires 5.
  • the wires 5 are individual wires 5, preferably made of copper, aluminum or a
  • the wire package can also be made of wire mesh (so-called strands), in which case several of the wires 5 are grouped together to form an elongated wire mesh. If the wire packages 4 are made of wire mesh, each wire package 4 would have one or a plurality of wire mesh.
  • the wires 5 or the wire meshes are summarized in a straight condition with mutually flush ends and compressed or pressed or compacted.
  • the wire packages 4 are thereby formed so that after pressing a cross section of
  • Wire packets 4 corresponds to a shape of the rotor blade grooves 3. As already mentioned, the use of wire mesh is optional and each
  • Wire package 4 can also be made exclusively from separate, namely until the time of pressing separate, wires 5.
  • the compressed and still straight wire packs 4 are then inserted into each of the rotor laminations 3, the rotor laminations 3 being aligned in this state along an axial direction of the rotor laminations 1 in alignment with each other. Subsequently, the individual rotor sheets 2 are limited or
  • wire packages 4 are mitverformt.
  • This rotation can be realized by, for example, a caliper 6, one of which is indicated schematically in Fig. 1, enters the Läufererblech- grooves 3 of the rotor core 1 and about a vertical axis 7, which corresponds to a radial direction of the rotor core 1, are rotated.
  • a symmetrical V-shaped setting as shown in FIG. 3, indexing knives 6 travel in one half of the
  • V-shape preferably a V-shape as shown in FIG.
  • W-shape or other shapes are feasible and conceivable.
  • the longitudinal ends of a wire package 4 lie on the same axis parallel (des
  • the tip of the V-shape is laterally offset.
  • other geometries such as a W-shape, could prove advantageous in terms of noise and vibration behavior of the motor in which the squirrel cage rotor is installed.
  • the wire packages 4 after twisting can also be rectilinear and the
  • Wire packages 4 are no longer parallel to the axial direction of the rotor core 1 and the squirrel cage.
  • short-circuit rings 8 are attached to the end faces of the rotor laminations.
  • the Short-circuit rings 8 are preferably stamped, forged, milled or water jet cut, etc.
  • the longitudinal ends of the wire packages 4 are connected to the short circuit rings 8, in particular welded or soldered.
  • Shaping and fastening of the short-circuit rings are done in one step.
  • connection technique eg welding, soldering
  • the longitudinal ends of the wire packages 4 so be compressed that later making the electrical connection with the
  • Short circuit rings 8 by casting the short-circuit rings, through
  • Wire packages 4 are filled with a plastic, preferably a highly heat-conductive plastic, which closes the rotor core grooves 3 to the outside and thereby helps to keep the wire packages 4 in operation in the rotor core grooves 3.
  • This filling can be realized for example by means of a spray or die casting process.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Induction Machinery (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Käfigläufers (9) für eine Asynchronmaschine, mit den Schritten: Bereitstellen eines Läuferblechpakets (1) aus einer Vielzahl an gestapelten Läuferblechen (2), die jeweils eine Vielzahl an in Umfangsrichtung verteilten Läuferblech-Nuten (3) aufweisen; Platzieren von stabförmigen Drahtpaketen (4), die jeweils aus einer Vielzahl an Drähten (5) aufgebaut sind, in den Läuferblech-Nuten (3); Verdrehen der einzelnen Läuferbleche (2) relativ zu einander, wobei die Drahtpakete (4) verformt werden; Platzieren von Kurzschlussringen (8) an beiden Stirnseiten des Läuferblechpakets (1), und Verbinden der Drahtpakete (4) mit den Kurzschlussringen (8). Darüber hinaus betrifft die Erfindung einen so hergestellten Käfigläufer (9).

Description

Käfigläufer und Verfahren für dessen Herstellung
Die Erfindung betrifft einen Käfigläufer für eine Asynchronmaschine und ein Verfahren zur Herstellung solch eines Käfigläufers, dabei ist die
Asynchronmaschine insbesondere für den Einsatz in Kraftfahrzeugen vorgesehen.
Der Rotor einer Asynchronmaschine (auch als Kurzschlussläufer oder Käfigläufer bezeichnet) besteht aus einem Metallblechpaket (sog.
Läuferblechpaket) mit eingestanzten Nuten. Durch diese Nuten erstrecken sich Kurzschlussstäbe, die an den Stirnseiten des Metallblechpakets mit Endringen (sog. Kurzschlussringen) versehen werden. Es ist bekannt die Kurzschlussstäbe zu gießen (z.B. mittels eines Druckgussverfahrens), wobei die Kurzschlussstäbe in die eingestanzten Nuten des Metallblechpakets eingegossen werden. Ebenfalls ist bekannt, vorgefertigte Stäbe in die Nuten des Metallblechpakets einzuschieben. Die Kurzschlussstäbe werden an den Enden mit angegossenen oder vorgefertigten Kurzschlussringen versehen.
Außerdem ist bekannt, Käfigläufer mit V-förmigen Kurzschlussstäben auszubilden (V-förmig wenn in einer Radialrichtung des Käfigläufers nach innen blickend). Diese V-förmigen Kurzschlussstäbe haben den Vorteil, dass unerwünschte Kraftkomponenten in Axialrichtung des Rotors gegenseitig kompensiert werden und damit das Geräusch- und Schwingungsverhalten von Motoren positiv beeinflusst wird. Diese V-förmigen Kurzschlussstäbe werden mittels Gießen hergestellt.
Das Gießen der Kurzschlussstäbe hat jedoch die Nachteile, dass beim Gießen der Kurzschlussstäbe aus Aluminium der Wirkungsgrad der Motoren aufgrund des materialspezifischen Leitwerts von Aluminium nicht optimal ist. Beim Gießen der Kurzschlussstäbe aus Kupfer ist zwar der Leitwert und damit auch der Wirkungsgrad im Vergleich zu Aluminium besser, aber Kupferdruckguss ist infolge des hohen Schmelzpunktes von Kupfer schwieriger und wesentlich teurer in der technischen Umsetzung.
V-förmige, vorgefertigte Kurzschlussstäbe sind nicht in die eingestanzten Nuten einzuschieben und daher praktisch nicht umsetzbar.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Käfigläufer für eine Asynchronmaschine bereitzustellen, der die vorstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise löst. Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren zur Herstellung eines Käfigläufers mit den Schritten gemäß Anspruch 1 und einem Käfigläufer mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Käfigläufers für eine Asynchronmaschine bereitgestellt, mit den Schritten: Bereitstellen eines Läuferblechpakets aus einer Vielzahl an gestapelten Läuferblechen, die jeweils eine Vielzahl an in Umfangsrichtung verteilten Läuferblech-Nuten aufweisen; Platzieren von stabförmigen
Drahtpaketen, die jeweils aus einer Vielzahl an Drähten aufgebaut sind, in den Läuferblech-Nuten; Verdrehen der einzelnen Läuferbleche relativ zu einander, wobei die Drahtpakete verformt werden; Platzieren von
Kurzschlussringen an beiden Stirnseiten des Läuferblechpakets, und
Verbinden der Drahtpakete mit den Kurzschlussringen. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass die als Kurzschlussstäbe fungierenden
Drahtpakete eine gute elektrische Leitfähigkeit aufweisen und verformbar sind. Somit können, auch ohne Gießen, mit einfachen Mitteln Käfigläufer mit geschränkten Kurzschlussstäben (im vorliegenden Fall Drahtpakete, die als Kurzschlussstäbe fungieren) bereitgestellt werden. Zum Beispiel ist bei solchen Käfigläufern ein schräger Verlauf der Drahtpakete denkbar, bei welchem die einzelnen Bleche um mindestens einen Schränkwinkel um die Rotorachse gegeneinander verdreht sind, so dass beispielsweise eine V-, oder W-Anordnung der Drahtpakete entsteht. Geschränkte Käfigläufer sind vorteilhaft bezüglich ihrem Geräusch- und Schwingungsverhalten. Durch den Einsatz von flexiblen Drahtpaketen als Kurzschlussstäbe, ist es möglich, die Vorteile des hohen elektrischen Leitwertes von Kupfer in den Läuferblech- Nuten mit dem technisch bekannten und einfachen sowie kostengünstigen Angießen von Kurzschlussringen aus Aluminium zu
verbinden. Außerdem besteht der Vorteil, dass durch dieses
Herstellungsverfahren die Auswahl der Materialien für Drahtpakete
(Kurzschlussstäbe) und Kurzschlussringe beliebig ist und separat
voneinander bestimmt werden kann, so dass die Materialauswahl den jeweiligen Erfordernissen bzw. Kostenvorgaben angepasst werden kann.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel hat das Verfahren ferner den Schritt: Verpressen der Vielzahl an Drähten miteinander zum Ausbilden eines Drahtpakets. Dadurch, dass die Drähte verpresst werden, wird eine höhere Materialdichte des Drahtmaterials in den Läuferblech-Nuten und damit eine gute elektrische Leitfähigkeit erreicht.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Verfahren dergestalt, dass beim Schritt des Verdrehens der einzelnen Läuferbleche diese so verdreht werden, dass in einer Radialrichtung des Käfigläufers nach innen gesehen, die Drahtpakete geradlinig, V-förmig oder W -form ig sind. Wie bereits erwähnt, hat eine solche Schränkung Vorteile im Hinblick auf
Geräusch- und Schwingungsverhalten.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Verfahren dergestalt, dass Drahtpakete jeweils aus einer Vielzahl an Drahtgeflechten aufgebaut sind, und jedes Drahtgeflecht mehrere Drähte umfasst. Dies macht die Handhabung und Herstellung einfacher, weil weniger Einzelteile pro
Drahtpaket zusammenzufassen sind.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Verfahren dergestalt, dass die Läuferblech-Nuten, mit den darin befindlichen Drahtpaketen, mit einem Material befüllt werden, welches sich von dem Material der Drähte unterscheidet.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Verfahren dergestalt, dass die Läuferblech-Nuten mit Kunststoffmaterial befüllt werden. Dies sorgt für eine elektrische Isolation der Drahtpakete nach außen hin und für eine Unterstützung dabei, die Drahtpakete in den Läuferblech-Nuten zu
positionieren und zu halten. Zudem wird ein besserer Wärmeübergang erreicht, denn es entsteht Verlustwärme im Kurzschlusskäfig, die
beispielsweise im Falle einer Rotorwellenkühlung zur Rotorachse
transportiert werden muss.
Darüber hinaus stellt die vorliegende Erfindung einen Käfigläufer für eine Asynchronmaschine bereit, mit einem Läuferblechpaket aus einer Vielzahl an gestapelten Läuferblechen, die jeweils eine Vielzahl an in Umfangsrichtung verteilten Läuferblech-Nuten aufweisen; in die Läuferblech-Nuten eingefügte Drahtpakete, die jeweils aus einer Vielzahl an Drähten aufgebaut sind, wobei die Längsrichtungen der Drahtpakete nicht-parallel zu einer Axialrichtung des Käfigläufers sind, und an beiden Stirnseiten des Läuferblechpakets angeordnete Kurzschlussringe, die mit den Drahtpaketen verbunden sind. Dieser Käfigläufer bietet die bereits vorstehend im Zusammenhang mit dem Verfahren zu seiner Herstellung beschriebenen Vorteile.
Gemäß einer Weiterbildung ist der Käfigläufer so ausgebildet, dass die Vielzahl an Drähten miteinander verpresst sind, um das Drahtpaket auszubilden.
Gemäß einer Weiterbildung ist der Käfigläufer so ausgebildet, dass die Drahtpakete jeweils aus einer Vielzahl an Drahtgeflechten aufgebaut sind, und jedes Drahtgeflecht mehrere Drähte umfasst. Gemäß einer Weiterbildung ist der Käfigläufer so ausgebildet, dass die Läuferblech-Nuten, mit den darin befindlichen Drahtpaketen, mit einem Material befüllt sind, welches sich von dem Material der Drähte
unterscheidet.
Gemäß einer Weiterbildung ist der Käfigläufer so ausgebildet, dass die Läuferblech-Nuten mit Kunststoffmaterial befüllt sind.
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen Zeichnungen ist Folgendes dargestellt:
Figur 1 zeigt schematisch ein Läuferblechpaket eines
erfindungsgemäßen Käfigläufers;
Figur 2 zeigt ein Drahtpaket des erfindungsgemäßen Käfigläufers;
Figur 3 zeigt das Drahtpaket aus Fig. 2 in einem verformten Zustand, und
Figur 4 zeigt den erfindungsgemäßen Käfigläufer.
Figur 1 zeigt ein Läuferblechpaket 1 , welches aus einer Vielzahl an aufeinandergestapelten bzw. laminierten Läuferblechen 2 aufgebaut ist. Jedes der Läuferbleche 2 hat einen kreisrunden Außenumfang und einen runden Innenumfang, innerhalb dem eine Welle des montierten Käfigläufers 9 (siehe Fig. 4) angeordnet ist. Die einzelnen Läuferbleche 2 sind
gegeneinander isoliert und bestehen im Wesentlichen aus Eisen oder einer Eisen-Legierung. Ferner sind Läuferblech-Nuten 3 in regelmäßigen
Abständen zueinander entlang einer Umfangsrichtung des Läuferblechs 2 verteilt. Ausgehend von einem radial inneren Ende der Läuferblech-Nuten 3 weiten sich die Läuferblech-Nuten 3 senkrecht zur Radialrichtung (und innerhalb der Läuferblechebene) auf. Das radial äußere Ende der
Läuferblech-Nuten 3 ist entweder offen, wie in Figur 1 dargestellt oder geschlossen. In ersterem Fall ist nur das radial äußere Ende der
Läuferblech-Nuten 3 offen. In beiden Variationen kann am radial äußeren Ende der Läuferblech-Nuten 3 ein Abschnitt vorgesehen sein, an dem sich die Läuferblech-Nuten 3 senkrecht zur Radialrichtung radial nach außen hin verjüngen. Eine Vielzahl solcher Läuferbleche 2 wird konzentrisch
aufeinandergestapelt, wobei sich die benachbarten Läuferbleche 2 berühren, so dass sie ein Läuferblechpaket 1 ausbilden.
Figur 2 zeigt ein Drahtpaket 4 welches eine Vielzahl an Drähten 5 umfasst. Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Käfigläufers wird ein derartiges Drahtpaket 4 in jede der Läuferblech-Nuten 3 eingelegt. Die Drähte 5 sind einzelne Drähte 5, vorzugsweise aus Kupfer, Aluminium oder einer
Legierung aufweisend Kupfer und/oder Aluminium, insbesondere gleicher Länge. Wahlweise kann das Drahtpaket auch aus Drahtgeflechten (sog. Litzen) hergestellt sein, wobei in diesem Fall mehrere der Drähte 5 zu einem länglichen Drahtgeflecht zusammengruppiert sind. Falls die Drahtpakete 4 aus Drahtgeflechten hergestellt sind, würde jedes Drahtpaket 4 eines oder eine Vielzahl an Drahtgeflechten aufweisen. Zur Herstellung eines
Drahtpakets 4 werden die Drähte 5 oder die Drahtgeflechte in geradlinigem Zustand mit zueinander bündigen Enden zusammengefasst und komprimiert bzw. verpresst bzw. verdichtet. Vorzugsweise werden die Drahtpakete 4 dabei so geformt, so dass nach dem Verpressen ein Querschnitt der
Drahtpakete 4 einer Form der Läuferblech-Nuten 3 entspricht. Wie bereits erwähnt, ist die Verwendung von Drahtgeflechten optional und jedes
Drahtpaket 4 kann auch ausschließlich aus separaten, und zwar bis zum Zeitpunkt des Verpressens separaten, Drähten 5 hergestellt werden. Die verpressten und immer noch geradlinigen Drahtpakete 4 werden dann in jede der Läuferblech-Nuten 3 eingelegt, wobei die Läuferblech-Nuten 3 in diesem Zustand entlang einer Axialrichtung des Läuferblechpakets 1 fluchtend zueinander ausgerichtet sind. Anschließend werden die einzelnen Läuferbleche 2 geschränkt bzw.
verdreht, insbesondere zum jeweils benachbarten Läuferblech 2 verdreht. Mit der Verdrehung der einzelnen Läuferbleche 2 zueinander werden auch die in den Läuferblech-Nuten 3 eingelegten Drahtpakete 4 mitverformt. Diese Verdrehung kann realisiert werden, indem beispielsweise ein Schränkmesser 6, von denen eines in Fig. 1 schematisch angedeutet ist, in die Läuferblech- Nuten 3 des Läuferblechpakets 1 einfährt und um eine Hochachse 7, die einer Radialrichtung des Läuferblechpakets 1 entspricht, verdreht werden. Um beispielsweise eine symmetrische V-förmige Schränkung zu realisieren, wie in Fig. 3 dargestellt, fahren Schränkmesser 6 in eine Hälfte der
Längsausdehnung der Läuferblech-Nuten 3 und andere Schränkmesser 6 in die andere Hälfte der Läuferblech-Nuten 3 und werden dann mit
entgegengesetzten Drehrichtungen verdreht. Die Realisierung der
Schränkung ist hier jedoch nur exemplarisch und vereinfacht dargestellt.
Nach der Verdrehung der Läuferbleche 2 haben die Drahtpakete 4
vorzugsweise eine V-Form, wie in Figur 3 dargestellt. Auch eine W-Form oder andere Formen sind realisierbar und denkbar. Bei der V-Form liegen die Längsenden eines Drahtpakets 4 auf derselben Achsparallelen (des
Käfigläufers), die Spitze der V-Form, ist dazu seitlich versetzt. Alternativ zur V-Form könnten sich auch andere Geometrien, wie beispielsweise eine W- Form, als vorteilhaft hinsichtlich Geräusch- und Schwingungsverhalten des Motors, in den der Käfigläufer eingebaut wird, erweisen. Außerdem können die Drahtpakete 4 nach der Verdrehung auch geradlinig sein und die
Verdrehung so ausgeführt werden, dass die Drahtpakete 4 um eine
Radiallinie des Läuferblechpakets 1 verdreht werden, so dass die
Drahtpakete 4 nicht mehr parallel zur Axialrichtung des Läuferblechpakets 1 bzw. des Käfigläufers sind.
Nach der Verdrehung bzw. Schränkung der Läuferbleche 2, werden an die Stirnseiten des Läuferblechpakets 1 Kurzschlussringe 8 angebracht. Die Kurzschlussringe 8 sind vorzugsweise gestanzt, geschmiedet, ausgefräst oder wasserstrahlgeschnitten, usw. Die Längsenden der Drahtpakete 4 werden mit den Kurzschlussringen 8 verbunden, insbesondere verschweißt oder verlötet. Alternativ dazu ist es auch möglich, Kurzschlussringe 8 zu gießen, beispielsweise aus Aluminium, wobei die Kurzschlussringe bereits auf die Längsenden der Drahtpakete 4 gegossen werden, so dass
Formgebung und Befestigung der Kurzschlussringe in einem Arbeitsschritt erledigt werden.
Um eine gute elektrische Verbindung zwischen den Drahtpaketen 4 und den Kurzschlussringen 8 herzustellen, muss einerseits die Verbindungstechnik (z.B. Schweißen, Löten) eine elektrische Leitfähigkeit sicherstellen und andererseits ist es vorteilhaft, wenn beim Komprimieren und Ausformen der Drahtpakete 4, die Längsenden der Drahtpakete 4 so komprimiert werden, dass eine spätere Herstellung der elektrischen Verbindung mit den
Kurzschlussringen 8 durch Angießen der Kurzschlussringe, durch
Anschweißen oder Anlöten sichergestellt ist.
Optional können die Läuferblech-Nuten 3 mit den darin befindlichen
Drahtpaketen 4 mit einem Kunststoff befüllt werden, vorzugsweise einem hochwärmeleitfähigen Kunststoff, der die Läuferblech-Nuten 3 nach außen hin verschließt und dabei unterstützt, die Drahtpakete 4 im Betrieb in den Läuferblech-Nuten 3 zu halten. Diese Befüllung kann beispielsweise mittels eines Spritz- oder Druckgussverfahrens realisiert werden.
Während die Erfindung detailliert in den Zeichnungen und der
vorangehenden Beschreibung veranschaulicht und beschrieben wurde, ist diese Veranschaulichung und Beschreibung als veranschaulichend oder beispielhaft und nicht als beschränkend zu verstehen und es ist nicht beabsichtigt die Erfindung auf die offenbarten Ausführungsbeispiele zu beschränken. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Merkmale in
verschiedenen abhängigen Ansprüchen genannt sind, soll nicht andeuten, dass eine Kombination dieser Merkmale nicht auch vorteilhaft genutzt werden könnte.
Bezugszeichenliste:
1 Läuferblechpaket
2 Läuferblech
3 Läuferblech-Nut
4 Drahtpaket
5 Draht
6 Schränkmesser
7 Hochachse des Schränkmessers 8 Kurzschlussring
9 Käfigläufer

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zur Herstellung eines Käfigläufers (9) für eine
Asynchronmaschine, mit den Schritten:
Bereitstellen eines Läuferblechpakets (1 ) aus einer Vielzahl an gestapelten Läuferblechen (2), die jeweils eine Vielzahl an in
Umfangsrichtung verteilten Läuferblech-Nuten (3) aufweisen;
Platzieren von stabförmigen Drahtpaketen (4), die jeweils aus einer Vielzahl an Drähten (5) aufgebaut sind, in den Läuferblech-Nuten (3);
Verdrehen der einzelnen Läuferbleche (2) relativ zu einander;
Platzieren von Kurzschlussringen (8) an beiden Stirnseiten des
Läuferblechpakets (1 ), und
Verbinden der Drahtpakete (4) mit den Kurzschlussringen (8).
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , ferner mit dem Schritt:
Verpressen der Vielzahl an Drähten (5) miteinander zum Ausbilden eines Drahtpakets (4).
3. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei beim Schritt des Verdrehens der einzelnen Läuferbleche (2) diese so verdreht werden, dass in einer Radialrichtung des Käfigläufers nach innen gesehen, die Drahtpakete (4) geradlinig, V-förmig oder W-förmig sind.
4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Drahtpakete (4) jeweils aus einer Vielzahl an Drahtgeflechten aufgebaut sind, und jedes Drahtgeflecht mehrere Drähte (5) umfasst.
5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Läuferblech-Nuten (3), mit den darin befindlichen Drahtpaketen (4), mit einem Material befüllt werden, welches sich von dem Material der Drähte (5) unterscheidet.
6. Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei die Läuferblech-Nuten (3) mit Kunststoffmaterial befüllt werden.
7. Käfigläufer (9) für eine Asynchronmaschine mit:
einem Läuferblechpaket (1 ) aus einer Vielzahl an gestapelten
Läuferblechen (2), die jeweils eine Vielzahl an in Umfangsrichtung verteilten Läuferblech-Nuten (3) aufweisen;
in die Läuferblech-Nuten (3) eingefügte Drahtpakete (4), die jeweils aus einer Vielzahl an Drähten (5) aufgebaut sind, wobei die Längsrichtungen der Drahtpakete (4) nicht-parallel zu einer Axialrichtung des Käfigläufers sind, und
an beiden Stirnseiten des Läuferblechpakets (1 ) angeordnete
Kurzschlussringe (8), die mit den Drahtpaketen (4) verbunden sind.
8. Käfigläufer gemäß Anspruch 7, wobei die Vielzahl an Drähten (5) miteinander verpresst sind, um das Drahtpaket (4) auszubilden.
9. Käfigläufer gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei in einer Radialrichtung des Käfigläufers nach innen gesehen, die Drahtpakete (4) geradlinig, V- förmig oder W-förmig sind.
10. Käfigläufer gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die
Läuferblech-Nuten (3), mit den darin befindlichen Drahtpaketen (4), mit Kunststoff befüllt sind.
PCT/EP2016/075151 2015-11-23 2016-10-20 Käfigläufer und verfahren für dessen herstellung WO2017089035A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201680063003.7A CN108352763A (zh) 2015-11-23 2016-10-20 鼠笼式转子和用于制造鼠笼式转子的方法
US15/986,563 US11121609B2 (en) 2015-11-23 2018-05-22 Method for producing a cage rotor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015223059.7A DE102015223059A1 (de) 2015-11-23 2015-11-23 Käfigläufer und Verfahren für dessen Herstellung
DE102015223059.7 2015-11-23

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US15/986,563 Continuation US11121609B2 (en) 2015-11-23 2018-05-22 Method for producing a cage rotor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017089035A1 true WO2017089035A1 (de) 2017-06-01

Family

ID=57153484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2016/075151 WO2017089035A1 (de) 2015-11-23 2016-10-20 Käfigläufer und verfahren für dessen herstellung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11121609B2 (de)
CN (1) CN108352763A (de)
DE (1) DE102015223059A1 (de)
WO (1) WO2017089035A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112727779A (zh) * 2020-11-20 2021-04-30 龙镎 一种结构紧凑的低噪声无轴泵

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2857539A (en) * 1957-04-15 1958-10-21 Smith Corp A O Induction motors
US3685142A (en) * 1970-06-03 1972-08-22 Alliance Mfg Co High resistance rotor motor and method
EP1684400A1 (de) * 2005-01-21 2006-07-26 Hitachi, Ltd. Rotierende elektrische Maschine
AT509890B1 (de) * 2010-06-14 2011-12-15 Atb Motorenwerke Gmbh Kurzschlussrotor
US20120049687A1 (en) * 2010-08-31 2012-03-01 Gm Global Technology Operations, Inc. Solid phase welding of aluminum-based rotors for induction electric motors

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE360156B (de) * 1972-01-25 1973-09-17 Skf Ab
JP2002027693A (ja) * 2000-07-10 2002-01-25 Mitsubishi Electric Corp 回転電機用巻線導体
DE102005007371A1 (de) * 2005-02-17 2006-08-24 Siemens Ag Elektrische Maschine
JP2006271187A (ja) * 2005-02-22 2006-10-05 Mitsubishi Electric Corp 回転電機
JP5774255B1 (ja) * 2013-12-16 2015-09-09 三菱電機株式会社 かご型回転子の製造方法およびかご型回転子
US9621012B2 (en) * 2015-01-07 2017-04-11 GM Global Technology Operations LLC Lamination pack for skewed conductor bars and method of forming same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2857539A (en) * 1957-04-15 1958-10-21 Smith Corp A O Induction motors
US3685142A (en) * 1970-06-03 1972-08-22 Alliance Mfg Co High resistance rotor motor and method
EP1684400A1 (de) * 2005-01-21 2006-07-26 Hitachi, Ltd. Rotierende elektrische Maschine
AT509890B1 (de) * 2010-06-14 2011-12-15 Atb Motorenwerke Gmbh Kurzschlussrotor
US20120049687A1 (en) * 2010-08-31 2012-03-01 Gm Global Technology Operations, Inc. Solid phase welding of aluminum-based rotors for induction electric motors

Also Published As

Publication number Publication date
US20180269754A1 (en) 2018-09-20
CN108352763A (zh) 2018-07-31
DE102015223059A1 (de) 2017-05-24
US11121609B2 (en) 2021-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2606560B1 (de) Stab eines käfigläufers
EP2819276B1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Spule und Spule
EP2422432B1 (de) Kurzschlussläufer mit gegossenen kurzschlussstäben
DE19542962C1 (de) Kurzschlußläufer für eine Asynchronmaschine und ein Verfahren zur Herstellung desselben
WO2017089034A1 (de) Käfigläufer und verfahren für dessen herstellung
DE102013005050A1 (de) Kurzschlussläufer und dessen Einzelteile sowie Verfahren zur Herstellung eines Kurzschlussläufers
WO2014198477A2 (de) Kurzschlussring für eine elektrische asynchronmaschine zusammengesetzt aus teilkreisbogen-förmigen segmenten
EP2957024B1 (de) Fliehkraftabstützung eines kurzschlussrings bei induktionsmaschinen
DE202017100616U1 (de) Stator für einen Elektromotor
DE202018004918U1 (de) Stator-/Rotorvorrichtung für Elektromotoren
EP2149970B1 (de) Rotor für Asynchronmaschinen
EP1921730A2 (de) Verfahren zur Herstellung einer Transversalflussmaschine
DE102005030797A1 (de) Käfigläufer einer Induktionsmaschine
EP3145059A1 (de) Käfigläufer
WO2017089035A1 (de) Käfigläufer und verfahren für dessen herstellung
DE102008010231A1 (de) Verfahren zum Erhöhen des Nutfüllfaktors eines mit einer Wicklung versehenen Stators eines elektromotorischen Antriebs
EP2979350B1 (de) Herstellung eines rotors einer elektrischen asynchronmaschine
EP3357141A1 (de) Im stecktechnik- verfahren hergestellter stator oder rotor einer elektrischen maschine mit verkürzter blechlänge
WO2011088862A1 (de) Rotor einer elektrischen maschine und verfahren zur herstellung eines rotors einer elektrischen maschine
EP3577743A1 (de) Stator für einen elektromotor
EP3408923A1 (de) Rotor, elektrische maschine und verfahren zur herstellung eines rotors
DE102010041796A1 (de) Käfigläufer
DE102010041788A1 (de) Käfigläufer
DE102015202004A1 (de) Käfigläuferrotor mit stabilem Kurzschlussring für eine elektrische Asynchronmaschine sowie Verfahren zum Fertigen desselben
DE102006043177A1 (de) Elektrische Maschine mit Blechpaketgehäuse und entsprechendes Herstellungsverfahren

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16784192

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16784192

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1