DE1563007A1

DE1563007A1 - Two-pole inductor for electrical machines

Info

Publication number: DE1563007A1
Application number: DE19661563007
Authority: DE
Inventors: Herbert Auinger
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1966-08-04
Filing date: 1966-08-04
Publication date: 1970-04-23

Description

Zweipoliger Induktor für elektrische Maschinen .;s sind zweipolige Induktoren, insbesondere für den Einbau in Synchronmaschinen -mittlerer und.kleinerer Leistung bekannt, die keine durchgehende'VPe11e aufweisen, sondern über Plansche mit Teilwellen verbunden sind. Durch diese Bauart ist es möglich, den sonst von der Welle eingenommenen Raum für die Stirnseiten der Erregerwicklung auszunutzen. E, ist weiterhin bekannt, den Aktivteil eines derartigen Induktors als Blechpaket auszubilden, bei dem die einzelnen Bleche einen für beide Polschuhe zusammenhängenden Blechschnitt bilden.- Diese Bleche werden durch Zentrier- und/oder Spannbolzen zusammengehalten. Diese bekannten Anordnungen gebleckter Induktoren haben den Nachteil, daß sie in mechanischer Hinsicht nicht sehr stabil sind, nur eine mäßige Steifgkeit aufweisen und ihre kritische Drehzahl sehr niedrig ist. Sie sind damit, trotz der sich aus dein zusammenhängenden Blechschnitt ergebenden Fertigungsvorteile, für höhere Beanspruchungen, wie Stoßlast, Rüttelbetrieb, hohe und/oder wechselnde Drehzahl usw., sowie auch für größere Läufer, ungeeignet.Two-pole inductor for electrical machines.; Two-pole inductors are known, especially for installation in synchronous machines of medium and low power, which do not have a continuous VPe11e, but are connected to partial waves via planes. This design makes it possible to use the space otherwise taken up by the shaft for the end faces of the excitation winding. E, it is also known to design the active part of such an inductor as a laminated core, in which the individual sheets form a sheet metal section that is contiguous for both pole shoes. These sheets are held together by centering and / or clamping bolts. These known arrangements of blocked inductors have the disadvantage that they are mechanically not very stable, have only moderate rigidity and their critical speed is very low. They are therefore unsuitable for higher loads, such as shock loads, vibrating operation, high and / or changing speed, etc., as well as for larger rotors, despite the manufacturing advantages resulting from your coherent sheet metal cut.

Zur Erzielung mechanisch hoch beanspruchbarer Läufer ist vorgeschlagen worden (Patentanmeldung 5 96 470 VIIIb/21d1), zur Kraftübertragung einen stabiler hlassivkörper vorzusehen, auf lem die Wellenfxanscz- @-@tmittelbar zentriert und verpannt sind. Die aus elekt_,omagnetischen Gründen erforderlichen gebleckten Teile er,-trecken sich dabei im wesentlichen nur über den Bereich der Polschuhe. Diese Konstruktion ergibt Sowohl in Bezug auf mechanische Beanspruchbarkeit als auch Ausnutzung des aktiven Materials optimale Verhältnisse, ist-allerdings insbesondere hinsichtlich der Ausbildung und Anordnung der gebleckten Teile fertigungstechnisch nicht ganz einfach.In order to achieve mechanically highly stressable runners is proposed been (patent application 5 96 470 VIIIb / 21d1), for power transmission a more stable to provide a hollow body, on lem the shaft fxanscz- @ - @ t directly centered and are upset. The sheet metal parts required for electromagnetic reasons it extends essentially only over the area of the pole shoes. These Construction results in both mechanical strength and utilization of the active material is optimal proportions, however, in particular with regard to the design and arrangement of the baked parts is not quite in terms of production technology simple.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen mechanisch hoch beanspruchbaren Induktor mit massivem Kern zu schaffen, bei dem die :erwähnten Schwierigkeiten,., die sich =durch :die Anordnung einzelner geblechter Pelachijhe ergeben, vermieden werden. Erfindungsgemäß wird dieses Ziel dadurch erreicht,-daß der Massivkörper vo:n einem zusammenhängenden, sich über beide Polschuhe erstreckenden Blechpaket umgeben ist. Der-Massivkdrper ist dabei aus mehreren Teilen zusammengesetzt und. besteht innerhalb des Blechpaketes aus muminaesteinem Mittelteil von gleichbleibendem Querschnitt, auf dem die Bleche aufge$choben sind. Beidseitig sind StirnF'atten angeordnet, die mit dem Mittelteil verbunden, insbescn:Aere unter axialer Vor-spannung, verschweißt sind.The object of the present invention is to provide a mechanically highly stressable To create an inductor with a solid core, in which the: mentioned difficulties,., which result from: the arrangement of individual laminated pelachijhe, avoided will. According to the invention this goal is achieved by the fact that the solid body vo: n a coherent laminated core extending over both pole shoes is surrounded. The solid body is composed of several parts and. consists within the sheet metal core of a stone core part of constant Cross-section on which the sheets are placed. There are browbones on both sides arranged, which are connected to the middle part, in particular: Aere under axial preload, are welded.

Die Wellenflansche aes Läufers sind an diesen Stirnplatten befestigt, wozu entweder@dureh das Blechpaket führende Spannbolzen ocer in Gewindebohrungen der Stirnplatten eingedrehte Schrauben dienen: Auf diese Weise ergibt sich eine ko-nstruItion, die die bekannten Vorteile einer hohen mechanischen 13eanspruchbarkeit und Formbeständigkeit - durch den Yassivkßrlzer - und-einer vereinfachten rationellen Fertigung - ir jo1ge des zusammenhängenden Blechschnittes -vereinigt.. 'Gegenüber einer :-.@n-strukt@on mit einzeln aufgesetzten Pol- schähen g ema'z äeü oben genannten Vorschlag., ergibt die er- finäungsgemG!e Ausbildung insbesondere foygerde Vereinfachung:c sie rotweriä-'den Fräsarbeiten sind weniger umfangreichi Stän- der und Läuferbleche lassen sich nunmehr mit sehr geringem Abfall aus einer Platine stanzen. Besondere-Maßnahmen zur Polschuhbefestigung, wie Schrauben, Schweißen u:dgl., entfallen. Außerdem braucht das Blechpaket nicht gesondert geschichtet zu werden. Die Bleche können hier unmittelbar auf,dem Mittelteil bzw. die -teile des Massivkörpers gesteckt werden. Der Massivkörper ist aus einfachen Teilen zusammengesetzt. Das Zusammenschweißen von Mittelteil bzw. -teilen und Stirnplatten ist wesentlich einfacher als ein etwaiges Anschweißen geblechter Polschuhe, einmal wegen der besseren Zugänglichkeit und zum anderen, weil es sich um gleiche homogene Werkstoffe handelt.The shaft flanges of a rotor are fastened to these face plates, for which purpose either clamping bolts leading through the laminated core or screws screwed into threaded holes in the face plates are used: This results in a structure that has the known advantages of high mechanical strength and dimensional stability - through the Yassivkßrlzer - and - a simplified, rational production - ir jo1ge of the coherent sheet metal cut -united .. 'Opposite a: -. @ N-strukt @ on with individually attached pole schähen g ema'z äeü above suggestion., results in the Final training, especially foyer-based simplification: c they rotweriä-'den milling work are less extensive The and rotor sheets can now be punched from a blank with very little waste. Special measures for fastening the pole shoe, such as screwing, welding and the like, are not required. In addition, the laminated core does not need to be layered separately. The metal sheets can be plugged directly onto the middle part or parts of the solid body. The solid body is composed of simple parts. The welding together of the middle part or parts and the end plates is much easier than any welding on of laminated pole shoes, on the one hand because of the better accessibility and on the other hand because the same homogeneous materials are involved.

In den Zeichnungen sind einige erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele dargestellt, dabei zeigen Fig. 1 und 3 teilweise einen Läufer im . . Längsschnitt und die Fig. 2 und 4 den dazugehörigen Querschnitt, Fig. 5 und E im Querschnitt weitere Varianten. In den Fig. 1 und 2 ist mit 1 ein massives Mittelteil mit rundem Querschnitt bezeichnet, welches ein Blechpaket 2 trägt. Zu beiden 'reiten des Blechpaketes ist an dem Mittelteil 1 eine Stirnplatte 3 angeschweißt, und die Teile 1 und 3 bilden den Masivkörper, der zusammen mit dem BleehpaXet 2 wiecterünn2den aktiven;=:Teil des Läufers bildet. Im Blech-Paket 2 sind in bekannter Weise Dämpferwicklungsstäbe 4 vorgesehen. Mit 5 ist die Erregerwicklung bezeichnet und 6 ist ein diese Wicklung umgebender ,Flansch, der den Wellenstumpf 7 trägt: per Flansch E ist mittels Schrauben B. an der Stirnplatte 3 befestigt. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß: der Blechschnitt des-Paketes 2 zusammenhängend ist, d.h. jedes -Einzelb.ech erstreckt sich über beide Pole. Die Vorteile dieser Ausführung wurden.berets vorstehend beschrieben.In the drawings are some exemplary embodiments according to the invention shown, Fig. 1 and 3 partially show a runner in. . Longitudinal section and FIGS. 2 and 4 the associated cross-section, FIGS. 5 and E in cross-section further variants. In Figs. 1 and 2, 1 is a solid central part with a round Cross-section denotes, which carries a laminated core 2. To both 'ride the sheet metal package an end plate 3 is welded to the middle part 1, and the parts 1 and 3 form the solid body, which together with the BleehpaXet 2 wiecterünn2den active; =: forms part of the runner. In the sheet metal package 2 damper winding bars are in a known manner 4 provided. The field winding is denoted by 5 and 6 is this winding surrounding, flange that carries the stub shaft 7: by flange E is by means of screws B. attached to the face plate 3. From Fig. 2 it can be seen that: the sheet metal section des-packet 2 is contiguous, i.e. each -Einzelb.ech extends over both Pole. The advantages of this design were described above.

In den Fig. 3 und 4 ist der Mittelteil 9 des Massivkörpers cnit einem rechteckigen Querschnitt ausgeführt, und die @8e-Festigung des Wellenflansches 6 erfolgt mit Spannbolzen 10,: die sich durch das Blechpaket 2 erstrecken. Alle übrigen Teile sind mit den gleichen B,ezugszeichen versehen wie in Fig..1 und 2. Hei dieser Ausführungsform entfallen die. bei dem Beispiel nach-Fig: l erforderlichen Gewindebohrungen in den Stirnplatten, so daß diese Platten schmäler gewählt werden können: Weiterhin ist der rechteckige Querschnitt des Massivkörpermittelteiles 9 insofern r,#orteilhaft, als man durch. diesem eine formschlüssige Verbindung zwischen diesem Mitteltell, und dem Blechpaket 2 erhält. Das gliche ist der Fall bei den Ausführungen nach den Fig, 5 und 6" In Pig, 5 weist der Massiv; körpermittelteil 11 einen ebenfalls von der Kreisform abweichenden Querschnitt auf, während in Fig. E das Mittelteil aus zwAi parallel verlaufenden Teilen 12 und 13 besteht.In FIGS. 3 and 4, the middle part 9 of the solid body is designed with a rectangular cross section, and the shaft flange 6 is strengthened with clamping bolts 10, which extend through the laminated core 2. All other parts are provided with the same reference numerals as in Fig..1 and 2. In this embodiment, the. in the example according to Fig: l required threaded holes in the end plates, so that these plates can be selected narrower: Furthermore, the rectangular cross-section of the solid body middle part 9 is insofar r, # advantageous, as one can go through. This receives a form-fitting connection between this central part and the laminated core 2. The same is the case with the embodiments according to FIGS. 5 and 6 " In Pig, 5, the Solid; body middle part 11 also has a cross-section which deviates from the circular shape, while in FIG. E the middle part consists of two parallel parts 12 and 13.

Auch läßt sich mit Querschnittsformen des Mittelteiles-nach den Fig. 4 bis E, zwanglos eine hinreichende Stärke der Verbindungss'tege zwischen den beinen Polschuhen der Bleche erzielen, was im Hinblick auf deren Fliehkraftbeanspruchung nctwendig ist. Ferner wirken sich derartige Querschnittsformen günstig auf die Biege- und Torsionssteifigkeit des Läufers aus.It is also possible to use cross-sectional shapes of the middle part according to FIGS. 4 to E, a sufficient strength of the connecting webs between the legs Achieve pole pieces of the sheets, what with regard to their centrifugal force is necessary. Furthermore, such cross-sectional shapes have a favorable effect on the bending and torsional stiffness of the rotor.

Claims

Claims Two-pole inductor for electrical machines, which is not carried by a continuous shaft, but is connected to partial shafts by flanges surrounding the track end faces of the excitation winding and whose magnetically active part has a passive body on which the. Shaft flanges are directly centered and clamped, characterized, among other things, - that the solid body (1, 3, 9, 11, 12, ') is surrounded by a coherent laminated core (2) extending over both roller shoes.

2: Inauk'tor according to claim 1, characterized @ marked, that the: Majsiv body made of at least one arranged within the laminated core (2) Part (1, 9, 11, 12, 13) of the same cross-section as well as connected to this part, the end plates (j) enclosing the laminated core is assembled.

3. Inductor according to claim 2, characterized in that dat3 of the inner ha: b of the laminated core (2) arranged part of the @ iaseivkcx # pei-s under axial prestress with the face plate: (3) is connected, in particular welded. .

Inductor according to claim 2, characterized characterized in that the part (9, i, .2, 1.3) of the solid body is positively connected to the individual metal sheets.

5. Inductor according to Claim 2, characterized in that the shaft flanges (6) are attached the end plates (3) of the solid body are attached. E. Inductor according to claim 5, characterized in that the shaft flanges (6) on the end plates (3) by means of The clamping bolts (10) leading through the laminated core (2) are fastened.