SE436816B

SE436816B - ELECTRICAL MACHINE

Info

Publication number: SE436816B
Application number: SE7901120A
Authority: SE
Inventors: H-W Geschka
Original assignee: Blum Gmbh & Co E
Priority date: 1978-02-09
Filing date: 1979-02-08
Publication date: 1985-01-21
Also published as: GB2014801B; NL7901021A; ZA79550B; IT1110841B; CH649660A5; FR2423041A1; SE7901120L; GB2014801A; DE2805347A1; BE874075A; IT7920026A0; JPS54114717A

Description

15 20 25 30 35 40 79011213-1 z _ gap på båda sidor om en segmentplåt, så att så få kraftlinjer som möjligt skall kunna utträda vid luftgapen. 15 20 25 30 35 40 79011213-1 z _ gap on both sides of a segment plate, so that as few lines of force as possible can escape at the air gaps.

Uppfinningen har till syfte att åstadkomma en elektrisk maskin, som har minst en rörlig, genom energitillförsel påverkad del, och vars framställning ställer sig mer ekonomisk än tidiga- re, i det att såväl monteringsarbetet som materialinsatsen kan nedbringas, och vilken maskin dessutom utmärker sig genom hög verkningsgrad och små elektriska förluster.The object of the invention is to provide an electric machine which has at least one movable part, influenced by energy supply, and whose production is more economical than before, in that both the assembly work and the material insert can be reduced, and which machine is further distinguished by high efficiency and small electrical losses.

Ovannämnda syfte uppnås genom att den elektriska maskinen enligt uppfinningen erhållit de i patentkravet T angivna känne- tecknen. U Framställningen av separata laminerade enkelkärndelar för motorer och generatorer kan exempelvis ske genom framställning av en bandrulle och uppdelning av denna, varvid de enskilda skikten t ex genom klistring kan vara förbundna med varandra. Kärndelar eller mellankärndelar för järnkropparna till generatorer eller motorer kan emellertid även tillverkas genom stansning och över- lappande skiktning, och sammanhållningen kan ske genom klistring, nítning, skruvning eller dylikt.The above-mentioned object is achieved in that the electric machine according to the invention has obtained the characteristics stated in claim T. The production of separate laminated single-core parts for motors and generators can take place, for example, by producing a strip roll and dividing it, whereby the individual layers can be connected to one another, for example by gluing. However, core parts or intermediate core parts for the iron bodies of generators or motors can also be manufactured by punching and overlapping layering, and the cohesion can take place by gluing, riveting, screwing or the like.

Utformningen av fogställena på sådant sätt, att över dessas längd resp djup ett varierande magnetiskt motstånd uppstår, som är omvänt proportionellt mot längden av de magnetiska kraft- linjerna, kan exempelvis åstadkommas genom ett varierande av- stånd över fogställena för de enskilda kärndelarna, varvid de kortaste kraftlinjerna förlöper inom området för det största av- ståndet. Detta innebär att det största luftgapet måste övervin- nas vid den kortaste vägen, medan vid den längsta vägen fog- ytorna kan anligga mot varandra. Härigenom kommer kraftlinjerna att åtminstone tillnärmelsevis likformigt fördela sig över den totala fogytan, speciellt om produkten av det magnetiska mot- ståndet, som exempelvis bildas genom det varierande avståndet i fogställena, och längden av kraftlinjeflödet över fogställs- glängden resp -djupet åtminstone approximativt är lika stor. Där- vid har det visat sig, att när det varierande magnetiska mot- ståndet bildas genom ett varierande avstånd, är en vinkel på 1-6, företrädesvis 1,5-3, vinkelminuter mellan fogställsytorna speciellt fördelaktig. I Det varierande magnetiska motståndet kan emellertid även åstadkommas genom ett mellanlägg, varvid detta är så utformat resp består av ett sådant material eller har sådan sammansätt- 10 15 20 25 30 35 40 s' 7901120-1 sättning, att motståndet över längden respektive djupet av fog- ställena ändrar sig i motsvarande grad. Härvid kan material- tjockleken hållas åtminstone tillnärmelsevis konstant. Det varierbara motståndet kan emellertid även åstadkommas genom ett mellanlägg av ett material med åtminstone approximativt konstant motständsvärde, varvid materialtjockleken ändras i mot- grad.The design of the joints in such a way that over their length and depth a varying magnetic resistance arises, which is inversely proportional to the length of the magnetic lines of force, can be achieved, for example, by a varying distance across the joints of the individual core parts, the shortest power lines run within the area for the greatest distance. This means that the largest air gap must be overcome at the shortest path, while at the longest path the joint surfaces can abut each other. As a result, the lines of force will be at least approximately uniformly distributed over the total joint surface, especially if the product of the magnetic resistance, which is formed, for example, by the varying distance in the joints, and the length of the force line flow over the joint length and depth is at least approximately equal. . It has been found that when the varying magnetic resistance is formed by a varying distance, an angle of 1-6, preferably 1.5-3, angular minutes between the joint rack surfaces is particularly advantageous. However, the varying magnetic resistance can also be provided by a spacer, this being so formed or consisting of such a material or having such a composition that the resistance over the length and the depth of the the joints change to a corresponding degree. In this case, the material thickness can be kept at least approximately constant. However, the variable resistance can also be achieved by an interposition of a material with at least approximately constant resistance value, whereby the material thickness changes in the opposite degree.

För erhållande av luftgapet resp avståndet vid hopfogning- svarande en av de enskilda plåtpaketen till den elektriska maskinen kan mellan fogställenas båda ytor en remsa av en företrädesvis omagnetisk eller också svagt magnetisk folie av bestämd tjocklek inläggas, t ex ett självhäftande band, vilket blott sträcker sig över ett delområde av fogstället och vinkelrätt mot detta.To obtain the air gap or the distance when joining one of the individual sheet metal packages to the electrical machine, a strip of a preferably non-magnetic or also weak magnetic foil of a certain thickness can be inserted between the two surfaces of the joints, for example a self-adhesive tape, which extends only over a sub-area of the joint and perpendicular thereto.

Det genomgående fogstället kan lämpligen framställas genom slipning för undvikande av ett alltför stort totalt luftgap.The through joint can conveniently be made by grinding to avoid an excessive total air gap.

Härvid kan en snedfasning vara utförd vid den ena eller båda av de mot varandra vettande fogställsytorna. De genom denna behand- ling erhållna förbindningarna av plåtskikten med varandra, t ex genom slipgrader, genom vilka magnetisk och även elektrisk kort- slutning uppstår, vilket i sin tur leder till höga virvelström- mar och därmed otillåtet hög uppvärmning, kan lämpligen elimine- ras genom materialavskiljning. Denna kan exempelvis ske genom putsning, slätning medelst schaberblad, elektrolytisk avskilj- ning eller läppning. _ I många fall har ett blästringsförfarande, såsom exempelvis sandblästring, visat sig vara speciellt ekonomiskt och effektivt.In this case, an oblique bevel can be carried out at one or both of the jointing surfaces facing each other. The connections of the sheet metal layers to each other obtained by this treatment, for example by abrasive degrees, through which magnetic and also electrical short-circuits occur, which in turn leads to high eddy currents and thus impermissibly high heating, can be suitably eliminated. by material separation. This can be done, for example, by trimming, smoothing with a doctor blade, electrolytic separation or lapping. In many cases, a blasting process, such as sandblasting, has been found to be particularly economical and efficient.

Till speciell fördel kan vara om plåtskikten i två mot varandra anlißgande plåtpaket har sådana lägen, att de korsar varandra på gallerliknande sätt. Härigenom kan det verksamma järntvärsnittet optimalt utnyttjas, och varje plåt i den ena kärnan står i förbindning med varje plåt i den andra kärnan.A special advantage may be if the sheet metal layers in two adjacent sheet metal packages have such positions that they cross each other in a grid-like manner. In this way, the active iron cross-section can be optimally utilized, and each plate in one core is connected to each plate in the other core.

Vidare kan det vara till fördel om kärndelarna består av plåtar med olika permeabilitet. Till följd härav får alltså an- tingen plätarna i kärndelarna inbördes och/eller kärndelarna relativt varandra olika magnetiseringsförluster.Furthermore, it can be advantageous if the core parts consist of plates with different permeability. As a result, either the plates in the core parts mutually and / or the core parts relatively different magnetization losses.

Då kan plåtar med magnetisk preferensriktning användas, vilka till följd av kärnorienteringen i sitt material har mindre magnetiseríngsförluster.Then plates with magnetic preference direction can be used, which due to the core orientation in their material have smaller magnetization losses.

Uppfinningen beskrivs närmare nedan under hänvisning till bifogade ritningar. Där visar fig_l och §ig_Å perspektivvyer av 10 15 20 ZS 35 40 7901120-1 4 en enligt uppfinningen utförd stator för elmotorer eller generatorer.The invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawings. Fig. 1 and Fig. 1 show perspective views of a stator for electric motors or generators designed according to the invention.

Pig 1 visar en statorkropp, som kan vara sammansatt av flera separata plåtpaket resp -kärnor 12, 13. Härvid kan de lami- nerade plåtarna 12b i kärnan 12 bestå av en bandrulle, som efter lindandet uppdelas i segment. Härvid kan en plåt användas, vil- ken åtminstone på sin ena sida är försedd med ett klisterlack som genom uppvärmning sammanklistrar resp sammanbakar de en- skilda plåtskikten, så att efter uppdelandet en självhållande plåtkropp bildas. Plåtkärnssegmenten kan emellertid även eventu- ellt dessutom eller också ensamt sammanhållas genom en svets 14.Fig. 1 shows a stator body, which may be composed of several separate sheet metal packages or cores 12, 13. In this case, the laminated sheets 12b in the core 12 may consist of a strip roll, which after winding is divided into segments. In this case, a sheet metal can be used, which at least on one side is provided with an adhesive lacquer which, by heating, glues together or bakes the individual sheet metal layers together, so that after the division a self-holding sheet metal body is formed. However, the sheet metal core segments can also optionally additionally or also be held together by a weld 14.

Polskornas plåtpaket 13 kan bildas genom stansning och an- slutande värmebehandling i det fall plåt med klisterskikt an- vänds - och eventuellt dessutom eller också ensamt sammanhållas genom en svets 15.The sheet metal package 13 of the pole shoes can be formed by punching and subsequent heat treatment in the event that sheet metal with adhesive layers is used - and possibly also or also solely held together by a weld 15.

De enskilda plåtpaketens 12 och 13 fogställen 12a och 13a har ett omvänt proportionellt mot längden av de bildade magnetis- ka kraftlinjerna varierande magnetiskt motstånd, som här åstad- kommes genom ett motsvarande varierande avstånd 6, varvid det minsta avståndet förekommer inom området för de längsta kraft- linjevägarna och det största avståndet inom området för de kortaste kraftlinjevägarna. För innehållande av avståndet är en folie 17 inlagd i fogställena.The joints 12a and 13a of the individual plate packages 12 and 13 have an inversely varying magnetic resistance proportionally to the length of the formed magnetic lines of force, which is here achieved by a correspondingly varying distance 6, the smallest distance occurring within the range of the longest forces the line roads and the greatest distance within the area of the shortest power line roads. To contain the distance, a foil 17 is inserted in the joints.

Fogställenas 12a och 13a ytor kan liksom i fig 1 bildas genom slipning, och de härigenom uppkomna elektriska resp mag- netiska förbindningarna kan avlägsnas exempelvis genom sand- blästring.The surfaces of the joint points 12a and 13a can, as in Fig. 1, be formed by grinding, and the electrical and magnetic connections thus obtained can be removed, for example by sandblasting.

De enskilda plätarna 12b och lâb i plåtpaketen 12 och 13 kan härvid vara så inbördes placerade, att de korsar varandra på ett gallerliknande sätt.The individual plates 12b and 1b in the plate packages 12 and 13 can in this case be so mutually placed that they cross each other in a grid-like manner.

Statorn 18 enligt fig 2 är sammansatt av flera plåtpaket 19, vilka i sin tur är framställda av enkelplåtar 19a, exempelvis genom hopklistríng. Fogytorna 19b hos två till varandra anslutan- de plåtpaket har mellan varandra ett varierande avstånd 20, som ändras på sådant sätt, att det största avståndet befinner sig inom området för de kortare kraftlinjevägarna. De genom material- avskiljning bildade fogytorna 19b kan lämpligen behandlas genom sandblästríng eller något annat materialavskiljníngsförfarande, som avlägsnar förbíndningarna från det ena plåtskiktet till det andra. Mellan kärnorna är en folie 21 inlagd för innehållande av 5 7901120-1 avståndet.The stator 18 according to Fig. 2 is composed of several plate packages 19, which in turn are made of single plates 19a, for example by gluing together. The joint surfaces 19b of two adjoining sheet metal packages have a varying distance 20 between them, which is changed in such a way that the largest distance is within the area of the shorter power line paths. The joint surfaces 19b formed by material separation can be conveniently treated by sandblasting or other material separation method, which removes the joints from one sheet metal layer to the other. Between the cores a foil 21 is inserted to contain the distance.

Uppfinningen är ej begränsad till de visade utföringsformer- na utan har även tillämpning på andra järnkärnor för olika dynamiska elektriska maskiner, t ex ävensådmug vid vilka åt- minstone vissa kärndelar kan framställas av buntade trådar.The invention is not limited to the embodiments shown but also has application to other iron cores for various dynamic electrical machines, for example also seed mugs in which at least certain core parts can be made of bundled wires.

Claims

7901120-1 b Patent claim

An electric machine with at least one part, which can be set in motion by the supply of energy, such as a motor, generator or the like, and with an iron core formed by a plurality of simple layers, characterized in that the iron core (11; 18) ] is composed of several separate core parts (12, 13; 19), consisting of laminated layers (1Zb, 13b; 19a), which are interconnected separately and connect to each other via joints (12a, 13a; 19b), which are designed so that a magnetic resistance varying inversely proportional to the length of the magnetic lines of force arises, and the joints, in the case of these formed by material separation, such as by a grinding process, are treated to remove any formed metallic connections - such as grinding degrees between the individual layers - and foreign material (17; 21) is inserted in the joints between the individual core parts.

Electrical machine according to Claim 1, characterized in that in the joints (12a, 13a; 19b) of the individual core parts (12, 13; 19) there is such a varying distance (16, 21) between the joint surfaces that they the shorter power line paths run in the area of the greater distance.

Electric machine according to claim 1 or 2, characterized in that the joint points (12a-13a; 19b-19b) have an angle of 1-6, preferably 1.5-3 angular minutes between their two joint surfaces.

Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the product of the resistance formed, for example, by varying distances (16; 21) between the surfaces of the joints (12a, 13a; 19b) and the length of the power line flow over the length of the joint is at least approximately constant.

5. An electrical machine according to claims 1 and 4, characterized in that the magnetic resistance is formed by a spacer with magnetic resistance varying over the length of the joint.

6. An electrical machine according to claim 5, characterized in that the resistor is formed by varying thickness of the foreign material formed as a layer.

7. An electric machine according to claim 5, characterized in that the varying resistance value is obtained by a specific resistance varying over the length of the liner. 7901120-1 7

Electric machine according to one of Claims 1 to 6, characterized in that, in order to maintain the air gap in the joints (12a, 13a; 19b), a preferably non-magnetic or only weak magnetic foil (17; 21) of a certain thickness is potted.

Electrical machine according to claim 8, characterized in that the foil (17; 21) extends only over a sub-area of the joint (12a, 13a; 19b).

Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the varying magnetic resistance is formed by a corresponding chamfer at one and / or both surfaces in the joint points (12a, 13a; 19b], for example by material separation, such as by grinding, and that the connections formed by the material separation between the individual plates, for example grinding degrees, are removed by a mechanical processing.

An electric machine according to claim 10, characterized in that the joints (12a, 13a; 19b) are sandblasted.

Electric machine according to one of the preceding claims, characterized in that the divided sheet metal layers (12b, 13b) in two adjoining sheet metal packages (12, 13) cross each other in a grid-like manner. '

Electric machine according to one of the preceding claims, characterized in that the core parts (12, 13; 19) consist of plates with different permeability.