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DE1463978A1 - Laminated stator core of an electrical machine, in particular a synchronous generator - Google Patents

Laminated stator core of an electrical machine, in particular a synchronous generator

Info

Publication number
DE1463978A1
DE1463978A1 DE19641463978 DE1463978A DE1463978A1 DE 1463978 A1 DE1463978 A1 DE 1463978A1 DE 19641463978 DE19641463978 DE 19641463978 DE 1463978 A DE1463978 A DE 1463978A DE 1463978 A1 DE1463978 A1 DE 1463978A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sheet metal
stator
radially
radial
core according
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
DE19641463978
Other languages
German (de)
Other versions
DE1463978B2 (en
Inventor
Dietrich Lambrecht
Friedrich Rieger
Erich Weghaupt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Original Assignee
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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 Licentia Patent Verwaltungs GmbH filed Critical Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Publication of DE1463978A1 publication Critical patent/DE1463978A1/en
Publication of DE1463978B2 publication Critical patent/DE1463978B2/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/16Stator cores with slots for windings

Landscapes

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

Description

Statorblechpaket einer elek trischen Maschine, insbesondere eines Synchrongenerators Die Erfindung bezieht sich auf ein axial gepreßtes Statorblechpaket einer elektrischen Maschine, insbesondere eines Synchrongenerators e mit sektorförmigen Statorblechen, die radial innen Fadialnuten m it elektrischen Leitern aufweisen, aus Blechwerkstoffen mit einer einzigen magnetischen Vorzugsrichtung bestehen und jeweils saus zwei in einer einzigen Radialebene radial aufeinandsrfolgenden Blechteilen zusammengesetzt sind, wobei die Vorzugsrichtung des radial inneren, die Radialnuten voll enthaltenden Blechteiles etwa radial verläuft, während de Vorzugsrichtung des radial äußeren Blechteiles etwa tangential verläuft, Es handelt eich dabei um ausgeprägte Vorzugsrichtungen bezüglich der Magnetisierbarkeit und der Magnetisierungsverluste, Ein solches Statorblechpaket ist schon vorgeschlagen@@rden. Die Vorzugsrichtung wird insbesondere, wie bekannt ist, durch bestimmte Walz oder Walz- und Glühverfahren beim Ausgangsblech erzielt. Sie deckt sich mit der Walzrichtung. Es handelt sich um kornorientierten Blechwerkstoff. Der magnetische Fluß im Paket bzw. in den Statorblechen verläuft in den zwischen den Radialnuten befindlichen Blechzähnen etwa radial, dagegen im Paket- oder Blechrücken im wesent@ichen in Umfangsrichtung. Dieser Fluß verläuft sowohl in den Blechzähnen als auch im Blechrücken in Vorzugsrichtung, und somit sind die Magnetisierungsverluste erheblich kleiner und die Magnetisierbarkeit erheblich besser als bei einem einteiligen, nur eine einzige Vorzugsrichtung aufweisenden Statorblech" Bei diesem vorgeschlagenen Paket sind die beiden Blechteilte im Gebiet der Teilfuge miteinander verschweißt Gemäß der Erfindung soll die Verschweißung vermieden werden. Deshalb wirdgemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die Teilfugen der axial aufeinanderfolgenden genannten Statorbleehe abwechselnd zueinander radial versetzt sind und jeweils die beiden genannten Blechteile direkt nicht miteinander verbunden sind. So- . mit werden das Zusammensetzen und Verschweißen der beiden ßlechteile gespart, und es existieren keine Schweißnähte im Paket. Diese tragen auf und addieren sich über die gesamte axiale Blechpaketlänge. Sie müssen daher sauber auf dis vorhandene Blechdicke abgearbeitet werden. Das Schweißen könnte auch das Werkstoffgefüge der Blechteile im Gebiet der Schweißstelle unerwünscht verändern. Durch die Radialversetzung wird, da das Paket axial gepreßt ist, ein einwandfreier Zusammenhalt des gesamten Paketes erzielt. Das Paket zerfällt durch die Teilfugen nicht in zwei Hälften.Laminated stator core of an electrical machine, in particular one Synchronous generator The invention relates to an axially pressed stator core an electrical machine, in particular a synchronous generator e with sector-shaped Stator laminations that have fadial grooves with electrical conductors radially on the inside, consist of sheet materials with a single preferred magnetic direction and each consisting of two sheet metal parts following one another radially in a single radial plane are composed, the preferred direction of the radially inner, the radial grooves fully containing sheet metal part runs approximately radially, while the preferred direction of the radially outer sheet metal part runs approximately tangentially, it is about pronounced Preferred directions with regard to magnetizability and magnetization losses, Such a stator lamination package has already been proposed @@ rden. The preferred direction is in particular, as is known, by certain rolling or rolling and annealing processes achieved at the starting sheet. It coincides with the rolling direction. It is about about grain-oriented sheet metal. The magnetic flux in the package or in the stator laminations runs approximately radially in the sheet metal teeth located between the radial grooves, on the other hand in the back of the package or sheet, essentially in the circumferential direction. This river runs both in the sheet metal teeth and in the sheet metal back in the preferred direction, and thus the magnetization losses are considerably smaller and the magnetizability considerably better than a one-piece, only having a single preferred direction Stator lamination " In this proposed package, the two sheet metal parts are welded to one another in the area of the parting line According to the invention, the weld be avoided. Therefore, it is proposed according to the invention that the butt joints the axially successive said stator sheet alternately radially to one another are offset and the two mentioned sheet metal parts are not directly connected to each other are connected. So-. with will be the assembling and welding of the two Bad parts are saved and there are no welds in the package. Wear this and add up over the entire axial length of the laminated core. So you have to can be processed cleanly to the existing sheet thickness. Welding could too undesirably change the material structure of the sheet metal parts in the area of the weld. The radial offset, since the package is axially pressed, a flawless Cohesion of the entire package achieved. The package disintegrates through the butt joints not in half.

Die Teilfuge kann tangential verlaufen. Dies ist eine zusätzliche Sicherung gegen Relativdrehung der Blechteile in Umfangsrichtung. Die diesbezügliche Hauptsicherung wird durch die Paketaxialpreßkraft erzielt, indem diese eine genügend große Haftreibungskraft zwischen den Statorblechen erzeugt. Es ist von Vorteil, wenn die die Teilfuge bildenden Kanten der beiden Blechteile voneinander radialen Abstand haben. Somit kann man erreichen, daß die radial äußeren Blechteile formschlüssig mit diese umgebenden Blechpaketaufnahmeteilen verbunden und die Radialnuten genau ausgerichtet sind.The parting line can run tangentially. This is an additional one Protection against relative rotation of the sheet metal parts in the circumferential direction. The related Main fuse is achieved by the Paketaxialpreßkraft by providing a sufficient large static friction force generated between the stator laminations. It is beneficial when the edges of the two sheet metal parts forming the parting line are radial from one another Have a distance. It can thus be achieved that the radially outer sheet metal parts form a positive fit connected to these surrounding laminated core receiving parts and the radial grooves exactly are aligned.

Insbesondere liegt die Teilfuge näher den Radialnutgründen als dem Außenumfang des Statorbleches oder sehr nahe den Radialnutgründeny da der magnetische Fluß in Polzonen schon dicht radial außerhalb des Gebietes der Radialnuten und Blech zähne in die tangentiale Richtung umbiegt bzw, in den in Umfangsrichtung außerhalb von Polzonen liegenden Statorblechen etwa tangential verläuft.In particular, the parting line is closer to the bases of the radial groove than to Outer circumference of the stator lamination or very close to the radial groove bases, because the magnetic one River in polar zones does just radially outside the area of the radial grooves and sheet metal teeth bent in the tangential direction or in the circumferential direction stator laminations lying outside of pole zones runs approximately tangentially.

Z.B. bei einem Turbogenerator wirken auf das Paket magnetische Kräfte infolge der magnetischen Wirkung der Induktorpole. Die genannte Haftreibungskraft reicht im allgemeinen aus, eine relative Verschiebung der beiden Blechteile zu verhindern. Zur weiteren Sicherung können jedoch axiale Nichtmetallbolzen das Blechpaket :zwischen den radial versetzten Teilfugen durchstoßena Die Erfindung wird insbesondere bei Grenzleistungsmaschnen angewendet.E.g. in the case of a turbo generator, magnetic forces act on the package due to the magnetic action of the inductor poles. The aforementioned static friction force is generally sufficient to prevent relative displacement of the two sheet metal parts. For further securing, however, axial non-metal bolts can use the laminated core: between pierce the radially offset butt jointsa The invention is particularly used in Limit performance machines applied.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel. der Erfindung dargestellt. Dabei zeigt Fig. '! einen Sektor des Statorblechpaketes eines Turbogenerators in axialer Sicht und Fig. 2 einen radialen Schnitt 1-I gemäß Fig 1, Wobei der Einfachheit halber nur vier axial einender benachbarte Statorbleche des genannten Sektors dargestellt sind. In Fig. 3 sind der Verlauf des magne.-tischen Flusses im Sehtor gemäß Fig. 1 in einem bestimmten Zeitpunkt und die magnetischen Vorzugsrichtungen dargestellt. Die ideelle .Mngsachse des Generators ist mit 1o bezeichnet. In jeder achssenkrechten Blechebene folgen Statorbleche in Umfangsrichtung aufeinander, In Fig. 1 sind zwei solcher Stator- bleche stark ausgezeichnet dargestellt und mit 22 bezeichnet, In Fig. 1 sind. aber auch noch. -zwei ebensolcher Statorbleche gestrichelt dargestellt, die axial unmittelbar hinter den, Statorblschen 22 angeordnet sind, mit 2.3 bezeichnet sind uni auch in Pigo .2 zu sehe sind. Die -`8tatorbleehe 23 sind relativ zu den Storblechen 9,2 in 'anfangsrichtung versetzt. bat gante Statorblechpaket axial betrachtet, sind die Statorbleche 22,23,, 24,25 usw. (siehe Fig . 2) abwechselnd zueinander in Umgangsrichteng versetzt. Sie können auch, axial betrachtet, fortlaufend in einer einzigen Umfangsrichtung zueinander versetzt sein (Spiralversetzung). Dies alles ist bekannt. Jedes Statorblech 22, 23,24,25 usw" ist nun aus zwei in seiner achssenkrechten Blechebene radial aufeinanderfolgenden.Blech- teilen 11 und 12 zusammengesetzt. Ein Pfeil. 13 (siehe Fig. 3) kennzeichnet iie Vorzugsrichtung des radial. inneren Blechteiles 11; sie verläuft radial. Ein Pfeil 14 (siehe ebenfalls Figa 3) kennzeichnet die Vorzugsrichtung des radial äußeren Blechteiles 12; sie verläuft tangential" Die beiden Vorzugsrichtungen stehen senkrecht aufeinander. Die strichpunktierten Linien in Pigf 3 deuten den Verlauf des magnetischen Flusses an; im Bereich des in Fis. 3 links liegenden Stgnrbleches 22 befindet sich gerade eine Polzone Die beiden Blechteile 11 und 12 sind direkt nicht miteinander verbunden. Die Teilfuge 15 verläuft in Umfangsrich- tung. Das Blechteil 11 weist Radialnuten 2o für elektrische Lei- tet und dazwischen Zähne 21 auf. Die Teilfuge 15 liegt nahe den Radialnutg 'rü,nden 19, Der Außenumfang der Statorbleche ist mit 26 bezeichnet. Aus Figo 2 ersieht man, daß die die Teilfuge 15,16 oder dglo bildenden Kanten einen kleinen radialen Abstand voneinander haben. Dieser Abstand ist vergrößert dargestellt. Die Teilfugen 15,16,1'7,18 usw" der Statorbleche 22,23,24,25 uaw, sind abwechselnd zueinander radial versetzt. Die Mittelllinie 27 in Fis, 3 deutet einen axialen Bolzen en, der zur zusätzlichen Sicherung gegen relative Verschiebung der Blechteile 11,12,2u- einander vorgesehen ist und aus elektrischem Isolierstoff be- steht. Die Blechteile 11 und 12 jedes einzelnen Statorbleches sind nicht miteinander verbunden, sondern, da das Statorblech- Paket a#al gepreßt ist, lediglich indirekt, nämlich über die axial benachbarten aechteile 11 und 12 und die durch diese Axialpreesung erzeugten Haftreibungskräfte zwischen den axial benachbarten Blechteilen 11 und 12, die nur axial aneinanderg®- preBt sind und nicht miteinander verbunden sind. In the drawing is an exemplary embodiment. of the invention shown. It shows Fig. '! a sector of the stator core of a turbo generator in an axial view; and FIG. 2 shows a radial section 1-I according to FIG. FIG. 3 shows the course of the magnetic flux in the vision gate according to FIG. 1 at a specific point in time and the preferred magnetic directions. The ideal .Mngsachse of the generator is denoted by 1o. In every axis-perpendicular sheet plane is followed by stator sheets in Circumferential direction on each other, in Fig. 1 two such stator Sheets very well represented and marked with 22, In Fig. 1 are. but also still. -Two of the same stator laminations shown in dashed lines, axially immediately behind the, Stator bubbles 22 are arranged, denoted by 2.3 are uni can also be seen in Pigo .2. The -'8tatorbleehe 23 are relative to the Storblechen 9.2 offset in 'the initial direction. asked gante Viewed axially, the stator laminations 22, 23, 24, 25 etc. (see FIG. 2) are alternately offset from one another in the direction of contact. Viewed axially, they can also be continuously offset from one another in a single circumferential direction (spiral offset). All of this is known. Each stator lamination 22, 23, 24, 25, etc. "is now made up of two in its axially perpendicular sheet metal plane radially successive. parts 11 and 12 assembled. An arrow. 13 (see Fig. 3) indicates the preferred direction of the radial. inner sheet metal part 11; it runs radially. An arrow 14 (see also Figa 3) indicates the preferred direction of the radially outer sheet metal part 12; it runs tangentially "The two preferred directions are perpendicular to each other. The dash-dotted lines in Pigf 3 indicate the course of the magnetic flux; in the area of in Fis. 3 Stgnrbleches 22 lying on the left is currently located a pole zone The two sheet metal parts 11 and 12 are not directly connected to each other. The parting line 15 runs in the circumferential direction tion. The sheet metal part 11 has radial grooves 2o for electrical lines tet and teeth 21 in between. The parting line 15 is close to the Radialnutg 'rü, nden 19, The outer circumference of the stator laminations is denoted by 26. From Figo 2 it can be seen that the parting line 15,16 or dglo forming edges have a small radial distance have from each other. This distance is shown enlarged. The butt joints 15, 16, 17, 18, etc. "of the stator laminations 22, 23, 24, 25, etc., are alternately radially offset from one another. The center line 27 in Fis, 3 indicates an axial bolt en, which is used for additional Securing against relative displacement of the sheet metal parts 11,12,2- is provided for each other and is made of electrical insulating material stands. The sheet metal parts 11 and 12 of each individual stator lamination are not connected to each other, but because the stator lamination Package a # al is pressed, only indirectly, namely via the axially adjacent axle parts 11 and 12 and through these Axialpressung generated static friction forces between the axially adjacent sheet metal parts 11 and 12, which are only axially are preBt and are not connected to each other.

Claims (1)

Patentansprüche: 1, Arial gepreßtes Statorblechpaket einer elektrischen Maschine, insbesondere eines Synchrongenerators, mit sektorförmigen Statorblechen, die radial innen Radialnuten mit elektrischen Leitern sufweisen. aus Blechwerkstoff mit einer einzigen mag-netischen Vorzugsrichtung bestehen und jeweils aus zwei in einer einzigen Radinlebene radial aufeinanderfolgenden Blechteilen zusammengesetzt sind, wobei die Vorzugsrichtung des radial inneren, die Radialnuten voll enthaltenden Blechteiles etwa radial verläuft. während die Vorzugsrichtung des radial äußeren Blechteiles etwa tangential verläuft. dadurch gekannzeichnet, daß die Teilfugen (15,16,17,18 usw.) der axial auf.-einanderfolgenden genannten Statorbleche (22,23"24y25 usW,) abwechselnd zueinander radial versetzt sind und jeweils die beiden genannten Blechteile (1°f912) direkt nicht miteinander. verbunden sind. 2p Statorblechpaket nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilfuge (15) tangential verläuft. 3, Statorblechpaket nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Teilfuge (15) bildenden ganten der beiden Blechteile (11s12) voneinander radialen Abstand haben 4. Statorblechpaket nach Anspruch 1, 2 oder 3y dadurch gekennzeichnet. daß die Teilfuge (15) näher den Radialnutgründen (19) als dem Außenumfang (26) des Statorbleches (22) oder sehr nahe den Radialnutgrüaden (19) liegt, 5A Statorblechpaket nach Anspruch 1,2,3 oder 4" dadurch gekennzeichnet.. daß axiale Nichtmetallbolzen (27) das Blechpaket zwischen den radial versetzten Teilfugen (15,16,17, 18) durchstoßen, Claims: 1, Arial pressed stator laminated core of an electrical machine, in particular a synchronous generator, with sector-shaped stator laminations which have radial grooves with electrical conductors on the inside. consist of sheet metal with a single preferred magnetic direction and are each composed of two sheet metal parts following each other radially in a single radial plane, the preferred direction of the radially inner sheet metal part fully containing the radial grooves running approximately radially. while the preferred direction of the radially outer sheet metal part is approximately tangential. characterized in that the butt joints (15, 16, 17, 18 etc.) of the stator laminations (22, 23 ", 24y25, etc.) that follow each other axially are alternately radially offset from one another and each of the two sheet metal parts (1 ° f912) mentioned 2p stator laminated core according to claim 1, characterized in that the parting line (15) runs tangentially. 3, stator laminated core according to claim 1 or 2, characterized in that the parts of the two sheet metal parts (15) forming the parting line (15) 11s12) are radially spaced from each other. 4. Laminated stator core according to claim 1, 2 or 3y, characterized in that the parting line (15) is closer to the radial groove bases (19) than the outer circumference (26) of the stator lamination (22) or very close to the radial groove degrees (19) is, 5A stator core according to claim 1, 2, 3 or 4 "characterized .. that axial non-metal bolts (27) pierce the core between the radially offset parting lines (15, 16, 17, 18),
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DE3006207C2 (en) * 1980-02-15 1982-10-21 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Electric machine with a stator core made of grain-oriented sheets
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