DE102022102023A1 - Cover slide and method of covering a rotor slot - Google Patents
Cover slide and method of covering a rotor slot Download PDFInfo
- Publication number
- DE102022102023A1 DE102022102023A1 DE102022102023.1A DE102022102023A DE102022102023A1 DE 102022102023 A1 DE102022102023 A1 DE 102022102023A1 DE 102022102023 A DE102022102023 A DE 102022102023A DE 102022102023 A1 DE102022102023 A1 DE 102022102023A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- rotor
- cover
- cover slide
- slide
- rotor body
- 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
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
- H02K3/52—Fastening salient pole windings or connections thereto
- H02K3/527—Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to rotors only
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
- H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
- H02K5/08—Insulating casings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
Es wird ein Deckschieber (180) zum Abdecken einer Rotornut (125) eines Rotorkörpers (122) eines Rotors (120) einer elektrischen Maschine (100) beschrieben, wobei die Rotornut (125) durch einen ersten Schenkelpol (124) und einen zweiten Schenkelpol (124) des Rotorkörpers (122) begrenzt wird. Der Deckschieber (180) umfasst einen Abdeckbereich (186), der ausgebildet ist, eine Öffnung (126) zwischen den beiden Schenkelpolen (124) des Rotorkörpers (122) zu bedecken. Des Weiteren umfasst der Deckschieber (180) einen Eintauchbereich (185), der derart ausgebildet ist, dass sich der Eintauchbereich (185) ausgehend von dem Abdeckbereich (186) in die Rotornut (125) erstreckt, wenn der Abdeckbereich (186) die Öffnung (126) der Rotornut (125) bedeckt. Der Eintauchbereich (185) ist ferner derart ausgebildet, dass von ausgehärteter Vergussmasse (220), mit der die mit dem Deckschieber (180) abgedeckte Rotornut (125) aufgefüllt ist, über den Eintauchbereich (185) eine Rückhaltekraft gegen eine auf den Deckschieber (180) wirkende Fliehkraft bewirkt wird.A cover slide (180) for covering a rotor slot (125) of a rotor body (122) of a rotor (120) of an electrical machine (100) is described, the rotor slot (125) being defined by a first salient pole (124) and a second salient pole ( 124) of the rotor body (122). The cover slide (180) includes a cover area (186) which is designed to cover an opening (126) between the two salient poles (124) of the rotor body (122). Furthermore, the cover slide (180) comprises an immersion area (185) which is designed in such a way that the immersion area (185) extends from the cover area (186) into the rotor groove (125) when the cover area (186) has the opening ( 126) of the rotor slot (125). The immersion area (185) is also designed in such a way that hardened casting compound (220), with which the rotor groove (125) covered with the cover slide (180) is filled, exerts a restraining force via the immersion area (185) against a force acting on the cover slide (180 ) acting centrifugal force is brought about.
Description
Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, etwa eine Synchronmaschine. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Deckschieber und ein Verfahren zur effizienten und zuverlässigen Abdeckung einer Rotornut eines Rotors einer elektrischen Maschine.The invention relates to an electrical machine, such as a synchronous machine. In particular, the invention relates to a cover slide and a method for efficiently and reliably covering a rotor slot of a rotor of an electrical machine.
Ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug umfasst eine elektrische Maschine zum Antrieb des Fahrzeugs. Die elektrische Maschine umfasst einen Stator, der einen Rotor der elektrischen Maschine umschließt.An at least partially electrically powered vehicle includes an electric machine for driving the vehicle. The electrical machine includes a stator that encloses a rotor of the electrical machine.
Die Rotornuten des (stromerregten) Rotors einer elektrischen Maschine werden typischerweise jeweils mit einem Deckschieber abgedeckt, um in den einzelnen Rotornuten jeweils einen abgeschlossenen Hohlraum zu bilden, der jeweils mit einer Vergussmasse aufgefüllt werden kann, um die Rotorwicklungen innerhalb der Hohlräume der einzelnen Rotornuten örtlich zu fixieren und/oder elektrisch von dem Rotorkörper zu isolieren.The rotor slots of the (current-excited) rotor of an electrical machine are typically each covered with a cover slide in order to form a closed cavity in the individual rotor slots, which can be filled with a casting compound in order to locally seal the rotor windings within the cavities of the individual rotor slots fix and / or electrically isolate from the rotor body.
Während des Betriebs des Rotors wirken Fliehkräfte auf die einzelnen Deckschieber des Rotors. Dies kann bei relativ hohen Drehzahlen dazu führen, dass ein Deckschieber aus einer Rotornut geschleudert wird, was zu einem Defekt der elektrischen Maschine führt.During operation of the rotor, centrifugal forces act on the individual rotor cover slides. At relatively high speeds, this can lead to a cover slide being thrown out of a rotor slot, which leads to a defect in the electrical machine.
Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, eine effiziente und zuverlässige Abdeckung der Rotornuten des Rotorkörpers des Rotors einer elektrischen Maschine bereitzustellen, insbesondere um die Zuverlässigkeit einer elektrischen Maschine bei relativ hohen Drehzahlen zu erhöhen.The present document deals with the technical task of providing an efficient and reliable covering of the rotor slots of the rotor body of the rotor of an electrical machine, in particular in order to increase the reliability of an electrical machine at relatively high speeds.
Die Aufgabe wird jeweils durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.The object is solved in each case by the independent claims. Advantageous embodiments are described inter alia in the dependent claims. It is pointed out that additional features of a patent claim dependent on an independent patent claim without the features of the independent patent claim or only in combination with a subset of the features of the independent patent claim can form a separate invention independent of the combination of all features of the independent patent claim, which can be made the subject of an independent claim, a divisional application or a subsequent application. This applies equally to the technical teachings described in the description, which can form an invention independent of the features of the independent patent claims.
Gemäß einem Aspekt wird ein Deckschieber zum Abdecken einer Rotornut eines Rotorkörpers eines Rotors einer elektrischen Maschine beschrieben, die durch einen ersten Schenkelpol und durch einen zweiten Schenkelpol des Rotorkörpers gebildet und/oder begrenzt wird. Die einzelnen Schenkelpole können jeweils einen Polschuh mit Schenkeln aufweisen, wobei die Schenkel sich jeweils in Umfangsrichtung des Rotorkörper erstrecken. Zwischen den Schenkelpolen, insbesondere zwischen einander zugewandten Schenkeln der Polschuhe der Schenkelpole wird typischerweise eine Öffnung der Rotornut gebildet. Die Öffnung kann sich entlang der Längsachse des Rotorkörpers von der ersten Stirnfläche bis zu der gegenüberliegenden zweiten Stirnfläche des Rotorkörpers erstrecken. Ferner kann sich die Öffnung in Umfangsrichtung der Mantelfläche des Rotorkörpers von dem ersten Schenkelpol (insbesondere von dem ersten Schenkel des Polschuhs des ersten Schenkelpols) bis zu dem zweiten Schenkelpol (insbesondere bis zu dem zweiten Schenkel des Polschuhs des zweiten Schenkelpols) erstrecken. Die Öffnung kann dabei die Form eines (fehlenden) Segments der Mantelfläche des Rotorkörpers aufweisen.According to one aspect, a cover slide is described for covering a rotor slot of a rotor body of a rotor of an electrical machine, which is formed and/or delimited by a first salient pole and by a second salient pole of the rotor body. The individual salient poles can each have a pole shoe with legs, the legs each extending in the circumferential direction of the rotor body. An opening in the rotor slot is typically formed between the salient poles, in particular between mutually facing limbs of the pole shoes of the salient poles. The opening may extend along the longitudinal axis of the rotor body from the first face to the opposite second face of the rotor body. Furthermore, the opening can extend in the circumferential direction of the lateral surface of the rotor body from the first salient pole (in particular from the first leg of the pole shoe of the first salient pole) to the second salient pole (in particular to the second leg of the pole shoe of the second salient pole). The opening can have the shape of a (missing) segment of the lateral surface of the rotor body.
Der Deckschieber umfasst einen Abdeckbereich, der ausgebildet ist, die Öffnung zwischen den beiden Schenkelpolen (insbesondere die Öffnung zwischen den beiden Schenkeln der Polschuhe der beiden Schenkelpole) des Rotorkörpers zu bedecken.The cover slide includes a covering area which is designed to cover the opening between the two salient poles (in particular the opening between the two limbs of the pole shoes of the two salient poles) of the rotor body.
Der Abdeckbereich kann ein entlang der Längsachse verlaufendes erstes Profil aufweisen, das komplementär zu einem entsprechenden ersten Gegenprofil des ersten Schenkels ausgebildet ist. Des Weiteren kann der Abdeckbereich (auf der gegenüberliegenden Längsseite) ein entlang der Längsachse verlaufendes zweites Profil aufweisen, das komplementär zu einem entsprechenden zweiten Gegenprofil des zweiten Schenkels ausgebildet ist. Ein Profil des Abdeckbereichs kann z.B. als Einkerbung oder Vertiefung oder Nut (und somit als Führungsschiene) ausgebildet sein, in die eine komplementäre Feder des jeweiligen Schenkels als Gegenprofil angeordnet werden kann. Alternativ oder ergänzend kann ein Profil des Abdeckbereichs als Feder ausgebildet sein, die in einer Einkerbung oder Vertiefung oder Nut (und somit in einer Führungsschiene) des jeweiligen Schenkels als Gegenprofil angeordnet werden kann.The covering area can have a first profile running along the longitudinal axis, which profile is designed to be complementary to a corresponding first counter-profile of the first leg. Furthermore, the covering area (on the opposite longitudinal side) can have a second profile running along the longitudinal axis, which is designed to be complementary to a corresponding second counter-profile of the second leg. A profile of the covering area can be designed, for example, as a notch or indentation or groove (and thus as a guide rail), into which a complementary tongue of the respective leg can be arranged as a counter-profile. Alternatively or additionally, a profile of the covering area can be designed as a tongue which can be arranged as a counter-profile in a notch or depression or groove (and thus in a guide rail) of the respective leg.
Der Abdeckbereich und die einander zugewandten Schenkel der Polschuhe der Schenkelpole können somit derart ausgebildet sein, dass der Deckschieber ausgehend von einer Stirnfläche des Rotorkörpers, geführt durch das ineinandergreifende erste Profil und erste Gegenprofil und geführt durch das ineinandergreifende zweite Profil und zweite Gegenprofil, über die Öffnung der Rotornut geschoben werden kann (um die Öffnung abzudecken). So kann eine zuverlässige Fixierung des Deckschiebers über der Öffnung einer Rotornut ermöglicht werden.The covering area and the mutually facing limbs of the pole shoes of the salient poles can thus be designed in such a way that the cover slide, starting from an end face of the rotor body, is guided through the interlocking first profile and first counter-profile and guided through the interlocking second profile and second Counter profile that can be slid over the opening of the rotor slot (to cover the opening). In this way, the cover slide can be reliably fixed over the opening of a rotor slot.
Der Abdeckbereich kann somit die Form eines Segments der Mantelfläche des Rotorkörpers aufweisen. Insbesondere kann der Abdeckbereich des Deckschiebers derart ausgebildet sein, dass der Abdeckbereich die Mantelfläche des Rotorkörpers an der Stelle der Öffnung vervollständig, wenn der Deckschieber die Öffnung der Rotornut bedeckt.The covering area can thus have the shape of a segment of the outer surface of the rotor body. In particular, the cover area of the cover slide can be designed in such a way that the cover area completes the lateral surface of the rotor body at the point of the opening when the cover slide covers the opening of the rotor slot.
Die Länge des Segments entlang der Längsachse kann der Länge des Rotorkörpers (von der ersten bis zu der zweiten Stirnfläche) entsprechen. Die Ausbreitung des Segments in Umfangsrichtung kann dem Abstand zwischen den beiden, einander zugewandten, Schenkeln der Polschuhe entsprechen, durch die die Öffnung der Rotornut begrenzt wird. Der Abdeckbereich kann ein Aufschieben des Deckschiebers über die Öffnung der Rotornut ermöglichen, sodass der Deckschieber durch die einander zugewandten Schenkel der Polschuhe örtlich fixiert wird, und sodass der Deckschieber durch die Schenkel der Polschuhe auch bei Vorliegen von Fliehkräften (bis zum Erreichen einer bestimmten Grenz-Fliehkraft) in der Rotornut gehalten wird.The length of the segment along the longitudinal axis may correspond to the length of the rotor body (from the first to the second face). The spread of the segment in the circumferential direction can correspond to the distance between the two legs of the pole shoes facing one another, by which the opening of the rotor slot is delimited. The covering area can enable the cover slide to be slid over the opening in the rotor slot, so that the cover slide is fixed locally by the legs of the pole shoes facing one another, and so that the cover slide is held in place by the legs of the pole shoes even when centrifugal forces are present (until a certain limit centrifugal force) is held in the rotor groove.
Der Deckschieber umfasst ferner einen Eintauchbereich, der derart ausgebildet ist, dass sich der Eintauchbereich ausgehend von dem Abdeckbereich (in radialer Richtung) in die Rotornut erstreckt, wenn der Abdeckbereich die Öffnung der Rotornut bedeckt. Der Eintauchbereich kann Seitenwände aufweisen, die jeweils im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet sind, die durch die Längsachse und durch eine in radialer Richtung verlaufenden Radialachse aufgespannt wird.The cover slide also includes an immersion area, which is designed in such a way that the immersion area extends from the cover area (in the radial direction) into the rotor slot when the cover area covers the opening of the rotor slot. The immersion area can have side walls which are each arranged essentially in a plane which is spanned by the longitudinal axis and by a radial axis running in the radial direction.
Der Eintauchbereich kann sich entlang der Längsachse zumindest von der ersten bis zu der zweiten Stirnfläche des Rotorkörpers erstrecken. Fener kann der Eintauchbereich entlang der radialen Richtung (von dem Abdeckbereich zu der Rotationsachse des Rotorkörpers hin) eine bestimmte Eintauchtiefe aufweisen.The immersion area can extend along the longitudinal axis at least from the first to the second end face of the rotor body. Furthermore, the immersion area can have a certain immersion depth along the radial direction (from the covering area to the axis of rotation of the rotor body).
Der Deckschieber, insbesondere der Eintauchbereich des Deckschiebers, kann (zumindest in einem Bereich, der dafür vorgesehen ist, zwischen der ersten und der zweiten Stirnfläche des Rotorkörpers angeordnet zu werden) im Wesentlichen die Form eines (geraden) Prismas mit einer bestimmten Grundfläche aufweisen. Die Grundfläche kann z.B. eine Dreiecksform oder eine T-Form aufweisen.The cover slide, in particular the immersion area of the cover slide, can (at least in an area which is intended to be arranged between the first and the second end face of the rotor body) essentially have the shape of a (straight) prism with a specific base area. For example, the base may have a triangular shape or a T-shape.
Der Eintauchbereich des Deckschiebers kann ausgebildet sein, die Rotornut, in bzw. an der der Deckschieber angeordnet ist, entlang einer Trenneben, die durch die Längsachse und durch die Radialachse aufgespannt wird, in eine erste Hälfte und in eine zweite Hälfte zu unterteilen, wobei die erste Hälfte dem ersten Schenkelpol und die zweite Hälfte dem zweiten Schenkelpol zugewandt ist. In der ersten Hälfe der Rotornut können erste Windungen um den ersten Schenkelpol und in der zweiten Hälfte der Rotornut können zweite Windungen um den zweiten Schenkelpol angeordnet werden.The immersion area of the shroud slide can be designed to divide the rotor groove, in or on which the shroud slide is arranged, into a first half and a second half along a parting plane that is spanned by the longitudinal axis and the radial axis, with the first half facing the first salient pole and the second half facing the second salient pole. First windings can be arranged around the first salient pole in the first half of the rotor slot and second windings can be arranged around the second salient pole in the second half of the rotor slot.
Der Eintauchbereich kann ferner derart ausgebildet sein, dass von ausgehärteter Vergussmasse (z.B. von einem ausgehärteten Harz), mit der die mit dem Deckschieber abgedeckte Rotornut (im Wesentlichen vollständig) aufgefüllt ist, über den Eintauchbereich eine Rückhaltekraft gegen eine auf den Deckschieber wirkende Fliehkraft bewirkt wird (zusätzlich zu der Rückhaltekraft, die von den Schenkeln der Polschuhe der angrenzenden Schenkelpole bewirkt wird).The immersion area can also be designed in such a way that the hardened casting compound (e.g. of a hardened resin) with which the rotor groove covered with the cover slide is (essentially completely) filled causes a restraining force via the immersion area against a centrifugal force acting on the cover slide (in addition to the restraining force exerted by the shanks of the pole pieces of adjacent salient poles).
Der Eintauchbereich des Deckschiebers kann somit derart ausgebildet sein, dass der Eintauchbereich in der Rotornut mechanisch mit Vergussmasse interagieren kann, sodass der Deckschieber durch die Vergussmasse in der Rotornut gehalten wird, wenn Fliehkräfte auf den Deckschieber wirken. Zu diesem Zweck können die ein oder mehreren Seitenwände des Eintauchbereichs ein oder mehrere Einkerbungen und/oder Löcher aufweisen, in die Vergussmasse eingreifen kann, um den Deckschieber mechanisch in der Rotornut zu fixieren.The immersion area of the cover slide can thus be designed in such a way that the immersion area in the rotor groove can interact mechanically with casting compound, so that the cover slide is held in the rotor groove by the casting compound when centrifugal forces act on the cover slide. For this purpose, the one or more side walls of the immersion area can have one or more notches and/or holes into which the casting compound can engage in order to mechanically fix the cover slide in the rotor groove.
Es wird somit ein Deckschieber beschrieben, der ausgebildet ist, mechanisch mit der Vergussmasse einer Rotornut zu interagieren, sodass der Deckschieber durch die ausgehärtete Vergussmasse in der Rotornut zurückgehalten wird, und somit in effizienter und zuverlässiger Weise vor einem Herausschleudern aus der Rotornut geschützt ist. Insbesondere kann so bewirkt werden, dass der Deckschieber Fliehkräften ausgesetzt werden kann, die über die o.g. Grenz-Fliehkraft hinausgehen, ohne dass der Deckschieber aus der Rotornut herausgeschleudert wird.A cover slide is thus described which is designed to interact mechanically with the casting compound of a rotor slot, so that the cover slide is retained in the rotor slot by the hardened casting compound and is thus protected in an efficient and reliable manner from being thrown out of the rotor slot. In particular, this means that the cover slide can be exposed to centrifugal forces that go beyond the above-mentioned limit centrifugal force without the cover slide being thrown out of the rotor slot.
Der Eintauchbereich des Deckschiebers kann derart ausgebildet sein, dass der Eintauchbereich mit der ausgehärteten Vergussmasse in der Rotornut einen Formschluss bildet, durch den eine Bewegung des Deckschiebers in Fliehkraftrichtung blockiert wird, wenn der Deckschieber die Öffnung der Rotornut bedeckt. Zu diesem Zweck können ein oder mehrere Seitenwände des Eintauchbereichs jeweils eine Form aufweisen, die es ermöglicht, Vergussmasse in der Rotornut anzuordnen, durch die eine radial nach Außen gerichtete Bewegung des Deckschiebers blockiert wird. Beispielsweise kann eine Seitenwand ein oder mehrere Vorsprünge aufweisen, die derart angeordnet sind, dass zwischen dem jeweiligen Vorsprung und dem Abdeckbereich des Deckschiebers Vergussmasse angeordnet werden kann, durch die eine radial nach außen gerichtete Bewegung des jeweiligen Vorsprungs (aus der Rotornut heraus) blockiert wird. Durch die Bereitstellung eines Formschlusses zwischen dem Deckschieber, insbesondere dem Eintauchbereich des Deckschiebers, und der ausgehärteten Vergussmasse kann eine besonders zuverlässige Fixierung des Deckschiebers ermöglicht werden.The immersion area of the cover slide can be designed in such a way that the immersion area forms a form fit with the hardened casting compound in the rotor slot, which blocks movement of the cover slide in the direction of centrifugal force when the cover slide covers the opening of the rotor slot. For this purpose, one or more side walls of the immersion area can each have a shape that makes it possible to arrange potting compound in the rotor groove, by which a radially outward movement of the cover slide is blocked. For example, can a side wall have one or more projections, which are arranged in such a way that sealing compound can be arranged between the respective projection and the cover area of the cover slide, by which a radially outward movement of the respective projection (out of the rotor slot) is blocked. By providing a form fit between the cover slide, in particular the immersion area of the cover slide, and the hardened casting compound, a particularly reliable fixing of the cover slide can be made possible.
Insbesondere kann der Eintauchbereich ein oder mehrere Durchbrüche und/oder Aussparungen aufweisen, die ausgebildet sind, von der Vergussmasse durchdrungen zu werden, mit der die mit dem Deckschieber abgedeckte Rotornut aufgefüllt ist. Wie bereits weiter oben dargelegt, kann der Eintauchbereich eine erste Seitenwand aufweisen, die dem ersten Schenkelpol zugewandt ist, und eine zweite Seitenwand aufweisen, die dem zweiten Schenkelpol zugewandt ist, wenn der Abdeckbereich die Öffnung der Rotornut bedeckt. Die ein oder mehreren Durchbrüche können dann jeweils zwischen der ersten und der zweiten Seitenwand des Eintauchbereichs verlaufen.In particular, the immersion area can have one or more openings and/or recesses which are designed to be penetrated by the casting compound with which the rotor slot covered with the cover slide is filled. As discussed above, the immersion portion may have a first sidewall facing the first salient pole and a second sidewall facing the second salient pole when the cover portion covers the opening of the rotor slot. The one or more openings can then each run between the first and the second side wall of the immersion area.
Durch die Bereitstellung von ein oder mehreren Durchbrüchen in dem Eintauchbereich des Deckschiebers kann eine besonders zuverlässige Fixierung der Deckschiebers in der Rotornut ermöglicht werden. Ferner kann das Gewicht des Deckschiebers reduziert werden.By providing one or more openings in the immersion area of the cover slide, a particularly reliable fixation of the cover slide in the rotor groove can be made possible. Furthermore, the weight of the deck slide can be reduced.
Die einzelnen Durchbrüche können jeweils eine, durch den Eintauchbereich des Deckschiebers gebildete, vollständige Umrandung aufweisen. Die Vergussmasse kann dann in der Umrandung angeordnet werden, und somit den Eintauchbereich des Deckschiebers umschlingen. So kann eine besonders zuverlässige Fixierung des Deckschiebers in der Rotornut ermöglicht werden.The individual openings can each have a complete border formed by the immersion area of the cover slide. The casting compound can then be arranged in the border and thus wrap around the immersion area of the cover slide. A particularly reliable fixing of the cover slide in the rotor groove can thus be made possible.
In einem bevorzugten Beispiel weist der Deckschieber mehrere Durchbrüche in dem Eintauchbereich auf, die, insbesondere gleichmäßig, entlang der Längsachse (von der ersten bis zu der zweiten Stirnfläche des Rotorkörpers) hintereinander angeordnet sind. Der Deckschieber kann z.B. 2 oder mehr, oder 5 oder mehr, oder 10 oder mehr Durchbrüche aufweisen. So kann eine gleichmäßige und zuverlässige Fixierung des Deckschiebers ermöglicht werden.In a preferred example, the cover slide has a plurality of openings in the immersion area, which are arranged one behind the other, in particular uniformly, along the longitudinal axis (from the first to the second end face of the rotor body). For example, the cover slide can have 2 or more, or 5 or more, or 10 or more openings. In this way, a uniform and reliable fixing of the cover slide can be made possible.
Die Rotornut kann in radialer Richtung bezüglich der Rotationsachse des Rotors eine bestimmte Gesamttiefe aufweisen. Der Eintauchbereich kann dann entlang der radialen Richtung eine Eintauchtiefe aufweisen, die 20% oder mehr der Gesamttiefe ist. So kann eine besonders große Wirkfläche für eine zuverlässige Fixierung des Deckschiebers ermöglicht werden.The rotor groove can have a specific overall depth in the radial direction with respect to the axis of rotation of the rotor. The immersion area can then have an immersion depth along the radial direction that is 20% or more of the total depth. A particularly large effective surface can thus be made possible for reliable fixing of the cover slide.
Es wird somit ein Deckschieber zum Abdecken einer Rotornut eines Rotorkörpers eines Rotors einer elektrischen Maschine beschrieben, der einen Eintauchbereich aufweist, der derart ausgebildet ist, dass sich der Eintauchbereich ausgehend von dem Abdeckbereich in die Rotornut erstreckt, wenn der Abdeckbereich die Öffnung der Rotornut bedeckt, und der ein oder mehrere Durchbrüche aufweist, die ausgebildet sind, von Vergussmasse durchdrungen zu werden, mit der die mit dem Deckschieber abgedeckte Rotornut aufgefüllt ist. Ein derart ausgebildeter Deckschieber ermöglicht eine besonders zuverlässige Absicherung des Deckschiebers gegen Fliehkräfte.A cover slide is thus described for covering a rotor slot of a rotor body of a rotor of an electrical machine, which has an immersion area which is designed in such a way that the immersion area extends from the covering area into the rotor slot when the covering area covers the opening of the rotor slot, and which has one or more openings which are designed to be penetrated by casting compound with which the rotor slot covered with the cover slide is filled. A cover slide designed in this way enables the cover slide to be secured particularly reliably against centrifugal forces.
Der Deckschieber kann aus einem Kunststoff bestehen und/oder Kunststoff umfassen. Der Rotorkörper besteht typischerweise aus Metall, insbesondere aus Metallblechen.The cover slide can consist of a plastic and/or include plastic. The rotor body is typically made of metal, in particular metal sheets.
Der Deckschieber weist bevorzugt einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten auf, der höher als der thermische Ausdehnungskoeffizient des Rotorkörpers ist. Als Folge daraus kann das Fügen des Deckschiebers über der Öffnung einer Rotornut des Rotorkörpers bei einer relativ niedrigen ersten Temperatur (z.B. bei Raumtemperatur) erleichtert werden. Ferner kann durch eine Erhöhung der Temperatur (z.B. beim Befüllen der Rotornut mit Vergussmasse und/oder beim Betrieb des Rotors) bewirkt werden, dass die mechanische Verbindung zwischen dem Deckschieber und den Schenkeln der Polschuhe der angrenzenden Schenkelpole (insbesondere an den Profilen und komplementären Gegenprofilen) durch die stärkere Ausdehnung des Deckschiebers abgedichtet wird.The cover slide preferably has a thermal expansion coefficient that is higher than the thermal expansion coefficient of the rotor body. As a result, fitting of the shroud over the opening of a rotor slot of the rotor body at a relatively low first temperature (e.g., at room temperature) can be facilitated. Furthermore, an increase in temperature (e.g. when filling the rotor slot with casting compound and/or during operation of the rotor) can cause the mechanical connection between the cover slide and the legs of the pole shoes of the adjacent salient poles (in particular on the profiles and complementary counter-profiles) is sealed by the greater expansion of the cover slide.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Rotorkörper für einen Rotor einer elektrischen Maschine beschrieben. Der Rotorkörper umfasst einen ersten Schenkelpol und einen zweiten Schenkelpol durch den eine Rotornut begrenzt wird, die eine Öffnung zwischen den beiden Schenkelpolen aufweist. Des Weiteren umfasst der Rotorkörper einen Deckschieber, durch den die Öffnung abgedeckt wird. In entsprechender Weise kann der Rotorkörper jeweils einen Deckschieber für alle Rotornuten des Rotorkörpers aufweisen (z.B. für 2 oder mehr, oder 4 oder mehr, oder 6 oder mehr, oder 8 oder mehr Rotornuten). Die mit den einzelnen Deckschiebern bedeckten ein oder mehreren Rotornuten können jeweils mit einer (ausgehärteten) Vergussmasse aufgefüllt sein.According to a further aspect, a rotor body for a rotor of an electrical machine is described. The rotor body includes a first salient pole and a second salient pole defining a rotor slot having an opening between the two salient poles. Furthermore, the rotor body includes a cover slide, which covers the opening. Correspondingly, the rotor body can each have a cover slide for all rotor slots of the rotor body (e.g. for 2 or more, or 4 or more, or 6 or more, or 8 or more rotor slots). The one or more rotor slots covered with the individual cover slides can each be filled with a (hardened) casting compound.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Rotor für eine elektrische Maschine beschrieben, der den in diesem Dokument beschriebenen Rotorkörper umfasst.According to a further aspect, a rotor for an electric machine is described, the includes rotor body described in this document.
Der Rotorkörper umfasst typischerweise eine erste Stirnfläche und eine gegenüberliegende zweite Stirnfläche. Der Rotor kann einen ersten Wickelkopf von Rotorwindungen an der ersten Stirnfläche des Rotorkörpers und einen zweiten Wickelkopf von Rotorwindungen an der zweiten Stirnfläche des Rotorkörpers aufweisen. Ferner kann der Rotor ein erstes (zylinderförmiges und/oder topfförmiges) Abdeckbauteil aufweisen, das den ersten Wickelkopf an der ersten Stirnfläche des Rotorkörpers bedeckt, und ein zweites (zylinderförmiges und/oder topfförmiges) Abdeckbauteil aufweisen, das den zweiten Wickelkopf an der zweiten Stirnfläche des Rotorkörpers bedeckt. Durch die Abdeckbauteile können die Rotornuten an den Stirnflächen des Rotorkörpers abgedeckt werden, sodass ein abgeschlossener Hohlraum gebildet wird, der mit Vergussmasse aufgefüllt werden kann. So kann in effizienter Weise ein besonders zuverlässiger Rotor bereitgestellt werden.The rotor body typically includes a first face and an opposing second face. The rotor may have a first end turn of rotor windings on the first face of the rotor body and a second end turn of rotor turns on the second face of the rotor body. Furthermore, the rotor can have a first (cylindrical and/or cup-shaped) cover component, which covers the first end winding on the first end face of the rotor body, and a second (cylindrical and/or cup-shaped) cover component, which covers the second end winding on the second end face of the Rotor body covered. The rotor slots on the end faces of the rotor body can be covered by the cover components, so that a closed cavity is formed, which can be filled with casting compound. A particularly reliable rotor can thus be provided in an efficient manner.
Die einzelnen Deckschieber des Rotors können jeweils in axialer Richtung (entlang der Rotationsachse des Rotors) schwimmend zwischen dem ersten Abdeckbauteil und dem zweiten Abdeckbauteil gelagert sein. Zu diesem Zweck können die Außendurchmesser von Anschlagselementen der einzelnen Deckelemente einen geringeren Außendurchmesser aufweisen, als der Innendurchmesser der (kreiszylinderförmigen) Wand der Abdeckbauteile. Durch eine schwimmende Lagerung der Deckelemente können mechanische Spannungen in den Deckelementen reduziert werden, wodurch die Zuverlässigkeit des Rotors weiter erhöht werden kann.The individual cover slides of the rotor can each be mounted in a floating manner in the axial direction (along the axis of rotation of the rotor) between the first cover component and the second cover component. For this purpose, the outer diameter of stop elements of the individual cover elements can have a smaller outer diameter than the inner diameter of the (circular-cylindrical) wall of the cover components. Mechanical stresses in the cover elements can be reduced by a floating mounting of the cover elements, as a result of which the reliability of the rotor can be further increased.
Das erste Abdeckbauteil kann ein erstes ringförmiges (elastisches) Dichtelement aufweisen, das ausgebildet ist, die Rotornut an einer ersten Stirnseite des Deckschiebers (die an der ersten Stirnfläche des Rotorkörpers angeordnet ist) in axialer Richtung abzudichten. Ferner kann das zweite Abdeckbauteil ein zweites ringförmiges (elastisches) Dichtelement aufweisen, das ausgebildet ist, die Rotornut an einer zweiten Stirnseite des Deckschiebers (die an der zweiten Stirnfläche des Rotorkörpers angeordnet ist) in axialer Richtung abzudichten. So kann in effizienter Weise eine abgedichtete, schwimmende Lagerung der einzelnen Deckschieber bewirkt werden. Ferner kann so ein besonders zuverlässiges Auffüllen des Hohlraums mit Vergussmasse ermöglicht werden.The first cover member may include a first annular (elastic) sealing member configured to axially seal the rotor groove on a first end face of the shroud (which is located on the first end face of the rotor body). Furthermore, the second cover component can have a second annular (elastic) sealing element which is designed to seal the rotor groove on a second end face of the cover slide (which is arranged on the second end face of the rotor body) in the axial direction. In this way, a sealed, floating mounting of the individual cover slides can be effected in an efficient manner. Furthermore, a particularly reliable filling of the cavity with potting compound can be made possible in this way.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine elektrische Maschine, insbesondere eine (stromerregte) Synchronmaschine, beschrieben, die den in diesem Dokument beschriebenen Rotor umfasst.According to a further aspect, an electrical machine, in particular a (current-excited) synchronous machine, is described, which comprises the rotor described in this document.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein (Straßen-) Kraftfahrzeug (insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen oder ein Bus oder ein Motorrad) beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene elektrische Maschine zum Antrieb des Fahrzeugs umfasst.According to a further aspect, a (road) motor vehicle (in particular a passenger car or a truck or a bus or a motorcycle) is described which comprises the electric machine described in this document for driving the vehicle.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Abdecken einer Rotornut eines Rotorkörpers eines Rotors einer elektrischen Maschine beschrieben, wobei die Rotornut durch einen ersten Schenkelpol und durch einen zweiten Schenkelpol des Rotorkörpers gebildet und/oder begrenzt wird. Das Verfahren umfasst das Bedecken einer zwischen den beiden Schenkelpolen des Rotorkörpers gebildeten Öffnung der Rotornut mit einem Deckschieber, der wie in diesem Dokument beschrieben ausgebildet ist. Außerdem umfasst das Verfahren das Befüllen der mit dem Deckschieber abgedeckten Rotornut mit einer Vergussmasse.According to a further aspect, a method for covering a rotor slot of a rotor body of a rotor of an electrical machine is described, the rotor slot being formed and/or delimited by a first salient pole and by a second salient pole of the rotor body. The method comprises covering an opening of the rotor slot formed between the two salient poles of the rotor body with a cover slide designed as described in this document. The method also includes filling the rotor slot covered with the sliding cover with a casting compound.
Das Verfahren kann ferner zwischen dem Bedecken und dem Befüllen das Erhöhen der Temperatur des Deckschiebers und des Rotorkörpers umfassen, sodass das Befüllen bei einer zweiten Temperatur erfolgt, die höher (z.B. um 200°C oder mehr höher) als eine erste Temperatur (etwa Raumtemperatur) ist, bei der das Bedecken erfolgt. Das Bedecken kann somit bei einer relativ niedrigen Temperatur erfolgen, um ein effizientes Fügen des Deckschiebers an dem Rotorkörper zu ermöglichen. Andererseits kann das Befüllen bei einer relativ hohen Temperatur erfolgen, um ein besonders vollständiges Befüllen mit Vergussmasse zu ermöglichen (durch eine Verbesserung der Fließeigenschaften der Vergussmasse). Ferner kann durch die Erhöhung der Temperatur die Schnittstelle zwischen dem Deckscheiber und dem Rotorkörper für das Befüllen abgedichtet werden. So kann die Güte des hergestellten Rotors weiter erhöht werden.The method may further include, between the capping and the filling, raising the temperature of the cap slide and the rotor body so that the filling occurs at a second temperature that is higher (e.g., higher by 200°C or more) than a first temperature (approximately room temperature). is at which the covering occurs. The capping can thus be done at a relatively low temperature to enable efficient joining of the cap slide to the rotor body. On the other hand, the filling can take place at a relatively high temperature in order to enable a particularly complete filling with potting compound (by improving the flow properties of the potting compound). Furthermore, by increasing the temperature, the interface between the cover disk and the rotor body can be sealed for filling. In this way, the quality of the rotor produced can be further increased.
Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtungen, Verfahren und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtungen, Verfahren und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können j egliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtungen, Verfahren und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Ferner sind in Klammern aufgeführte Merkmale als optionale Merkmale zu verstehen.It should be noted that the devices, methods and systems described in this document can be used both alone and in combination with other devices, methods and systems described in this document. Furthermore, any aspects of the devices, methods and systems described in this document can be combined with one another in a variety of ways. In particular, the features of the claims can be combined with one another in many different ways. Furthermore, features listed in brackets are to be understood as optional features.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen
-
1a eine beispielhafte elektrische Maschine; -
1b ein beispielhaftes Statorblech (in einer Ansicht, bei der die Rotationsachse der elektrischen Maschine bzw. die Längsachse des Stators horizontal auf der Bildebene steht); -
1c einen aus Statorblechen zusammengesetzten Statorkörper (in einer Ansicht, bei der die Rotationsachse der elektrischen Maschine bzw. die Längsachse des Stators horizontal innerhalb der Bildebene verläuft); -
1d eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften Rotorkörpers; -
1e eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften Deckschiebers; -
2a eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften Deckschiebers mit Verankerungs-Aussparungen bzw. Durchbrüchen; -
2b eine Ansicht auf die Stirnfläche einer Rotornut, die mit einem Deckschieber bedeckt ist; -
2c eine perspektivische Schnittansicht einer Rotornut mit Deckschieber; und -
3 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Abdeckung einer Rotornut eines Rotors einer elektrischen Maschine.
-
1a an exemplary electric machine; -
1b an exemplary stator lamination (in a view in which the axis of rotation of the electrical machine or the longitudinal axis of the stator is horizontal on the image plane); -
1c a stator body composed of stator laminations (in a view in which the axis of rotation of the electrical machine or the longitudinal axis of the stator runs horizontally within the plane of the image); -
1d a perspective view of an exemplary rotor body; -
1e a perspective view of an exemplary deck slide; -
2a a perspective view of an exemplary cover slide with anchoring recesses or breakthroughs; -
2 B a view of the end face of a rotor groove, which is covered with a cover slide; -
2c a perspective sectional view of a rotor slot with cover slide; and -
3 a flowchart of an exemplary method for covering a rotor slot of a rotor of an electrical machine.
Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der effizienten und zuverlässigen Abdeckung der Rotornuten des Rotors einer elektrischen Maschine, insbesondere um die Zuverlässigkeit der elektrischen Maschine bei hohen Drehzahlen zu erhöhen. In diesem Zusammenhang zeigt
Die elektrische Maschine 100 umfasst einen Stator 110 mit mehreren Statorwicklungen 111, die an unterschiedlichen Winkelpositionen um die Rotationsachse des Rotors 120 herum angeordnet sind, und die eingerichtet sind, ein elektromagnetisches Drehfeld zu erzeugen. Der Stator 110 ist von einem Gehäuse 135 der elektrischen Maschine 100 umgeben.The
Des Weiteren umfasst die elektrische Maschine 100 den Rotor 120, der durch das von dem Stator 110 bewirkte Drehfeld angetrieben wird. Der Rotor 120 ist fest mit der von der elektrischen Maschine 100 angetriebenen Welle 101 verbunden (die mit der Rotorwelle des Rotors 120 verbunden sein kann oder die der Rotorwelle des Rotors 120 entspricht). Der Rotor 120 umfasst einen Rotorkörper 122.Furthermore, the
Der Rotor 120 einer elektrischen Maschine 100 kann als Rotorkörper 122 ein Eisenblechpaket (z.B. zusammengesetzt aus gegenseitig isolierten Blechen) aufweisen. In entsprechender Weise kann auch der Stator 110 aus einzelnen (gegenseitig isolierten) Statorblechen 150 (z.B. Eisenblechen) zusammengesetzt sein (wie beispielhafte in den
Wie in
Der Rotorkörper 122 weist eine zentrale Öffnung 123, insbesondere eine Bohrung, auf, in die eine Rotorwelle des Rotors 120 eingeführt werden kann. Die Rotorwelle kann an den Stirnflächen des Rotorkörpers 122 über jeweilige Lagerflächen drehbar gelagert werden, um eine Rotation des Rotors 120 zu ermöglichen.The
Zwischen zwei direkt benachbarten Schenkelpolen 124 der Rotorkörpers 122 wird jeweils eine Rotornut 125 gebildet, in der jeweils die Rotorwindungen der angrenzenden Schenkpole 124 angeordnet werden. Eine Rotornut 125 erstreckt sich dabei entlang der Längsachse von der ersten Stirnfläche 128 bis zu der gegenüberliegenden zweiten Stirnfläche 129 des Rotorkörpers 122. Der Rotorkörper 122 sowie die einzelnen Rotornuten 125 können von der ersten Stirnfläche 128 bis zu der zweiten Stirnfläche 129 jeweils eine bestimmte Gesamtlänge 127 aufweisen.Between two directly adjacent
Die Rotornut 125 zwischen zwei (in Umfangsrichtung) direkt benachbarten Schenkelpolen 124 weist an der von der Rotorwelle abgewandten Mantelfläche des Rotorkörpers 122 jeweils eine Öffnung 126 auf, wobei sich die Öffnung 126 entlang der Längsachse von der ersten Stirnfläche 128 bis zu der zweite Stirnfläche 129 des Rotorkörpers 122 erstreckt. In Querrichtung zu der Längsachse wird die Öffnung 126 durch (einander zugewandte) Schenkel 131 der Polschuhe 130 der beiden direkt benachbarten Schenkelpole 124 begrenzt.The
Zur Herstellung eines Rotors 120 können jeweils elektrisch leitende Windungen um die Schenkelpole 124 gewickelt werden, sodass in einer Rotornut 125 jeweils Windungen der zwei direkt benachbarten Schenkelpole 124 angeordnet sind. Nach Anordnen der Windungen können die Öffnungen 126 der einzelnen Rotornuten 125 jeweils mit einem Deckschieber bedeckt werden. Dabei kann ein Deckschieber von einer Stirnfläche 128 her zwischen die Schenkel 131 der Polschuhe 130 der zwei direkt benachbarten Schenkelpole 124 geschoben werden, um die Öffnung 126 abzudecken.In order to produce a
Der Abdeckbereich 186 kann seitliche Profile 183 aufweisen, die sich jeweils entlang der Längsachse von der ersten Stirnseite 181 bis zu der zweiten Stirnseite 182 des Abdeckbereichs 186 erstrecken. Dabei kann zum Einschieben des Deckschiebers 180 zwischen zwei Schenkeln 131 der Polschuhe 130 von zwei direkt benachbarten Schenkelpolen 124 ein erstes Profile 183 einem entsprechenden (komplementären) Gegenprofil 283 des ersten Schenkels 131 und das gegenüberliegende zweite Profil 183 einem entsprechenden (komplementären) Gegenprofil 283 des zweiten Schenkels 131 zugewandt sein. Die Gegenprofile 283 der Schenkel 131 und die entsprechenden Profile 183 des Deckschiebers 180 können dann ineinandergeschoben werden, sodass der aufgeschobene Deckschieber 180 zwischen den beiden Schenkeln 131 gehalten wird. Ein Profil 183 kann z.B. eine Feder aufweisen, die von der ersten Stirnseite 181 bis zu der zweiten Stirnseite 182 verläuft. Das komplementäre Gegenprofil 283 kann eine komplementäre Nut für diese Feder aufweisen. Alternativ kann das Gegenprofil 283 eine Feder und das Profil 183 die komplementäre Nut aufweisen. In dem in den
Der Deckschieber 180 kann ferner einen Eintauchbereich 185 aufweisen, der ausgehend von dem Abdeckbereich 186 in die Rotornut 125 eintaucht, wenn der Deckschieber 180 die Öffnung 126 der Rotornut 125 bedeckt. Der Eintauchbereich 185 kann sich entlang der Längsachse von der ersten Stirnseite 181 bis zu der zweiten Stirnseite 182 des Abdeckbereichs 186 erstrecken. Darüber hinaus kann der Eintauchbereich 185 an der ersten Stirnseite 181 und/oder an der zweiten Stirnseite 182 jeweils weiter entlang der Längsachse ausgedehnt sein (sodass der Eintauchbereich 185 in dem aufgeschobenen Zustand des Deckschiebers 180 über der ersten Stirnfläche 128 und/oder über der zweiten Stirnfläche 129 des Rotorkörpers 120 übersteht). Der überstehende Teil des Eintauchbereichs 185 kann dann z.B. zum Führen der Windungen an der jeweiligen Stirnfläche 128, 129 des Rotorkörpers 122 (d.h. an dem jeweiligen Wickelkopf) verwendet werden.The
Der Eintauchbereich 185 kann sich ausgehend von dem Abdeckbereich 186 in radialer Richtung (d.h. im Wesentlichen senkrecht zu der Abdeckfläche des Abdeckbereichs 186) zu der Rotationsachse des Rotorkörpers 122 hin erstrecken. Der Eintauchbereich 185 kann somit in radialer Richtung in die jeweilige Rotornut 125 eintauchen, wenn der Deckschieber 180 die Rotornut 125 bedeckt. Dabei kann der Eintauchbereich 185 eine bestimmte Eintauchtiefe in radialer Richtung aufweisen. Die Rotornut 125 kann z.B. ausgehend von der Mantelfläche des Rotorkörpers 122 (d.h. ausgehend von dem Außendurchmesser des Rotorkörpers 122) eine Gesamttiefe aufweisen. Die Eintauchtiefe des Eintauchbereichs 185 kann z.B. 20% oder mehr der Gesamttiefe sein. Andererseits kann die Eintauchtiefe ggf. auf 50% oder weniger der Gesamttiefe begrenzt sein.The
Wie bereits oben dargelegt, können in einer Rotornut 125, die durch einen ersten Schenkelpol 124 und durch eine direkt benachbarten zweiten Schenkelpol 124 begrenzt wird, erste Windungen um den ersten Schenkelpol 124 und zweite Windungen um den zweiten Schenkelpol 124 angeordnet sein. Der Eintauchbereich 185 des Deckschiebers 180 kann ausgebildet sein, zumindest bereichsweise eine Trennwand zwischen den ersten und den zweiten Windungen zu bilden.As already explained above, first windings around the first
Der Eintauchbereich 185 kann z.B. eine prismatische Form aufweisen, mit einer dreiecksförmigen Grundfläche. Die Grundfläche kann insbesondere die Form eines gleichschenkligen Dreiecks aufweisen. Dabei kann die (relativ schmale) Basis des Dreiecks an der Innenseite des Abdeckbereichs 186 angeordnet sein. Die (relative langen) Schenkel des Dreiecks können von dem Abdeckbereich 186 weg in die Rotornut 125 hineinragen. Durch einen derart geformten Eintauchbereich 185 kann eine besonders effiziente und zuverlässige Trennung zwischen den beiden Windungen in der Rotornut 125 bewirkt werden.For example, the
Der Eintauchbereich 185 kann eine erste Seitenfläche aufweisen, die im eingeschobenen Zustand des Deckschiebers 180 dem ersten Schenkelpol 124 der Rotornut 125 zugewandt ist, und kann eine gegenüberliegende zweite Seitenfläche aufweisen, die im eingeschobenen Zustand des Deckschiebers 180 dem gegenüberliegenden zweiten Schenkelpol 124 der Rotornut 125 zugewandt ist. Die beiden Seitenflächen können sich jeweils von der Innenseite des Abdeckbereichs 186 weg in die Rotornut 125 erstrecken. Ferner können sich die beiden Seitenflächen jeweils entlang der Längsachse erstrecken.The
Im Anschluss an die Anordnung der Deckschieber 180 an den Öffnungen 126 der entsprechenden Rotornuten 125 des Rotorkörpers 122 können die Hohlräume der abgedeckten Rotornuten 125 jeweils mit einer Vergussmasse aufgefüllt werden, um die Windungen in den einzelnen Rotornuten 125 örtlich zu fixieren.Following the arrangement of the cover slides 180 at the
Bei Betrieb des Rotors 120 stützt sich der Deckschieber 180 einer Rotornut 125 unter Fliehkraftbelastung an den angrenzenden Schenkpolen 124 ab. Dabei sinkt jedoch die Stützwirkung typischerweise mit zunehmender Drehzahl und/oder Betriebstemperatur, da sich der Rotor 120, insbesondere der Rotorkörper 122, konzentrisch an außen verformt und/oder da sich die Schenkel 131 der Polschuhe 130 nach außen verbiegen. Dies führt dazu, dass die Unterstützung des Deckschiebers 180 bei relativ hohen Drehzahlen verloren gehen kann, sodass der Deckschieber 180 aus dem Rotor 120 geschleudert wird.When the
Der Deckschieber 180 kann ein oder mehreren Durchbrüche 201 aufweisen, die entlang der Längsachse hintereinander angeordnet sind. Dabei können die Durchbrüche 201 entlang der Längsachse gleichmäßig verteilt sein.The
Die einzelnen Durchbrüche 201 weisen bevorzugt jeweils einen derart großen Querschnitt (senkrecht zu der Durchbruchsrichtung von der ersten zu der zweiten Seitenfläche) auf, dass sich in den einzelnen Durchbrüchen 201 Vergussmasse anordnen kann, wenn die Rotornut 125, in dem der Eintauchbereich 185 des Deckschiebers 180 angeordnet ist, mit Vergussmasse aufgefüllt wird. Als Folge daraus wird durch die ausgehärtete Vergussmasse bei Einwirken von Fliehkräften auf den Deckschieber 180 in den einzelnen Durchbrüchen 201 jeweils eine Rückhaltekraft bewirkt, durch die der Deckschieber 180 in der Rotornut 125 zurückgehalten wird. So kann in effizienter Weise ein Herausschleudern des Deckschiebers 201 aus der Rotornut 125 verhindert werden.The
Das Rotorbauteil 290 umfasst einen kreiszylinderförmigen (topfförmigen) Grundkörper 291, der auf der Welle 101 des Rotors 120 zentriert und geführt werden kann. Der Grundkörper 291 kann einen Hohlraum zur Aufnahme des Wickelkopfes an der jeweiligen Stirnfläche 128, 129 des Rotorkörpers 122 aufweisen.The
Ferner kann der Grundkörper 291 eine fest mit dem Grundkörper 291 verbundene (z.B. angespritzte), gummielastische (Elastomer-) Dichtung 292 aufweisen, die eine axiale Dichtfunktion des Deckschiebers 180 und des Rotorkörpers 122 gegenüber dem Rotorbauteil 290 bereitstellt. Somit ist der Rotor 120 sowohl über die seitlichen Profile 183 des Deckschiebers 180 und den entsprechenden Gegenprofilen 283 (mit der entsprechenden Gegenkontur) in den Schenkeln 131 des Rotorkörpers 122 als auch axial über die angespritzte Dichtung 292 gegen Austritt von Vergussmasse 220 beim Gießprozess und/oder gegen Einflüsse von außen im späteren Betrieb des Rotors 120 abgedichtet.Furthermore, the
Die (kreiszylinderförmige) Außenkontur der ein oder mehreren Anschlagelemente 187 des Deckschiebers 180 weist bevorzugt einen kleineren Außendurchmesser auf als der abgesetzte Innendurchmesser 293 des Rotorbauteils 290 (insbesondere des Grundkörpers 291), sodass der Deckschieber 180 unterhalb dieses Innendurchmessers 293 Bauraum-kollisionsfrei in axiale Richtung eintauchen kann. Es liegt somit bevorzugt eine sogenannte „schwimmende Lagerung“ des Deckschiebers 180 in axialer Richtung (zwischen den beiden Rotorbauteilen 290 an den beiden Stirnflächen 128, 129 des Rotorkörpers 122) vor.The (circular-cylindrical) outer contour of the one or
Der Grundkörper 291 kann, wie in
Die Dichtung 292 kann aufgrund ihrer gummielastischen Eigenschaften einen gewissen axialen Längenunterschied zwischen der Länge 127 des Rotorkörpers 122 und der Länge 184 des Deckschiebers 180 ausgleichen. Voraussetzung für eine solche axiale Abdichtung ist typischerweise, dass die Länge 184 des Abdeckbereichs 186 des Deckschiebers 180 weitestgehend (im Sinne von zulässigen Abweichungen in den Fertigungstoleranzen) der Gesamtlänge 127 des Rotorkörpers 122 entspricht.Due to its rubber-elastic properties, the
Es wird somit eine radiale Verankerung eines Deckschiebers 180 in dem Vollverguss eines Rotors 120 einer elektrischen Maschine 100, insbesondere einer stromerregten, Synchronmaschine, beschrieben. Es ist eine Aufgabe eines Deckschiebers 180 eine entsprechende Nut 125 des Schenkelpolrotors 120 zu verschließen, damit die Wicklungen und die Kavitäten des Rotors 120 mit Vergussharz 220 gefüllt werden können, um die Wicklungen zu stabilisieren.A radial anchoring of a
Der in diesem Dokument beschriebene Deckschieber 180 ist ausgebildet (insbesondere durch die Bereitstellung von ein oder mehreren Durchbrüchen 201) zumindest teilweise mit Vergussmasse 220 umschlugen und/oder teilweise in Vergussmasse 220 eingegossen zu werden. So kann bewirkt werden, dass der Deckschieber 180 bei Fliehkraftbelastung über einen Formschluss zurückgehalten wird, sodass der Deckschieber 180 zusätzlich gegen die auf den Deckschieber 180 wirkende Fliehkraft unterstützt wird.The
Ferner kann das Gewicht des Deckschiebers 180 durch die Aussparungen und/oder Durchbrüche 201 reduziert werden, wodurch die Fliehkraft, die auf den Deckschieber 180 selbst wirkt, reduziert werden kann. Als Folge daraus sinken auch die notwendigen Kräfte für ein Rückhalten des Deckschiebers 180.Furthermore, the weight of the
Des Weiteren kann als Grundmaterial des Deckschiebers 180 ein Material verwendet werden, das eine reduzierte Menge an festigkeitssteigernden Zuschlagsstoffen aufweist, wodurch die Kosten des Deckschiebers 180 reduziert werden können. Alternativ kann das Material für den Deckschieber 180 mit Zuschlagsstoffen angereichert werden, durch die der Wärmetransport verbessert werden kann.Furthermore, a material can be used as the base material of the
Das Verfahren 300 umfasst das Bedecken 301 der zwischen den beiden Schenkelpolen 124 des Rotorkörpers 122 gebildeten Öffnung 126 der Rotornut 125 mit einem Deckschieber 180, der wie in diesem Dokument beschrieben ausgebildet ist.The
Der Deckschieber 180 kann insbesondere einen Abdeckbereich 186 umfassen, der ausgebildet ist, die Öffnung 126 zwischen den beiden Schenkelpolen 124 des Rotorkörpers 122 zu bedecken. Der Abdeckbereich 186 kann zu diesem Zweck ein (aufgrund der Öffnung 126 ansonsten fehlendes) Segment der Mantelfläche des Rotorkörpers 122 bilden. Der Abdeckbereich 186 kann somit eingerichtet sein, die Mantelfläche des (zylinderförmigen) Rotorkörpers 122 im Bereich der von dem Deckschieber 180 bedeckten Öffnung 126 zu vervollständigen.In particular, the
Der Deckschieber 180 kann ferner einen Eintauchbereich 185 aufweisen, der derart ausgebildet ist, dass sich der Eintauchbereich 185 ausgehend von dem Abdeckbereich 186 (in radialer Richtung) in die Rotornut 125 erstreckt (insbesondere zu der Rotationsachse hin), wenn der Abdeckbereich 186 die Öffnung 126 der Rotornut 125 bedeckt. Dabei kann der Eintauchbereich 185 Seitenwände aufweisen, die bis zu einer bestimmten Eintauchtiefe ausgehend von der Öffnung 126 in die Rotornut 125 eintauchen.
Der Eintauchbereich 185 kann ferner derart ausgebildet sein, dass von ausgehärteter Vergussmasse 220, mit der die mit dem Deckschieber 180 abgedeckte Rotornut 125 aufgefüllt ist, über den Eintauchbereich 185 (insbesondere über eine mechanische Verbindung zwischen dem Eintauchbereich 185 des Deckschiebers 180 und der ausgehärteten Vergussmasse 220) eine Rückhaltekraft gegen eine auf den Deckschieber 180 wirkende Fliehkraft bewirkt wird. Zu diesem Zweck kann der Eintauchbereich 185 ein oder mehreren Durchbrüche 201 in den Seitenwänden des Eintauchbereichs 185 aufweisen, die mit Vergussmasse 220 aufgefüllt werden können.The
Der Eintauchbereich 185 kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass durch das Auffüllen der Rotornut 125 mit Vergussmasse 220 ein Formschluss zwischen dem Eintauchbereich 185 und der ausgehärteten Vergussmasse 220 gebildet werden kann, sodass durch den Formschluss eine Rückhaltekraft gegen eine auf den Deckschieber 180 wirkende Fliehkraft bewirkt wird. Zu diesem Zweck kann der Eintauchbereich 185 eine Form aufweisen (z.B. Einkerbungen und/oder Löcher in den Seitenwänden) durch die ein Formschluss mit ausgehärteter Vergussmasse 220 gebildet wird, wenn der Deckschieber 180 eine mit Vergussmasse 220 aufgefüllte Rotornut 125 bedeckt.In particular,
Das Verfahren 300 umfasst ferner das Befüllen 302 der mit dem Deckschieber 180 abgedeckten Rotornut 125 mit einer Vergussmasse 220 (z.B. mit einem Harz). Die Vergussmasse 220 kann aushärten, sodass daraufhin der Deckschieber 180 durch die ausgehärtete Vergussmasse 220 (insbesondere durch einen Formschluss mit der ausgehärteten Vergussmasse 220) bei radial wirkenden Fliehkräften an der Öffnung 126 der Rotornut 125 gehalten wird. Das Verfahren 300 kann somit umfassen, Bilden eines Formschlusses zwischen dem Deckschieber 180 und der Vergussmasse 220 (durch Aushärten der Vergussmasse 220 und/oder durch Verwenden eines dafür geeignet geformten Deckschiebers 180).The
Im Rahmen des Verfahrens 300 kann der Deckschieber 180 bei einer bestimmten ersten Temperatur (z.B. bei Raumtemperatur) über der Öffnung 126 der Rotornut 125 angeordnet werden, um die Rotornut 125 abzudecken. Insbesondere können die Profile 183 des Deckschiebers 180 bei der ersten Temperatur in die Gegenprofile 283 der Schenkel 131 eingebracht werden, die der Rotornut 125 zugewandt sind.As part of the
Der Deckschieber 180 kann einen anderen (insbesondere einen höheren) thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, als der Rotorkörper 122. Im Rahmen des Verfahrens 300 kann im Anschluss an das Bedecken 301 die Temperatur des Deckschiebers 180 und des Rotorkörpers 122 auf eine zweite Temperatur erhöht werden, die höher als die erste Temperatur ist. Als Folge daraus dehnt sich der Deckschieber 180 stärker aus als der Rotorkörper 122, so dass die Nut/Feder-Verbindungen (an den Profilen 183 und Gegenprofilen 283) zwischen dem Deckschieber 180 und den Schenkeln 131 abgedichtet werden. Als Folge daraus kann in zuverlässiger Weise vermieden werden, dass beim Befüllen 302 der Rotornut 125 Vergussmasse 220 an dem Deckschieber 180 vorbei aus der Rotornut 125 gepresst wird. Ferner können durch die erhöhte Temperatur des Rotorkörpers 122 und des Deckschiebers 180 die Fließeigenschaften der Vergussmasse 220 verbessert werden, um ein besonders vollständiges Befüllen 302 der Rotornut 125 zu bewirken.The
Durch die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen kann eine besonders effiziente und zuverlässige Abdeckung der Nuten 125 des Rotors 120 einer elektrischen Maschine 100 bewirkt werden, wodurch die Kosten und das Gewicht der elektrischen Maschine 100 reduziert und die Zuverlässigkeit der elektrischen Maschine 100 erhöht werden können.The measures described in this document make it possible to cover the
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur beispielhaft das Prinzip der vorgeschlagenen Vorrichtungen, Verfahren und Systeme veranschaulichen sollen.The present invention is not limited to the exemplary embodiments shown. In particular, it should be noted that the description and the figures are only intended to illustrate the principle of the proposed devices, methods and systems by way of example.
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102022102023.1A DE102022102023A1 (en) | 2022-01-28 | 2022-01-28 | Cover slide and method of covering a rotor slot |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102022102023.1A DE102022102023A1 (en) | 2022-01-28 | 2022-01-28 | Cover slide and method of covering a rotor slot |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102022102023A1 true DE102022102023A1 (en) | 2023-08-03 |
Family
ID=87160665
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102022102023.1A Pending DE102022102023A1 (en) | 2022-01-28 | 2022-01-28 | Cover slide and method of covering a rotor slot |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102022102023A1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013110580A1 (en) | 2012-01-26 | 2013-08-01 | Continental Automotive Gmbh | Rotor for a rotating electrical machine and electric motor |
US20170353092A1 (en) | 2016-06-03 | 2017-12-07 | Hyundai Motor Company | Wound rotor synchronous motor for vehicle |
DE102017218111A1 (en) | 2016-10-17 | 2018-04-19 | Hyundai Motor Company | drive motor |
DE102018130475A1 (en) | 2018-11-30 | 2020-06-04 | Valeo Siemens Eautomotive Germany Gmbh | Rotor with a winding for an electrical machine |
-
2022
- 2022-01-28 DE DE102022102023.1A patent/DE102022102023A1/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013110580A1 (en) | 2012-01-26 | 2013-08-01 | Continental Automotive Gmbh | Rotor for a rotating electrical machine and electric motor |
US20170353092A1 (en) | 2016-06-03 | 2017-12-07 | Hyundai Motor Company | Wound rotor synchronous motor for vehicle |
DE102017218111A1 (en) | 2016-10-17 | 2018-04-19 | Hyundai Motor Company | drive motor |
DE102018130475A1 (en) | 2018-11-30 | 2020-06-04 | Valeo Siemens Eautomotive Germany Gmbh | Rotor with a winding for an electrical machine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2244806C2 (en) | Dynamo-electric machine | |
EP0532526B1 (en) | Process for the manufacture of the stator of an electrical machine, preferably a three-phase alternator | |
EP1805876B1 (en) | Method for sheathing an armature for electric machines | |
EP2807728A1 (en) | Rotor for a rotating electric machine | |
DE102018130471A1 (en) | Rotor with a conductor for an electric motor | |
DE102019205101A1 (en) | Method for manufacturing an electromechanical component | |
DE20308665U1 (en) | Internal rotor electric motor | |
DE102017126143A1 (en) | EC motor with potted armature shaft | |
EP0175798B1 (en) | Device and method to adjust the axial play between rotor and bearings fixed to the stator of an electric motor | |
DE102010030877A1 (en) | Pole tooth for use in e.g. stator of electromotor, has pole foot comprising supporting surface at side facing winding, where winding and/or insulating envelope are supported at supporting surface | |
DE2056640B2 (en) | METHOD OF FASTENING THE BEARING BRACKETS TO THE STATOR OF AN ELECTRICAL MACHINE | |
DE102019206894B4 (en) | Electric machine | |
DE102020215746A1 (en) | Electrical machine with a slot closure element | |
DE102022102023A1 (en) | Cover slide and method of covering a rotor slot | |
DE2447155A1 (en) | ELECTRIC MOTOR AND METHOD OF ITS MANUFACTURING | |
DE102022129702A1 (en) | Casting body and method for introducing casting compound into a rotor of an electrical machine | |
DE102012206039A1 (en) | Electric machine e.g. electromotor for driving motor car, has tubular insulators partially enclosing coil, comprising seam that extends in winding direction and consisting of unstable material, where insulators do not carry coil | |
DE3130595A1 (en) | Slipring arrangement | |
EP1708316B1 (en) | Method for manufacturing an assembly consisting of commutator, axe and rotor of an electrical machine | |
DE102020117740A1 (en) | Stator and method for manufacturing a stator of an electrical machine | |
DE102022100844B4 (en) | Slip ring module with line duct sealing, and method for producing a slip ring module | |
DE102022130317A1 (en) | Winding support and method for supporting the windings of a rotor of an electrical machine | |
DE102022107828A1 (en) | Rotor body with cover slide to cover a rotor groove | |
DE102022129610A1 (en) | Slotted wedge for cooling the rotor of an electrical machine | |
DE102022101650A1 (en) | Rotor with two-part bearing seat |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified |